基于3T-MR圖像淚腺定量測量在Graves眼病診斷及分期中的價值

胡昊，許曉泉，吳飛云，陳歡歡，蘇國義，沈杰，洪迅寧，施海彬

Graves眼病是成年人常見的眼眶疾病，屬于自身免疫性眼病，多為雙眼患病[1]。Graves眼病早期即可出現眼部不適癥狀，如畏光、流淚、異物感和燒灼感等。既往認為其主要與瞼裂增寬、眼球突出度增加導致淚液蒸發加速，滲透壓增高有關[2-3]。近年有文獻報道，淚腺受累導致分泌功能下降，也是Graves眼病患者早期出現癥狀的重要原因[4-5]。雖然淚腺受累的具體機制尚不明確，但部分研究者基于正常淚腺腺泡細胞表面同樣表達促甲狀腺素受體（thyroid stimulating hormone receptor，TSHR）[5]，提出淚腺受累與球后組織受累的病理生理改變相似，均表現為淋巴細胞多灶性浸潤和脂肪組織增生[6-7]。據此，部分研究者嘗試從淚腺的角度來研究Graves眼病的臨床及相關影像學特點。

以往有研究中基于CT圖像分析，發現Graves眼病患者的淚腺定量測量值與正常組之間有明顯差異，可輔助Graves眼病的臨床診斷[8-9]。但CT軟組織分辨力欠佳，且有電離輻射，在眼科影像學檢查中已逐步被MRI所取代。此外，準確判斷Graves眼病的臨床分期對指導臨床制訂治療方案有重要意義。眼外肌的MRI定量測量，尤其是眼外肌／顳肌信號強度比可指導臨床對Graves眼病進行準確分期[10-11]，但基于淚腺的MRI定量測量能否輔助判斷分期，目前相關報道尚不多見。因此，本研究基于3T-MR圖像對Graves眼病組及正常對照組的淚腺結構進行定量測量，旨在探討淚腺定量測量在Graves眼病的診斷及臨床分期中的價值。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性分析2013年6月-2014年12月在本院首次臨床診斷為Graves眼病的33例患者的臨床及影像學資料。接受過激素治療、局部放療或手術治療的患者不納入本研究中。患者平均年齡（48.4±13.9）歲，男12例，女21例，均為雙眼患病，病程1個月～2年，平均（7±6）個月。Graves眼病的診斷和分期參考歐洲Graves眼病研究組（European Group on Graves＇ophthalmopathy，EUGOGO）診斷標準[12]，結合患者病史、眼部癥狀以及血清學指標（FT3、FT4、TRAb等）。臨床活動性評分（clinical active score，CAS）的主要觀察指標：①自發性的眼球后疼痛；②眼球運動時伴有疼痛；③眼瞼充血；④眼瞼水腫；⑤球結膜充血；⑥球結膜水腫；⑦眼阜水腫。本研究以單眼為單位進行CAS，患眼臨床表現符合以上任一指標記1分，定義CAS≥3分為Graves眼病活動期。Graves眼病組33例共66眼，其中活動期26眼，平均CAS為（4±1）分，非活動期40眼，平均CAS為（1±1）分。同期搜集24例無任何眼科疾病史的健康志愿者的眼眶MRI資料作為對照組（healthy control，HC），年齡（50.0±12.9）歲，男8例，女16例。本研究經本院倫理委員會批準，所有患者及志愿者簽署了知情同意書。

2.MRI檢查技術

使用Siemens Magneto m Trio 3TMR掃描儀及頭顱12通道相控陣線圈。掃描序列及參數：脂肪抑制（fat suppression，FS）T2WI序列，常規行眼眶橫軸面（TR 4000ms，TE 79ms）、冠狀面（TR 3800ms，TE 79ms）和斜矢狀面（TR 3500ms，TE 79ms）掃 描；T1WI序列，常規行眼眶橫軸面掃描（TR 600ms，TE 10ms）；掃描層厚3mm，層間距0mm，視野20cm×20cm，掃描矩陣384×384；橫軸面掃描的定位線平行于聽眥線，冠狀面掃描定位線垂直于硬腭，斜矢狀面掃描的定位線平行于視神經長軸。

