腮腺全體積ADC紋理分析技術(shù)對(duì)老年干燥綜合征的診斷價(jià)值

李國(guó)青 顧秀婷 房宇軒 譚薇 龐雨冰 徐敏紋 王葦

(揚(yáng)州大學(xué)附屬醫(yī)院 1風(fēng)濕免疫科，江蘇 揚(yáng)州 225000；2影像科)

干燥綜合征(SS)是一種直接造成外分泌腺體損害的慢性自身免疫性疾病〔1〕。目前臨床中尚未有對(duì)診斷SS能達(dá)成共識(shí)的金標(biāo)準(zhǔn)方案〔2〕。根據(jù)2002年美國(guó)-歐洲共識(shí)小組(AECG)的分類(lèi)診斷標(biāo)準(zhǔn)，SS根據(jù)血清學(xué)抗體檢查、影像學(xué)檢查、唾液腺及淚腺干燥檢查和下唇唾液腺活檢病理學(xué)結(jié)果綜合診斷〔3〕。其中對(duì)相關(guān)損傷腺體進(jìn)行影像學(xué)檢查是一個(gè)診斷SS常用且重要的手段。

AECG分類(lèi)診斷標(biāo)準(zhǔn)在影像學(xué)檢查中推薦唾液腺X線造影或唾液腺放射性顯像，但雙方均有缺點(diǎn)，X線造影需要侵入性操作〔4〕，而放射性顯像需要暴露于锝-99m放射性核素中〔5〕，這對(duì)患者均有一定損傷。而目前常用的超聲或CT也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，如有電離輻射損傷，且只能提供定性評(píng)估等〔6〕。因此無(wú)創(chuàng)而無(wú)輻射暴露的磁共振成像(MRI)被越來(lái)越多的用以評(píng)估診斷SS，但目前研究表明MRI在評(píng)估腮腺的早期損傷方面不敏感〔7〕。為此發(fā)展了各種MRI功能性序列用以在SS中評(píng)價(jià)腮腺的損傷，如擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)、動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)(DCE)和體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(IVIM)等〔7〕。其中DWI一直被廣泛用于評(píng)估疾病，且可以通過(guò)計(jì)算表觀擴(kuò)散系數(shù)值(ADC)從而無(wú)損傷的量化水分子擴(kuò)散情況〔8〕。目前已有多篇研究顯示其對(duì)腮腺早期損傷敏感，但仍缺乏較大規(guī)模的研究〔9,10〕。紋理分析是基于影像學(xué)圖像的一種數(shù)字化信息研究技術(shù)，可表述MRI圖像的像素灰度分布及其相互關(guān)系〔11〕。而ADC紋理分析可以進(jìn)一步提供定量參數(shù)，如偏度、峰度和熵等，這些參數(shù)可以顯示組織的一些病理特性，如缺氧、血管生成、炎癥、腫瘤、壞死或水腫特性〔11,12〕。目前有研究應(yīng)用全體積ADC紋理分析診斷炎癥疾病或腫瘤疾病〔13,14〕，而目前應(yīng)用于SS患者特別老年SS患者的研究很少。本研究擬分析腮腺全體積(VOI)ADC紋理分析技術(shù)對(duì)老年SS患者的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取揚(yáng)州大學(xué)附屬醫(yī)院于2019年5月至2021年5月收治的老年患者，入組標(biāo)準(zhǔn)：①表現(xiàn)出SS癥狀(眼干或口干)的老年患者；②實(shí)驗(yàn)室檢查陽(yáng)性(抗SSA和抗SSB抗體陽(yáng)性)、眼部檢查陽(yáng)性(Schirmer Ⅰ試驗(yàn)，玫瑰紅染色試驗(yàn))、下唇腺活檢陽(yáng)性，并通過(guò)唾液腺造影最終確診；③符合AECG SS分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；④同意腮腺M(fèi)RI檢查，且檢查前3個(gè)月無(wú)糖皮質(zhì)激素或免疫抑制劑使用史。排除標(biāo)準(zhǔn)：①頭頸部放療史、丙型肝炎病毒(HCV)感染史、獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)、淋巴瘤、結(jié)節(jié)病或特殊藥物使用史(利尿劑、三環(huán)類(lèi)抗抑郁藥或抗膽堿能藥物等)；②其他自身免疫性疾病引起的繼發(fā)性SS；③MRI檢查禁忌證如心臟起搏器等。健康志愿者入組標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)SS相關(guān)癥狀(眼干或口干)體征或病史；無(wú)頭頸部放療史及其他相關(guān)疾病或藥物使用史；②血清學(xué)抗體指標(biāo)陰性，眼部檢查陰性；③同意腮腺M(fèi)RI檢查，且無(wú)相關(guān)禁忌證。本研究已得到醫(yī)院醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，且取得所有受試者或其家屬面知情同意書(shū)，所有實(shí)驗(yàn)按相關(guān)指南或?qū)＜夜沧R(shí)進(jìn)行。

