3.0 T多模態(tài)腸道MRI在潰瘍性結(jié)腸炎定量評估中的應(yīng)用

莊曉曌，李建軍，符莉莉，李長清，邢增寶，蔡親磊

（海南省人民醫(yī)院放射科，海南?？?70311）

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）屬于炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD），是一種病因尚不明確的以結(jié)腸黏膜連續(xù)性、彌漫性炎癥改變?yōu)樘攸c(diǎn)的腸道的慢性非特異性炎癥性疾病，臨床上以腹痛、腹瀉、黏液膿血便、里急后重等為主要表現(xiàn)。IBD是北美和歐洲的常見病，但近十多年來該病在我國就診人數(shù)呈逐步增加趨勢，已成為我國國民消化系統(tǒng)常見?。?-2］。UC病情評估主要包括臨床類型、病變范圍、疾病活動度和并發(fā)癥，其中病情活動度和癌變評估監(jiān)測是其中重要環(huán)節(jié)，目前主要依賴內(nèi)鏡檢查［3］，尚缺乏較理想的影像及實(shí)驗(yàn)室評價標(biāo)準(zhǔn)。CT檢查有電離輻射，會增加隨診患者發(fā)生惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。MRI檢查具有無創(chuàng)性、無輻射、良好的軟組織對比、多平面成像等優(yōu)點(diǎn)，能較好顯示透壁或壁外的病變，其中動態(tài)增強(qiáng) MRI（dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI）和彌散加權(quán)成像（diffusion weigh imaging，DWI）不但診斷靈敏度和特異度高，而且可得到具體參數(shù)用于定量分析。近年來，上述兩種功能磁共振聯(lián)合的多模態(tài)檢查方法多集中應(yīng)用于全身多系統(tǒng)的腫瘤研究，對于UC的研究鮮見報(bào)道。本研究聯(lián)合使用DCE-MRI和DWI，并參照C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）血清濃度和紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）結(jié)果，對比分析活動期和緩解期UC患者的MRI表現(xiàn)，評價兩者的差異。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究經(jīng)過海南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會同意，所有受檢者均簽署知情同意自愿接受MRI檢查。前瞻性收集本院2015年11月至2017年6月期間經(jīng)腸鏡活檢證實(shí)的UC患者25例（男13，女12），年齡18～66（37.2±14.7）歲?；顒咏M、緩解組患者于檢查一周內(nèi)行結(jié)腸鏡檢查及活檢。根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會消化病學(xué)分會炎癥性腸病學(xué)組2012年共識［1］推薦的改良 Truelove-Witt′s疾病嚴(yán)重程度分級標(biāo)準(zhǔn)，又將活動組患者分為輕度、中度、重度3組。

1.2 MRI檢查方法

腸道準(zhǔn)備：檢查前一晚口服瀉藥清潔腸道或者行清潔灌腸，掃描前1 h開始口服體積分?jǐn)?shù)為2.5%甘露醇溶液2 000 mL，分4次服完（500 mL/15 min）。掃描前10～15 min所有患者肌注鹽酸山莨菪堿20 mg，以抑制腸道蠕動，減少運(yùn)動偽影（注射前詢問病史以排除青光眼、前列腺肥大等禁忌證）。采用SIEMENS MAGNETOM Verio 3.0 T磁共振成像儀及2個18通道腹部表面線圈及24通道Tim脊柱線圈采集圖像。掃描序列包括：①TrueFISP冠狀位成像，以快速觀察腸道充盈情況，若充盈不良，囑患者繼續(xù)口服甘露醇溶液，待腸道充盈后開始掃描；②HASTE T2WI序列橫斷位及冠狀位成像；③橫斷位DWI，選取3個彌散梯度因子（b值），分別為50、400和 800 s/mm2；④使用冠狀位及橫斷位三維容積插入屏氣檢查（three dimensional volume-interpolated body examination，3D-VIBE）行多期動態(tài)增強(qiáng)掃描。在常規(guī)MRI及DWI掃描之后，以高壓注射器經(jīng)肘靜脈團(tuán)注對比劑釓噴酸葡胺（gadopentetate dimeglumine，Gd-DTPA），注射劑量為0.2 mL/kg，注射速率為2.5 mL/s，注射對比劑后以同樣速率注射生理鹽水20 mL，延遲20 s啟動動脈連續(xù)五期掃描（每期4 s，共20 s），延遲75 s啟動靜脈連續(xù)二期掃描（每期10 s，共20 s）。除DWI序列采用自由呼吸模式掃描，其他序列均屏氣掃描（表1）。

