肌肉脂化率主觀評分法的穩(wěn)定性與可靠性研究

杜婧，肖江喜，鄭藝明，于磊，袁云，李飛宇

?

肌肉脂化率主觀評分法的穩(wěn)定性與可靠性研究

杜婧，肖江喜，鄭藝明，于磊，袁云，李飛宇

【摘要】目的：比較3位閱片者肌肉脂化率主觀評分結果的一致性，分析主觀評分法與客觀評分法的相關性，評價抗肌萎縮蛋白病中肌肉脂肪浸潤主觀評分法的穩(wěn)定性及可靠性。方法：搜集本院2012年1月-2015年8月抗肌萎縮蛋白病患者194例，行雙下肢橫軸面T1WI及IDEAL-Quant序列掃描。在橫軸面T1WI圖像中，由3位不同閱片者分別對所有患者下肢肌肉脂肪浸潤程度進行兩次主觀盲法評分；在IDEAL-Quant脂肪圖中測量得出肌肉脂化率。利用kappa檢驗分析各位閱片者自身及不同閱片者之間主觀評分結果的一致性，使用spearman相關模型分析主觀評分與IDEALQuant序列脂化率定量結果的相關性。結果：在對所有大腿肌肉脂肪浸潤的主觀半定量評估中，三位閱片者兩次閱片評分結果自身比較Kappa值分別為0.75、0.54、0.55；三位閱片者之間閱片評分結果Kappa值分別為0.54、0.23、0.22。主觀評分結果與客觀定量結果相關（r=0.60～0.92，P＜0.05）。但主觀評分估計的脂肪浸潤程度高于客觀定量結果。結論：主觀評分法的結果相對穩(wěn)定、可靠，但與臨床經驗有關；主觀評分法會高估肌肉脂肪浸潤程度。

【關鍵詞】磁共振成像；抗肌萎縮蛋白?。还趋兰。恢窘?/p>

在各類神經肌肉病中，隨著疾病進展，均會出現不同程度的骨骼肌脂肪浸潤［1-2］。對于不同的疾病種類，肌肉脂肪浸潤出現的時間及肌肉的受累順序存在一定差異，因此，對肌肉脂肪浸潤程度的評估，有助于臨床判斷疾病類型、分析疾病進展程度、觀察療效及預后［3-5］。對于肌肉脂肪浸潤程度的觀察方法以骨骼肌MRI檢查為佳，且近年來得到大力推廣［6-9］。目前，臨床上對骨骼肌脂肪浸潤程度的判斷主要依賴主觀半定量評分法，此方法簡便快捷，然而，此種判定方法的穩(wěn)定性及可靠性尚待進一步研究。

材料與方法

1.一般資料

搜集2012年1月-2015年8月在本院神經內科就診，經基因檢查和（或）病理學檢查證實為抗肌萎縮蛋白病（Dystrophinopathy）的患者194例，均為男性，年齡2～38歲，中位年齡7歲。其中杜氏肌營養(yǎng)不良（Dunchenne's Muscular Dystrophy，DMD）患者173例（89.2%），貝克肌營養(yǎng)不良（Becker's Muscular Dystrophy，BMD）患者21例（10.8%）。該研究經過倫理審批，所有患者檢查前均獲得監(jiān)護人或患者本人的同意并簽署知情同意書。

2.儀器與方法

采用GE Signa Excite 3.0T MR及GE HD750 3.0T MR掃描儀，使用8通道或32通道體線圈。進行MR常規(guī)橫軸面T1WI及IDEAL-Quant序列掃描。橫軸面T1WI序列參數：TR 590～740 ms，TE 9～10 ms，ETL 2，層厚5～7 mm，層間距1～2 mm，矩陣512×512，視野28～42 cm，NEX 2。IDEAL-Quant序列參數：TR 6.3 ms，TE 1 ms，ETL 6，層厚5～7 mm，矩陣160×160，翻轉角3°，接收帶寬111.11 k Hz，視野32～40 cm。掃描時長約5 min。掃描范圍從髂前上棘至雙膝關節(jié)水平。部分患兒檢查前需口服水合氯醛鎮(zhèn)靜。194例患者均完成橫軸面T1WI掃描，92例患者完成IDEAL-Quant掃描。

