徐錫濤 馮 琦 周 易 朱 炯 鄭 青 冉志華△

上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院消化內科 上海市消化疾病研究所 上海市炎癥性腸病研究中心1(200001) 上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院放射科2

背景：潰瘍性結腸炎(UC)和克羅恩病(CD)的疾病表現(xiàn)有一定的相似性，但兩者治療方法和轉歸截然不同。目的：探討能譜CTE定量分析爬行脂肪組織在鑒別UC和CD中的應用價值。方法：回顧性分析2014年3月—2015年3月行能譜CTE檢查的40例CD和15例UC患者，在能譜CTE圖像上對兩組患者的5個腸段進行評估，測定腸段對應爬行脂肪組織的能譜曲線斜率(λHU)和標準化水濃度(NWC)。同時測量內臟脂肪面積(VFA)、皮下脂肪面積(SFA)，計算兩者比值(MFI)。建立Logistic回歸方程，以ROC曲線比較能譜CTE和內臟脂肪法鑒別UC和CD的敏感性和特異性。以Pearson相關系數(shù)分析λHU、NWC與臨床活動性、CRP和內鏡評分的相關性。結果：CD患者腸段λHU和NWC總體上隨疾病嚴重程度的增加而升高，UC患者各腸段間則無明顯差異。Logistic回歸模型的ROC曲線顯示，能譜CTE鑒別UC和CD的特異性優(yōu)于內臟脂肪法(86.7%對73.3%)。Pearson相關性分析顯示CD患者λHU和NWC與SES-CD評分呈正相關。結論：能譜CTE定量分析爬行脂肪組織在UC和CD的鑒別中具有一定的臨床應用價值。

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)包括潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease, CD)，是一種可累及全消化道的慢性非特異性炎癥性疾病。IBD的發(fā)病機制非常復雜，由環(huán)境、基因遺傳、腸道微生物分布失調、機體免疫功能紊亂等因素共同綜合所致。

爬行脂肪(creeping fat, CF)的概念最早由Crohn本人提出，表現(xiàn)為腸系膜脂肪組織(mesenteric adipose tissue, MAT)從系膜附著部延展并包繞腸道超過其周長的50%以上[1-2]。組織學上表現(xiàn)為脂肪細胞數(shù)量增多和體積減小，同時伴有纖維化、肌細胞肥大、巨噬細胞和淋巴細胞浸潤[3]。CF為CD的特征性表現(xiàn)，與透壁炎癥、潰瘍和腸道狹窄的形成均有關[2]。臨床上，外科醫(yī)師常用CF來衡量活動性病變的范圍，影像科醫(yī)師也常用其協(xié)助診斷CD的疾病活動度和病變累及范圍[4]。既往有研究[5]通過常規(guī)CT或MRI測定CD患者的內臟脂肪面積(visceral fat area, VFA)，以間接獲得CF面積并研究其與CD的關系,但該方法僅測量了VFA，并未對具體組織成分進行分析，且測得的面積并不能精確代表MAT面積。新一代能譜CT將定量分析MAT變成了可能，其能生成40～140 keV內不同X線能量的單能量圖像，并繪制出對應的能譜曲線，有助于鑒別不同性質的組織，真正實現(xiàn)CT檢查的定量診斷。

UC與CD尤其是結腸型CD在疾病表現(xiàn)上有時有一定的相似性，但轉歸和治療方法截然不同，因此正確鑒別診斷兩者在IBD的診治中具有重要意義。目前，根據(jù)臨床表現(xiàn)和家族史，尋找CD特異性并發(fā)癥，結合影像、內鏡和病理檢查能鑒別診斷大部分CD，但仍有約10%的患者發(fā)生誤診[6]。本研究通過將CF這一CD特征性表現(xiàn)運用于UC和CD的鑒別診斷中，并采用新一代能譜CT小腸造影(CTE)的定量診斷技術測量UC和CD患者的MAT參數(shù)，旨在判斷CF在鑒別UC和CD中的可能性，探討其臨床應用價值。

對象與方法

一、研究對象

選取2014年3月—2015年3月上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院行能譜CTE檢查的住院CD和UC患者。納入標準：①診斷符合中華醫(yī)學會消化病學分會炎癥性腸病學組制定的《炎癥性腸病診斷與治療的共識意見(2012年·廣州)》[7]；②病程6個月以上；③完成結腸鏡和能譜CTE檢查；④完成C反應蛋白(C-reactive protein, CRP)檢測和疾病活動性的評估；⑤上述檢查均在5 d內完成。排除標準：①排除肝硬化合并腹水、結核性腹膜炎、腹腔內廣泛腫瘤轉移等可導致腸系膜水腫而干擾檢測的患者；②完成能譜CTE檢查前3個月內有腹部手術的患者；③合并糖尿病等其他內分泌相關疾病可能影響內臟脂肪和皮下脂肪的患者。