1.3 圖像分析

所有圖像由2名有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的腹部MRI診斷醫(yī)師在圖像工作站上進(jìn)行主觀分析及定量測量，并對各觀察結(jié)果進(jìn)行Kappa一致性檢驗(yàn)。定性參數(shù)包括腸壁水腫分層、腸旁淋巴結(jié)增大（短徑≥5 mm）、梳齒征；定量參數(shù)包括病變腸段的最大腸壁厚度（mm）、腸壁的ADC值。由2名醫(yī)師對病變腸管同一部位行3次測量，結(jié)果取平均值。感興趣區(qū)（region of interest，ROI）的選?。哼x取系膜側(cè)腸壁最厚區(qū)域；取圓形，其直徑盡可能接近腸壁全層；避免包括腸腔內(nèi)容物及腸壁外鄰近組織結(jié)構(gòu)。

表1 腸道多序列MRI掃描參數(shù)Table 1 Parameters of multiple intestinal MRI sequences

1.4 實(shí)驗(yàn)室檢查

所有患者均于腸道MRI檢查前3 d內(nèi)，空腹取靜脈血3 mL，檢測CRP血清濃度和ESR。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料用表示，偏態(tài)分布的計(jì)量資料用中位數(shù)和四分位數(shù)間距表示。偏態(tài)分布或方差不齊的兩組計(jì)量資料的比較用Mann-WhitneyU秩和檢驗(yàn)。多組計(jì)數(shù)資料的比較用Fisher確切概率法檢驗(yàn)。正態(tài)分布且方差齊的多組計(jì)量資料的比較用單因素方差分析（one-way ANOVA）。繪制ROC曲線分析ADC值對鑒別活動組與緩解組的診斷效能并確定診斷閾值。以Kappa一致性檢驗(yàn)評估2名醫(yī)師對圖像評價的一致性，Kappa≤0.40為一致性較差，0.40＜Kappa≤0.75為一致性較好，Kappa＞0.75為一致性好。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料

25例患者均經(jīng)腸鏡活檢及病理證實(shí)為UC，并參照臨床活動指數(shù)（clinical activity index，CAI）確診活動期19例，緩解期6例。25例患者中累及全結(jié)腸型10例，左半結(jié)腸型7例，直乙結(jié)腸型8例，其中3例累及回腸末端，符合UC的分布特征（多從直腸開始，逆行向近端結(jié)腸發(fā)展，呈連續(xù)性、彌漫性分布）。根據(jù)改良Truelove-Witt′s疾病嚴(yán)重程度分級標(biāo)準(zhǔn)，19例活動期患者又分為輕度4例，中度6例，重度9例。

2.2 血清學(xué)指標(biāo)在各組病變中分布的比較

研究中選取常用的2種血清標(biāo)志物對緩解組與活動組病變進(jìn)行差異性比較，結(jié)果所示：活動組患者CRP、ESR水平均高于緩解組患者，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表2）。以CRP、ESR為標(biāo)準(zhǔn)診斷UC活動性的準(zhǔn)確性分別為：78.3%、76.1%，但靈敏度和特異度均不高（低于60%）。

表2 活動組與緩解組血清ESR、CRP的比較Table 2 Comparison of ESR and CRP between the active group and the remission group