3.圖像分析

主觀評分：邀請3位閱片者，第一位閱片者D從事神經肌肉病MR研究5年，第二位閱片者X從事神經肌肉病MR研究2年，第三位閱片者Y從事MR工作10年，但未參加過神經肌肉病MR研究。參照Mercuri等［7］和Kim等［8］制定的肌肉脂化率主觀評分標準對3位閱片者進行培訓：0分，正常；1分，肌肉內散在脂肪浸潤；2分，肌肉內小片狀脂肪浸潤，累及面積＜30%；3分，肌肉脂肪浸潤面積30%～60%；4分，肌肉脂肪浸潤面積＞60%（圖1）。培訓完成后，隱去患者全部臨床信息，由3位閱片者分別對橫軸面T1WI圖像中的肌肉脂肪浸潤程度進行主觀評分。評分均選取右側盆部及大腿肌肉（共19塊），于各肌肉肌腹最大層面進行評分。每次閱片時患者順序均為隨機排列。每位閱片者均進行兩次閱片，以D1/D2，X1/X2，Y1/Y2表示，兩次閱片時間間隔大于1周。比較各位閱片者兩次閱片評分結果的一致性。并比較3位閱片者之間閱片評分結果的一致性。選取兩次閱片自身結果一致性最高者的主觀評分結果與客觀定量結果比較（圖2）。

IDEAL-Quant圖像處理：采用GE ADW4.6工作站，于IDEAL-Quant序列的脂相圖中，選取與肉眼評分相同的層面，手工對所有肌肉分別圈畫興趣區(qū)（region of interest，ROI），ROI沿肌肉邊緣進行圈畫，由工作站自動計算得出相應ROI內的脂肪百分數（fat fraction，FF），見圖3。

4.統(tǒng)計學分析

以SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學分析。使用Kappa分析對各位閱片者前后兩次閱片結果（D1與D2、X1 與X2、Y1與Y2）的一致性進行檢驗，并對各位閱片者第一次閱片評分結果之間（D1與X1、D1與Y1、X1與Y1）的一致性進行檢驗。使用Spearman相關分析模型研究D1評分結果與客觀定量結果的相關性，并用箱形圖表示兩者關系。

結 果

1.各位閱片者前后兩次閱片主觀評分的一致性結果

閱片者D前后兩次評分結果的一致性高（Kappa值為0.62～0.86，P＜0.05）。閱片者X兩次評分結果存在中等程度的一致性（Kappa值為0.43～0.69，P＜0.05；但臀小肌及閉孔內肌Kappa值低，分別為0.37、0.24，P＜0.05）。閱片者Y兩次評分結果存在中等程度的一致性（Kappa值為0.39～0.68，P＜0.05，表1）。

2.各位閱片者之間的主觀評分一致性結果

閱片者D與X評評分結果存在中等程度一致性（Kappa值0.36～0.75，P＜0.05）；閱片者D與Y評分結果的一致性差（Kappa值0.12～0.53，P＜0.05）；閱片者D與Y評分結果的一致性差（Kappa值0.12～0.49，P＜0.05，表2）。

主觀評分結果與客觀定量結果的差異見圖3、4。閱片者D主觀評分結果與客觀定量結果有顯著相關性（r=0.75～0.92，P＜0.05，表3），但長收肌、縫匠肌及閉孔內肌的主觀評分結果與客觀定量結果呈中等程度相關（r分別為0.47、0.58、0.37，P＜0.05）。

