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类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种慢性、对称性、多关节炎，造成关节软骨、骨和肌腱的破坏，最终导致关节畸形及功能丧失。X线是在RA中应用时间最长的影像学技术，近年来随着超声及磁共振技术的发展，后两者在RA的诊断和评估中发挥了越来越重要的作用。除了对关节的影像学评价以外，对RA常见的内脏损伤——间质性肺疾病来说，肺CT是主要的评价手段，而超声在间质性肺疾病的评估中也有一定的帮助。
X线主要用于评估关节骨侵蚀情况。在诊断初应完善双手、腕和/或双足X线，以及其他受累关节的X线检查。RA的X线早期表现为关节周围软组织肿胀、关节周围骨质疏松，进而逐渐出现关节间隙狭窄、骨侵蚀、关节融合（图6-1）。根据关节破坏的严重程度可将X线改变分为Ⅰ～Ⅳ期，分期越高越严重。但X线为重叠影像，对早期病变不敏感，且无法分辨软组织病变类型，不能反映关节炎症状态，已经不能满足对疾病早期诊断、治疗达标的需求。
图6-1 类风湿关节炎患者双手腕X线影像，箭头所指为骨侵蚀伴关节间隙狭窄，部分关节融合
肌肉骨骼超声近年来被广泛应用于RA的诊疗中，超声可以很好地分辨软组织病变，可以发现更多临床查体无法发现的关节炎症；同时，探查骨侵蚀的灵敏度也显著高于普通X线，在RA的早期诊断、疾病活动度监测、预测疾病复发等方面均扮演着越来越重要的角色。不仅如此，超声还可以引导关节腔穿刺及滑膜活检。
在RA中，超声下可发现的病变包括滑膜增生、积液、肌腱及腱鞘病变、滑囊炎、骨侵蚀等。滑膜增生是RA中最重要的病理表现，超声可以从灰阶和多普勒两个层面来评价，临床中多采用半定量评价标准。超声发现的滑膜增生以灰阶评分（grey scale，GS）来表示，分为0～3级，0分代表无滑膜增生，评分越高滑膜增生程度越重。类似的，多普勒超声发现的血流信号以能量多普勒评分（power Doppler，PD）或彩色评分（color scale，CS）来表示，分为0～3级，0分代表无血流信号，评分越高血流信号越多，提示炎症越重（图6-2）。随着超声等技术的应用，传统观念逐渐被更新，肌腱病变并不是脊柱关节炎所特有的，腱鞘炎、肌腱炎、滑囊炎等病变在RA中亦可以见到，其中腱鞘炎也有相对应的超声评价体系，与滑膜炎评分类似。虽然超声探查骨侵蚀的灵敏度较X线大大提高，但是超声呈现的是单一二维影像，不能体现病变全貌，且受操作者水平影响，不仅如此，超声发现的一些骨侵蚀在正常人中亦可出现，故临床中对于骨侵蚀的判断仍以X线为准。在间质性肺疾病中，超声下大量B线的出现对诊断具有一定帮助。
图6-2 类风湿关节炎患者腕部纵向扫描，箭头所指为滑膜增生及多普勒血流信号
磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）对软组织的分辨性能更佳，在RA中可以发现滑膜炎、积液、肌腱/腱鞘病变、滑囊炎、骨侵蚀等，还可以发现一些亚临床滑膜炎，且对骨侵蚀的灵敏度优于普通X线。与超声相比，MRI具有以下优势：
1.因为声波无法穿透骨面，所以超声无法探查骨面下的病变，而MRI可以清晰地显示骨髓内病变。在RA中最常见的就是骨髓水肿（图6-3），骨髓水肿是骨侵蚀的独立危险因素，同时亦可以作为预测早期RA的一项指标。
2.MRI可以提供多个连续层面的断层影像，对骨侵蚀等病变的判断更为准确。
3.对于RA少见的受累关节——寰枢关节，由于病变深在，超声波不易穿透成像，MRI的优势更为明显。
4.超声是依赖检查者的实时影像学手段，而MRI可通过阅片进行判读。
另一方面，MRI也有一些缺点，限制了其在临床中的广泛应用：①判断滑膜炎时需要进行钆增强扫描，而对钆过敏或肾功能不全的患者无法进行增强扫描；②MRI检查相对超声费用高、检查费时长，难以在临床随访中规律复查；③有密闭恐惧症的患者无法耐受MRI检查。