二、研究方法

1. 臨床資料采集：CD和UC活動性的評估分別使用Harvey-Bradshaw 指數(shù)(HBI)和Truelove & Witts(TW)評分[8]，內鏡嚴重程度的評估分別使用簡化CD內鏡下評分(simple endoscopic score for Crohn’s disease, SES-CD)[9]和UC內鏡嚴重程度指數(shù)(ulcerative colitis endoscopic index of severity, UCEIS)總評分[10]。所有評分均分不同腸段進行，分為末端回腸、右半結腸、橫結腸、左半結腸和直腸，其中末端回腸指結腸鏡所能到達的最遠距離，不包括回結腸吻合口；盲腸和回盲瓣納入右半結腸區(qū)；乙狀結腸納入左半結腸區(qū)。評估內容包括潰瘍大小、潰瘍面積、病變范圍、腸道狹窄數(shù)，按嚴重程度以0～3分計算。最終分別統(tǒng)計每個腸段的評分和每例患者的總分，并根據(jù)病變嚴重程度將所有腸段分為三類：①內鏡下未見明顯病變的腸段，即評分為0分；②輕度病變，即評分為1～3分的腸段，主要指未見潰瘍灶的病變，包括糜爛、息肉、紅斑、水腫等；③中-重度病變：各種大小的潰瘍灶或伴有狹窄，內鏡下評分≥4分。

2. 能譜CTE檢查：患者于檢查前8 h開始禁食，口服聚乙二醇溶液1 000 mL進行腸道準備。掃描前45 min，囑患者勻速口服1 000～2 000 mL聚乙二醇溶液以使小腸和結腸充盈。檢查前10 min，給予患者肌內注射20 mg山莨菪堿以減少腸道蠕動(低張禁忌證患者，如前列腺肥大、青光眼、腎功能不全、心臟傳導阻滯等除外)。能譜CTE掃描采用GE Discovery CT 750HD(GE Healthcare)，掃描范圍包括全腹(自膈頂至盆底)。掃描參數(shù)：層厚層距5 mm，轉速0.6 s，螺距0.983，探測器準直40 mm，重建圖像層厚1.25 mm，層間距1.25 mm。增強掃描采用非離子型碘造影劑手背靜脈注射，速率4 mL/s，劑量1.5 mL/kg。在對比劑注射45 s后行單一腸期掃描。

3. 圖像后處理和測量方法：在CT圖像上，對IBD患者的末端回腸、右半結腸、橫結腸、左半結腸和直腸分別進行評估。圖像測量和評估均在GE工作站(AW4.4)上進行，由GSI Viewer軟件完成。分析采用重建圖像，經(jīng)軟件處理后獲得三種圖像，即多能量混合圖像、物質分離圖像(碘基圖和水基圖)和40～140 keV的單能量圖。測量時，分別沿回結腸動脈、右結腸動脈、中結腸動脈、左結腸動脈、乙狀結腸動脈、直腸上動脈走行路徑，尋找病灶最顯著的部位，將感興趣區(qū)(region of interest, ROI)放置于需測量的腸段系膜緣側的脂肪間隙內，皮下脂肪測量取患者仰臥位臍水平的腹部或腰背部皮下脂肪；ROI控制在5～20 mm2。測量過程中，ROI的放置需盡量避開系膜血管、腸壁、淋巴結等軟組織密度的組織結構。升結腸、降結腸和直腸系膜脂肪的測量多在軸位圖像中完成，橫結腸、乙狀結腸和末端回腸的測量多采用冠狀位或矢狀位圖像，實際操作時，可根據(jù)圖像中系膜血管的走向情況，利用多平面重建模式，尋找最合適的測量平面獲取數(shù)據(jù)。每個腸段相對應的系膜組織均測量至少3個數(shù)據(jù)點，取均值。能譜曲線斜率(λHU)代表物質在不同能量下CT衰減系數(shù)，一般以40、100 keV能量下的CT值來計算，λHU=(HU40 keV-HU100 keV)/60。標準化水濃度(normalized water concentration, NWC)=所測病灶水濃度/皮下脂肪水濃度，主要是為了減少個體方面的一些差異，如掃描時間、患者水腫情況等。VFA、皮下脂肪面積(subcutaneous fat area, SFA)以及內臟脂肪比(mesenteric fat index, MFI)(MFI=VFA/SFA)的測量在Ziostation工作站(日本Ziosoft株式會社)上進行，利用CT Fat Measurement軟件自動測量得出。