2.3 MRI表現(xiàn)及分析

圖1 UC患者降結(jié)腸的多序列MR圖像Fig.1 Multi-sequence MR images of descending colon lesions in UC patients

圖2 UC患者乙狀結(jié)腸的多序列MR圖像Fig.2 Multi-sequence MR images of sigmoid lesions in UC patients

兩名醫(yī)師在獨(dú)立評價每例患者病變征象及病灶測量上均具有良好的一致性（Kappa＞0.70，P＜0.001；圖1、2）。19例活動組患者病變腸壁不同程度增厚，黏膜面呈鋸齒狀，凹凸不平，8例腸壁分層強(qiáng)化，8例全層強(qiáng)化。10例系膜側(cè)血管增粗，呈“梳齒征”。2例見腸壁增厚及多發(fā)性深潰瘍（圖2）。2例伴有腹腔少量積液。6例腸管周圍淋巴結(jié)增大（圖1），橫斷位（圖1B）及冠狀位（圖1E）T2WI圖像能較好顯示腸壁增厚情況?；顒咏M19例腸壁厚度5.85～17.54（12.2±3.3）mm。所有病變腸段在DWI上信號不同程度增高。對比輕度、中度及重度UC 3組間的MRI征象，顯示腸壁水腫分層改變、梳齒征、腸壁厚度、ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。而腸旁淋巴結(jié)腫大在3組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

2.4 ADC值鑒別活動組、非活動組的診斷效能

ROC曲線下面積值為0.748，表明ADC值對鑒別活動組與緩解組具有較高的診斷效能，當(dāng)選取ADC值（1.52±0.16）×10-3mm2/s為最佳閾值時，靈敏度及特異度分別為70.8%和79.8%（圖3）。

3 討論

由于飲食習(xí)慣和生活環(huán)境的改變，我國炎癥性腸病的發(fā)病率明顯增高，年輕化趨勢明顯，兒童的炎癥性腸病也日趨增多。UC是最常見的大腸特發(fā)性炎癥性病變，本病多數(shù)起病緩慢，病程可為持續(xù)或活動期與緩解期交替的慢性過程。結(jié)腸鏡下活檢及病理結(jié)果是判斷UC炎癥活動性及是否癌變的金標(biāo)準(zhǔn)。但結(jié)腸鏡屬于有創(chuàng)性檢查，患者不易耐受，且重癥患者檢查容易造成腸穿孔風(fēng)險(xiǎn)。CT檢查雖然已經(jīng)應(yīng)用非常成熟，但是由于其有電離輻射，而UC患者大多比較年輕且需要反復(fù)檢查，不宜作為首選［4］。MRI檢查具有無電離輻射、可以反復(fù)多次、軟組織分辨力高、可多個體位層面成像，還可行定量參數(shù)研究等優(yōu)勢，對于UC的病情評估及療效評價具有巨大價值［5］。MRI還可用于評估炎癥性腸病的疾病活動性，幫助區(qū)分可逆性炎癥與不可逆性纖維狹窄［6］，以及對腸外并發(fā)癥如膿腫有很高的敏感性。MRI與腸鏡和組織病理學(xué)分析的聯(lián)合使用可以幫助臨床醫(yī)生對大多數(shù)患者進(jìn)行準(zhǔn)確診斷和指導(dǎo)疾病的治療［7］。Patel等［8］在對比腸鏡、CT、MRI后得出，UC患者檢查隨訪首選MRI。因此，本研究針對UC，運(yùn)用多模態(tài)MRI對活動期和緩解期UC患者的MRI表現(xiàn)進(jìn)行評估及定量分析。

表3 UC患者不同活動程度病變腸段的MRI相關(guān)表現(xiàn)比較Table 3 Comparison of MRI manifestations of different active degree bowel lesions in patients with UC ［n（%）or］

表3 UC患者不同活動程度病變腸段的MRI相關(guān)表現(xiàn)比較Table 3 Comparison of MRI manifestations of different active degree bowel lesions in patients with UC ［n（%）or］

MRI：magnetic resonance imaging；ADC：apparent diffusion coefficient.Fisher′s exact test was used for the comparison of the first three MRI features，and one-way ANOVA was used for the comparison of the last two MRI features.

