磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像對評估腸道克羅恩病及其活動(dòng)性的臨床價(jià)值

藍(lán)星， 魏娟， 周帆， 王朋， 盧光明， 黃偉

·研究生展版·

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像對評估腸道克羅恩病及其活動(dòng)性的臨床價(jià)值

藍(lán)星， 魏娟， 周帆， 王朋， 盧光明， 黃偉

目的：探討MR擴(kuò)散加權(quán)成像對腸道克羅恩病(CD)及其活動(dòng)性的診斷價(jià)值。方法：回顧性分析52例經(jīng)組織病理學(xué)證實(shí)的克羅恩病患者的磁共振小腸成像(MRE)資料，重點(diǎn)觀察末段回腸、升結(jié)腸及降結(jié)腸的DWI及ADC圖像，測量及比較病變腸壁與正常腸壁的ADC值，計(jì)算DWI檢出病變腸段的敏感性和特異性。以克羅恩活動(dòng)指數(shù)(CDAI)為疾病活動(dòng)性的參考標(biāo)準(zhǔn)，分析ADC值與CD活動(dòng)性的關(guān)系，及ADC值與簡易內(nèi)鏡評分(SES-CD)的相關(guān)性。結(jié)果：52例中CD活動(dòng)期(CDAI≥150)30例，緩解期(CDAI<150)22例。內(nèi)鏡及病理證實(shí)為炎癥改變的腸段共63段，未見異常者93段；DWI診斷結(jié)果：真陽性60段，真陰性79段；診斷敏感度95.2%，特異度84.9%。病變段和正常腸壁的ADC值分別為(1.40±0.27)×10-3和(2.57±0.31)×10-3mm2/s，兩者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=21.184，P<0.001)；活動(dòng)期腸壁的ADC值低于緩解期[分別為(1.24±0.15)×10-3和(1.61±0.24)×10-3mm2/s]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t'=6.637，P<0.01)。病變腸壁的ADC值與SES-CD評分之間呈負(fù)相關(guān)(r=-0.688，P<0.001)。結(jié)論：磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像有助于明確腸道克羅恩病的活動(dòng)性及嚴(yán)重程度。

腸疾??； 克羅恩??； 擴(kuò)散加權(quán)成像； 表觀擴(kuò)散系數(shù)

克羅恩病(Crohn's disease，CD)為青少年好發(fā)的慢性炎性消化道疾病，主要累及末端回腸及右半結(jié)腸。克羅恩病常反復(fù)發(fā)作，對腸道造成不可逆性損害，因而準(zhǔn)確判斷病變腸段范圍和評估活動(dòng)性尤為重要[1]。磁共振小腸成像(MR enterography，MRE)檢查因其具有無輻射、高軟組織分辨率、能同時(shí)顯示腸壁和腸壁外病變的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于CD的臨床診斷中。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)能反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及組織結(jié)構(gòu)的微觀改變[2]，還可通過計(jì)算表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值進(jìn)行定量分析。DWI在大腦缺血性疾病、神經(jīng)損傷和腫瘤性病變等方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用[3]，在腹部實(shí)質(zhì)臟器及胃腸道疾病如肝臟、腎臟和直腸等疾病的診斷中的應(yīng)用也越來越多[4]。目前DWI在炎性腸病中的應(yīng)用國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道相對較少，故本研究旨在探討DWI診斷病變腸壁及評估克羅恩病活動(dòng)性的臨床應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.研究對象

搜集本院2014年5月-2016年2月經(jīng)臨床、腸鏡及組織病理證實(shí)的52例克羅恩病患者的病例資料，其中男29例、女23例，年齡15～70歲，平均(35.62±14.69)歲?；颊呔型暾腗RE影像資料，且均行結(jié)腸鏡檢查并進(jìn)行簡易內(nèi)鏡評分(Simple Endoscopic Score for Crohn's Disease，SES-CD)和CD活動(dòng)性臨床評分(CD activity index，CDAI)。排除有腸道切除史的病例。臨床上CDAI<150分為緩解期，CDAI≥150分為活動(dòng)期。SES-CD評分方法中把腸管劃分為5段，包括末端回腸、右半結(jié)腸、橫結(jié)腸、左半結(jié)腸及直腸，然后根據(jù)腸段內(nèi)鏡下觀察到的潰瘍大小和表面情況、病變表面情況和管腔狹窄情況等對每個(gè)腸段進(jìn)行評分，最后將所有病變腸段的評分相加得到總評分[5]。