三、統(tǒng)計學分析

結 果

一、患者一般情況

共納入40例CD患者和15例UC患者。40例CD患者中，男性33例，女性7例；中位年齡31歲；中位病程為3年；末端回腸型CD患者11例(27.5%)，結腸型11例(27.5%)，末端回腸和結腸均累及者18例(45.0%)；11例(27.5%)并發(fā)肛周病變；31例(77.5%)處于臨床活動期(HBI>4分)。

15例UC患者中，男性10例，女性5例；中位年齡58歲；中位病程為2年；直腸型UC患者1例(6.7%)，左半結腸型6例(40.0%)，全結腸型8例(53.3%)；輕度UC患者6例(40.0%)，中度6例(40.0%)，重度3例(20.0%)。

二、能譜CTE參數(shù)比較

CD組λHU隨著腸段病變嚴重程度的增加而升高，CD正常腸段腸系膜脂肪λHU顯著低于輕度和中-重度病變腸段的腸系膜脂肪(P<0.05)，CD腸段輕度病變組λHU明顯低于中-重度組(P<0.05)；而UC組不同程度腸段病變的λHU相比無明顯差異(P>0.05)(表1、圖1)。

CD組正常腸段腸系膜脂肪NWC顯著低于輕度CD組(P<0.001)，而輕度與中-重度病變組相比無明顯差異(P=0.41)；不同病變程度UC組NWC相比無明顯差異(P>0.05)(表1、圖1)

UC組正常腸段λHU、NWC與CD組正常腸段相比差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.09，P=0.331)，輕度、中-重度病變腸段UC組λHU、NWC均顯著低于相應病變程度CD組(P<0.05)(表1、圖1)。

組別病變個數(shù)λHUNWC(mg/mL)CD 正常105-1.19±0.561.002±0.009 輕度13-0.49±0.61?△1.013±0.010?▲ 中-重度68-0.17±0.68?#△1.016±0.012△UC 正常32-1.41±0.351.012±0.062 輕度24-1.35±0.470.999±0.012 中-重度19-1.20±0.351.000±0.011

*與同組正常腸段比較，P<0.05；#與同組輕度病變腸段比較，P<0.05；與UC組相應病變腸段比較，▲P<0.05，△P<0.001

三、內臟脂肪數(shù)據(jù)分析

與UC組相比，CD組SFA、腰圍顯著降低(P<0.05)，MFI明顯升高(P=0.019)；而兩組VFA無明顯差異(P>0.05)(圖2、表2)。

四、Logistic回歸模型

UC和CD的鑒別診斷定義為可區(qū)分UC和CD病變腸段(包括輕度病變和中-重度病變)，根據(jù)λHU和NWC建立Logistic回歸模型，回歸方程式為：P=1/[1+e-(-215.912+4.178×λHU+ 219.24×NWC)]。ROC曲線示AUC為0.949，臨界值為 0.37，敏感性為90.9%，特異性為86.7%(圖3A)。

同理，根據(jù)VFA、MFI建立Logistic回歸模型以鑒別診斷UC和CD，回歸方程式為：P=1/[1+e-(-1.525+3.376×MFI-0.015×VFA)]。ROC曲線示AUC為0.859，臨界值為0.54，敏感性為 95.1%，特異性為 73.3%(圖3B)。

與內臟脂肪法建立的ROC曲線相比，能譜CTE鑒別UC和CD的AUC無明顯差異(P=0.48)，敏感性降低(90.9%對95.1%)，特異性升高(86.7%對73.3%)(圖3C)。

A：λHU；B：NWC

A：VFA、SFA；B：腰圍；C：MFI

組別例數(shù)VFA(cm2)SFA(cm2)MFI腰圍(cm)UC1584.21±37.04139.01±46.510.63±0.2884.17±6.30CD4069.87±56.1373.10±58.891.12±0.7574.16±9.79P值0.364<0.0010.0190.001

