肌骨超声在评价幼年特发性关节炎中的应用进展

赵一冰; 王丹丹; 陈涛

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.03.017

中华医学超声杂志（电子版） >

2023 , Vol. 20 >Issue 03: 360 - 363

DOI: https://doi.org/10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.03.017

综述

肌骨超声在评价幼年特发性关节炎中的应用进展

赵一冰 ,
王丹丹 ,
陈涛 ^,^†

展开

100035　北京积水潭医院超声科

通信作者：

陈涛，Email：chentao7199@126.com

Copy editor: 吴春凤

收稿日期: 2021-08-27

网络出版日期: 2023-07-05

基金资助

北京积水潭医院院级科研基金《髋关节发育不良血液供应变化的超声学研究》(2019-YJ05)

版权

未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计，除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。本刊为电子期刊，以网刊形式出版。

收起

Progress in application of musculoskeletal ultrasound for evaluating juvenile idiopathic arthritis

Yibing Zhao ,
Dandan Wang ,
Tao Chen ^,^†

Expand

Received date: 2021-08-27

Online published: 2023-07-05

Copyright

No content published by the journals of Chinese Medical Association may be reproduced or abridged without authorization. Please do not use or copy the layout and design of the journals without permission.

All articles published represent the opinions of the authors, and do not reflect the official policy of the Chinese Medical Association or the Editorial Board, unless this is clearly specified.

Fold

本文引用格式

赵一冰 , 王丹丹 , 陈涛 . 肌骨超声在评价幼年特发性关节炎中的应用进展[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023 , 20(03) : 360 -363 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.03.017

幼年特发性关节炎（juvenile idiopathic arthritis，JIA）是儿童最常见的慢性风湿性疾病，可在所有年龄段的儿童和青少年中发病，但总体发病率在2岁左右达到高峰^［1］，发病率约为（0.6~1.9）/1000^［2］。2018年儿童风湿病国际试验组织（Pediatric Rheumatology International Trials Organization，PRINTO）将JIA定义^［3］为一组炎症性疾病，18岁以前起病，病程持续6周以上（必须符合下列分类标准之一），并除外其他疾病。JIA分为6种亚型^［3］：（1）全身型；（2）类风湿因子阳性型；（3）附着点炎/脊柱炎相关型；（4）早发性抗核抗体阳性型；（5）其他类型；（6）未分类型。

JIA发病原因不明，在遗传背景、临床特征、疾病进程及预后转归等方面均存在高度异质性。其特点是炎症过程主要针对滑膜和关节周围组织，所有的形式都以慢性滑膜炎和（或）附着点炎为特征^［4］，多数病例预后良好，少数病例如果控制不当，可发生软骨损伤和骨破坏，导致长期的关节功能障碍。因此，改善诊断、预后及评估疗效的检查方法已成为制定诊疗策略的首要任务。本文将对肌肉骨骼超声（muskuloskeletal ultrasound，MSUS）在JIA诊治中的临床价值和应用进展进行综述，明确各种病变的超声定义，总结目前提出的量化标准，为国内儿童风湿科和超声科医师优化、精确、个体化管理JIA患儿提供参考。

一、MSUS技术在JIA中的应用

MSUS在诊断、治疗和监测JIA的过程中发挥着越来越大的作用^［4］。MSUS被越来越多的应用于临床疑似JIA的儿童患者。大多数情况下，MSUS用于诊断JIA需排除软组织感染、创伤性病变或其他炎症性疾病等。此外，MSUS还可以区分滑膜炎、腱鞘炎和附着点炎，在准确识别炎症部位方面发挥着关键作用。目前正在建立MSUS在小儿风湿病中应用的证据库^［5］。在2015年至2020年这5年期间，两个主要的研究领域是儿科关节超声评估的标准化和正常解剖结构与病变的声像图区别。

