关节炎影像学发展历程及未来展望2025

关节炎影像学发展历程及未来展望2025带来了沉重负担。我国关节炎患者高达1亿以上，且人数在不断增加，其中骨性关节炎(osteoarthritis,OA)最为常见。近年来，随着件设备不断发展，新技术不断涌现，使得关节炎类经历了从传统的基于临床、影像和病理特征脊柱关节炎(spondyloarthritis,SpA)等，其中最常见的是OA,涉及关节软骨损伤、软骨下骨损伤及结缔组织的退变[1]。影像学上，关节炎分为增生性关节炎(以OA为代表)、侵蚀性关节炎(以RA、SpA为代表)和感染性关节炎(以化脓性关节炎、结核性关节炎为代表)。病理等[2]。按病理分类有其局限性，如血清阳性和血清阴性R方面存在差异[3]。随着分子生物学和遗传学技术的发展，现代关节炎面[3]。根据分子遗传学信息，关节炎主要分为4类[3-4]:(1)血清阳性关节炎，主要为血清类风湿因子阳性RA,其特征是瓜氨酸蛋白抗原和类风湿因子抗体的存在，与HLA等位基因密切相关[5-6];(2)血清阴性关节炎，包括血清阴性RA和幼年特发性关节炎(juvenileidiopathicarthritis,JIA);(3)脊柱关节炎，骶骼关节和脊柱最易受累，包括强直性脊柱炎、银屑病关节炎、中轴型脊柱关节炎(axialspondyloarthritis,ax-SpA)等与HLA-B27有遗传相关性的关节炎；(4)全身性关节炎，包括系统性JIA和成人斯蒂尔氏病等[3],最新研究发现系统性JIA与HLA-DRB1*11统性JIA与多基因JIA区分开来[7]。基于分子和遗传特征的分类方成分，如胶原蛋白和蛋白多糖的前体或降解产物，都有作为分子标志物的潜力[1]。在关节炎的诊断中，多种细胞因子、生长因子和酶在关节炎像学的重要靶点，如软骨中TNF-a、IL-6水平增加[8-9]、氧化应激[10]、基质金属蛋白酶和蛋白聚糖酶等蛋白酶活性的增加[11-12]。随着对关节炎病因和发病机制的进一步了解，已经有越来越多的潜在靶点来预防疾病的发志物的进步有助于早期疾病的诊断，并可能为治在《中华放射学杂志》70年的发展历程中，1953年张益瑛教授首次发表《膝关节充气造影术及五十手术例之分析》,开启了关节炎影像学研究篇章[13]。王云钊教授在1965年发表《怎样提高骨关节系统的X线诊断水平》,进一步推动了影像学在关节炎诊断和分期中的应用[14]。得飞跃发展。应世雄教授在1989年发表了国内首篇关于CT在骨关节应用的文章《颞颌关节内错乱的直接矢状面CT检查》[15]。1997年，吴春江教授发表了《关节透明软骨的MRI实验研究》[16],开启了MRI(一)X线片在关节炎中应用及研究进展X线片是关节炎诊断的首选影像学检查方法，尤其对于OA的诊断和监测表现。关节间隙宽度是欧洲药品管理局和美国FDA唯一接受证明OA药物有效性的影像学结构性终点[18]。然而，X线片也存在局限性，隙宽度的测量[19]。X线片也是ax-SpA等其他类型的关节炎筛查的首选影像检查方法[20]。随着技术进步，DR提供了更高的图像质量，同时辐射剂量更低。此外，自动化的X线分析软件正在开发中，以CT提供了比X线片更高的密度分辨率，克服了组织结构重叠的缺能够更清晰地显示关节的结构细节，尤其是在评估关节损伤和炎症方面，避免了X线片因体位改变导致的假阳性或假阴性结果[21]。双能量CT(dual-energyCT,DECT)能够区分不同的组织成分，显示关节周围软组织的晶体沉积，如尿酸钠晶体，可以较好地鉴别痛风性关节炎[22],DECT还能较好地显示骨髓水肿[23],间接反映软骨损伤情况，为关节(三)MRI在关节炎中应用及研究进展液积聚等细微变化[24],是唯一能活体检测关节软骨的影像技术。随 节炎诊断的灵敏度和特异度[25]。T2/T2*值反映关节软骨中自由水的含量，有研究将T2mapping技术[26-28]、T2*mapping技术[29-31]及合成MRI技术[32]应用于检测志愿者运动前后膝组织，而对短T2的结构显示有限[34]。且T1p和T2/T2*mapping高度敏感性[35],从而限制了其在临床广泛应用的潜力。gagCEST技术基于化学交换饱转移和原理，可评价组织中氨基葡聚糖的含量[36]。Rehnitz等[37]研究发现gagCEST技术检测正常和损伤软骨的能力技术难度大。此外，水激励技术[38]、DWI[39-40]、功能MRI和扩散张量成像[41]、dGEMRI技术[42-43]、软骨23Na成像[44-47]、合成MRI序列[48-49]等技术在软骨损伤的探索中近年来，超短回波时间(ultrashortechotime,UTE)序列被开发并广泛应用，其回波时间比快速自旋回波序列或梯度回波序列短10~1000倍，特别适用骨肌系统中短T2组织的成像[50-51]。定量UTE技评估短和长T2组织的成分变化。另外，磁化传递(magnetizationtransfer,MT)作为一种间接成像技术，与UTE技术相结合，已被应用于膝关节软骨和肌腱退变的研究[55-57]。在这些定量技术中，MT影响[58-59],使UTE-MT技术有望成为评估软骨、半月板、肌腱等胶原蛋白丰富组织的主要成像方法[56-57,60-61]。(四)核医学在关节炎中应用及研究进展核医学技术，如PET和单光子发射计算机断层扫描(single-photonemissioncomputedtomography,化，对于评估疾病活动性和疗效监测具有重要价值[62]。新型放射性示踪剂的开发为关节炎的早期诊断和个体化治疗提供了新的可能性。有助于明确疼痛原因、增加诊断准确性及指导治疗[63]。同时，Kobayashi等[64]研究表明18F-NaFPET-CT显示的OA骨代谢异常早于MRI所显示的骨髓水肿，提示18F-NaFPET-CT能反映早要的角色[65]。利用深度学习中卷积神经网络实现MRI和CT图像中的关节结构的自动分割[66-68]。同时，深度学习模型能够检测X线片、对OA的检测有较高的灵敏度和准确度[69-70]。林广等[71]通过多标签学习MRI膝关节运动损伤检测诊断模型可以有效辅助膝关节运动损伤的定位检测，提高影像诊断工作效率。Li等[72]基于髌下脂肪垫MRI纹理分析用于预测膝关节OA的发生，验证了髌下脂肪垫三维结构与膝关节OA发展的相关性，对临床评估OA的发展及预后有着重五、关节炎影像未来展望1.早期和特异性诊断：包括MRI新技术的开发和应用、特异性对比剂应用、分子影像技术的开发和应用、结合基因、分子检测的精准分型。2.精准的分级和分期：多模态影像技术融合提供更加精准的分级分期诊断，人工智能的自动分割和自动分级可指导临床制订个性化的治疗方案。3.大数据和大模型建设：中国人关节炎数据库建设，构建大模型，预测关节炎发生发展、探索发病机制