A：能譜CTE；B：內臟脂肪法；C：兩種方法的比較

五、能譜CTE參數(shù)與內鏡評分、CRP和臨床活動性評分的相關性分析

Pearson相關性分析顯示，CD患者λHU與SES-CD和HBI呈正相關(P<0.05)，NWC與SES-CD亦呈正相關(P<0.05)；而λHU、NWC與CRP無明顯相關性，NWC與HBI無明顯相關性(表3)。λHU、NWC與UC患者內鏡評分、CRP和TW評分均無明顯相關性。

表3能譜CTE參數(shù)與CD患者SES-CD、CRP和HBI之間的相關性

參數(shù)SES-CDr值P值CRPr值P值HBIr值P值λHU0.5820.0010.2340.1470.4720.002NWC0.4100.009-0.2140.184-0.1150.482

討 論

在IBD的診治過程中，正確鑒別UC和CD非常重要，可直接影響后續(xù)治療方案的選擇。CF為CD的特征性表現(xiàn)，隨著對脂肪組織與炎癥關系研究的不斷深入，人們對CF在CD發(fā)病機制和發(fā)展過程中作用的理解也在不斷更新。

以往通過常規(guī)CT或MRI測量VFA來間接計算MAT面積，發(fā)現(xiàn)其與CD存在千絲萬縷的聯(lián)系。Van Der Sloot等[5]通過CT測量482例CD患者的VFA發(fā)現(xiàn)，VFA增加與穿透型CD的發(fā)生風險呈正比，且伴隨手術風險的提升。Li等[11]通過CT測量回結腸吻合術后CD患者的VFA、SFA以及MFI后發(fā)現(xiàn)，VFA、MFI與術后6個月內鏡下CD復發(fā)率和內鏡評分呈正相關。Ko等[12]應用內臟脂肪、皮下脂肪和兩者之和總脂肪(total fat, TF)對CD和腸結核進行鑒別診斷，結果顯示男性CD患者的VF/TF和VF/SF明顯高于腸結核患者，說明VF/SF在鑒別CD和腸結核中具有一定的臨床價值。

本研究是首個將CF結合影像學鑒別CD與UC的研究，針對CD患者CF組織在形態(tài)學和組織學均有異于其本身皮下脂肪和UC腸系膜脂肪的特點，應用能譜CTE技術分別分析CD患者和UC患者病變腸段和正常腸段的腸系膜脂肪，然后建立Logistic回歸模型，并與傳統(tǒng)方法測得的VFA、SFA和MFI進行比較。結果顯示能譜CTE不僅能準確鑒別病變CD和UC腸段，而且能區(qū)分病變CD的疾病活動性，盡管λHU和NWC在個別結果上存在出入，但整體變化趨勢一致。事實上，在臨床工作中，水基圖更多地被用作虛擬的平掃圖，以此達到減少輻射劑量的效果[13]。Logistic回歸模型所對應的ROC曲線鑒別UC和CD的敏感性低于傳統(tǒng)內臟脂肪法，但特異性優(yōu)于后者。

在CD診治過程中，評估疾病活動性和嚴重程度非常重要，直接影響了治療方案的制定。本研究發(fā)現(xiàn)CD患者不同腸段的λHU和NWC總體上隨疾病嚴重程度的增加而升高，而UC患者各腸段間則無明顯差異。不管是UC或累及多節(jié)段結腸的CD，累及的不同節(jié)段腸黏膜的病變程度可能是不同的，而內鏡評分標準和血液學指標多為整體判斷，采用能譜CTE通過CF組織對不同病變區(qū)域進行分段比較可能更有意義。因此，能譜CTE定量分析CD的CF對應腸系膜脂肪對診斷、評估疾病活動性和嚴重程度具有廣泛的應用前景。

本研究還發(fā)現(xiàn)，λHU與CD患者HBI和SES-CD存在正相關，NWC亦與SES-CD存在正相關；其中λHU與SES-CD的相關性為中等。而λHU、NWC與CRP之間均無明顯相關性，這可能是由于CRP雖能反映疾病活動度，但并非為CD的特異性指標，同樣存在CRP正常者在內鏡檢查時發(fā)現(xiàn)活動性病灶，故CRP與CD病變之間無相關性。

綜上所述，本研究首次運用能譜CTE測量UC和CD患者的CF，建立Logistic回歸模型，繪制ROC曲線，并與傳統(tǒng)內臟脂肪法進行比較，發(fā)現(xiàn)CF在鑒別UC和CD中具有一定的應用價值，可為臨床診斷和評估提供更多的信息，這對推動CF在CD發(fā)病機制中的研究具有重要意義。