2.MRI檢查

患者檢查前禁食、禁飲6 h并做腸道準(zhǔn)備(口服緩瀉藥或清潔灌腸)，檢查前1 h囑患者分4次口服2.5%等滲甘露醇溶液2000 mL充盈腸道(每次500 mL，間隔15 min)。檢查前5 min臀部肌注山莨菪堿10 mg(需要排除相關(guān)禁忌證)。使用GE Discovery MR750 3.0T磁共振儀和32通道體線圈，患者采用仰臥位。掃描序列及參數(shù)如下。單次激發(fā)FSE脂肪抑制及非脂肪抑制冠狀面T2WI：層厚4 mm，間距1 mm，TR 1480 ms，TE 68 ms；脂肪抑制序列FSE橫軸面T2WI：層厚4 mm，間距1 mm，TR 16667 ms，TE 69 ms，呼吸觸發(fā)；DWI序列：層厚4 mm，間距1 mm，TR 8000 ms，TE 48 ms，矩陣96×128，視野30 cm×24 cm，b值=0、800 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)6；多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描：三維容積快速T1WI序列，層厚4 mm，間距0 mm，TR 4.5 ms，TE 1.7 ms，屏氣采集。對比劑使用釓噴酸葡胺注射液，劑量0.1 mmol/kg，注射流率3.0 mL/s。

3.圖像分析及數(shù)據(jù)處理

將DWI序列原始數(shù)據(jù)傳至GE AW4.6工作站，利用Funtool軟件進(jìn)行后處理獲得ADC圖。為了準(zhǔn)確地與腸鏡結(jié)果進(jìn)行對照分析，患者的影像資料選擇比較好定位的腸段進(jìn)行分析[6]，主要包括末端回腸、升結(jié)腸和降結(jié)腸。由兩位具有豐富腹部影像診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師分別采用盲法閱片，分析各段腸管壁的DWI表現(xiàn)并測量腸壁的ADC值，意見不一致時(shí)通過討論達(dá)成共識，并將最終結(jié)果與內(nèi)鏡結(jié)果進(jìn)行對照。

DWI視覺評估方法：將DWI上每段腸壁的信號強(qiáng)度分為3個(gè)等級，1～3級分別對應(yīng)于等、稍高及顯著高于周邊正常腸壁的信號[7]。將1級定為陰性，2～3級定為陽性。視覺分析DWI圖像(b=800 s/mm2)。腸壁ADC值測量方法：選取病變最顯著腸段(腸壁增厚及DWI上信號增高最明顯的部位)，將ROI放置在DWI高信號且ADC圖低信號的區(qū)域進(jìn)行測量。每段腸壁重復(fù)測量3次取平均值；以相同方法測量同一層面正常腸壁ADC值。

在常規(guī)MRI上評估并記錄病變腸段的情況，主要觀察內(nèi)容：腸壁增厚(≥4 mm)、T2WI腸壁信號增高、腸壁異常強(qiáng)化、腸壁分層、相應(yīng)引流區(qū)淋巴結(jié)腫大(≥5 mm)以及其它病變(瘺道、膿腫、蜂窩織炎)等[8]。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 23.0軟件，計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。以內(nèi)鏡和組織病理學(xué)結(jié)果作為參考標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算DWI視覺評價(jià)的敏感性和特異性；定量資料的對比采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或校正t檢驗(yàn)；ADC值和腸段SES-CD采用Pearson相關(guān)性分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以CDAI作為參照標(biāo)準(zhǔn)，采用ROC曲線分析病變腸壁ADC值對CD活動(dòng)性的診斷效能。

結(jié) 果

CDAI評分結(jié)果顯示，52例中活動(dòng)期30例，平均評分185.65±66.33；緩解期22例，平均評分68.41±27.15。所有患者分析了末端回腸、升結(jié)腸及降結(jié)腸，共156個(gè)腸段，其中內(nèi)鏡及病理證實(shí)有炎癥改變者63段，未見異常者93段。病變腸壁在DWI上呈高信號，ADC圖上呈低信號(圖1)。DWI檢出炎癥病變腸管60段，檢出非病變腸段79段，其檢出病變腸壁的敏感度95.2%，特異度84.9%。本研究測得病變腸壁ADC值為(1.40±0.27)×10-3mm2/s，正常腸壁ADC值為(2.57±0.31)×10-3mm2/s，病變腸壁ADC值低于正常腸壁(圖2)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=21.184，P<0.001)；活動(dòng)期腸壁ADC值為(1.24±0.15)×10-3mm2/s，緩解期腸壁ADC值為(1.61±0.24)×10-3mm2/s，活動(dòng)期腸壁ADC值低于緩解期腸壁(圖2)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t'=6.637，P<0.01)。病變腸壁ADC值與腸段SES-CD值呈負(fù)相關(guān)(r=-0.688，P<0.001；圖3)。