本研究共入組84例患者(女77例，男7例)，年齡61～76歲，平均(64.3±8.7)歲。根據(jù)AECG標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合活檢結(jié)果，其中58例被確診為SS〔女53例，男5例，年齡61～73歲，平均(62.3±9.4)歲；抗SSA/SSB抗體陽(yáng)性44例；眼部檢查陽(yáng)性24例；下唇腺活檢陽(yáng)性42例；唾液腺造影陽(yáng)性20例〕。其余26例因缺乏確診證據(jù)但同時(shí)有SS癥狀被作為疑似SS患者〔女24例，男2例，年齡63～76歲，平均(65.6±6.8)歲；抗SSA/SSB抗體陽(yáng)性10例；眼部檢查陽(yáng)性9例；下唇腺活檢陽(yáng)性11例；唾液腺造影陽(yáng)性2例〕。同期入組健康志愿者46名，其中女42名，男4名，年齡61～69歲，平均(64±4.3)歲。3組年齡、性別構(gòu)成差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，有可比性。

1.2MRI檢查儀器及方法 所有患者于GE公司的 SIGNA Architect 3.0T核磁掃描儀平臺(tái)進(jìn)行掃描，并采用16通道的頭頸線圈并在仰臥位進(jìn)行頭部掃描成像，掃描期間告知患者不可吞咽。掃描區(qū)間上至顱底下至下頜下腺，確保完全覆蓋雙側(cè)腮腺。核磁序列包括常規(guī)的T1及T2加權(quán)像、軸向及冠面T2抑脂像和DWI。詳細(xì)的核磁檢查設(shè)置參數(shù)包括，最大梯度強(qiáng)度為50 mT/s，轉(zhuǎn)換速率為每秒200 mT/m。擴(kuò)散梯度磁場(chǎng)(MPG)的擴(kuò)散時(shí)間和持續(xù)時(shí)間為38.4 s和24.1 ms。DWI采集時(shí)間為204 s，總掃描時(shí)間為17.7 min。

1.3圖像處理及分析 MRI被傳輸至機(jī)器附屬工作站中(Extended MR Work Space)，圖像由兩位具有5年以上頭頸部MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師進(jìn)行獨(dú)立判讀和評(píng)估，若獨(dú)立結(jié)果出現(xiàn)分歧，則選擇討論取得共識(shí)。若發(fā)現(xiàn)DWI序列中出現(xiàn)偽影或失真，則重復(fù)MRI檢查以取得良好圖像。而雙側(cè)腮腺損傷形態(tài)分級(jí)基于常用的由Makula等〔15〕制定的量表，0級(jí)：正常均勻的實(shí)質(zhì)腺體；1級(jí)：腺體中存在細(xì)小網(wǎng)狀或小結(jié)節(jié)結(jié)構(gòu)，結(jié)節(jié)直徑<2 mm；2級(jí)：腺體中存在中等結(jié)節(jié)，結(jié)節(jié)直徑2～5 mm；3級(jí)：腺體呈粗結(jié)節(jié)狀，結(jié)節(jié)直徑>5 mm。其中評(píng)級(jí)為0級(jí)為陰性，1～3級(jí)為SS陽(yáng)性。

ADC圖通過(guò)工作站中單指數(shù)模型使用DWI序列生成。工作站手動(dòng)圈取興趣區(qū)域(ROI)，區(qū)域選擇能在每個(gè)DWI平面上均保障能最大覆蓋單側(cè)腮腺的范圍，為避免圈入腺體內(nèi)的下頜后靜脈級(jí)頸外動(dòng)脈，ROI需與邊界保持1 mm的距離。同時(shí)所選擇RIO區(qū)域會(huì)被軟件自動(dòng)復(fù)制于ADC圖像中。軟件中選取單側(cè)腮腺的所有ROI，并組成感興趣的VOI，隨后自動(dòng)導(dǎo)出VOI中的平均ADC值及其他ADC值參數(shù)。其中ADC值參數(shù)包括：ADC平均值(VOI中所有ADC值的平均值)，偏度(VOI中所有ADC值分布的不對(duì)稱(chēng)性)，峰度(VOI中所有ADC值分布幅度)，熵(VOI中所有ADC值復(fù)雜程度)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS22.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)、Fisher檢驗(yàn)、二元Logistic回歸分析，受試者工作特征(ROC)曲線分析評(píng)估各ADC紋理分析參數(shù)診斷效能。使用Spearman檢測(cè)分析評(píng)估核磁形態(tài)分級(jí)與ADC紋理參數(shù)直徑的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

2.1患者腮腺M(fèi)RI分級(jí) 患者雙側(cè)腮腺M(fèi)RI分級(jí)符合常用診斷標(biāo)準(zhǔn)。既疑似SS患者M(jìn)RI分級(jí)均為0級(jí)。而SS患者：0級(jí)23例，1級(jí)12例，2級(jí)13例，3級(jí)10例。所有健康志愿者的腮腺M(fèi)RI評(píng)級(jí)均為0級(jí)。

