吳 霜，解 騫，管雪妮，張素芳，高信芳，梁宗輝

[上海市靜安區(qū)中心醫(yī)院（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院靜安分院）放射科，上海 200040]

克羅恩病是一種發(fā)病機(jī)制不明、反復(fù)發(fā)作的腸道炎癥性疾病，可累及消化道的任何部位[1]，在西方國家其發(fā)病率高達(dá)29.3/10 萬，而國內(nèi)的發(fā)病率為0.848/10 萬。目前腸鏡檢查是診斷克羅恩病的金標(biāo)準(zhǔn)，但該檢查方法具有侵入性，并可能引發(fā)腸穿孔、出血等并發(fā)癥。磁共振成像 （magnetic resonance imaging，MRI）檢查因無輻射、軟組織分辨率高等特點(diǎn)已逐步被應(yīng)用于克羅恩病的臨床研究[2]。常規(guī)MRI 對于克羅恩病病變腸段及并發(fā)癥有很好的顯示效果，以動態(tài)增強(qiáng)MRI 和擴(kuò)散加權(quán)成像為代表的功能MRI 檢查可用于評估病變組織微血管生成、炎性細(xì)胞浸潤等微結(jié)構(gòu)的信息。體素內(nèi)不相干運(yùn)動擴(kuò)散加權(quán)成像 （introvoxel incoherent motion diffusion weighted imaging，IVIM-DWI） 是一種全新的評估組織血流灌注的影像方法，其應(yīng)用雙指數(shù)模型來區(qū)分水分子的真性擴(kuò)散和微循環(huán)灌注形成的假性擴(kuò)散，目前已成功應(yīng)用于腹部實(shí)質(zhì)性臟器如肝臟、胰腺、腎臟等的研究中。目前，將IVIM-DWI 檢查應(yīng)用于克羅恩病診斷的報(bào)道較少，其對活動期克羅恩病的研究價(jià)值尚不清楚，本研究旨在探討IVIM-DWI 成像不同參數(shù)對活動期克羅恩病的診斷價(jià)值及效能。

資料與方法

一、資料

本研究收集本院2018 年2 月至2019 年6 月共30例克羅恩病患者，其中男19例，女11例，年齡為20～55歲，平均年齡為（32.9±9.7）歲。所有患者均經(jīng)臨床、內(nèi)鏡、病理學(xué)等方法證實(shí)為克羅恩病，并有完整的影像檢查資料。本研究納入患者的標(biāo)準(zhǔn)如下，①年齡≥18歲；②符合《炎癥性腸病診斷與治療的共識意見（2018 年，北京）》推薦的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，根據(jù)簡化克羅恩病活動指數(shù)計(jì)算法對患者進(jìn)行分期（見表1），所有患者均為活動期克羅恩病患者，活動指數(shù)評分≥5 分，內(nèi)鏡檢查提示活動性腸炎，且病變局限于末段回腸及回盲部；③符合克羅恩的病理學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)，即固有膜可見中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞浸潤，隱窩有中性粒細(xì)胞浸潤及隱窩炎，黏膜表層糜爛、潰瘍形成。本研究的排除標(biāo)準(zhǔn)如下，①懷疑合并腸結(jié)核、感染性腸炎、腸腫瘤或合并其他系統(tǒng)嚴(yán)重病變的患者；②不確定性結(jié)腸炎患者；③最近1個月服用過非甾體抗炎藥患者；④合并泌尿系感染的患者；⑤有消化道手術(shù)病史的患者；⑥孕婦及兒童（年齡＜18歲）。本研究獲得本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)[批準(zhǔn)文號為倫（2018-04）號]，所有患者接受MRI檢查前均簽署知情同意書。

二、MRI 檢查方法

患者接受MRI 掃描前6～8 h 禁食，并口服聚乙二醇電解質(zhì)口服溶液清潔腸道；掃描前1 h 開始口服2.5%等滲甘露醇液2 000 mL 充盈腸道，并由醫(yī)師指導(dǎo)訓(xùn)練屏氣；掃描前10 min 肌內(nèi)注射山莨菪堿10 mg 以抑制胃腸道蠕動。

表1 簡化克羅恩病活動指數(shù)計(jì)算法

采用GE Discovery MR750 3.0T 掃描儀，使用腹盆腔線圈（8 通道）進(jìn)行掃描。檢查時(shí)患者取仰臥位，先行常規(guī)序列掃描，掃描序列包括以下幾項(xiàng)。①快速梯度回波序列化學(xué)位移成像：TR 3.7 ms，同相位TE 2.2 ms，反相位TE 1.1 ms，視野（field of view,FOV）40 mm×40 mm，層厚6 mm，層間距2 mm；②脂肪抑制T2WI 序列：TR 6 000 ms TE 150 ms,FOV 40 mm×40 mm，層厚6 mm，層間距2 mm。然后，進(jìn)行IVIM-DWI 掃描，掃描參數(shù)為，TR=6 316 ms，TE=65 ms；FOV 40 mm×40 mm，層厚6.0 mm，層間距2 mm，激勵次數(shù)1 次，b 值（10個）分別為0、10、50、100、200、400、600、800、1 000、1 200 s/mm2。

