基于腰椎MRI纹理分析的强直性脊柱炎骨髓水肿鉴别诊断研究

本研究针对强直性脊柱炎(AS)早期诊断延迟率高的问题，通过回顾性分析139例腰椎骨髓水肿(BME)患者的STIR/T2WI序列MRI图像，采用ImageJ软件进行灰度直方图(GLH)和灰度共生矩阵(GLCM)纹理分析。结果显示AS组在STIR序列的Min参数(AUC=0.768)和T2WI序列的ASM参数(AUC=0.731)具有最佳鉴别效能，为临床提供了一种无创的AS早期鉴别诊断新方法。

　　

腰痛困扰着全球约5.4亿人，其中强直性脊柱炎(AS)是青壮年男性致残的重要病因。这种慢性炎症性疾病以骶髂关节和脊柱受累为特征，但临床诊断平均延迟达5-7年。虽然MRI检测骨髓水肿(BME)是早期诊断金标准，但传统影像学难以区分AS与非AS患者的BME表现，导致误诊率居高不下。

成都医学院附属第二医院（核工业四一六医院）的研究团队在《BMC Musculoskeletal Disorders》发表了一项突破性研究。该团队收集2015-2022年间139例腰椎BME患者MRI数据，采用单盲法通过ImageJ软件勾画病灶ROI，首次系统比较了AS(72例)与非AS(67例)患者的STIR/T2WI序列纹理特征。研究创新性地结合GLH和GLCM两种算法，提取Mean、ASM等12个参数进行定量分析。

关键技术包括：1) 采用1.5T GE Brivo MR355扫描仪获取标准化MRI图像；2) 严格筛选连续≥3个椎体、短径≥0.5cm的BME病灶；3) 通过四位放射科医师双盲确认ROI；4) 设置d=1的步长和0°-270°四个方向计算GLCM参数均值。

【主要结果】

1. GLH参数差异：STIR序列中AS组的Mean(32.15±6.21 vs 28.43±5.87)、Min(15.02±4.33 vs 11.25±3.76)显著更高(p<0.001)，反映AS炎症导致更均匀的水肿信号分布。

2. GLCM特征对比：T2WI序列ASM值(0.021±0.005 vs 0.017±0.004)的组间差异最显著，证实AS病灶纹理更均匀的病理特点。

3. 诊断效能：STIR的Min参数(AUC=0.768)和T2WI的ASM参数(AUC=0.731)构成最佳鉴别组合，其敏感性分别达82.1%和79.6%。

这项研究首次建立腰椎BME纹理特征与AS的定量关联。Qin Wei等发现AS患者BME具有"三高"特征：灰度值高(Mean_AS=32.15)、均匀性高(ASM_AS=0.021)、异质性低(Ent_AS=4.12)，这与其以单纯炎症浸润为主的病理机制相符。相比传统视觉评估，该方法将AS识别准确率提升26.8%，为临床早期鉴别诊断提供了客观量化工具。尽管存在样本量有限等局限，但该成果为开发基于AI的AS自动筛查算法奠定了重要基础。