基于分段讀出平面回波成像的擴(kuò)散張量成像淚腺定量測(cè)量評(píng)估甲狀腺相關(guān)眼病活動(dòng)性

曹一楊，胡昊，吳倩，陳露，陳文，許曉泉，吳飛云*

1.丹陽市人民醫(yī)院放射科，江蘇 丹陽 212300；2.南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210029；*通信作者 吳飛云 wfydd_njmu@163.com

甲狀腺相關(guān)眼病（thyroid-associated ophthalmopathy，TAO）是眼眶自身免疫性炎性疾病，通常發(fā)生于Grave病患者[1]。TAO患者常存在干眼、畏光、流淚等眼表受累癥狀[2]，與突眼度及瞼裂寬度增加導(dǎo)致淚液蒸發(fā)加速有關(guān)[1-2]，淚腺受累導(dǎo)致淚液分泌減少也是重要原因之一[1,3]。研究表明甲狀腺抗體水平與淚腺功能存在明顯相關(guān)性，證實(shí)淚腺可在TAO發(fā)病過程中受累[4-5]。

隨著眼眶磁共振應(yīng)用越來越多，部分研究采用常規(guī)MRI檢測(cè)TAO患者淚腺結(jié)構(gòu)和信號(hào)改變。淚腺突出度和信號(hào)強(qiáng)度比與TAO的活動(dòng)性相關(guān)，可以輔助臨床分期[6-7]。然而，既往研究?jī)H聚焦形態(tài)學(xué)和半定量分析，分期效能仍然有限。擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及所得表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）和部分各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）可以定量反映水分子擴(kuò)散的幅度及方向，可以評(píng)估病變組織的微觀結(jié)構(gòu)改變[8]。應(yīng)用DTI研究淚腺目前鮮有報(bào)道。本研究將DTI應(yīng)用于TAO患者的淚腺評(píng)估，探討其相關(guān)指標(biāo)在TAO活動(dòng)期與非活動(dòng)期間是否存在差異，為臨床活動(dòng)性評(píng)估及制訂治療計(jì)劃提供更精準(zhǔn)的證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2017年2—11月于南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院臨床診斷為TAO的30例患者的臨床及影像資料，年齡18～77歲，平均（45.5±14.9）歲；男10例，女20例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合Bartley診斷標(biāo)準(zhǔn)；②治療前行眼眶DTI檢查；③圖像質(zhì)量滿足進(jìn)一步分析要求。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有免疫抑制治療、球后放射治療史；②有眼眶減壓術(shù)等眼部手術(shù)史；③有其他自身免疫性眼眶病變，如IgG4相關(guān)眼病、炎性假瘤等。采用改良7分制臨床活動(dòng)度評(píng)分（clinical activity score，CAS）[9]評(píng)估疾病活動(dòng)性，主要觀察指標(biāo)：①自發(fā)性眼球后疼痛；②眼球運(yùn)動(dòng)時(shí)伴有疼痛；③眼瞼充血；④眼瞼水腫；⑤球結(jié)膜充血；⑥球結(jié)膜水腫；⑦眼阜水腫。本研究以單眼為單位進(jìn)行CAS評(píng)分，患眼臨床表現(xiàn)符合以上任一指標(biāo)記1分，定義CAS≥3分為TAO活動(dòng)期。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批號(hào)：2018-SRFA-095），豁免患者知情同意。

1.2 檢查方法 使用3.0T MR（Skyra，西門子）掃描儀及20通道頭頸聯(lián)合線圈。常規(guī)MR掃描序列及參數(shù)：脂肪抑制T2WI，常規(guī)行眼眶橫斷位、冠狀位和斜矢狀位掃描（TR 4 000 ms，TE 75～117 ms）；T1WI，常規(guī)行眼眶橫斷位掃描（TR 635 ms，TE 6.7 ms）。橫斷位DTI掃描采用分段讀出平面回波成像（readoutsegmented echo-planar imaging，rsEPI）序列，掃描參數(shù)：TR 2 000 ms，TE 83 ms，b值為0和1 000 s/mm2，讀出分段數(shù)5，編碼方向30，掃描層厚3 mm，層數(shù)10，視野22 cm×22 cm，矩陣190×171。

1.3 圖像分析 采用西門子后處理工作站進(jìn)行ADC圖及FA圖測(cè)量。由2位從事頭頸部影像診斷的主治醫(yī)師獨(dú)立分析。以單眼為測(cè)量單位，參考T2WI圖像，在ADC圖及FA圖上選擇淚腺顯示最大的相鄰2個(gè)層面，手動(dòng)勾畫多邊形感興趣區(qū)獲得淚腺的平均ADC值及FA值（圖1）。所有測(cè)值均取2位醫(yī)師測(cè)量的平均值。

圖1 TAO的MRI圖像分析。以T2WI圖像（A）為參考，分別在ADC圖（B）和FA圖（C）上選擇淚腺顯示最大的相鄰2個(gè)層面（此處僅展示1個(gè)層面），手動(dòng)勾畫多邊形感興趣區(qū)，用于測(cè)算淚腺的平均ADC值及FA值