图6-3 类风湿关节炎患者腕部冠状位扫描T 2 抑脂序列，箭头所指为骨髓水肿
计算机体层成像（computed tomography，CT）与X线的成像原理一致，而灵敏度大大提高，提供连续断层影像，是检测骨侵蚀的金标准。但临床应用中因CT具有辐射，对软组织分辨率差，在RA中并不常规用于关节的评估。CT主要应用于RA相关间质性肺疾病的诊断及随访。
脊柱关节炎（spondyloarthritis，SpA）是一组以肌腱炎、附着点炎、骨炎为基本病理改变，以关节炎为主要表现并可伴随关节外受累的自身免疫性炎症性疾病。根据疾病受累范围、病因等因素，SpA可分为强直性脊柱炎、非放射学中轴型SpA、外周型脊柱关节炎、银屑病关节炎、炎性肠病关节炎、反应性关节炎、幼年型特发性关节炎-肌腱附着点炎型等。出现放射学改变的中轴型SpA患者中大约1/4会逐渐发展成脊柱强直，除银屑病关节炎外，多数外周型SpA不会像类风湿关节炎一样导致骨质破坏。影像学技术对于发现SpA的多种病理改变并进行量化评价、监测疗效具有重要价值。随着对SpA诊治观念的不断更新，影像学指标不仅被纳入了中轴/外周型SpA的分类标准，也被作为指导SpA治疗、评价预后的重要依据。
X线、CT、MRI及超声等影像技术对SpA的诊治具有一定的应用价值。X线能够发现骨质破坏及关节强直等慢性SpA病变，但无法反映早期病变；CT比X线能更为清晰地显示复杂的关节病变，如关节间隙的侵蚀，但对于肌腱、滑膜、附着点等部位的分辨率不高；超声技术无法探测骨髓病变，但对于外周关节的肌腱附着点炎、肌腱/腱鞘炎、滑膜炎具有较高的灵敏度和特异度，是十分便捷且可靠的辅助影像评估方法；MRI是唯一能够准确评价SpA活动性炎症——骨髓改变的影像技术，MRI显示的病变中，骨髓水肿对于诊断SpA具有极高的特异度，而脂肪化生/回填与韧带骨化/骨性强直和不良预后存在密切的关联。
在外周关节，SpA的典型病理改变是肌腱端炎，也可出现滑膜炎。对于活动性炎症，X线仅能观察到软组织肿胀，不能进一步分辨具体炎症的解剖结构和类型；随着炎症迁延，局部出现韧带骨化，X线可以显现出韧带骨赘，此类改变常见于髌腱、跟腱、跖筋膜（图6-4）。以银屑病关节炎为代表的一些SpA还会造成骨质破坏或强直，X线可以表现为骨侵蚀、关节间隙狭窄或骨性融合（图6-5）。
图6-4 脊柱关节炎的肌腱端骨赘，分别位于跖筋膜（箭头）及跟腱（星号）
图6-5 银屑病关节炎手部X线影像，可见远端指间关节软组织肿胀（箭头）及关节间隙狭窄（星号）
SpA累及中轴时，主要X线表现为骶髂关节炎和脊柱强直。在疾病的不同阶段，中轴型SpA的骶髂关节X线呈现不同改变。在骶髂关节炎早期时，病变局限于骨内且尚未造成骨质破坏或间隙改变，X线检查不能观察到异常。随着疾病发展，逐渐出现骨质破坏、关节间隙改变，到自然进程的终末，发生关节强直，X线检查可以观察到关节面不规整、间隙变窄、假性增宽、关节融合等改变，其中假性增宽是由于局部出现巨大骨侵蚀所造成的假象。强直性脊柱炎的骶髂关节X线可以分为5级（图6-6）：0级，正常；1级，可疑异常；2级，轻度异常，关节间隙无改变，伴有局限性骨侵蚀或硬化；3级，明确异常，提示中度或更严重的骶髂关节炎，可以观察到一处或多处侵蚀、硬化、关节间隙增宽或变窄，以及部分强直；4级，关节完全强直。
脊柱受累的主要X线改变包括：椎体方形改变，由于椎体角炎症、侵蚀导致侧位椎体呈现方形改变；韧带骨赘形成、椎体强直，晚期强直性脊柱炎的典型X线改变为竹节样变（图6-7、图6-8））。
X线检查评价SpA的主要局限包括：敏感性不足，无法显示疾病早期改变；分辨率不高，成像质量受到软组织、肠道条件干扰，尤其在扫描胸椎和骶髂关节时，受到较多上述因素干扰。
当X线发现椎体广泛韧带骨赘形成时，需要特别注意与弥漫性特发性骨肥厚（diffuse idiopathic osteohypertrophy，DISH）相鉴别，该病为原因不明的一种椎体退行性病变，与SpA的最大区别在于DISH通常不伴有骶髂关节病变。