MRImanifestations Active group（n=19）P Laminated enhancement of intestinal wall Comb sign Mesenteric lymph nodes enlargement Maximum thickness of intestinal wall/mm ADC value/（10-3mm2/s）Remission group（n=6）0（0.0）0（0.0）0（0.0）4.22±0.54 1.98±0.46 Mild（n=4）0（0.0）0（0.0）0（0.0）6.51±0.78 1.67±0.45 Moderate（n=6）2（33.3）3（50.0）1（16.7）9.33±1.73 1.23±0.26 Severe（n=9）6（66.7）7（77.8）5（55.6）14.72±1.93 0.87±0.18 F ---57.197 38.872 0.024 0.029 0.163＜0.001＜0.001

圖3 ADC值鑒別活動組、緩解組UC的ROC曲線Fig.3 The ROC curve of ADC value for identifying UC in activity group and remission group

CRP血清濃度和ESR是臨床最常用的測定急性期蛋白的實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)，其中CRP對IBD患者病變活動程度的診斷靈敏度最高。劉文斌等［9］對76例UC患者的研究證實(shí)，CRP對重度、中度UC的診斷靈敏度較高，分別約為88%、78.6%，而對輕度患者的診斷靈敏度只有18.75%。但是CRP對腸道病變的特異度較差，在急性心肌梗死、細(xì)菌性感染、急性風(fēng)濕熱、腫瘤廣泛轉(zhuǎn)移、創(chuàng)傷、手術(shù)等多種情況下，均會迅速顯著地增高，影響UC患者病情的準(zhǔn)確判斷。ESR反映紅細(xì)胞在一定條件下沉降的速度，ESR測定反映了各種急性期蛋白的變化，能簡單、快速地評價IBD患者血漿蛋白急性期反應(yīng)的改變。而活動組患者血清中血管生成素會出現(xiàn)高表達(dá)，從而造成ESR加快。然而，ESR還受紅細(xì)胞大小、形狀、數(shù)量及患者年齡、性別、貧血、妊娠等其他因素的影響，因此，ESR在UC患者病情評估方面的價值也有限。本研究結(jié)果顯示以上述血清學(xué)指標(biāo)診斷UC的活動性準(zhǔn)確性較高，但靈敏度和特異度均不高，故需從影像上獲取更多的信息。