3.圖像分析

因淚腺眶部及瞼部在影像上不易區分，故研究中合并測量[13-14]。淚腺定量測量參數：橫軸面和冠狀面圖像上淚腺的長徑、短徑和截面積。參考Huang等[14]的研究，基于橫軸面FS T2WI，選擇淚腺顯示最大的層面，測量淚腺最前緣至最后緣的距離為橫軸面長徑，垂直于橫軸面長徑，測量最內側緣至最外側緣的距離為橫軸面短徑，手動勾畫該層面淚腺邊界獲得橫軸面最大截面積（圖1）。同理，在冠狀面FS T2WI上測量淚腺最上緣至最下緣的距離為冠狀面長徑，垂直于冠狀面長徑、測量最內側緣至最外側緣的距離為冠狀面短徑，并計算冠狀面最大截面積（圖2）。淚腺體積的測量采用面積求和法，基于橫軸面FS T2WI，逐層手動勾畫淚腺邊界，取各層面淚腺截面積之和與層厚相乘，獲得淚腺體積。淚腺與同側顳肌的信號強度比（signal intensity ratio，SIR），基于橫軸面FS T2WI，采用ROI（region of interest，ROI）法分別測量淚腺最高T2信號強度及同側顳肌的信號強度，取兩者比值作為淚腺／顳肌SIR。ROI大小取測量層面淚腺截面積的10%～15%[10]（圖1）。所有定量參數均由兩位從事頭頸部影像診斷的醫師獨立測量，取兩者測值的平均值進行統計分析。

4.統計分析

使用SPSS 17.0軟件軟件包進行統計學分析。分別采用t檢驗和卡方檢驗對病例組與對照組的年齡及性別構成進行比較。采用組內相關系數（intra-class correlation coefficient，ICC）對兩位醫師測量的各項淚腺定量參數進行一致性評價。淚腺各定量參數的組間比較采用t檢驗或Mann-Whitney U檢驗。采用受試者工作特征曲線（ROC）分析組間比較有差異的淚腺定量參數在判斷Graves眼病活動期與非活動期中的診斷效能。曲線下面積（area under the curve，AUC）為0.8～0.9為診斷效能佳，0.7～0.8為良好[15]。以P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

患者組與對照組的年齡和性別構成比的差異均無統計學意義（P＞0.05）。兩位醫師測量的各項淚腺定量參數的一致性均很好（ICC＞0.900）。除冠狀面長徑外，患者組的各項淚腺定量參數值均明顯大于對照組（表1），差異有統計學意義（P＜0.05）。其中，橫軸面及冠狀面短徑對Graves眼病的診斷效能最優（AUC＝0.853、0.810）。淚腺各定量參數值對Graves眼病診斷效能的計算結果見表2。

表1 病例組與對照組淚腺各定量參數值比較

表2 淚腺各定量參數診斷Graves眼病的效能

Graves眼病活動組與非活動組間各定量參數值的測量結果及比較見表3。兩組間僅淚腺／顳肌SIR的差異有統計學意義（P＝0.001）。以淚腺／顳肌SIR≥2.57作為閾值來指導分期，可獲得最優的診斷效能（AUC＝0.711，敏感度57.7%，特異度77.5%）。

表3 病例組非活動期組與活動期組淚腺各定量參數值比較

討 論

既往有研究結果顯示健康人群中左右側淚腺的定量參數無明顯差異[13]，故本研究中將對照組中左右眼的測量結果合并進行分析。除冠狀面長徑外，Graves眼病組淚腺各項定量測量參數值均明顯大于對照組，與以往的研究結果基本一致[8，9，14]，提示淚腺定量測量對Graves眼病的診斷有一定輔助價值。進一步分析結果顯示，橫軸面及冠狀面短徑在Graves眼病組與對照組之間的差異更大，輔助診斷GO的效能更優。分析原因可能與Graves眼病引起的淚腺增大常以橫向增大為主有關[14]。此外，本研究結果顯示Graves眼病組淚腺／顳肌SIR明顯大于對照組，但其對Graves眼病的診斷效能略低于橫軸面及冠狀面各徑線值。

