类风湿关节炎临床试验中的影像学:2025年最新进展
2025-11-21



前言


类风湿关节炎(RA)是一种慢性炎症性风湿性疾病,主要影响手部和足部小关节,导致关节疼痛、肿胀、僵硬和功能损害。早期积极治疗对控制炎症、防止关节破坏至关重要。传统的疾病活动度评估依赖于临床关节检查、患者报告结果和血清C反应蛋白(CRP),但这些方法存在主观性强、重复性差的问题。影像学技术如超声(US)和磁共振成像(MRI)能够直观显示关节炎症和结构损伤,具有更高的敏感性和客观性,已成为RA诊断、预后评估和治疗监测的重要工具。本文综述了2025年影像学在RA临床试验中的应用现状,重点探讨了US、MRI等技术的有效性、标准化评分系统及其在试验中的角色,并简要介绍了荧光光学成像(FOI)、计算机断层扫描(CT)和人工智能等新兴技术。

类风湿关节炎临床试验中的多模态影像学技术:超声、MRI 及新兴工具应用进展


(一)超声:RA炎症评估的便捷化工具

近年来,超声在风湿性疾病管理中的应用显著增加,具有无辐射、实时成像、分辨率高及可同时检查多个关节等多项优势,但因诸多干扰因素仍未纳入临床试验中的主要结局指标。风湿病学结果测量(OMERACT)超声工作组始终致力于最大限度减少变异来源,并建立了基于已有共识的、用于类风湿关节炎的滑膜炎和腱鞘炎半定量评分系统(0-3分)。对于滑膜炎,EULAR-OMERACT超声半定量评分系统分别评估滑膜增生(B模式)和血管化(多普勒)的变化,但也进行组合评估-全球OMERACT-EULAR滑膜炎评分(GLOESS)。对于腱鞘炎,基于OMERACT共识的半定量评分系统分别对腱鞘炎滑膜增生(B模式)和血管化(多普勒)进行分级。OMERACT-EULAR系统具有良好的表面效度、内容效度、区分效度和预测效度,更好助力临床试验中应用超声评估炎症活动度的变化。

  

在临床应用研究中,APPRAISE研究和SULTAN研究将超声作为主要结局指标、将超声病变作为纳入标准。前者是一项为期24周开放性单臂试验,旨在评估阿巴西普对生物制剂初治RA患者的疗效,结果显示GLOESS评分在第1周即出现改善,并持续至第24周(图1)。而SULTAN研究比较了局部与全身性倍他米松治疗RA患者腱鞘炎的疗效,结果显示关节内注射组在第4周达到超声腱鞘炎缓解的比例显著高于肌肉注射组(64% vs 25%,p=0.001),且患者报告结果一致。这些研究证实了超声评分系统在评估治疗反应中的敏感性和临床相关性。


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图1 通过超声检查评估治疗效果。一名类风湿关节炎患者左手第3掌指关节(MCP)的超声图像,记录了基线时的活动性炎症(A),以及经过3个月的改善病情的抗风湿药物(DMARD)治疗后滑膜炎完全消失的情况(B)


(二)磁共振成像(MRI):RA炎症与结构损伤的精准评估手段


MRI可提供多层面断层成像,具有优秀的软组织对比度,能够全方位评估RA病理改变。MRI的RA炎症结构损伤评估效度已通过众多方法学和观察性研究得到证实。OMERACT类风湿关节炎MRI评分系统(RAMRIS)可对腕、指关节的骨侵蚀、骨髓水肿(BME)、滑膜炎、腱鞘炎和关节间隙狭窄进行半定量评分,具有良好的观察者间一致性、观察者内一致性及高反应性。多项随机对照试验表明,仅需少量患者样本即可在<6 个月(部分研究甚至<3 个月)内通过 MRI 区分不同改善病情疗法的疗效,所需患者数量及随访时间仅为X射线检查的一半。


MRI检测BME是早期RA患者后续影像学进展的强预测因子。EULAR建议将BME作为预后指标用于治疗策略选择。因此,BME可作为临床试验纳入标准以筛选具有高结构进展风险的患者群体。


(三)其他影像技术用于RA临床试验的结局评估


近年来,影像技术在关节炎的诊断和管理方面取得了显著进展。对于评估类风湿关节炎(RA)患者或疑似患有关节炎患者的病理情况,越来越多的人开始关注无需人工阅读的技术,例如应用机器学习/人工智能等,通过应用自动化系统进行图像采集甚至病理分级,从而消除部分变异性。