图6-6 骶髂关节X线分级
A.正常X线片；B.1级和2级；C.3级；D.4级（箭头所示）。
图6-7 强直性脊柱炎椎体X线改变：椎体角硬化（虚线箭头），韧带骨赘（箭头），椎体呈现竹节样改变
图6-8 晚期强直性脊柱炎椎体X线改变，呈竹节样改变
基本成像原理与X线相同，CT扫描的优势在于能够更清晰地显示骨骼的结构改变。但由于电离辐射更高，临床上不常规选择CT用于SpA的评价。CT检查能够显示早期SpA的骶髂关节骨质侵蚀，CT上表现为虫蚀样改变（图6-9）。
CT扫描同样只能显示结构改变，无法反映骨炎、附着点炎等活动性病变。此外，CT扫描的电离辐射高于X线片。
MRI检查具有组织分辨率高的特点。由于在T 2 抑脂MRI上，只有液体表现为高信号，而炎症正是以水肿为特点，所以通过T 2 抑脂MRI扫描，可以清晰地观察到中轴或外周关节的炎性水肿信号，使得MRI成为唯一可以清晰反映SpA骨髓炎症的影像检查技术（图6-10）。在MRI上，外周关节的滑膜炎、附着点炎、肌腱炎、腱鞘炎均可得到显现，附着点部位的骨髓水肿提示局部存在附着点炎，是活动性SpA的特征性改变。MRI同样可以显示骨质破坏和骨赘形成。
图6-9 脊柱关节炎的计算机体层成像，可见关节面虫蚀样改变（箭头）
图6-10 脊柱关节炎的T 2 抑脂像：可以观察到双侧骶髂关节面下骨髓水肿信号
在中轴关节，SpA的活动性炎症在MRI上表现为骨髓水肿，主要分布在骶髂关节的关节面下或椎体角（图6-11）。炎症消退后，大多会转化为脂肪信号，称为脂肪沉积/回填。晚期强直性脊柱炎患者的MRI可以观察到韧带骨赘形成和骨性强直（图6-12）。
MRI是在SpA诊治中最有价值的检查手段，不仅可以协助诊断，同时能够用于指导治疗及评价疗效。
图6-11 脊柱关节炎脊柱矢状位T 2 抑脂像：第二腰椎椎体角骨髓水肿
图6-12 脊柱关节炎脊柱矢状位T 1 像：第二及第三腰椎前缘间骨性强直
受到检测原理及解剖结构等因素的影响，超声技术更适用于检测外周关节病变，对于作为中轴关节的骶髂关节、椎体及骶髂关节等部位病变的评估价值有限。关节超声可以敏感地发现肌腱端的炎症。灰阶超声检查可见肌腱/韧带与骨的附着部位增厚，正常的纤维组织信号消失，代之以肌腱端异常低回声；能量多普勒显示肌腱周围及肌腱附着点处血流信号，另外还可以出现韧带骨化、附着点处骨质侵蚀（图6-13）。
SpA的腱鞘部位经常可以检测到腱鞘炎症，超声表现包括：腱鞘增生性炎症、肌腱纤维走行紊乱、失去正常肌腱的纤维回声（fibrillar echotexture）及部分或完全撕裂，伴有肌腱周围液性暗区以及肌腱周围的异常血流信号，而相邻软组织也可以出现肿胀及回声减弱（图6-14）。
图6-13 跟腱附着点炎伴跟骨骨侵蚀
AT.跟腱；C.跟骨。
图6-14 胫骨后肌腱鞘炎
TP.胫骨后肌肌腱；MM.内踝。
SpA的滑膜炎症也可以通过超声检测。除上述关节病变外，超声技术还可以对SpA的一些关节外病变进行评估，如对银屑病关节炎患者的皮损部位厚度、指甲病变等，这些检查也可以为判断病情提供有价值的提示。
痛风是嘌呤代谢紊乱和/或尿酸排泄减少引起的一种晶体性关节炎。急性发作期表现为关节内和/或关节旁软组织的红、肿、热、痛，慢性期可以出现持续的外周关节炎，伴有痛风石和骨侵蚀。影像学检查可以发现尿酸盐沉着于关节或其他软组织的征象，辅助临床诊断，还能评价炎症程度和结构破坏，相比有创性的穿刺操作而言，是更经济、便捷的选择。
近些年来，新型影像学术技术如超声、双能CT（DECT）、磁共振成像（MRI）在痛风领域中的应用越来越多，甚至改变了诊断标准和治疗指南。
X线对发现骨结构破坏的特异度高，但灵敏度低，且不能显示软组织炎症。早期痛风的X线片检查多为正常，长病程患者可能在X片上发现具特异性的病变，如典型的关节区或关节旁的穿凿样骨侵蚀病变（图6-15），因此，X线片在痛风诊断中的价值很低，但可用于评价长病程患者骨结构的改变。