表1　各位閱片者自身兩次主觀評分結果的一致性

表2　各位閱片者之間主觀評分結果的一致性

表3　主觀評分結果與客觀定量結果的相關性

討 論

抗肌萎縮蛋白病是最常見的神經肌肉病類型，由抗肌萎縮蛋白（Dystrophin）基因突變導致的一種X-染色體連鎖隱性遺傳性骨骼肌疾病，包括DMD及BMD兩種類型［2，10］。DMD及BMD中，不同肌肉受累嚴重程度存在差異，且肌肉受累嚴重程度與年齡相關［4，6］。因此選擇大樣本抗肌萎縮蛋白病作為主觀評分法的研究資料，可覆蓋到各肌肉組的各種不同受累程度，在不同情況下全面評估主觀評分法的可靠性及穩(wěn)定性?？辜∥s蛋白病中雙側大腿肌肉均可見受累，雙側肌肉受累程度對稱［7］，因此均選取右側肌肉作為觀察對象，保持各位評分者的觀察對象一致，避免偏倚，且既往也有文獻只選擇右側肌肉作為研究對象［8］?？辜∥s蛋白病中肌肉為彌漫受累，肌腹及肌腱均可見受累，受累程度較為均勻。因為肌腹最大層面的面積較大，利于觀察；且各肌肉的肌腹最大層面均在掃描野內，部分肌肉的肌腱并不一定都在掃描范圍內，無法評價；客觀定量中，肌腹最大層面的面積較大，各肌肉解剖結構容易區(qū)分，利于ROI圈畫，可以較好的避免皮下脂肪的干擾；因此選取各肌肉肌腹最大層面進行主觀評分及客觀定量。

該研究中，閱片者D前后兩次評分結果的一致性高，閱片者X、Y兩次評分的自身結果比較，結果存在中等程度的一致性，提示閱片者自身主觀評分結果較穩(wěn)定，且神經肌肉病診斷經驗豐富的閱片者主觀評分結果更穩(wěn)定。通過對不同閱片者之間的主觀評分結果的比較，發(fā)現評分一致性差，說明不同閱片者之間主觀評分的結果不穩(wěn)定。Alizai等［11］在絕經后婦女小腿肌肉脂肪浸潤程度的主觀評分研究中得出，閱片者自身、閱片者之間的一致性均較高，Kappa值分別為0.83、0.81，與本研究結果存在差異。可能是因為Alizai等［11］選擇的研究對象肌肉受累程度輕，大部分為1分或2分，肌肉脂肪浸潤程度差異小，且病例數較少，因此一致性高于本研究。

本研究在評價主觀評分結果的可靠性中，使用了一種新的脂肪定量技術（IDEAL-Quant）的脂肪定量結果作為參考標準。IDEAL-Quant是一種基于化學位移原理來進行水-脂分離的脂肪定量技術［12］，目前多用于脂肪肝、椎體的脂肪定量研究。既往文獻報道，在體外研究中IDEAL-Quant技術脂肪定量結果與樣本真實的脂肪百分比接近。在肝臟、脊柱脂肪定量研究中，IDEAL-Quant技術也可以客觀、準確定量脂肪百分比，其結果與MRS結果高度相關［13-14］。因此，本研究以IDEAL-Quant技術測量的脂肪百分比作為參考標準。

該研究發(fā)現經驗豐富的閱片者主觀評分結果與客觀定量結果存在明顯相關性，說明經驗豐富的閱片者主觀評分的結果比較可靠。但主觀評分結果高于客觀定量值，說明主觀評分會高估肌肉的脂肪浸潤程度，該結論與Alizai等［11］及Wokke等［15］的結論一致，證明主觀評分會高估肌肉脂肪浸潤程度。推測可能的主要原因為：主觀評分時肉眼無法分別出增生的結締組織和脂肪，二者均為高信號，而肌肉組織為低信號，因此肉眼觀察時將較高信號的各種結構都判斷為脂肪組織，使得肉眼評分結果偏高；其次，不同的肌肉走行存在差異，斜切面或平行切面時會高估脂肪浸潤程度。