二、MSUS在儿童中应用的优缺点

MSUS用于儿童肌肉骨骼系统疾病的评估具有很多优势^{［6, 7, 8］}。MSUS是一种非侵入性、安全和低成本的检查方法，即使在儿童身上也可以容易和快速地进行检查。它可以根据需要重复多次，并结合查体进行。与MRI相比，一个优势是MSUS的检查时间要短得多，并且在一次检查中可进行实时多关节评估；另一个优势是MSUS检查不需要镇静或全身麻醉。此外，动态MSUS评估还可以显著提高对静态图像上所见结果的解释。MSUS的主要缺点^{［4，9, 10］}是它对于操作者的依赖性较高，尤其与年龄相关的儿童骨骼发育变化情况和声像图表现，需要操作者具有扎实的理论知识和良好的实践培训。另一个缺点是：由于超声波不能穿过正常骨皮质进行传播，MSUS无法评估骨髓水肿、关节内深层区域和特定关节（如脊柱和骶髂关节）。

三、儿童各关节MSUS扫查的规范化和标准化

风湿性关节炎临床试验（OMERACT）组织超声特别工作组达成了一项协议，旨在标准化小儿关节的扫查。这项协议指出，无论年龄大小，拟议的超声标准扫查都适用于儿童，并且可重复^［11］。建立儿童正常范围也是标准化MSUS检查及其在JIA中使用的关键。

（一）儿童关节的正常MSUS表现

肌肉骨骼系统在儿童生长过程中会发生很大变化，故OMERACT组织建立超声特别工作组，目的是评估超声在健康儿童关节中的应用^［12］。该小组确认了年龄相关的健康儿童骨化和生理性血供变化情况的声像图表现。出生时，幼儿骨骼的大部分是软骨，骨皮质存在于大多数长骨骨干中，这是骨化的主要区域。随着骨骼的发育成熟，骨骺次级骨化中心逐渐出现。2015年，一组国际专家发表了关于正常透明软骨、骨骺次级骨化中心、正常关节囊、关节骨面的定义^［8，13］（表1）。在健康儿童中，生理性血供主要集中在骨骺、生长板、短管骨的软骨及脂肪垫中（图1），在每个正常关节内最多可以检测到4个孤立的能量多普勒信号（平均1.5个）^［14］。骨骺是检测到血管数量最多的位置，但这取决于关节种类。因为血管在年幼患者中更常位于小骨的软骨内、生长板或骨骺处，所以骨化程度越低可能检测到的关节血管数量越多^［13］。熟悉正常发育的演变模式对于正确解释MSUS图像和避免误诊至关重要。

表1 关于超声检查关节内正常组织的定义

正常组织	定义
透明软骨	表现为不可压缩的、边缘清晰的无回声结构（有/无高回声点），软骨表面表现为高回声线
骨骺次级骨化中心	随着发育成熟，骨骺次级骨化中心表现为高回声结构，软骨内表面光滑或不规则
正常关节囊	表现为包绕骨、软骨及其他关节内组织的高回声结构
正常滑膜	正常情况下，滑膜层探查不到
关节骨面	表现为强回声的线，强回声中断可能为生长板或多个骨化中心的交界处

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT

图1 健康儿童能量多普勒超声显示关节生理性血供。图a：跗跖关节纵切面，出现在骨骺中的生理性血供（男孩4岁）；图b：膝关节髌骨纵切面，出现在髌软骨内的小血管（女孩6岁）；图c：出现在腓骨生长板处的小血管（男孩5岁）

（二）儿童关节的病理MSUS表现

1. 滑膜炎：OMERACT超声小组的儿科工作组就JIA患者出现滑膜炎达成了国际共识。共识的首要原则^{［4, 5］}：超声对滑膜炎的评估需要同时使用灰阶超声和多普勒超声。灰阶超声表现包括关节积液（定义为关节内异常的、可移动的无回声或低回声组织）和滑膜增生（定义为关节内异常的、不可移动的低回声组织）。另外，必须在增生的滑膜内检测到彩色/能量多普勒信号，才能诊断为滑膜炎。有一些研究证实，超声在检测滑膜炎方面比临床检查和X线平片具有更高的敏感度^{［15, 16, 17］}。