以CDAI評分作為活動(dòng)性參考標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用ROC曲線分析ADC值診斷CD活動(dòng)性的診斷效能(圖4)：ROC曲線下最大面積為0.885，95%的置信區(qū)間為0.788～0.981，當(dāng)ADC閾值為1.29×10-3mm2/s時(shí)，診斷效能最大，其診斷CD活動(dòng)性的敏感度及特異度分別為86.4%和81.0%。

應(yīng)層面對比增強(qiáng)T1WI，可見病變腸壁分層強(qiáng)化(箭)； e) DWI示病變腸壁呈高信號(箭)； f) ADC圖示病變腸壁呈低信號(箭)； g) 內(nèi)鏡下見末端回腸腸壁水腫、出血及巨大縱行潰瘍，潰瘍大小、潰瘍表面及病變范圍均達(dá)3級，腸腔狹窄但可通過評為2級，其SES-CD評分為11分。

圖1 活動(dòng)性CD患者。a) 冠狀面壓脂序列T2WI，顯示末端回腸腸壁明顯增厚、信號增高(箭)； b) 與圖a對應(yīng)層面對比增強(qiáng)T1WI，可見病變腸壁分層強(qiáng)化(箭)； c) 橫軸面壓脂序列T2WI，顯示末端回腸腸壁明顯增厚、信號增高(箭)； d) 與圖c對

本組52例患者的主要MRI征象：49例可見病變腸管增厚(圖1)； T2WI上腸壁信號升高32例，主要系腸壁炎性反應(yīng)和水腫所致，其中可見腸壁分層表現(xiàn)29例；腸壁異常強(qiáng)化47例，其中35例出現(xiàn)明顯梳齒征，表現(xiàn)為病變腸周脂肪間隙內(nèi)末梢直小血管增多、增粗；引流區(qū)淋巴結(jié)稍增大27例；另見腸瘺2例，腹腔或腸周膿腫3例。

討 論

克羅恩病是一種反復(fù)發(fā)作的原因尚未完全明確的慢性炎癥性消化道疾病，近年來在國內(nèi)發(fā)病率呈逐年增長的趨勢[9]?；颊叩闹饕R床表現(xiàn)為腹痛、腹瀉和體重減輕等，好發(fā)于青少年，發(fā)病年齡多為18～35歲[10]。對克羅恩病活動(dòng)性的影像學(xué)評估是目前研究的熱點(diǎn)。MRI具有無電離輻射、軟組織對比度良好等優(yōu)點(diǎn)，在臨床應(yīng)用越來越廣泛。目前常規(guī)MRE主要評估CD患者腸壁厚度、T2WI上腸壁信號和強(qiáng)化程度[8]。常規(guī)MRI檢查前常常需要患者進(jìn)行充分的腸道準(zhǔn)備，并且需要靜脈注射對比劑行增強(qiáng)掃描，這些都給患者帶來一定的痛苦。DWI作為一種無創(chuàng)的磁共振功能成像技術(shù)，它從分子層面分析病變組織結(jié)構(gòu)、組織成分的微觀變化來反映組織器官的病變，是目前進(jìn)行活體定性研究、定量分析水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的最佳成像技術(shù)。近年來，隨著磁共振各種成像技術(shù)的發(fā)展，尤其是平面回波技術(shù)的發(fā)展，其快速成像的優(yōu)勢明顯減弱了人體各種生理運(yùn)動(dòng)(如呼吸、胃腸蠕動(dòng)及大血管搏動(dòng)等)偽影，促進(jìn)了DWI在腹部各臟器的臨床應(yīng)用。DWI不僅能對病變進(jìn)行定性診斷，而且通過表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)的測量可對病變進(jìn)行定量分析。這在腸道炎性病變的檢測、活動(dòng)性評估和檢測治療效果方面有極大的臨床價(jià)值。

