糖尿病性夏科氏关节病影像学研究

糖尿病性夏科氏关节病影像学研究

谢利秋 李咏梅

重庆医科大学附属第一医院放射科

摘要：夏科氏关节病是骨、关节和软组织的慢性进展性疾病，多由糖尿病周围神经病变所致，最常发生在足部及踝关节。由于关节稳定性下降，溃疡反复发作，该病是一种变形和破坏性过程。因此，早期诊断及鉴别CN和骨髓炎对指导治疗至关重要。通常在晚期伴发中足部溃疡情况下，易伴发骨髓炎。常规检查方法通常诊断不明确或存在误诊情况。多种MRI新技术，不但能做出较准确诊断及鉴别CN和骨髓炎，并能指导临床治疗及改善患者预后情况。作者就目前足部夏科氏关节病的影像学研究进展进行综述。

关键词：夏科氏关节病；诊断显像；糖尿病；周围神经

夏科氏关节病(charcotneuropathicosteoarthropathy，CN)是骨、关节和软组织的慢性进展性疾病，多由糖尿病周围神经病变所致，最常发生在足部及踝关节。Charcot在1868年首次描述神经性关节病，因其发病率较低及临床表现较为隐匿且无特异性，使得我们对该病也了解甚少，尤其是在疾病的早期且表现为典型的足部感染时容易忽略其诊断。对CN早期诊断可预防足部骨结构的破坏、畸形、复发性足溃疡、蜂窝织炎、骨髓炎(Osteomyelitis)，甚至截肢的发生。故早期明确诊断及鉴别对CN的治疗及预后具有重要意义，影像学检查在其早期诊断及鉴别CN和骨髓炎中起着关键作用。笔者就目前夏科氏关节的影像学研究进展进行综述。

1CN的流行病学、病理生理学及临床表现

1.1流行病学

在糖尿病性神经病变患者中，CN发生率约为0.08%～7.5%。该病理改变通常发生在50～60岁之间，80%患者糖尿病病程大于10年。

1.2病理生理学

CN是多因素共同作用的结果，其确切病理机制尚未明确，CN有关病理生理学主要为以下几个方面：(1)神经创伤理论，由于感觉反射的损坏及反复创伤所导致骨及关节的进展性破坏。(2)神经血管理论，强调了由神经病变引起血液供应的变化，大多数交感神经损伤能影响骨吸收。(3)炎性因子可通过促进核因子κＢ(ＲＡＮＫＬ)受体激活物的过度表达进而增加骨吸收。

1.3临床表现

CN临床表现分为急性和慢性阶段。急性阶段患者通常表现为足部肿胀、红斑，患侧足部温度比对侧升高超过2℃，且无保护性的痛感，体格检查通常可以扪及足背动脉的搏动。慢性晚期阶段多表现为关节塌陷和足部畸形继而引起足弓消失、足底压力重新分布及足部新压力点形成，最终导致足部溃疡、蜂窝组织炎和骨髓炎。

2不同影像学检查对CN的诊断价值

2.1X线

X线作为首选检查能提供一些有价值的信息，如CN畸形的严重程度、解剖位置、骨髓炎、软组织肿胀情况。根据X线表现及病理过程可将其分为4期。0期是以足部肿胀、发红、疼痛特点，无明显关节损害。1期以局部关节肿胀、红斑及发热持续存在为该期特点，以骨吸收、骨折、骨碎片形成、软骨碎裂、关节脱位为特点。2期可见骨破坏后出现骨整合、骨硬化及骨融合，也可见小碎骨片的吸收、关节融合及骨硬化，软组织肿胀、骨痂形成及骨质合并。3期表现为骨性强直、成骨、骨硬化减少、进行性关节融合，可见融合及新骨形成，骨硬化减少以及骨重建提示永久性骨关节畸形的形成。其X线表现通常落后于临床病程进展，骨质改变在感染后1～2周才能显示。CN细微改变如隐匿性骨折和骨髓水肿在X线上不能显示。在CN早期阶段，其特异性和敏感性都较低(＜50%)。Hastings等研究发现，通过测量X线Meary角，骰骨高度，跟骨俯仰和后足前足角度，能显示足部各关节对准程度的变化。X线对CN诊断、分期及随访是重要影像检查方法。