三、IVIM-DWI 參數(shù)測算

將圖像傳至GE AW 4.5 工作站進(jìn)行后處理，用Functool MADC 軟件進(jìn)行分析。由2名高年資放射科醫(yī)師，在不知曉受檢者臨床和病理結(jié)果的情況下，分別測算IVIM-DWI 參數(shù)，采用b 值=800 s/mm2的圖像放置感興趣區(qū)（region of interest，ROI），ROI面積為（15.4±3.6） mm2，盡量避開空氣及腸內(nèi)容物的干擾，通過雙指數(shù)模型自動計(jì)算生成表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值、D 值、D*值和f 值，ADC 值代表組織平均擴(kuò)散水平；f 值為灌注分?jǐn)?shù)，代表體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)的擴(kuò)散效應(yīng)占總體擴(kuò)散效應(yīng)的百分比；D 值為擴(kuò)散系數(shù)，代表真性水分子的擴(kuò)散運(yùn)動（緩慢擴(kuò)散運(yùn)動成分）；D*值為體素內(nèi)微循環(huán)灌注系數(shù)，表示體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)的擴(kuò)散效應(yīng)（快速擴(kuò)散運(yùn)動成分）。分別記錄各值，重復(fù)測算3 次，取各參數(shù)平均值，以相同方法測算同一層面正常腸壁IVIM-DWI 各參數(shù)值作為對照組。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SPSS 19.0 軟件對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料先進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的資料以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評價(jià)2名醫(yī)師間的一致性?？肆_恩病組與對照組各參數(shù)ADC 值、D、D*及f 值的比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。應(yīng)用受試者操作特征曲線 （receiver operator characteristic curve，ROC 曲 線），對比分析IVIMDWI 各參數(shù)對克羅恩病的診斷效能，計(jì)算曲線下面積（area under curve，AUC），判定各參數(shù)的最佳診斷臨界值及靈敏度、特異度。AUC 的比較采用Delong 檢驗(yàn)進(jìn)行，評價(jià)各指標(biāo)對活動期克羅恩病的診斷價(jià)值，采用MedCalc 軟件進(jìn)行ROC 曲線分析。P＜0.05 時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

一、觀察者之間的一致性

2名醫(yī)師測算獲得的IVIM-DWI 各項(xiàng)參數(shù)之間一致性良好，ADC、D、D*及f 值的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)依次為0.87、0.92、0.92、0.98（P 均＜0.01）。

二、克羅恩病組與對照組的IVIM-DWI 參數(shù)比較

克羅恩病組與對照組的IVIM-DWI 各參數(shù)見表2?？肆_恩病組的ADC 值、D*值及f 值均低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而2 組間的D值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（見表2）。典型患者的IVIM-DWI 參數(shù)見圖1。

表2 克羅恩病組與對照組的IVIM-DWI 參數(shù)比較（ ）

表2 克羅恩病組與對照組的IVIM-DWI 參數(shù)比較（ ）

三、不同IVIM-DWI 參數(shù)的診斷效能

IVIM-DWI 相關(guān)參數(shù)ADC 值、D*值、f 值診斷活動期克羅恩病的最佳臨界值、AUC、靈敏度和特異度見表3。采用Delong 檢驗(yàn)分析ADC 值、D*值、f 值用于克羅恩病診斷的ROC 曲線，發(fā)現(xiàn)ADC 值診斷克羅恩病的AUC 大于D*值、f 值（Z=3.004、2.558，P=0.002 7、0.010 5），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。IVIM-DWI相關(guān)參數(shù)中ADC 值診斷克羅恩病的效能最高（見圖2）。

表3 不同IVIM-DWI 參數(shù)診斷活動期克羅恩病的效能

圖1 回盲部克羅恩病患者的IVIM 各參數(shù)圖像

圖2 ADC、D*、f 值診斷活動期克羅恩病的ROC 曲線

討論

克羅恩病病程遷延，活動期與緩解期交替，不易根治，而判斷其疾病活動度、明確患者所處的疾病分期，對臨床選擇合理的治療方案及判斷疾病預(yù)后都有重要意義。為此，臨床迫切需要尋找一種非侵入性的、方便且準(zhǔn)確的方法來評估及監(jiān)測克羅恩病的活動度，為治療方案的選擇提供依據(jù)。國內(nèi)外有研究顯示，采用DWI 信號及ADC 值評估克羅恩病活動性具有重要價(jià)值?？肆_恩病炎癥活動腸段的DWI 信號較正常腸段增高，而其ADC 值較正常腸段降低[4-5]，這與本研究結(jié)果一致，相關(guān)病理機(jī)制可能為細(xì)胞水腫和細(xì)胞外間隙減小，從而導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限。ADC 值可量化評估組織平均擴(kuò)散，反映病理生理改變引起的組織細(xì)胞水平的微觀變化[6]。傳統(tǒng)ADC 值不僅受到組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的影響，同時(shí)還受到毛細(xì)血管網(wǎng)血流灌注效應(yīng)的影響，后者代表了血管內(nèi)水分子的宏觀運(yùn)動。

