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腸黏膜連續(xù)性、彌漫性炎癥改變?yōu)樘攸c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。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),目前主要依賴內鏡檢查[3],尚缺乏較理想的影像及實驗室評價標準。CT檢查有電離輻射,會增加隨診患者發(fā)生惡性腫瘤的風險。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,能較好顯示透壁或壁外的病變,其中動態(tài)增強 MRI(dynamic contrast enhanced MRI,DCE-MRI)和彌散加權成像(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)檢查方法多集中應用于全身多系統(tǒng)的腫瘤研究,對于UC的研究鮮見報道。本研究聯(lián)合使用DCE-MRI和DWI,并參照C反應蛋白(C-reactive protein,CRP)血清濃度和紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate,ESR)結果,對比分析活動期和緩解期UC患者的MRI表現,評價兩者的差異。
本研究經過海南省人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會同意,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月期間經腸鏡活檢證實的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行結腸鏡檢查及活檢。根據中華醫(yī)學會消化病學分會炎癥性腸病學組2012年共識[1]推薦的改良 Truelove-Witt′s疾病嚴重程度分級標準,又將活動組患者分為輕度、中度、重度3組。
腸道準備: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開始口服體積分數為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)增強掃描。在常規(guī)MRI及DWI掃描之后,以高壓注射器經肘靜脈團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)。
所有圖像由2名有10年以上工作經驗的腹部MRI診斷醫(yī)師在圖像工作站上進行主觀分析及定量測量,并對各觀察結果進行Kappa一致性檢驗。定性參數包括腸壁水腫分層、腸旁淋巴結增大(短徑≥5 mm)、梳齒征;定量參數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,結果取平均值。感興趣區(qū)(region of interest,ROI)的選?。哼x取系膜側腸壁最厚區(qū)域;取圓形,其直徑盡可能接近腸壁全層;避免包括腸腔內容物及腸壁外鄰近組織結構。
表1 腸道多序列MRI掃描參數Table 1 Parameters of multiple intestinal MRI sequences
所有患者均于腸道MRI檢查前3 d內,空腹取靜脈血3 mL,檢測CRP血清濃度和ESR。
應用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析。正態(tài)分布的計量資料用表示,偏態(tài)分布的計量資料用中位數和四分位數間距表示。偏態(tài)分布或方差不齊的兩組計量資料的比較用Mann-WhitneyU秩和檢驗。多組計數資料的比較用Fisher確切概率法檢驗。正態(tài)分布且方差齊的多組計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)計學意義。
25例患者均經腸鏡活檢及病理證實為UC,并參照臨床活動指數(clinical activity index,CAI)確診活動期19例,緩解期6例。25例患者中累及全結腸型10例,左半結腸型7例,直乙結腸型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,逆行向近端結腸發(fā)展,呈連續(xù)性、彌漫性分布)。根據改良Truelove-Witt′s疾病嚴重程度分級標準,19例活動期患者又分為輕度4例,中度6例,重度9例。
研究中選取常用的2種血清標志物對緩解組與活動組病變進行差異性比較,結果所示:活動組患者CRP、ESR水平均高于緩解組患者,且差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05,表2)。以CRP、ESR為標準診斷UC活動性的準確性分別為: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
圖1 UC患者降結腸的多序列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例腸壁分層強化,8例全層強化。10例系膜側血管增粗,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。活動組19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)計學意義(P<0.05)。而腸旁淋巴結腫大在3組間差異無統(tǒng)計學意義(表3)。
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)。