超声对滑膜炎的量化尚未标准化。到目前为止，在JIA研究中已经使用了不同的超声评分系统对滑膜增生或血管翳的程度进行评分。它们主要基于OMERACT先前在成人类风湿关节炎上提出的半定量分级。Collado等^［18］提出了一种新的儿童滑膜炎评分系统（PedSynS），适用于肘关节、桡腕关节、胫距关节、足中关节和手指关节。PedSynS由4分半定量分级组成：0分，关节隐窝结构正常；1分，轻度滑膜炎，充填关节周围骨骺间的关节隐窝，导致从角型隐窝变为平台型隐窝；2分，关节隐窝呈中度凸形，但不延伸至骨干；3分，关节隐窝明显凸形，至少延伸至其中一个骨干。作者还证明了简化的10关节（双侧膝、踝、腕、肘和第2掌指关节）脉冲多普肋评估对于临床应用的JIA滑膜炎评估是有效且可行的。但是，这个问题尚未达成普遍共识。

2. 腱鞘炎：OMERACT超声小组将JIA的腱鞘炎定义为腱鞘内的低回声或无回声增厚的组织，伴有或不伴有液体，可探及彩色血流信号，但除外正常的供血血管^［4］。腱鞘炎的超声评分系统^［19］包括：（1）腱鞘炎的程度应在纵向和横向进行评估。（2）可以使用四级半定量评分系统（即0级，正常；1级，轻度；2级，中度；3级，重度）对腱鞘炎灰阶超声表现进行分级。（3）可以使用四级半定量评分系统对腱鞘滑膜内的病理性多普勒血流信号进行分级（0级，无血流信号；1级，轻度，在两个垂直平面内可见增厚的腱鞘滑膜内、肌腱周围显示局灶血流信号，即仅在增厚的腱鞘滑膜内一个区域内的血流信号，不包括正常的滋养血管；2级，中度，在两个垂直平面内可见增厚的腱鞘滑膜内、肌腱周围多个局灶血流信号，即增厚的腱鞘滑膜内多于一个区域的血流信号，不包括正常的滋养血管；3级，严重，在两个垂直平面内可见增厚的腱鞘滑膜内、肌腱周围弥漫的血流信号，即增厚的腱鞘滑膜大部分可见血流信号，不包括正常的滋养血管）。

3. 附着点炎：MSUS对附着点炎的定义包括正常肌腱纤维的缺失和肌腱的增厚^［4］。Jousse-Joulin等^［20］发现，儿童肌腱末端的厚度随年龄的变化而明显变化，但不受性别的影响。儿童某些末端部位靠近骨皮质处存在血流信号，不同的末端可能显示不同程度的生理性血流信号，这种血流信号的存在会干扰病理性血流信号的判断，影响对附着点炎的诊断。在靠近骨骼的肌腱附着点内增多的血流信号被认为是附着点炎的特异性信号。然而，需要强调的是，儿童的肌腱末端存在生理性血供，生理性血流信号通常出现在肌腱附着处的软骨内，沿着肌腱，在距肌腱附着部位的不同距离处。超声对肌腱附着点炎的定义还包括肌腱附着处存在的结构异常，如骨侵蚀、骨赘或钙化。此外，骨-软骨界面的长短取决于骨化中心是否在软骨内发育：在年龄较小的患儿中高回声骨化中心呈波浪状，然后呈圆形，随着患儿的生长发育，高回声比例随着骨化的进展而增加。

4. 软骨厚度：在MSUS上可以看到软骨损伤，表现为边缘模糊，结构变薄或厚度不均匀^［4］。由于在骨骼成熟过程中软骨厚度生理性变薄，因此JIA关节软骨完整性的评估较为困难。

骨骺次级骨化中心超声骨化分级的初步半定量评分最近被开发出来。Windschall等^［14］对4个关节（腕、第2掌指关节、膝、踝）进行了骨化程度的研究，在他的研究中将骨化分为4个阶段（0~3）：0级，未骨化的骨骺、短管骨或髌骨（图2a）；1级，骨化中心小，软骨占优势，生长板可见（图2b）；2级，骨化中心大，软骨薄，生长板可见（图2c）；3级，完全骨化（图2d）。骨化中心的大小与年龄和骨骼成熟度相关。

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT

图2 半定量四级评分法评估儿童骨骼发育。图a示骨化0级，非骨化骨骺、短管骨或髌骨；图b示骨化1级，小的骨化中心，软骨占大部分，生长板可见；图c示骨化2级，大的骨化中心，薄的软骨，生长板可见；图d示骨化3级，完全骨化