在本研究中，非活動期患者淚腺橫軸面短徑[（6.1±3.8）mm]與活動期組[（5.1±1.1）mm]間無明顯差異（P＝0.194），但較對照組[（3.8±0.8）mm]明顯增大（P＜0.001）。非活動期患者的淚腺／顳肌SIR較對照組稍高（分別為2.34±0.36和2.17±0.32，P＝0.025），較活動期組（2.72±0.51）明顯降低（P＝0.001）。上述結果說明，處于非活動期的患者與活動期患者相比，主要表現為淚腺／顳肌SIR下降，而淚腺徑線值無明顯差異。由于患者組中同時包含了活動期及非活動期患者，因此在鑒別患者組與對照組時，以淚腺徑線值的診斷效能更高。

Graves眼病活動期與非活動期組間比較顯示，淚腺／顳肌SIR是唯一有顯著差異的定量參數。既往曾有研究認為，活動期及非活動期組間淚腺徑線測量值有明顯差異[14]，與本研究結果不同，筆者認為可能與該研究的樣本量較小有關。本研究結果顯示，以淚腺／顳肌SIR≥2.57作為診斷閾值，可獲得最優的臨床分期價值。結合Graves眼病累及淚腺的可能機制，筆者推測出現這一結果的可能原因：在活動期，淚腺組織炎性細胞浸潤、成纖維細胞增生、組織水腫，在FS T2WI上可見淚腺腫大、信號增高[16]；而在非活動期，淚腺組織主要病理改變為纖維化、黏多糖沉積及脂肪細胞增生浸潤，在FS T2WI上可見腺體增大、信號強度降低[17]。與淚腺徑線值測量比較，淚腺／顳肌SIR更能反映疾病的病理生理改變，因而對Graves眼病的分期診斷價值更佳。但考慮到本研究中樣本量的局限性，未來還需要基于更大樣本量進行研究，來驗證本研究結果并確定更精確的診斷閾值。

圖1 橫軸面FS T2WI示淚腺橫軸面長徑、短徑、截面積及淚腺／顳肌SIR測量方法。選擇淚腺顯示最大的層面，測量淚腺最前緣至最后緣的距離為橫軸面長徑（DL），垂直于橫軸面長徑、最內側緣至最外側緣的距離為橫軸面短徑（DW），手動勾畫該層面淚腺邊界獲得橫軸面最大截面積（Area）。在淚腺（面積約為該層面淚腺截面積的10%～15%）和顳肌勾畫ROI，測量信號強度，取兩者比值作為淚腺／顳肌SIR。

圖2 冠狀面FS T2WI示淚腺冠狀面長徑、短徑、截面積。選擇淚腺顯示最大的層面，測量淚腺最上緣至最下緣的距離為冠狀面長徑（DL），垂直于冠狀面長徑、內側緣至最外側緣的距離為冠狀面短徑（DW），手動勾畫該層面淚腺邊界獲得冠狀面最大截面積。

本研究中定量參數的選擇參考國內外多個研究，以臨床工作中測量方便作為選擇原則[8，9，13，14]。測量淚腺長徑、短徑及截面積均選取淚腺顯示最大的層面，淚腺體積采用面積求和法測量，簡便可靠。另外，本研究采用局部ROI法（ROI面積約為淚腺截面積的10%～15%）測量和計算淚腺／顳肌SIR，與Mayer等[10]進行眼外肌SIR測量的方法相似。雖然采用整體ROI法（ROI包括整個淚腺）測量的可重復性更高，但影像學上可觀察到Graves眼病尤其是活動期患者的眼外肌或淚腺呈不均勻改變[17]，因此筆者認為局部ROI法更能反映淚腺SIR的"熱點"，診斷價值更大。

本研究尚存在一些不足之處。首先，本研究僅回顧性分析了Graves眼病患者的臨床及影像學資料，未將影像學改變與淚腺分泌功能及淚液成分變化等進行對照分析；其次，本研究的樣本量有限。綜上所述，基于MR圖像進行淚腺定量測量可以輔助Graves眼病的臨床診斷和分期，為指導臨床治療提供依據。

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