由于飲食習慣和生活環(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。結腸鏡下活檢及病理結果是判斷UC炎癥活動性及是否癌變的金標準。但結腸鏡屬于有創(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險。CT檢查雖然已經應用非常成熟,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檢查,不宜作為首選[4]。MRI檢查具有無電離輻射、可以反復多次、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分析的聯(lián)合使用可以幫助臨床醫(yī)生對大多數患者進行準確診斷和指導疾病的治療[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,運用多模態(tài)MRI對活動期和緩解期UC患者的MRI表現進行評估及定量分析。
表3 UC患者不同活動程度病變腸段的MRI相關表現比較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相關表現比較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驗室檢查指標,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,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、細菌性感染、急性風濕熱、腫瘤廣泛轉移、創(chuàng)傷、手術等多種情況下,均會迅速顯著地增高,影響UC患者病情的準確判斷。ESR反映紅細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的改變。而活動組患者血清中血管生成素會出現高表達,從而造成ESR加快。然而,ESR還受紅細胞大小、形狀、數量及患者年齡、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。本研究結果顯示以上述血清學指標診斷UC的活動性準確性較高,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)影像技術快速發(fā)展和相應多種數據分析方法的出現,除了為影像診斷提供更豐富的信息外,還可以達到結果互補、避免不同技術單獨應用時的偏差,進一步提高影像診斷的準確性、并促進對影像結果更加合理深入的解釋,總體產生“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增大情況。近幾年來,不少研究對UC腸壁增厚進行了對比,發(fā)現在輕度、中度、重度患者間腸壁厚度差異無統(tǒng)計學意義[11-12],且腸壁厚度受腸道擴張程度、病程長短等影響,故一直未將腸壁增厚作為獨立的評價指標來評估UC的嚴重程度。3D-VIBE序列動態(tài)增強掃描能夠進行多期、快速、薄層動態(tài)增強掃描,實時地顯示腸壁的動態(tài)強化特點及腸系膜血管的強化情況。Rimola等[13],運用磁共振增強檢查技術可以在炎癥性腸病中發(fā)現更多的影像學特征,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、腸壁強化程度增高及系膜淋巴結腫大并明顯強化等均提示病變處于活動期;而腸壁增厚、結腸袋消失及腸腔節(jié)段性狹窄等提示病變處于緩解期。本研究活動組UC中腸壁水腫分層強化及系膜側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)計學意義,因此腸壁水腫分層強化及系膜側梳齒征對活動性及非活動性UC的鑒別是具有一定價值的。腸旁淋巴結腫大在各組之間的差異無統(tǒng)計學意義,筆者認為可能與個體反應差異有關,每位患者免疫應答強烈程度不一,也可能與本研究的樣本量較小有關,還需加大樣本量進一步研究。
Savoye-Collet等[14]的研究結果表明黏膜強化明顯和DWI高信號是UC的最基本MRI表現,MRI對UC的陽性預測值達到100%。已有學者采用DWI對炎癥性腸病病變腸管進行測量以獲得定量參數來研究病變腸壁的ADC值和炎性活動的相關性。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]認為病變活動期時,腸管的ADC值會下降,其存在的病理機制可能為:UC活動期細胞水腫和細胞密集導致細胞外間隙減小,將限制組織內的水分子運動,因此ADC值降低,DWI上信號增高。引起細胞腫脹的原因則包括細胞構成的改變、微小膿腫形成、灌注增加。引起細胞密度改變的原因則是黏膜層和黏膜下層集合淋巴結細胞、膨脹擴大的淋巴管、過度增殖的神經元和炎性反應形成的肉芽組織。本研究對UC的病變腸壁進行DWI掃描,發(fā)現活動期腸壁信號明顯增高,測量ADC值,得到ADC值?。?.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,本研究結論與上述學者基本一致。本組病例病變腸段在DWI上均呈高信號與其他研究結果比較接近[12,17],而且ADC值在UC的嚴重分級評估中有統(tǒng)計學意義。
本研究的不足:①部分患者腸管擴張效果欠佳,腸壁厚度及ADC值測量的準確性受到一定影響;②納入的患者例數相對較少,有待于更大樣本的研究結果。
綜上所述,多模態(tài)腸道MRI可以提供UC患者腸腔內外的影像學信息,是結腸鏡和組織病理學檢查最有益的補充。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病變的活動性及嚴重程度的判斷,從而協(xié)助制定治療方案、進行患者隨訪及療效的評估,具有較高的臨床實用價值。