关节软骨的厚度也与年龄、性别、特定的关节有关。无论是大关节还是小关节，男孩的关节软骨更厚；而且无论男女，关节软骨随着年龄的增长均逐渐变薄^［21］。Spannow等^［22］在研究中建立了健康儿童大小关节MSUS所测软骨厚度的正常值范围，并设计了不同年龄组儿童的优势关节（包括膝、踝、腕、掌指关节、近端指间关节）软骨厚度的计算公式。给出8岁儿童的软骨厚度的估计值y₈、斜率β及标准差（SD_line），x岁儿童软骨厚度的估计值y_x可以计算为：y_x=y₈+β×（x-8），95%可信区间可以计算为：y₈+β×（x-8）±1.96×SD_line。他同时用MSUS测量了JIA患儿关节的软骨厚度，并将结果与健康儿童的结果进行了比较，发现JIA患儿的软骨厚度明显低于健康儿童^［23］。

5. 骨侵蚀：OMERACT对骨侵蚀的定义要求至少在两个垂直平面内可见关节内骨皮质回声不连续，并伴有骨缺损^［8］。在儿童患者中，多平面扫查可以避免对骨侵蚀的过度诊断。但是，由于骨骼成熟过程中形态会发生显著变化，当使用MSUS评估生长骨骼中的骨侵蚀时需要格外谨慎。实际上，发育中的骨骺容易与骨侵蚀相混淆，因为发育中的骨骺看起来很不规则。JIA的另一个特殊方面，即该疾病可能干扰骨骼的成熟过程，导致出现独特的影像学表现，如骨生长障碍。持续的关节炎及受累关节的血供增多可能会导致骨化进程的加速，从而导致骨龄的提前，而超声可以可靠地检测到骨龄^［4］。已有研究证明MSUS在检测JIA患者的掌指骨和腕骨的骨侵蚀方面比普通X线平片更敏感^{［24, 25］}。

四、总结与展望

对于JIA患者，MSUS是一种重要的检查工具，可以帮助明确诊断、区分不同亚型以及在治疗和缓解期间进行监测和随访^［4，7］。

骨骼生长的特殊性使得对儿童超声图像的解释比成人更具有挑战性，期待建立与年龄相对应的儿童骨与关节的生理变异数据库及正常参考值范围。为了避免误诊，在整个儿童年龄范围内熟悉正常的声像学解剖是必要的。

JIA中超声疾病定义的发展和评分系统的完善是MSUS快速并顺利进入临床工作流程中的首要任务。MSUS的准确诊断是为临床提供决策信息并影响患者治疗计划的重要前提。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

1	Minden K, Niewerth M, Listing J, et al. Long-term outcome in patients with juvenile idiopathic arthritis [J]. Arthritis Rheum, 2002, 46(9): 2392-2401.

2	Ording Muller LS, Humphries P, Rosendahl K. The joints in juvenile idiopathic arthritis [J]. Insights Imaging, 2015, 6(3): 275-284.

3	Martini A, Ravelli A, Avcin T, et al. Toward new classification criteria for juvenile idiopathic arthritis: first steps, Pediatric Rheumatology International Trials Organization International Consensus [J]. J Rheumatol, 2019, 46(2): 190-197.

4	Windschall D, Malattia C. Ultrasound imaging in paediatric rheumatology [J]. Best Pract Res Clin Rheumatol, 2020, 34(6): 101570.

5	Roth J. Emergence of musculoskeletal ultrasound use in pediatric rheumatology [J]. Curr Rheumatol Rep, 2020, 22(5): 14.

6	Tok F, Demirkaya E, Ozçakar L. Musculoskeletal ultrasound in pediatric rheumatology [J]. Pediatr Rheumatol Online J, 2011, 12(9): 25.

7	Magni-Manzoni S. Ultrasound in juvenile idiopathic arthritis [J]. Pediatr Rheumatol Online J, 2016, 14(1): 33.

8	Basra HAS, Humphries PD. Juvenile idiopathic arthritis: what is the utility of ultrasound? [J]. Br J Radiol, 2017, 90(1073): 20160920.