IVIM-DWI 是用于描述體素微觀運(yùn)動的一種成像方法，通過雙指數(shù)模型對水分子的真性擴(kuò)散和微循環(huán)灌注形成的假性擴(kuò)散信息進(jìn)行分離、量化，彌補(bǔ)了DWI 的不足。根據(jù)IVIM-DWI 理論，信號衰減與b 值間的關(guān)系為Sb/S0=f×exp（-b×D*）+（1-f）exp（-b×D）。Sb為不同b 值下的信號強(qiáng)度，S0為b=0 的信號強(qiáng)度；f 值為灌注分?jǐn)?shù)，代表體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)的擴(kuò)散效應(yīng)占總體擴(kuò)散效應(yīng)的百分比；D值為擴(kuò)散系數(shù)，代表真性水分子的擴(kuò)散運(yùn)動（緩慢擴(kuò)散運(yùn)動成分）；D*值為灌注相關(guān)彌散系數(shù)，表示體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)的擴(kuò)散效應(yīng)（快速擴(kuò)散運(yùn)動成分）[7]。

本研究結(jié)果顯示，克羅恩病活動期病變腸段D*和f 值均低于正常腸段，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明克羅恩病活動期的病變腸段微循環(huán)毛細(xì)血管灌注較正常腸段有所下降。Carr 等[8]對克羅恩病手術(shù)切除腸段進(jìn)行組織學(xué)檢查，證實(shí)了病變腸段微循環(huán)灌注減低。Hultén 等[9]采用同位素洗脫技術(shù)，在術(shù)中對回腸克羅恩病病變腸段壁內(nèi)血流量分布進(jìn)行測定，證實(shí)無論在克羅恩病炎癥滲出期或纖維化期，腸壁微循環(huán)血流灌注均有不同程度下降。D*值反映了毛細(xì)血管內(nèi)平均血流速度。克羅恩病腸壁組織炎癥反應(yīng)導(dǎo)致局部微血管阻力升高，血流速度減慢，血流灌注量減少，從而導(dǎo)致灌注相關(guān)參數(shù)D*值及f 值減低[10-11]。

本研究克羅恩病組的D 值有略低于對照組的趨勢，可能的原因?yàn)殡S著克羅恩病炎癥進(jìn)展及炎性細(xì)胞浸潤、淋巴管擴(kuò)大、腸壁肉芽腫形成，引起細(xì)胞外間隙狹窄，進(jìn)而導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限，但2 組之間D 值的差異尚無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明克羅恩病炎癥進(jìn)展對血流灌注下降的影響更大，大于對真實(shí)水分子擴(kuò)散的影響。這也可能與本研究選取的低b 值數(shù)目較多有關(guān)，當(dāng)采用低b 值時(shí)，DWI 信號包括水分子擴(kuò)散運(yùn)動及灌注效應(yīng)，且以微循環(huán)灌注效應(yīng)為主?；贗VIM-DWI 評估組織病理生理學(xué)微觀變化的機(jī)制尚不完全清楚，雖然有研究表明D*值及f 值與血流灌注有關(guān)，但掃描過程呼吸運(yùn)動、腸蠕動以及不同掃描方式也會對相關(guān)參數(shù)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。采用Delong 檢驗(yàn)分析AUC 后可以看出，ADC值對克羅恩病的診斷效能較D*值及f 值高，這與Hectors 等[12]的研究結(jié)果一致。

本研究存在一定局限性。第一，本研究僅對克羅恩病炎癥活動組與正常腸壁進(jìn)行比較，未進(jìn)一步研究克羅恩病炎癥活動期與非活動期IVIMDWI 數(shù)值的差異，故本研究存在一定的局限性；第二，本研究樣本量較少，可能存在一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)偏倚，且研究的病變范圍局限于回盲部；第三，IVIMDWI 圖像采集時(shí)間較長，不同研究采用的b 值差異性較大，尚無統(tǒng)一規(guī)范，且可因ROI 的放置方法不同，使不同研究結(jié)果間的可比性差，需進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化。

總之，IVIM-DWI 相關(guān)參數(shù)ADC 值、D*值和f值在評估克羅恩病炎癥活動方面均有一定價(jià)值，其中ADC 值的診斷效能最高。IVIM-DWI 檢查無需使用對比劑，有望成為一種無創(chuàng)性評估克羅恩病病理生理改變的檢查方法，為臨床診斷及治療提供指導(dǎo)。