CT腸道成像定量評分系統在回結腸克羅恩病活動性評估中的應用價值

吳慧, 程靜云, 王艷, 冷小園, 陳敏, 黃梅芳, 吳光耀, 徐國斌

克羅恩病(Crohn′s disease, CD)是一種與基因、環境、免疫及腸道菌群相關的慢性非特異性肉芽腫性炎癥，可累及整個消化道，具有反復發作的特點，其特征是腸壁節段性受累和透壁性炎癥[1]。 內窺鏡仍是胃腸道病變的首選檢查方法[2]，可直接觀察胃腸道黏膜病變，獲取病變組織，極大地提高了病變診斷準確率；但其侵襲性常給患者帶來不適，并存在相關并發癥的發生風險，且無法觀察腸腔外腸系膜及其淋巴結表現。CT腸道成像(computed tomography enterography，CTE)可無創性顯示腸腔內外病變，成像速度快，患者舒適度高，多平面重建(multiplanar reformation，MPR)可多方位顯示病灶，是內鏡檢查和臨床評估等傳統方法的有效補充，并且很多研究證實，CTE可用于CD病變活動性和嚴重程度評估以及臨床療效評估[3-5]。然而，目前仍缺乏一個通用的CTE定量評分系統用于評估和預測CD活動性及嚴重程度。本研究旨在探討各CTE征象與內鏡評分的相關性，并試圖建立一個用于評估和預測CD活動性及嚴重程度的CTE定量評分系統。

材料與方法

1.病例資料

搜集2016年3月-2019年2月間在我院行CTE檢查并經內鏡、病理及臨床隨訪確診的CD患者。病例納入標準：①按照炎癥性腸病診斷與治療專家共識意見[6]，經臨床、結腸鏡、病理及影像綜合診斷為CD；②進行過常規結腸鏡及CTE標準化檢查，兩種檢查時間間隔小于1周；③臨床、影像及實驗室檢查資料完整；④CTE檢查前，患者無腸切除術病史；⑤腸道充盈及圖像質量良好，不影響病變評估者。病例排除標準：①CTE檢查發現合并腸道其他病變(如惡性腫瘤、嚴重腸瘺、腹腔膿腫等)者；②病變局限在末端回腸以上者。

本研究共納入110例CD患者，其中男82例，女28例，年齡16～62歲，平均(32±12)歲；病程1～60個月，中位病程11個月。另外，本研究新搜集了2019年2月～5月間在我院行CTE檢查并符合以上全部標準的CD患者30例(88個腸段)，用于對建立的定量評分系統進行驗證。

2.CTE檢查方法

檢查前1天中、晚餐流質或半流質飲食，晚上沖服聚乙二醇電解質散劑120～180 g清潔腸道；檢查前70～80 min間斷口服2.5%等滲甘露醇溶液1500～2000 mL(以患者體格及舒適度為限)，分5～6次等量服用，每次間隔約10 min，掃描前追服300 mL以充盈胃腔和空腸上段；掃描前10 min肌肉注射鹽酸山莨菪堿10 mg抑制腸道蠕動，有青光眼、前列腺增生等禁忌證者除外。

CT檢查采用德國Siemens Definition 64層雙源CT掃描儀。掃描前訓練患者呼吸，吸氣末屏氣掃描。掃描范圍從膈頂至恥骨聯合下緣。掃描參數：管電壓120 kV，管電流160～240 mAs，層厚5 mm。平掃結束后，采用高壓注射器以2.5 mL/s流率一次性團注對比劑碘海醇(碘濃度350 mg/mL)，劑量1.5 mL/kg，注射對比劑后20～30 s、60～65 s分別行動脈期和靜脈期增強掃描。常規掃描后在德國Siemens后處理工作站(Syngo CTWorkplace，VA44A)行1 mm薄層重建以及MRR處理。

3.CTE圖像評估

由2位具有副主任醫師以上職稱，從事腹部影像診斷的放射科醫師獨立評估圖像，采用雙盲法對圖像進行分析，評價2位醫師間測量結果的一致性，各CTE指標取2人的平均值進行后續分析，評估過程中意見不一致時經討論達成一致意見。觀察記錄的內容包括病變部位、腸壁厚度、有無腸壁分層強化(門靜脈期)、ΔCT值(ΔCT值=門靜脈期黏膜CT值-增強前黏膜CT值)、有無腸腔狹窄、有無腸系膜血管增粗(梳征)及腸系膜纖維脂肪增生、病變腸段周圍最大淋巴結短徑。