2.2CT

CT能显示关节内骨折，且对于骨膜新生骨及骨内小气体显示优于MRI。不但能显示骨端骨质情况，还能观察骨块的空间位置关系，能更准确评价骨损伤程度。更重要的是，通过三维重组，能在任意方位了解关节改变情况，尤其在显示平片上不可见的微小钙化和微小游离体方面更具优势。Gutekunst等研究表明，CT能了解CN进展过程中骨密度和几何指数的变化，能预测哪些糖尿病患者或周围神经病变患者可能发展为CN，有助于阐明CN骨形态的改变和骨折风险之间的病理生理学关系。CT平扫与重组能直观、清楚的观察CN骨改变和关节改变，因此，其主要用于术前畸形的评估及随后的固定治疗。

2.3MRI

MRI是一非侵入性的影像学检查方法，对骨髓炎及软组织敏感性高，能提供高质量足部影像，也能对骨质改变及病变范围做出准确判断。

2.3.1常规MRI对CN诊断MRI不但能显示受累关节骨质破坏情况及伴有半脱位或脱位的关节畸形，还能显示关节周围游离的骨化影。在早期常规X线检查阴性时，MRI能够发现CN早期改变。MRI早期表现为软骨下伴或不伴微小骨折骨髓水肿，晚期多表现为软组织及肌肉的肿胀，而骨髓水肿较早期更明显，伴有微量关节积液的软骨下骨髓水肿为MRI特征性表现。CN急性阶段表现为受累关节的软组织肿胀、关节积液、软骨下骨髓水肿。骨髓水肿T1WI为低信号，T2WI为高信号。通过钆剂增强扫描后，软骨下受累区域骨髓强化明显。慢性阶段，MRI骨髓水肿显示欠佳，但可显示软骨下囊肿，软骨下囊肿T1WI为低信号，T2WI为高信号。常规MRI不仅能反映CN病变基本情况，Chantelau等研究表明常规MRI也可用于监测活动期CN足部恢复情况。某些特征性病变能鉴别CN与骨髓炎，如骨髓炎主要由皮肤溃疡和窦道的感染向邻近传播所致，而CN主要局限于关节周围。同时下列征象有提示作用：(1)CN最常累及跗跖及跖趾关节，而骨髓炎最常发生在跟骨、踝关节及趾骨的跖趾关节的远端，常为多骨同时受累。(2)CN常常伴有足部畸形，而骨髓炎通常不会出现。(3)CN较多累及中足部，而骨髓炎多累及足趾和前足部。根据上述特点进行综合分析，常规MRI能对CN及骨髓炎做出较为明确的诊断。

