MRI鑒別穿孔與壞疽性急性闌尾炎價(jià)值的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

陸 娜 劉 文 強(qiáng)金偉

急 性 闌 尾 炎（acute appendicitis，AA） 是最常見的急腹癥，病情進(jìn)展迅速，穿孔率高達(dá)10%～31%[1-3]。穿孔性急性闌尾炎（perforated acute appendicitis，PAA）不僅使外科處理復(fù)雜化，增加手術(shù)的難度，而且明顯增加了嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生率和患者的死亡率[4-8]；PAA與非穿孔性急性闌尾炎（nonperforated acute appendicitis，NPAA）臨床處理不同[9-11]，壞疽性急性闌尾炎（gangrenous acute appendicitis，GAA）屬于非穿孔性急性闌尾炎，需要及時(shí)進(jìn)行手術(shù)治療，而PAA需要先進(jìn)行保守治療。因此，GAA的及時(shí)診斷及與PAA的鑒別具有重要意義。目前關(guān)于壞疽性急性闌尾炎與PAA鑒別診斷的研究未見文獻(xiàn)報(bào)道。

磁 共 振 成 像（magnetic resonance imaging，MRI）因在急性闌尾炎的診斷方面較超聲更準(zhǔn)確和特異，較CT無射線損傷的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于腹痛的鑒別診斷[12-13]。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging， DWI）能評價(jià)組織內(nèi)微觀水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，用表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient， ADC）值對水分子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量。文獻(xiàn)[14-16]報(bào)道DWI在急性闌尾炎的診斷中具有重要的價(jià)值。

在本項(xiàng)研究中，我們采用前瞻性的科研設(shè)計(jì)方案，對比分析經(jīng)手術(shù)及病理證實(shí)的12例PAA及10例GAA的新西蘭大白兔的MRI影像學(xué)特征，研究MRI在PAA與GAA鑒別診斷中的價(jià)值。

方 法

1. 動(dòng)物選擇及造模方法

新西蘭大白兔24只（上海杰思捷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，許可證號碼：SCXK（滬）2013-0006），體重2kg，6月齡，普通級，PAA與GAA組雌雄各半，分組采取隨機(jī)化分組，隨機(jī)化方法采用數(shù)字表法。手術(shù)操作前靜脈注射戊巴比妥鈉30mg/kg全身麻醉，所有新西蘭大白兔用4號手術(shù)線進(jìn)行闌尾根部結(jié)扎，包括結(jié)扎闌尾動(dòng)靜脈主干。手術(shù)操作24小時(shí)后，10只新西蘭大白兔先進(jìn)行MRI檢查，2例因麻醉意外死亡病例被排除出本實(shí)驗(yàn)。其余12只新西蘭大白兔進(jìn)行相同的手術(shù)操作，手術(shù)操作72小時(shí)后，12只新西蘭大白兔先進(jìn)行MRI檢查。兩組病例MRI檢查掃描結(jié)束后均立即切除闌尾進(jìn)行病理對照分析。經(jīng)手術(shù)和病理證實(shí)的12例PAA作為實(shí)驗(yàn)組，10例GAA作為對照組。

2.MRI檢查方案

采 用 3.0T MRI（MAGNETOM Verio，Siemens）超導(dǎo)掃描儀，使用體線圈。掃描范圍為膈頂至盆腔。掃描序列：橫斷面T1WI（重復(fù)時(shí)間，Time of Repetition， TR： 572ms； 回 波 時(shí) 間，Time of Echo， TE： 3ms；層厚 ： 3mm，層間距 ：0.9mm；激勵(lì)次數(shù)：橫斷面T2WI（TR： 2710ms，TE： 78ms，層厚： 3mm，層間距： 0.9mm，激勵(lì)次數(shù)：1）、橫斷面T2WI抑脂序列（TR： 2710ms，TE：78ms，層厚： 3mm，層間距： 0.9mm，激勵(lì)次數(shù)：1）、冠 狀 面 T2WI（TR： 2400ms，TE： 95ms， 層 厚 ：4mm，層間距： 0.4mm，激勵(lì)次數(shù)：1）、DWI序列（TR： 3746ms，TE： 71ms，層厚 ： 3mm，層間距 ：0.6mm，激勵(lì)次數(shù)： 3）。b值選擇如下：0 s/mm2，800 s/mm2[14]。ADC圖由工作站系統(tǒng)自動(dòng)生成。