病變部位：為了便于比較每個腸段的CTE和內鏡評估結果，筆者將病變腸段分為五段(末端回腸、升結腸、橫結腸、降結腸及乙狀結腸、直腸)；同時為了評估各段中CD病變的嚴重程度，在每個腸段中選取病變最嚴重處進行評估。腸壁厚度：選取病變腸段充盈較好的部分，在橫軸位上同時測量該腸段內徑和外徑，腸壁厚度=(外徑-內徑)/2。腸壁強化方式：A型腸壁呈多層狀(3層或3層以上)；B型腸壁呈雙層狀，由明顯強化的黏膜層及低密度的黏膜下層組成；C型腸壁呈雙層狀，但無黏膜層明顯強化；D型腸壁均勻強化，無分層[7]。在評估時，將A、B兩型歸為分層強化，計1分；而C、D兩型歸為無分層強化，計0分；評估強化方式時以門靜脈期圖像為參照。ΔCT值的測量：首先將每個感興趣區(ROI)的大小設定為3～6 mm2，采用規則圓形ROI，并將ROI手動置于腸黏膜區域，測出其CT值；同時在其鄰近腸黏膜區域以相同的方法勾畫兩個ROI并記錄其CT值，最后計算3個CT值的平均值，即為最終的腸黏膜CT值[8]。本研究采用門靜脈期圖像來測量腸壁強化程度是基于Wold等[9]的研究結果。由于腸黏膜厚度有限，測量相對比較困難，因此測量時應將圖像盡可能放大。腸腔狹窄的評估：為了最大限度地減少假陽性結果，本研究將腸腔狹窄定義為CTE圖像上表現為腸腔縮小(內徑<1.0 cm)，并且伴有明確的近端腸管擴張(為鄰近正常腸管的1.5倍)[10]，同時結合CT多期掃描圖像來區分器質性狹窄(即固定狹窄)和腸收縮所致的一過性狹窄。腸系膜纖維脂肪增生的評估：主要通過測量腸系膜脂肪的密度，若腸壁與腸系膜界面變模糊，且病變腸段周圍腸系膜脂肪密度較正常腸段周圍腸系膜脂肪密度增高20 HU以上，則認為病變腸段周圍腸系膜脂肪增生[11]。病變腸段周圍腸系膜淋巴結的測量：本研究將病變腸段周圍淋巴結定義為其周圍5cm范圍內最大的淋巴結，并測量其短徑。遇到淋巴結同時屬于兩個腸段周圍，測量其與病變腸段的直線距離，并將其歸屬于距離較近的腸段。

4.結腸鏡檢查及評估方法

由一位有經驗的腸鏡醫師采用單氣囊電子結腸鏡(日本 SIF-Q260 Olympus)進行結腸鏡檢查。常規清潔腸道后，靜脈注射丙泊酚 1.5～2.0 mg/kg誘導麻醉，6.0～8.0 mg/kg·h維持麻醉，經肛進鏡至回盲瓣約150 cm行結腸鏡檢查。

根據克羅恩病簡化內鏡活動性評分(simplified endoscopic activity score for Crohn disease，SES-CD)[2]對病變腸段進行評估，評估內容包括：潰瘍大小(0～3分)、潰瘍面積(0～3分)、病變累及范圍(0～3分)及腸段狹窄(0～3分)。病變腸段分為5段(末端回腸、升結腸、橫結腸、降結腸及乙狀結腸、直腸)，每個腸段評分的可能值在0～12分之間。根據評估結果將CD患者分為非活動組(0～2分)、輕微活動組(3～6分)及中重度活動組(≥7分)，其中輕微活動組和中重度活動組均為活動組。

5.統計學處理

結 果

1.患者基線特征

110例CD患者納入本研究，其中男82例，女28例，年齡中位數為28歲(16～62歲)，病程1～60個月，中位數為11個月。共評估298個病變腸段，其中非活動組80個，輕微活動性組142個，中重度活動組76個。SES-CD為0～11分，中位數為4分；ESR(紅細胞沉降率)為4.0～140.0 mm/1 h，中位數為22.5 mm/1 h；CRP(C-反應蛋白)為1.4～134.8 mg/L，中位數為22.2 mg/L。