▶ 1.定量MRI法:从“半定量”到“精准量化”的突破

前期研究显示,动态对比增强MRI可量化滑膜的早期增强特性,该方法展现出对治疗期间病理变化的高度敏感性,并与滑膜炎症的组织学分级密切相关。随着研究的不断深入,该方法也得到了进一步优化,并用于临床试验中炎症的监测。该方法能够以连续尺度全面评估灌注变化,作为对已确立的RAMRIS评分系统的补充测定方案。


此外,基于监督机器学习技术的滑膜炎、BME和骨侵蚀的定量体积测定,已在随机RA试验中展现出优异的变化监测灵敏度和区分能力,展现出对早期治疗引起的关节炎症细微变化的应用价值。而全身MRI作为一种评估外肘关节和附着点炎总炎症负荷的方法也展现出前景。为提高全身MRI作为结局测量工具的同质性、效度以及研究间可比性,临床开发出用于未来III期研究的外周关节炎和附着点炎评分系统。


▶ 2.基于MRI的类CT骨可视化技术:兼顾软组织与骨结构评估

作为一项新技术,该方法基于特定MRI序列采集,随后获取的数据通过基于深度学习的图像合成方法进行处理,并生成类似CT的定量放射性密度的骨MR图像,达到皮质骨和松质骨的可视化,从而实现骨结构和形态评价,并作为常规MRI图像的补充监测。相关研究表明,与低剂量CT作为参考标准相比,脊柱sCT在检测中轴型脊柱关节炎患者的结构损伤(新骨形成)方面具有高敏感度和特异度。


▶ 3.机器人超声:自动化评估的初步实践

随着超声评估逐渐成为许多门诊RA患者管理的一个组成部分,以及人工智能的应用,临床开发出一种新型自动化系统——ARTHUR系统。该系统是一种CE认证的自动化超声机器人,配备一个机械臂来持握探头并执行超声评估,并由专用软件通过人工智能对手腕、MCP关节和近端指间关节的炎症变化进行图像分析,随后对疾病活动度进行评分。尽管目前该机器人系统仅能评估手部,并且其人工智能软件在分级滑膜增生方面需要改进,但其标志着常规护理中应用人工智能迈出的第一步。


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2:ARTHUR系统


▶ 4.荧光光学成像(FOI):手部滑膜炎的快速标准化评估工具

作为一种省时且易于操作的新型成像技术,FOI可实现双手关节中微循环受损情况的可视化。临床研究发现,FOI在评估滑膜炎方面的效度与超声、MRI相当。目前临床已开发出一个用于手部滑膜炎分级的评分系统——FOI增强生成RA评分(FOIE-GRAS),相关研究将其与OMERACT-EULAR超声滑膜炎评分系统进行比较,发现FOIE-GRAS在RA患者基线滑膜炎评估中具有良好至优秀的组内相关系数(ICCs),并在3个月和6个月随访时检测治疗期间变化的能力为中等至良好。FOI的优势在于其提供了对手部的标准化评估,但局限性也在于其只能评估手部,且尚缺乏足够的验证。因此在正式用于临床试验之前,尚需进一步研究。


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3:FOI手部成像


▶ 5.计算机断层扫描(CT):骨侵蚀检测的金标准与技术革新

CT是骨侵蚀检测的金标准,具有高空间分辨率和快速成像优点,但软组织对比度差且存在辐射问题。低剂量CT和双能CT(DECT)技术可减少辐射并改善软组织显示,有望用于RA结构损伤的纵向评估,但目前尚未在临床试验中广泛应用。




结论

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在类风湿关节炎临床试验中,影像学评估传统上等同于采用常规X线摄影来监测骨侵蚀进展和关节间隙狭窄程度,记录不同治疗方案在结构性损伤进展方面的差异。随着技术的不断升级,新型成像技术如磁共振成像(MRI)能更灵敏、高效地评估RA炎症与结构损伤进展。对于旨在评估疾病活动性和结构损伤进展(或仅评估结构损伤)的临床试验而言,MRI是最合适的成像方式选择;而针对炎症/疾病活动性评估的临床试验,MRI和超声都是非常合适的选择。除此之外,诸如荧光光学成像(FOI)和自动机器人超声等前景广阔的新方法正在研发中,正如基于人工智能的技术可能很快将彻底改变类风湿关节炎临床试验中的影像解读方式。


参考文献:Stergaard M, Rolland MAJ, Terslev L. Imaging in clinical trials of rheumatoid arthritis: where are we in 2025? Skeletal Radiol. 2025 Nov;54(11):2541-2555. doi: 10.1007/s00256-025-05004-2. Epub 2025 Aug 5. PMID: 40762694.




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