近年來，以MRI為代表的多模態(tài)影像技術(shù)快速發(fā)展和相應(yīng)多種數(shù)據(jù)分析方法的出現(xiàn)，除了為影像診斷提供更豐富的信息外，還可以達(dá)到結(jié)果互補(bǔ)、避免不同技術(shù)單獨(dú)應(yīng)用時的偏差，進(jìn)一步提高影像診斷的準(zhǔn)確性、并促進(jìn)對影像結(jié)果更加合理深入的解釋，總體產(chǎn)生“1+1＞2”的效果［10］。在腸道檢查中，常規(guī)高分辨率MRI既能測量病變段腸壁厚度，也可觀察腸壁水腫及腸旁淋巴結(jié)增大情況。近幾年來，不少研究對UC腸壁增厚進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)在輕度、中度、重度患者間腸壁厚度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［11-12］，且腸壁厚度受腸道擴(kuò)張程度、病程長短等影響，故一直未將腸壁增厚作為獨(dú)立的評價指標(biāo)來評估UC的嚴(yán)重程度。3D-VIBE序列動態(tài)增強(qiáng)掃描能夠進(jìn)行多期、快速、薄層動態(tài)增強(qiáng)掃描，實(shí)時地顯示腸壁的動態(tài)強(qiáng)化特點(diǎn)及腸系膜血管的強(qiáng)化情況。Rimola等［13］，運(yùn)用磁共振增強(qiáng)檢查技術(shù)可以在炎癥性腸病中發(fā)現(xiàn)更多的影像學(xué)特征，更加清晰顯示各種腸外并發(fā)癥，以減少漏診率。UC腸壁黏膜表面潰瘍形成、黏膜下水腫、腸壁強(qiáng)化程度增高及系膜淋巴結(jié)腫大并明顯強(qiáng)化等均提示病變處于活動期；而腸壁增厚、結(jié)腸袋消失及腸腔節(jié)段性狹窄等提示病變處于緩解期。本研究活動組UC中腸壁水腫分層強(qiáng)化及系膜側(cè)梳齒征為最常見的征象，緩解組及活動組輕、中、重度各組間比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此腸壁水腫分層強(qiáng)化及系膜側(cè)梳齒征對活動性及非活動性UC的鑒別是具有一定價值的。腸旁淋巴結(jié)腫大在各組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，筆者認(rèn)為可能與個體反應(yīng)差異有關(guān)，每位患者免疫應(yīng)答強(qiáng)烈程度不一，也可能與本研究的樣本量較小有關(guān)，還需加大樣本量進(jìn)一步研究。

Savoye-Collet等［14］的研究結(jié)果表明黏膜強(qiáng)化明顯和DWI高信號是UC的最基本MRI表現(xiàn)，MRI對UC的陽性預(yù)測值達(dá)到100%。已有學(xué)者采用DWI對炎癥性腸病病變腸管進(jìn)行測量以獲得定量參數(shù)來研究病變腸壁的ADC值和炎性活動的相關(guān)性。Oto等［15］測量患者病變腸管ADC值來判斷炎性病變的程度，認(rèn)為相對于正常腸管，病變腸管的DWI信號會增高、ADC值下降。Kiryu等［16］認(rèn)為病變活動期時，腸管的ADC值會下降，其存在的病理機(jī)制可能為：UC活動期細(xì)胞水腫和細(xì)胞密集導(dǎo)致細(xì)胞外間隙減小，將限制組織內(nèi)的水分子運(yùn)動，因此ADC值降低，DWI上信號增高。引起細(xì)胞腫脹的原因則包括細(xì)胞構(gòu)成的改變、微小膿腫形成、灌注增加。引起細(xì)胞密度改變的原因則是黏膜層和黏膜下層集合淋巴結(jié)細(xì)胞、膨脹擴(kuò)大的淋巴管、過度增殖的神經(jīng)元和炎性反應(yīng)形成的肉芽組織。本研究對UC的病變腸壁進(jìn)行DWI掃描，發(fā)現(xiàn)活動期腸壁信號明顯增高，測量ADC值，得到ADC值取（1.52±0.16）×10-3mm2/s時對鑒別活動組與緩解組具有較高的診斷效能，本研究結(jié)論與上述學(xué)者基本一致。本組病例病變腸段在DWI上均呈高信號與其他研究結(jié)果比較接近［12，17］，而且ADC值在UC的嚴(yán)重分級評估中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究的不足：①部分患者腸管擴(kuò)張效果欠佳，腸壁厚度及ADC值測量的準(zhǔn)確性受到一定影響；②納入的患者例數(shù)相對較少，有待于更大樣本的研究結(jié)果。

綜上所述，多模態(tài)腸道MRI可以提供UC患者腸腔內(nèi)外的影像學(xué)信息，是結(jié)腸鏡和組織病理學(xué)檢查最有益的補(bǔ)充。通過對不同MRI征象的分析和對病變腸管的定量分析，可以為臨床提供對UC病變的活動性及嚴(yán)重程度的判斷，從而協(xié)助制定治療方案、進(jìn)行患者隨訪及療效的評估，具有較高的臨床實(shí)用價值。