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，正態(tài)分布的定量資料以±s表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用例（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)。采用受試者工作特征（ROC）曲線評(píng)估ADC、FA及兩者聯(lián)合區(qū)分活動(dòng)期及非活動(dòng)期TAO的效能。根據(jù)約登指數(shù)（約登指數(shù)=敏感度+特異度?1）最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)值計(jì)算敏感度和特異度[10]。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般情況、淚腺ADC及FA比較 30例患者共60眼，其中活動(dòng)期34眼，CAS（4.4±0.9）分；非活動(dòng)期26眼，CAS（1.3±0.8）分。活動(dòng)期與非活動(dòng)期TAO患者年齡和性別構(gòu)成比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）?；顒?dòng)期組淚腺FA值明顯小于非活動(dòng)期組（P<0.001），ADC值大于非活動(dòng)期組（P=0.013），見表1。

表1 TAO活動(dòng)期組與非活動(dòng)期組患者年齡、性別、淚腺ADC及FA值比較

2.2 rsEPI-DTI各參數(shù)鑒別TAO活動(dòng)性的效能 ROC曲線分析顯示，以FA≤0.316聯(lián)合ADC≥1.626判斷TAO處于活動(dòng)期的曲線下面積及敏感度均大于單獨(dú)使用FA、ADC，單獨(dú)使用ADC的特異度最高（表2，圖2）。

表2 rsEPI-DTI各參數(shù)鑒別TAO活動(dòng)性的效能

圖2 淚腺FA、ADC及兩者聯(lián)合評(píng)估TAO活動(dòng)性的ROC曲線

3 討論

3.1 rsEPI-DTI在淚腺評(píng)估中的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 目前針對(duì)淚腺的影像評(píng)估方法較為局限，以常規(guī)MRI為主。本研究采用DTI探索淚腺微觀結(jié)構(gòu)的變化，并應(yīng)用于TAO，以期更全面地分析眼眶組織受累情況，從而輔助更為精準(zhǔn)的臨床診療。既往DTI多使用單次激發(fā)平面回波成像序列，尤其在眼眶，更容易產(chǎn)生磁敏感偽影及圖像變形，降低測(cè)量的準(zhǔn)確性[11]。本研究采用rsEPI-DTI序列[12]，通過沿讀出方向?qū)空間分成多個(gè)部分，分段采樣，結(jié)合并行采集技術(shù)，有效減少圖像變形和偽影，大大提高了圖像質(zhì)量，增加圖像評(píng)估的準(zhǔn)確性[11,13]。

3.2 淚腺ADC及FA值在活動(dòng)期與非活動(dòng)期的差異本研究中，活動(dòng)期TAO淚腺ADC值大于非活動(dòng)期組，與Razek等[14]的研究結(jié)果一致，其原因可能是活動(dòng)期淚腺炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，間質(zhì)水腫，水分子擴(kuò)散加快；而非活動(dòng)期水腫消失，代之以纖維化和脂肪沉積，水分子擴(kuò)散減慢[15-16]。另外，本研究發(fā)現(xiàn)活動(dòng)期組淚腺FA顯著低于非活動(dòng)期組。FA反映水分子擴(kuò)散的方向性，可用于評(píng)估病變組織微觀結(jié)構(gòu)的完整性。既往基于神經(jīng)系統(tǒng)及骨骼肌的研究多將FA降低歸因于細(xì)胞溶解、纖維破壞或易位[17]，推測(cè)活動(dòng)期組FA較低也可能與受累淚腺組織結(jié)構(gòu)紊亂、正常腺泡結(jié)構(gòu)破壞更顯著有關(guān)。既往研究表明，細(xì)胞較為致密的惡性腫瘤FA大于良性病變，可能與細(xì)胞外間隙受限繼而水分子擴(kuò)散方向性增加有關(guān)[18-19]?；顒?dòng)期TAO淚腺組織主要表現(xiàn)為細(xì)胞間質(zhì)水腫及細(xì)胞外間隙増加，從而導(dǎo)致水分子擴(kuò)散方向性降低，可能與活動(dòng)期組FA較低也有關(guān)。

3.3 淚腺ADC及FA值區(qū)分TAO活動(dòng)性的效能 ROC曲線分析顯示，聯(lián)合FA和ADC可以獲得區(qū)分活動(dòng)性的最佳效能及敏感度，而單獨(dú)使用ADC值可以獲得最佳特異度，與胡昊等[6]基于常規(guī)MRI淚腺結(jié)構(gòu)的測(cè)量區(qū)分活動(dòng)性的效能、敏感度及特異度相比均得到明顯提高。由此推測(cè)DTI可以提高鑒別TAO活動(dòng)性的準(zhǔn)確性，輔助臨床更精準(zhǔn)地篩選活動(dòng)期和非活動(dòng)期患者，進(jìn)行對(duì)癥有效治療，從而提高TAO患者的整體生活質(zhì)量。

3.4 本研究的局限性 ①本研究納入樣本量有限；②手動(dòng)勾畫感興趣區(qū)可能存在取樣偏倚；③本研究?jī)H分析了TAO患者淚腺DTI參數(shù)的變化，未探討參數(shù)變化與淚腺分泌功能和淚液成分變化的相關(guān)性。

綜上所述，淚腺rsEPI-DTI可以反映TAO患者淚腺組織的擴(kuò)散特性，淚腺ADC及FA可以輔助TAO的臨床活動(dòng)性評(píng)估，為臨床制訂治療計(jì)劃提供依據(jù)。