超声技术敏感、价廉、便捷、无辐射，能进行动态检查，近年越来越受推崇。急性期可发现关节腔积液、滑膜炎，反复发作的关节可出现明显的骨侵蚀。与类风湿关节炎不同的是，痛风中的骨侵蚀常位于关节旁而非关节面。2015年OMERACT（Outcome Measures in Rheumatology）组织就超声下痛风的几类特征性病变发布了国际共识，包括双轨征、痛风石、聚集体、骨侵蚀（图6-16）。双轨征常见于关节软骨表面，痛风石常出现在跖趾关节内侧或背侧，亦可出现在其他关节周围、皮下组织等部位。这两类病变是尿酸盐沉积的证据。
2015年ACR/EULAR发布的痛风分类标准（《2015 gout classification criteria：an ACR/EULAR collaborative initiative》）中，超声显示的双轨征是尿酸盐沉积的有力证据，可评4分。《2016中国痛风诊疗指南》也推荐，对临床表现不典型的疑似痛风患者，可考虑超声检查受累关节及周围肌腱与软组织以辅助诊断。
图6-15 足X线片，箭头示第一跖骨头穿凿样改变，周围高密度影为痛风石
图6-16 尿酸盐结晶在不同组织中的超声表现
A.箭头示股骨髁软骨的双轨征；B.箭头示髌腱内部的聚集体；C.箭头示第一跖趾关节内的痛风石；D.箭头示第一跖骨骨皮质表面的不连续即侵蚀。p.髌骨；pp.近端趾骨；m.跖骨；t.髌腱。
痛风患者经过有效的降尿酸治疗后，可以观察到双轨征消失，因此超声可间接反映体内尿酸池水平的变化。但痛风石的形态不规则，而超声常规采集的是二维图像，虽然可以在一定程度上反映其大小的变化，但以某个层面的径线作为衡量痛风石体积的变化不够准确，重复性也欠佳。
超声可以快捷地鉴别不同类型的晶体沉积病。尽管痛风与二羟焦磷酸钙沉积病的临床表现近似，但焦磷酸钙结晶沉积在软骨内部，而尿酸盐结晶沉积于软骨表面。
此外，超声还可用于引导穿刺，获取滑液及关节腔内注射药物。
双能CT（dual energy CT，DECT）是应用2个互相垂直的X线发射管和相应的探测器，同时在2个能量级别（80kVp和140kVp）上采集图像信息，后期使用3D技术分析和赋色，从而将不同性质的晶体和软组织区分开（图6-17）。在急性痛风关节炎患者中，DECT对尿酸盐结晶的灵敏度为78%～100%，特异度为89%～93%。DECT可发现亚临床痛风石。在对比多个影像学技术的研究中，DECT常作为金标准。
但是，DECT中的伪像十分常见，关节或关节周围有彩色编码的尿酸结晶可作为阳性扫描结果，甲床和皮肤的、直径1mm以下的、移动的、射束硬化的，以及人造血管上的尿酸盐沉积，则不能作为阳性证据。
2015年ACR/EULAR发布的痛风分类标准中，双能CT显示的尿酸盐沉积在影像学检查中与超声的地位等同，评4分。《2016中国痛风诊疗指南》推荐，对血尿酸正常的痛风疑似患者，在医院有相关设备和条件的情况下，可考虑使用双能CT进行辅助诊断。
DECT采集的是三维影像数据，可以直观显示痛风石的大小和位置，后期可通过特定的软件自动识别并计算痛风石的体积。尽管敏感，但不可避免的电离辐射、偏高的费用、一次检查不能涵盖多个关节区等缺陷，使其应用受到一定的限制，亦不能成为常规的随访手段。
图6-17 足双能计算机体层成像，绿色为尿酸盐结晶
图6-18 足磁共振成像
A.T 1 加权像；B.T 2 加权抑脂像。箭头所示为痛风石。
MRI不仅可显示尿酸盐晶体和其他关节内的炎症信息，还能在早期发现骨质破坏。典型的痛风石在T 1 加权像中显示为低信号，而在T 2 加权像中显示为中等至高信号，提示晶体周围或内部存在炎症（图6-18）。痛风石的形态、大小变异较大，呈现为单个或聚集的结节或团块。以DECT作为检查痛风石的金标准时，MRI的灵敏度为63%，特异度为98%。将超声与MRI进行对比的研究不多，国外一项研究发现超声与MRI在痛风石的探查方面一致性很好，但在判断痛风石的大小方面则存在一定的差异。