2.3.2MRI新技术对CN诊断由于活动性CN的足部血流会增加，因此，动态增强MRI的一些特殊参数能很好的评估足部血流灌注情况，能对早期活动性CN做出精确诊断，进而早期干预可促进该病愈合及减少晚期并发症的发生。Zampa等研究表明，动态增强MRI所获得的对比剂摄取率是可靠且可重复参数，能预测和监测急性CN的治疗结果及愈合时间。常规MRI对于骨髓炎诊断敏感性和特异性均超过90%，但对于CN诊断敏感性和特异性分别为76.9%和75%，鉴别CN与骨髓炎具有一定困难。各种先进MR多参数成像能更好诊断CN及鉴别CN和骨髓炎。许多研究表明，ADC值作为一种非侵入性成像参数，可以帮助我们鉴别骨髓炎及CN。AbdelRazek等研究表明，2名评价者用于鉴别急性糖尿病夏科氏关节病和骨髓炎的ADC值临界值分别0.98X10-3mm2/s和1.04×10-3mm2/s，且其准确率分别为94%和93%。Martín等研究表明，由于T2透过效应，夏科氏关节病骨髓水肿DWI信号较高且ADC值也较高；而由于炎症细胞，骨髓炎DWI信号更高但ADC值较低。同时，许多研究均表明，DCE-MRI在两者的鉴别中具有其优势及价值。Martín等研究表明，骨髓炎区定量参数容积转移常数(Ktrans)较高，且半定量参数灌注时间-信号强度曲线(TIC)主要表现为快速上升；而夏科氏关节病水肿区定量参数Ktrans较低，且灌注时间-信号强度曲线(TIC)主要表现为缓慢上升。Liao等研究表明，骨髓炎区定量参数容积转移常数(Ktrans)、细胞外液间隙对比剂百分比(Ve)、内渗透系数(Kep)高于急性夏科氏关节病区，且Ktrans和Ve能更好鉴别CN和骨髓炎。此外，Maas等应用化学移位成像方法对18例麻风所致的夏科氏关节病可疑骨髓炎患者进行研究表明，该方法能有效评估夏科氏关节病患者是否伴发骨髓炎，同时，根据信号变化也能定量监测骨髓炎的治疗情况。Martín等研究表明，夏科氏关节病的骨髓水肿信号在反相图像上信号会减低，因此，能帮助我们鉴别夏科氏关节病骨髓水肿和感染性病变。

2.4核医学核医学包括一系列利用放射性示踪剂的检查，该检查方法不仅能发现骨髓炎，还能检测其治疗过程。以99Tcm为基础的三相骨扫描对于不同阶段的活动性骨病理改变具有较高的敏感性，几乎接近100%，但其低特异性不利于CN早期诊断。四相骨扫描，对于发现骨疾病的特异性更高，但会导致假阳性结果。111In标记白细胞扫描能提高对感染的敏感性，但对于软组织和骨感染的鉴别较为困难。硫胶体扫描是诊断CN及鉴别CN和骨髓炎的重要成像方式，其敏感性和特异性约为80%～90%。PET-CT具有诊断感染及鉴别CN和骨髓炎的潜力，同时也能很好地显示病变的解剖细节，在伴发骨髓炎的CN诊断中具有重要价值，其对CN敏感性为100%，准确性为93.8%。然而，其应用目前仍处于探索阶段，在CN的诊断及鉴别诊断中具有重要的潜在价值。

2.5骨密度在糖尿病患者的CN和骨折风险的评估中具有重要价值。通过双能X线的吸收测量法或跟骨超声能测量骨密度。Herbst等将CN分为以下3种：骨折、脱位、骨折伴脱位，其假设骨密度与CN的类型相关如关节脱位常发生于骨密度正常患者，而骨折常发生在骨密度减低的患者。

2.6CN的超声表现超声能观察足部关节炎性和破坏性变化，骨质增厚，骨膜充血不均匀，软组织肿胀等表现。熟悉CN常见超声表现，能帮助超声医生鉴别CN和深静脉血栓形成，从而指导临床医生采取合适的治疗方式。

3小结

综上所述，一种检查通常不能对疾病做出全面的诊断，每一种检查方法都有其独特的价值。X线能很好显示畸形的严重程度、病变的解剖位置等，因此，有利于CN的监测、随访及分期。CT平扫与重组主要用于术前畸形的评估及随后固定治疗的规划。MRI不但能诊断CN及鉴别CN与骨髓炎，更能判断CN的活动性，对其愈合时间的预测和治疗疗效的评估起关键作用。核素显像敏感性高，但特异性低，PET-CT相较于骨扫描能显示解剖细节。比如，在疾病早期阶段，患者行X线检查，无明显阳性征象，但出现相关临床表现时，需行MRI检查，进一步判断骨质情况及周围软组织受累情况，从而指导临床治疗及监测临床治疗效果。如若患者已处于病程晚期，并已出现畸形，此时需要进行CT检查，指导后期固定治疗工作。总之，根据临床及患者自身病情需要，从中选择较为合适的检查方法，从而满足临床对疾病诊断、治疗及监测等要求。