本研究中在視覺評估上，DWI檢出病變腸壁的敏感度為95.2%，特異度為84.9%。其他學(xué)者的研究中獲得了類似結(jié)果，DWI評估CD活動(dòng)性的敏感度達(dá)86%～94%，而特異性達(dá)81%～87%[11-12]。DWI檢出病變的敏感度較高，尤其對一些輕微病變，如紅斑、水腫、小潰瘍或無明顯潰瘍的腸壁。一般而言，組織器官的代謝和功能的變化往往先于形態(tài)學(xué)改變，這也是DWI可提高臨床診斷信心的原因。以往研究也提示DWI能提高病變腸段的檢出，因?yàn)槠淠芴岣咻p微炎癥病變的識別率，包括小潰瘍、紅斑或水腫等腸段的檢出[6]。

本研究顯示病變腸壁DWI信號高于正常腸壁，活動(dòng)期腸壁DWI信號評分高于緩解期，而ADC值卻呈現(xiàn)相反的趨勢，這提示了炎癥腸壁表現(xiàn)為水分子擴(kuò)散受限。炎性腸壁內(nèi)結(jié)合水?dāng)U散受限的發(fā)生機(jī)制目前尚未完全了解?？赡艿牟±頇C(jī)制是活動(dòng)期CD患者腸壁固有層與黏膜下層炎性細(xì)胞浸潤，使得炎性腸壁內(nèi)細(xì)胞密度和粘性增高、淋巴管擴(kuò)張和肉芽腫形成導(dǎo)致細(xì)胞外水分子擴(kuò)散受限有關(guān)[13]。本研究中病變腸壁ADC值與非病變腸壁ADC值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而且活動(dòng)期與緩解期腸壁ADC值的差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，活動(dòng)期腸壁ADC值低于緩解期。當(dāng)ADC閾值為1.29×10-3mm2/s時(shí)，判斷活動(dòng)期腸壁的敏感度和特異度分別為86.4%和81.0%。因?yàn)槭芟抻跇颖具x取、掃描機(jī)器及掃描技術(shù)和參數(shù)的不同，目前尚沒有任何ADC閾值區(qū)間作為活動(dòng)性分期的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

SES-CD是目前較系統(tǒng)、全面的內(nèi)鏡評分體系，其有效性及重復(fù)性比較好，評分能反映CD病變腸段的嚴(yán)重程度。本組研究結(jié)果顯示，病變腸壁ADC值與腸段SES-CD呈負(fù)相關(guān)(r=-0.688)。提示ADC值的變化和病變嚴(yán)重程度有一定相關(guān)性，SES-CD高的腸壁ADC值相對更低。相關(guān)研究也提示了結(jié)腸腸壁ADC值在病程不同時(shí)期間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，活動(dòng)期時(shí)ADC值明顯減低[14-15]。表明ADC值在評估腸段炎性病變的嚴(yán)重程度方面能提供一定證據(jù)。SES-CD是目前內(nèi)鏡評估CD腸道炎癥嚴(yán)重程度較常用的系統(tǒng)評分體系，有效性和可重復(fù)性較好。目前為止，很少有研究將DWI序列與內(nèi)鏡評分進(jìn)行相關(guān)性分析。本次研究考慮到影像定位與腸鏡定位很難完全相符，橫結(jié)腸和乙狀結(jié)腸長度及走行變化比較大，因此僅選取了末端回腸、升結(jié)腸及降結(jié)腸三段來進(jìn)行重點(diǎn)對比研究。近期類似的研究中亦顯示腸段ADC值與克羅恩病內(nèi)鏡嚴(yán)重指數(shù)評分(r=-0.48，P<0.001)和腸段SES-CD(r=-0.44，P<0.001)均具有相關(guān)關(guān)系[16]，但其相關(guān)性一般。因此，我們期待能有更多相關(guān)研究來驗(yàn)證CD病變腸段ADC值與內(nèi)鏡嚴(yán)重指數(shù)的相關(guān)性。