9	Chauvin NA, Doria AS. Ultrasound imaging of synovial inflammation in juvenile idiopathic arthritis [J]. Pediatr Radiol, 2017, 47(9): 1160-1170.

10	Nguyen JC, Lee KS, Thapa MM, et al. US evaluation of juvenile idiopathic arthritis and osteoarticular infection [J]. Radiographics, 2017, 37(4): 1181-1201.

11	Collado P, Vojinovic J, Nieto JC, et al. Omeract ultrasound pediatric group. toward standardized musculoskeletal ultrasound in pediatric rheumatology: normal age-related ultrasound findings [J]. Arthritis Care Res (Hoboken), 2016, 68(3): 348-356.

12	Terslev L, Iagnocco A, Bruyn GAW, et al. The OMERACT Ultrasound Group: a report from the OMERACT 2016 meeting and perspectives [J]. J Rheumatol, 2017, 44(11): 1740-1743.

13	Roth J, Jousse-Joulin S, Magni-Manzoni S, et al. Definitions for the sonographic features of joints in healthy children [J]. Arthritis Care Res, 2015, 67(1): 136-142.

14	Windschall D, Collado P, Vojinovic J, et al. Age-related vascularization and ossification of joints in children: an international pilot study to test multiobserver ultrasound reliability [J]. Arthritis Care Res (Hoboken), 2020, 72(4): 498-506.

15	Magni-Manzoni S, Epis O, Ravelli A, et al. Comparison of clinical versus ultrasound-determined synovitis in juvenile idiopathic arthritis [J]. Arthritis Rheum, 2009, 61(11): 1497-1504.

16	Damasio MB, Malattia C, Martini A, et al. Synovial and inflammatory diseases in childhood: role of new imaging modalities in the assessment of patients with juvenile idiopathic arthritis [J]. Pediatr Radiol, 2010, 40(6): 985-998.

17	刘明, 袁新宇. 幼年特发性关节炎的影像学研究进展 [J]. 中国医学影像学杂志, 2016, 24(6): 477-480.

18	Collado P, Vojinovic J, Nieto JC, et al. Toward standardized musculoskeletal ultrasound in pediatric rheumatology: normal age related ultrasound findings [J]. Arthritis Care Res (Hoboken), 2016, 68(3): 348-356.

19	Naredo E, D'Agostino MA, Wakefield RJ, et al. Reliability of a consensus-based ultrasound score for tenosynovitis in rheumatoid arthritis [J]. Ann Rheum Dis, 2013, 72(8): 1328-1334.

20	Jousse-Joulin S, Cangemi C, Gerard S, et al. Normal sonoanatomy of the paediatric entheses including echostructure and vascularisation changes during growth [J]. Eur Radiol, 2015, 25(7): 2143-2152.

21	Spannow AH, Stenboeg E, Pfeiffer-Jensen M, et al. Ultrasound measurement of joint cartilage thickness in large and small joints in healthy children: a clinical pilot study assessing observer variability [J]. Pediatr Rheumatol Online J, 2007, 5: 3.

22	Spannow AH, Pfeiffer-Jensen M, Andersen NT, et al. Ultrasonographic measurements of joint cartilage thickness in healthy children: age- and sex-related standard reference values [J]. J Rheumatol, 2010, 37(12): 2595-2601.

23	Pradsgaard DØ, Spannow AH, Heuck C, et al. Decreased cartilage thickness in juvenile idiopathic arthritis assessed by ultrasonography [J]. J Rheumatol, 2013, 40(9): 1596-1603.

24	Ventura-Ríos L, Faugier E, Barzola L, et al. Reliability of ultrasonography to detect inflammatory lesions and structural damage in juvenile idiopathic arthritis [J]. Pediatr Rheumatol Online J, 2018, 16(1): 58.

25	Malattia C, Damasio MB, Magnaguagno F, et al. Magnetic resonance imaging, ultrasonography, and conventional radiography in the assessment of bone erosions in juvenile idiopathic arthritis [J]. Arthritis Rheum, 2008, 59(12): 1764-1772.

Options

文章导航

模态框（Modal）标题