文獻報道，健康人群下肢骨骼肌脂肪百分比約為≤5%［11］，依據Mercuri等［7］和Kim等［8］的脂肪浸潤標準：：0分，正常；1分，散在小片狀脂肪浸潤；2分，脂肪浸潤＜30%；3分，脂肪浸潤30%～60%；4分，脂肪浸潤＞60%。為區(qū)分各評分等級差異，本研究通過對上述標準進行修訂，設定脂肪浸潤＜5%為0分，5%～10%為1分，10%～30%為2分，3分及4分標準同上。本研究發(fā)現在同一評分時，不同肌肉脂肪浸潤程度也存在很大差異，以臀大肌為例，4分時肌肉脂肪浸潤37%～83%。且不同評分級別時，肌肉脂肪浸潤程度出現重疊，在0分及1分中出現重疊情況較多。且主觀評分法只能大致評估肌肉脂肪浸潤程度，無法精細表示出不同肌肉脂肪浸潤程度之間的差異，且對于隨訪或治療后出現的輕度改變不敏感。因此，在需要精確評估脂肪浸潤程度或觀察細微變化時，需要使用敏感性更高的方法。

本研究存在一定局限性。首先僅選擇抗肌萎縮蛋白病作為研究對象，不能完全代表所有類型的神經肌肉病，但本研究采用盲法評分，且樣本量大，肌肉受累跨度較大，代表性較好。其次，本研究無組織學水平脂肪定量結果作為金標準，但在實踐中無法獲得所有肌肉的組織學定量結果，因此以IDEAL-Quant技術的脂肪定量結果作為參考標準。再次，本文中并無同年齡段健康兒童肌肉MRI定量結果作為參考標準，但兒童檢查部分需要鎮(zhèn)靜，且磁共振存在一定噪聲，無法募集同年齡段的健康兒童作為對照，對正常肌肉的脂肪定量標準參考了文獻中提供的成人的數據。

總之，MR T1WI橫軸面主觀半定量評分法簡便、快捷，神經肌肉病診斷經驗豐富的閱片者評分結果較為穩(wěn)定、可靠。且主觀評分結果與客觀定量結果存在顯著相關性，但主觀評分法會高估肌肉脂肪浸潤程度，且較為粗略，無法反應細微差別。因此，在應用主觀評分法對圖像進行快速閱讀后，需要應用更敏感的定量技術對骨骼肌脂肪浸潤程度進行準確評估。

參考文獻：

［1］Hilton TN，Tuttle LJ，Bohnert KL，et al.Excessive adipose tissue infiltration in skeletal muscle in individuals with obesity，diabetes mellitus，and peripheral neuropathy：association with performance and function［J］.Physical Therapy，2008，88（11）：1336-1344.

［2］王新德，沈定國，吳士文，等.神經病學：肌肉疾?。跰］.北京：人民軍醫(yī)出版社，2007：150-154，214-222.

［3］Ishu A，Willcocks RJ，Forbes SC，et al.Examination of effects of corticosteroids on skeletal muscles of boys with DMD using MRI and MRS［J］.Neurology，2014，83（11）：974-980.

［4］Fischmann A，Hafner P，Gloor M，et al.Quantitative MRI and loss of free ambulation in Duchenne muscular dystrophy［J］.J Neurol，2013，260（4）：969-974.

［5］Li W，Zheng Y，Wei Z，et al.Progression and variation of fatty infiltration of the thigh muscles in Duchenne muscular dystrophy，a muscle magnetic resonance imaging study［J］.NMD，2015，25（5）：375-380.

［6］李文竹，鄭藝明，杜婧，等.迪謝內肌營養(yǎng)不良骨骼肌磁共振成像研究［J］.中華神經科雜志，2014，47（1）：16-20.

［7］Mercuri E，Pichiecchio A，Allsop J，et al.Muscle MRI in inherited neuromuscular disorders：past，present，and future［J］.J Magn Reson Imaging，2007，25（2）：433-440.

［8］Kim HK，Laor T，Horn PS，et al.T2mapping in Duchenne muscular dystrophy：distribution of disease activity and correlation with clinical assessments［J］.Radiology，2010，255（3）：899-908.

［9］杜婧，程曉悅，肖江喜，等.常規(guī)MRI及功能MRI診斷抗肌萎縮蛋白?。跩］.中國醫(yī)學影像技術，2014，30（9）：1399-1402.