DWI除了檢出CD的敏感性高，還具有其它一些優(yōu)勢。最近有學(xué)者對比研究不同閱片方案(常規(guī)MRE、常規(guī)MRE+DWI)檢出病變腸段的敏感性，結(jié)果顯示DWI能提高檢出率，且有助于鑒別活動(dòng)期及緩解期的腸道病變[6]。SEO等[17]通過對比研究發(fā)現(xiàn)，DW-MRI在評估小腸克羅恩病炎癥反應(yīng)方面的效并不亞于對比增強(qiáng)MRI。Kiryu等[11]報(bào)道在不行增強(qiáng)掃描或腸道準(zhǔn)備的情況下，DWI檢測炎癥腸段的敏感度、特異度和符合率分別為86.0%、81.4%和82.4%，同樣可獲得可靠的診斷結(jié)果。因此，DWI使得檢查過程更加簡化，患者也更容易接受，可能更適用于無法耐受口服或靜脈注射對比劑的患者。但是DWI也有缺點(diǎn)，如空間分辨率較低，對解剖結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)顯示欠佳，測量ADC值時(shí)也容易受腸道內(nèi)容物的影響，尤其是當(dāng)腸管內(nèi)含有不同粘液成分或腸腔充盈不佳時(shí)，測量誤差偏大。綜上所述，筆者認(rèn)為DWI序列應(yīng)該列入MRE常規(guī)檢查。而患者檢查前適度口服陰性對比劑以充盈腸道及在診斷時(shí)DWI應(yīng)結(jié)合常規(guī)T1WI、T2WI圖像，能更加準(zhǔn)確地判斷病變的部位和范圍。

本研究存在一定的不足之處：樣本例數(shù)較少，而且僅考察三段腸壁的DWI圖像；未能按照CDAI或SES-CD對疾病嚴(yán)重程度進(jìn)行分級。在以后研究中應(yīng)增加病例數(shù)，完整地評估各段腸管，并且如果能考慮到患者疾病嚴(yán)重程度分級情況，那么研究結(jié)果將更有說服力。

總之，DWI對于檢測克羅恩病患者炎癥性腸管具有較高的敏感性及特異性，能進(jìn)一步明確病變范圍；DWI信號及ADC值對評估患者病情的活動(dòng)性及腸壁的炎癥程度有一定幫助。

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Clinical role of MR diffusion-weighted imaging in the evaluation of intestinal Crohn′s disease and its inflammation activity

LAN Xing,WEI Juan,ZHOU Fan,et al.

Department of Radiology,School of Medical Imaging,Xuzhou Medical University,Jiangsu 221004,China.

Objective:To assess the value of DWI in the diagnosis of intestinal Crohn′s disease (CD) and to evaluate its activity.Methods：The MR enterography (MRE) data of fifty-two patients with histo-pathology proven CD were retrospectively analyzed,mainly concentrated on the DWI and ADC values of terminal ileum,ascending and descending colon.The ADC values of CD invaded as well as normal intestinal wall were measured and compared.The sensitivity and specificity of DWI in detecting the invaded intestinal segment were calculated.Taking CD Activity Index (CDAI) as the reference of activity of the disease,the relation between DWI findings and CD activity was analyzed,as well as the correlation of ADC value and simplified endoscope scoring of CD (SES-CD).Results：Of the 52 patients with CD,there were 30 patients having active CD (CDAI≥150) and 22 cases with CD in paracmasis (CDAI<150).Altogether,156 segments including 63 segments with inflammation,93 normal segments confirmed by endoscopic and pathology were enrolled.The true positive and true negative segments diagnosed by DWI were 60 segments and 79 segments,respectively,with the sensitivity as 95.2% and specificity as 84.9%.The ADC values of CD invaded segments and normal segments were (1.40±0.27)×10-3and (2.57±0.31)×10-3mm2/s,with significant statistical difference (t=21.184,P<0.001).The ADC value of CD in active phase was significantly lower than that of CD in paracmasis [(1.24±0.15)×10-3mm2/s vs (1.61±0.24)×10-3mm2/s],with significant statistical difference (t'=6.637,P<0.01).The ADC value of inflammation invaded intestinal wall was inversely correlated with SES-CD (r=-0.688,P<0.001).Conclusion：DWI sequence provided helpful information in the diagnosis of the extent of CD.Quantitative analysis of ADC value was also helpful in assessing the activity and severity of the disease.

Intestinal disease； Crohn's disease； Diffusion weighted imaging； Apparent diffusion coefficient

210000 南京，徐州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院、南京軍區(qū)南京總醫(yī)院影像科(藍(lán)星、王朋、盧光明、黃偉)，消化內(nèi)科(魏娟)；210000 南京，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院(周帆)

藍(lán)星(1989-)，男，廣東高州人，碩士研究生，主要從事腸道病變的影像學(xué)診斷和研究工作。

黃偉，E-mail：radiology@126.com

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81671672)

R445.2； R574.5

A

1000-0313(2017)04-0350-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.04.012

2016-12-31

2017-03-01)