MRI增強(qiáng)掃描序列：橫斷面T1WI抑脂序列（TR： 7.92ms， TE： 1.91ms，層厚 ： 1mm，層間距： 0.3mm，激勵(lì)次數(shù)： ①冠狀面T1WI抑脂序列（TR： 5.58ms，TE： 2.46 ms，層厚 ： 1.5mm，層間距： 0.45mm，激勵(lì)次數(shù)： ②MRI增強(qiáng)掃描對比劑為Gd-DTPA，劑量0.5 ml/kg體重，采用自動(dòng)壓力注射器于平掃及DWI掃描結(jié)束后開始注藥，流率1ml/s，注射完對比劑后注射10ml生理鹽水沖洗導(dǎo)管。

3. MRI圖像分析

在MRI 增強(qiáng)序列圖像上用冠狀位及橫斷位相結(jié)合的方法確認(rèn)闌尾，觀察如下MRI征象：闌尾壁缺損，闌尾周圍膿腫，闌尾腔外積氣，闌尾周圍蜂窩織炎。參照文獻(xiàn)[4-5，7]報(bào)道，闌尾壁缺損定義為闌尾壁顯示不連續(xù)及中斷現(xiàn)象。闌尾周圍膿腫定義為闌尾周圍局限性液體聚集并伴有其邊緣強(qiáng)化。闌尾腔外積氣定義為闌尾腔外見游離氣體。蜂窩織炎定義為闌尾周圍脂肪彌漫、明顯的炎性病變，伴有周圍液體聚集，增強(qiáng)后液體邊緣無強(qiáng)化。測量闌尾最大直徑。以b值為800s/mm2的DWI圖像上闌尾壁信號最高的部位為參考，在ADC圖像上相應(yīng)的感興趣區(qū)（ROI）部位測量ADC值，ROI面積1～5mm2。所有入組病例圖像由兩名具有十年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師分別進(jìn)行觀察和測量，意見不統(tǒng)一時(shí)討論達(dá)成一致，測量數(shù)據(jù)取兩者的平均值。

4. 病理圖像分析

每個(gè)病例在400倍顯微鏡下進(jìn)行每高倍視野內(nèi)的中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，每個(gè)病例選取3個(gè)視野，取平均值。

5. 統(tǒng)計(jì)分析

采用Stata7.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。比較PAA與GAA闌尾壁缺損、闌尾周圍膿腫、闌尾腔外積氣、闌尾周圍蜂窩織炎各MRI征象發(fā)生率的差異，均采用Fisher確切概率法檢驗(yàn)。PAA與GAA組闌尾最大直徑、闌尾壁ADC值的差異采用Student’s t檢驗(yàn)。繪制闌尾壁ADC值診斷PAA的ROC曲線，計(jì)算敏感度、特異度、準(zhǔn)確度和ROC曲線下面積。PAA與GAA組每高倍視野內(nèi)的中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)的差異采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Kappa值用于觀察者間的一致性檢驗(yàn)， kappa值＞0.75 被認(rèn)為觀察者間的一致性強(qiáng)度高。

結(jié) 果

兩名放射科醫(yī)師間一致性檢驗(yàn)kappa值為0.96，說明觀察者間一致性強(qiáng)度高。PAA組與GAA組間MRI征象的比較見表1；兩組病例在闌尾壁缺損MRI征象發(fā)生率有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（圖1）；闌尾壁缺損、闌尾周圍膿腫、闌尾腔外積氣征象診斷PAA的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度見表2，出現(xiàn)至少一種特異性MRI征象對PAA診斷的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度分別為66.67%（8 /12）、100%（10 /10）和 81.82%（18/22）。

PAA組和GAA組闌尾直徑分別為(22.6±4.9)mm和(20.3±3.3)mm，兩組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=1.25，P=0.23）。PAA組闌尾壁ADC值為(0.92±0.18)×10-3mm2/s，GAA組闌尾壁ADC值為(1.23± 0.10)×10-3mm2/s，兩組間闌尾壁ADC值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=4.81，P=0.00）。當(dāng)闌尾壁ADC值為1.18×10-3mm2/s時(shí)，鑒別診斷PAA和GAA的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度分別為 91.67%（11/12），90 %（9/10）， 90.91%（20/22），ROC曲線下面積為0.92（圖2～4）。