［10］Bushby K，Finkel R，Birnkrant DJ，et al.Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy，part 1：diagnosis，and pharmacological and psychosocial management［J］.Lancet Neurol，2010，9（1）：77-93.

［11］Alizai H，Nardo L，Karampinos D，et al.Comparison of clinical semi-quantitative assessment of muscle fat infiltration with quantitative assessment using chemical shift-based water/fat separation in MR studies of the calf of post-menopausal women［J］.Euro Radiol，2012，22（7）：1592-1600.

［12］Liu CY，Mc Kenzie CA，Yu H，et al.Fat quantification with IDEAL gradient echo imaging：correction of bias from T1and noise ［J］.Magn Reson Med，2007，58（2）：354-364.

［13］Bernard CP，Liney GP，Manton DJ，et al.Comparison of fat quantification methods：a phantom study at 3.0T［J］.J Magn Reson Imaging，2008，27（1）：192-197.

［14］Sina M，Catherine DG，Gavin H，et al.Quantification of hepatic steatosis with T1-independent，T2*-corrected MR imaging with spectral modeling of fat：blinded comparison with MR spectroscopy［J］.Radiology，2011，258（3）：767-775.

［15］Wokke BH，Bos C，Monique Reijnierse MD，et al.Comparison of dixon and T1-weighted MR methods to assess the degree of fat infiltration in duchenne muscular dystrophy patients［J］.J Magn Reson Imaging，2013，38（3）：619-624.

·兒科影像學·

The study of stability and reliability of subjective semi-quantitative grading method for leg muscle fatty infiltration in dystrophi-nopathy

DU Jing，XIAO Jiang-xi，ZHENG Yi-ming，et al.Department of Radiology，Peking University First Hospital，100034 Beijing，China

【Abstract】Objective：To analyze the intra-observer and inter-observer agreement of subjective semi-quantitative grading scores.Then to compare subjective semi-quantitative grading method with objective fat quantification method in assessing leg muscle fatty infiltration in dystrophinopathy.Methods：One hundred and ninety-four boys with genetically and/or pathologically confirmed dystrophinopathy were recruited.The axial T1-weighted images and IDEAL-Quant fat fraction maps were obtained.The axial T1-weighted images were visually evaluated by three readers subjectively.The objective muscle fat fraction value could be automatically calculated on GE AW4.6 workstation based on fat fraction maps of IDEALQuant sequence.The kappa analysis was used to analyze the intra-and inter-observer agreement.The Spearman correlation was used to compare the two methods.Boxplot diagrams were used to show the differences between them.Results：The average intra-observer agreement values for all the muscles were 0.75，0.54 and 0.55 respectively.The average inter-observer agreement values for all the muscles were 0.54，0.23 and 0.22 respectively.Significant positive correlation was shown between the semi-quantitative and quantitative methods of all the muscles with the correlation coefficient varied from 0.60 to 0.92（P＜0.05），except for the internal obturator muscle and the adductor longus.However，the fat infiltration level evaluated by the semi-quantitative method was higher than the objective method.Conclusion：Subjective semi-quantitative grading method was reliable and stable in evaluating leg muscle fatty infiltration in dystrophinopathy.The Stability was correlated with observer's clinical experience.But the subjective semi-quantitative grading method can overestimate the fatty infiltration level.

【Key words】Magnetic resonance imaging；Dystrophinopathy；Skeletal muscle；Fat infiltration

收稿日期：（2015-10-15）

通訊作者：肖江喜，E-mail：cjr.xiaojiangxi＠vip.163.com

作者簡介：杜婧（1988-），女，山西臨汾人，博士研究生，住院醫(yī)師，主要從事MR常規(guī)序列及功能序列在神經肌肉疾病中的應用研究。

DOI：10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.03.015

【中圖分類號】R445.2；R746.2

【文獻標識碼】A

【文章編號】1000-0313（2016）03-0262-05

作者單位：100034 北京，北京大學第一醫(yī)院醫(yī)學影像科（杜婧、肖江喜、于磊、李飛宇），神經內科（鄭藝明、袁云）