MRI对某些特殊解剖部位的检查比超声更有优势，如脊柱周围、骶髂关节、骨盆等少见和深在部位的痛风石，并可通过穿刺证实，从而与感染、肿瘤等其他病因鉴别。
然而，鉴于MRI操作的复杂性和昂贵的价格，MRI仅用于罕见的痛风病例，目前也没有任何分类或诊断标准将其纳入。
MRI可显示痛风石的轮廓，但测量时需要操作者进行手工描画，因此可重复性受到影响，其昂贵的价格也不适用于临床常规应用。
综上所述，新型影像学技术如超声和DECT对于探查痛风病变的灵敏度和特异度均较高，超声的性价比相对更高，二者发现的尿酸盐沉积可作为分类标准中的计分项目。超声在痛风石大小的测量方面重复性偏差，未来可能通过三维探头和软件技术实现精准测量，应用前景值得期待。
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骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种常见于老年人的关节退行性疾病，是世界范围内最常见的关节疾患，60岁以上的老年人中超过10%的男性和18%的女性均受到骨关节炎的困扰。其特征包括关节软骨的退变、边缘骨质增生、软骨下硬化及滑膜和关节腔系列的生化和形态学改变。常用的影像学检查方法如下：
1.传统的X线
是骨关节炎最常用的影像学检查方法，也是诊断的金标准。在显示关节间隙狭窄、关节面硬化和变形、骨质增生、关节面下囊性变、关节内游离体、钙化、骨质疏松等方面具有相当的价值（图6-19），并且价格便宜、操作简便、易普及，在临床及医学研究中占据非常重要的地位。目前最常用的是Kellgren-Lawrence和国际骨关节炎研究学会（Osteoarthritis Research Society International，OARSI）的骨关节炎X线评分体系。但X线也有其局限性：首先它不能检测局部软骨损伤，因此不适合骨关节炎的早期检测，且无法检测滑膜炎症、积液、韧带、半月板及骨髓病变。膝关节间隙的判断可能受软骨厚度、半月板位置及X线拍摄质量的影响。此外，骨关节炎多进展缓慢，X线不利于监测疾病进展。
图6-19 膝骨关节炎患者的X线，可见髁间嵴、关节边缘骨质增生，关节内侧间隙变窄
2.MRI
在三维结构上检测关节及关节周围组织，分辨率高，对早期病变更敏感。相较于X线，MRI更少受到关节体位的影响，还可以显示关节内及周围软组织病变，如软骨病变、半月板损伤、骨髓病变、韧带损伤及滑膜炎等（图6-20）。国际骨关节炎研究学会也推荐应用MRI来检测软骨病变。膝、髋、手等部位的骨关节炎都有了相应的MRI评分系统，在临床和科研工作中显示了良好的可靠性。虽具有上述优点，但因耗时长、费用高，MRI尚无法成为骨关节炎常规筛查手段。
图6-20 膝骨关节炎的磁共振成像，可见髁间嵴和胫骨平台缘轻度骨质增生，关节腔和髌上囊少量长T 2 信号（积液）
3.肌肉骨骼超声检查
无辐射、价格便宜、可重复性好，方便随访，并且可提供关节及关节周围软组织的病变情况，包括骨赘、软骨病变、滑膜炎、积液，以及部分半月板、韧带病变情况等（图6-21），已成为骨关节炎评价的有效手段，近年来逐渐应用于临床及科研。另外，在超声的实时引导下还可更准确地进行关节腔穿刺和关节腔给药。但由于超声波穿透性有限，对关节内部半月板及韧带病变显示欠佳。骨关节炎的超声评价多数为半定量评分体系，最常用的是OMERACT的评分系统。超声造影可更好地显示滑膜炎中小血管中的慢速血流。
4.CT、核素、正电子发射计算机体层显像仪（PET/CT）等检查
对骨关节炎有一定价值，但因其存在辐射、性价比等因素，在临床工作中应用有限。
图6-21 膝骨关节炎的超声表现，可见膝关节内侧骨赘形成伴关节间隙狭窄
（张卓莉）
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