2.2腮腺ROI區(qū)域中的ADC值 基于單側(cè)腮腺ROI區(qū)域內(nèi)中的平均ADC值無(wú)顯著差異(P=0.354)。健康志愿者腮腺平均ADC值明顯高于SS患者及疑似SS患者(P=0.007、0.024)。但SS患者和疑似患者平均ADC值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.648)。

2.3VOI ADC紋理參數(shù)差異及相關(guān)性 健康志愿者熵值顯著低于SS患者及疑似SS患者(P=0.015、0.006)，疑似SS患者顯著低于SS患者(P<0.05)。SS患者及疑似SS患者ADC平均值、偏度和峰度無(wú)顯著差異(P>0.05)。健康志愿者腮腺ADC平均值和偏度顯著高于SS患者(P=0.003、0.014)。SS患者峰度顯著高于健康志愿者(P=0.006)。疑似SS患者腮腺ADC平均值、偏度及峰度均顯著低于健康志愿者(P=0.006、0.004、<0.001)。進(jìn)一步分析腮腺形態(tài)評(píng)級(jí)發(fā)現(xiàn)，疑似SS患者的峰度及熵值顯著低于0級(jí)SS患者(P=0.042、0.002)。見(jiàn)表1。

腮腺ADC平均值與核磁形態(tài)分級(jí)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.189，P=0.028)，而腮腺熵值與核磁形態(tài)分級(jí)呈正相關(guān)(r=0.567，P=0.01)，腮腺偏度、峰度與核磁形態(tài)無(wú)相關(guān)性(r=0.124，P=0.133；r=-0.145，P=0.278)。

2.4VOI ADC紋理參數(shù)診斷效能分析 ROC曲線分析顯示，單獨(dú)紋理參數(shù)診斷中，熵在ROC曲線下面積(AUC)最大為0.912。聯(lián)合峰度與熵比單一參數(shù)顯示出具有更高的AUC。見(jiàn)表2。

進(jìn)一步聯(lián)合核磁形態(tài)進(jìn)行診斷效能分析發(fā)現(xiàn)，腮腺峰度及熵均能良好地區(qū)分核磁形態(tài)為0級(jí)的SS患者與疑似SS患者。峰度的診斷效能：截止值為4.812，敏感性為56.7%，特異性為84.2%，準(zhǔn)確度為72.1%，AUC為0.697。熵的診斷效能：截止值為6.154，敏感性為84.2%，特異性為76.5%，準(zhǔn)確度為81.3%，AUC為0.834。

表1 各組詳細(xì)紋理參數(shù)比較

表2 各紋理參數(shù)在區(qū)分SS患者及疑似SS患者診斷效能分析

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn)ADC紋理參數(shù)可以輔助SS的核磁診斷，有助于臨床醫(yī)生針對(duì)性制定或調(diào)整相應(yīng)的治療方案。本研究結(jié)果提示，SS造成了腮腺損傷。然而SS患者和疑似SS患者ADC值卻未能發(fā)現(xiàn)顯著差異，與相關(guān)報(bào)道相符，表明很難通過(guò)ADC值區(qū)分SS患者與疑似患者〔16〕。峰度用以描述ADC值分布的銳度，偏度描述了ADC值分布的不對(duì)稱(chēng)程度，熵是熱力學(xué)系統(tǒng)中無(wú)序狀態(tài)的度量衡，這些常用參數(shù)已廣泛用于評(píng)估腫瘤疾病或炎癥疾病，并在患者生存和預(yù)后判斷中起重要作用〔17～19〕。其中ADC的熵值有研究表明可能與灌注差異有關(guān)〔20〕，而SS患者的腮腺灌注差異也有研究證實(shí)〔21〕。本研究結(jié)果表明SS患者相比于疑似SS患者及健康志愿者有更為異質(zhì)性的微觀結(jié)構(gòu)和灌注差異。在MRI圖像中SS患者會(huì)顯示出一些特征性的形態(tài)學(xué)變化，根據(jù)這些形態(tài)學(xué)變化Makula等〔15〕制定了目前常用的MRI評(píng)級(jí)系統(tǒng)〔4〕，有助于影像學(xué)診斷。然而常規(guī)MRI不能區(qū)分評(píng)級(jí)為0的SS患者和疑似SS患者。本研究發(fā)現(xiàn)熵和峰度可區(qū)分兩者，其中熵的診斷效能相對(duì)更好。此外本研究提示，隨著核磁形態(tài)評(píng)級(jí)的增加，腮腺的微觀結(jié)構(gòu)和灌注的異質(zhì)性也相應(yīng)增加，這也符合腮腺形態(tài)學(xué)隨著評(píng)級(jí)增加更加紊亂的特點(diǎn)。另外，峰度聯(lián)合熵值是一個(gè)很好區(qū)分SS患者和疑似SS患者的指標(biāo)。本研究也有相應(yīng)的局限性，單中心的研究樣本量較小，下一步可以開(kāi)展多中心更大樣本的研究。綜上，VOI ADC紋理參數(shù)分析特別是其中熵值在診斷SS中有重要的診斷價(jià)值。