PAA組每高倍視野內(nèi)的中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)值為130（94～201），GAA組每高倍視野內(nèi)的中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)值為100（81～107），兩組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（Z=2.57，P=0.01）。

表1 穿孔性急性闌尾炎（PAA）與壞疽性急性闌尾炎(GAA)特異性MRI征象發(fā)生率比較

表2 3個(gè)特異性MRI征象在PAA的診斷價(jià)值

圖 1 PAA。A.MRI增 強(qiáng) 橫 斷 面T1WI抑脂序列顯示闌尾壁近段缺損（箭）；周圍膿腫形成，膿腫壁可見強(qiáng)化。B.手術(shù)證實(shí)該病例為PAA，穿孔部位位于箭所指部位。

圖2 當(dāng)闌尾壁ADC值為1.18×10-3mm2/s時(shí)， 鑒 別 診 斷PAA和GAA的敏感度、特異度、準(zhǔn) 確 度 分 別 為 91.67%，90 %，90.91%，ROC 曲線下面積為 0.92。圖3 與圖1為同一病例，闌尾壁ADC 值為 0.55×10-3mm2/s，根據(jù)闌尾壁ADC值的ROC曲線診斷為PAA。

圖 4 A.闌尾壁ADC 值為1.45×10-3mm2/s，根據(jù)闌尾壁ADC值的ROC曲線診斷為GAA。B.手術(shù)證實(shí)該病例為GAA。

討 論

GAA屬于NPAA，需要及時(shí)進(jìn)行手術(shù)治療，對PAA主張先采用抗生素治療或經(jīng)皮膿腫引流以改善患者的臨床癥狀，再根據(jù)病情確定是否于6～12周后進(jìn)一步施行擇期闌尾切除術(shù)[9-11]。

已有研究[4，6-7]表明，闌尾壁缺損、闌尾周圍膿腫、闌尾腔外積氣是PAA的特異性征象，但單個(gè)征象的敏感度均不高。本研究采用的MRI檢查方案顯示上述單一征象敏感度和特異度與多數(shù)學(xué)者的CT研究報(bào)道結(jié)果相仿[4，6-7]。我們的研究結(jié)果表明，當(dāng)出現(xiàn)任一特異性MRI征象時(shí)，對PAA的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度分別為 66.67%、100%和 81.82%，因此聯(lián)合采用闌尾壁缺損、闌尾周圍膿腫、闌尾腔外積氣特異性MRI征象是鑒別PAA與壞疽性急性闌尾炎的較好方法。

當(dāng)闌尾壁ADC值為 1.18×10-3mm2/s時(shí)，鑒別PAA與GAA的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度分別為91.67%、90 %、90.91%，ROC 曲線下面積為 0.92。該結(jié)果的敏感度和準(zhǔn)確度略高于Avcu等[14]報(bào)道的闌尾壁ADC值鑒別PAA與NPAA的結(jié)果。該結(jié)果說明DWI序列在鑒別PAA與壞疽性急性闌尾炎方面具有一定的價(jià)值。分析其原因，當(dāng)使用較大擴(kuò)散因子時(shí)（b＞400s/mm2），細(xì)胞外間隙水分子運(yùn)動(dòng)是組織DWI信號衰減的主要原因。本實(shí)驗(yàn)每高倍視野內(nèi)的中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果表明，PAA較GAA闌尾壁有更多的中性粒細(xì)胞，細(xì)胞密度大，細(xì)胞外間隙減小，密集的細(xì)胞膜限制了水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，ADC值降低。

本研究的局限性：本研究采用新西蘭大白兔作為研究對象，闌尾壁ADC值的ROC曲線臨界值與人并不相同。但是我們研究的目的是MRI在PAA與GAA鑒別診斷中的價(jià)值，本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果對臨床檢查及治療方案的選擇有一定的指導(dǎo)意義。本研究樣本量較小，對于特異度極高的闌尾周圍膿腫，闌尾腔外積氣MRI征象未檢驗(yàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，需要今后設(shè)計(jì)一個(gè)大樣本的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證其鑒別診斷價(jià)值。

綜上所述，MRI在PAA與GAA鑒別診斷方面具有較高的診斷價(jià)值。