圖1 中重度活動期CD患者，女，22歲，右半結腸、橫結腸及左半結腸的SES-CD均為8分。a) 增強掃描門靜脈期圖像示右半結腸、橫結腸及左半結腸腸壁增厚(箭)； b) 橫軸面圖像示橫結腸腸腔狹窄(箭)； c) 結腸鏡示橫結腸黏膜充血水腫，結腸袋不典型，血管網欠清，可見多發不規則縱行潰瘍及鋪路石樣改變。

表1 CD各組間的CTE征象比較

注：a表示采用Kruskal-Wallis秩和檢驗

2位醫師對CTE指標測量及評估的一致性均較好，腸壁厚度、ΔCT值、淋巴結短徑對應的ICC分別為0.83、0.80、0.85(P值均<0.01)；腸壁分層強化、腸腔狹窄、腸系膜血管增粗(梳征)、腸系膜纖維脂肪增生對應的kappa值分別為0.88、0.90、0.89、0.81(P值均<0.01)。

2.CD患者的CTE表現

通過單因素分析發現，各組間的腸壁厚度(圖1～3)、ΔCT值、淋巴結短徑、腸壁分層強化(圖2a)及腸腔狹窄(圖1b)的差異均有統計學意義(P值均<0.05)，而腸系膜血管增粗(梳征)、腸系膜纖維脂肪增生的各組間差異均無統計學意義(P值>0.05，表1)。

3.CTE指標與內鏡評分的相關性分析

相關性分析結果顯示，腸壁厚度、ΔCT值、腸壁分層強化與SES-CD均呈中度相關，腸腔狹窄、淋巴結短徑與SES-CD呈輕度相關(表2)。通過多分類有序logistic回歸模型，初步計算出一個CTE定量評分系統，即CTE評分=0.185×腸壁厚度+0.311×ΔCT值+1.416×腸壁分層強化+1.809×腸腔狹窄(簡化CET評分=0.2×腸壁厚度+0.3×ΔCT值+1.5×腸壁分層強化+2×腸腔狹窄)(表3)。

30例(88個腸段)CD患者的驗證分析結果表明，該簡化CTE

表2 各CTE指標(P<0.05)與內鏡評分的相關性

注：b表示采用Spearman相關。

評分系統與SES-CD高度相關，r=0.866(P<0.001)。ROC曲線分析結果顯示，簡化CTE評分在評估CD活動性與非活動性、區分CD輕微活動組與中重度活動組中的價值均優于單一的CTE評估指標(表4)。當CTE評分=13.3時，其在區分CD活動組與非活動組中的靈敏度和特異度分別為80.3%、95.5%，AUC=0.906(圖4)；當CTE評分=16.5時，其在區分CD輕微活動組與中重度活動組中的靈敏度和特異度分別為96.3%、90.2%，AUC=0.961(圖5)。

圖2 輕微活動期CD患者，男，20歲，SES-CD為5分。a)增強掃描門靜脈期圖像示左半結腸腸壁增厚伴明顯分層強化(箭)；b)結腸鏡示多發不規則小潰瘍及充血水腫糜爛。 圖3 CD患者，男，22歲，SES-CD為1分。a)增強掃描門靜脈期圖像示乙狀結腸腸壁稍增厚(箭)；b)內鏡示乙狀結腸散在分布針尖樣糜爛灶。

表3 多元有序Logistic回歸模型分析結果

表4 CTE多個指標預測CD活動性的ROC曲線分析結果

討 論

1.CTE征象在CD活動性評估中的價值

本研究結果顯示，腸壁厚度、ΔCT值、腸壁分層強化與SES-CD均呈中度相關，這與以往研究結果一致[12]。CD活動期往往會出現腸壁增厚、分層及黏膜高度強化，其中腸系膜側腸壁偏心性增厚和明顯強化是CD的特征。腸壁分層強化的病理基礎為黏膜、漿膜層的充血和黏膜下的水腫或脂肪沉積，增強時在CTE圖像上黏膜層、漿膜層表現為高密度，而中間的黏膜下層呈低密度，即分層強化。對于那些病程太長和透壁纖維化的患者，腸壁的分層改變會消失，而且在CT掃描時病變腸壁的密度通常均勻降低。腸壁分層及明顯強化可能表明透壁纖維化尚未發生，并且被認為與疾病的臨床活動性相關[13,14]。

Bodily等[13]的研究表明，腸壁高強化與組織學炎癥相關，是反映CD活動性最敏感的指標。本研究中，ΔCT值在模型中的作用最為顯著，這可能提示ΔCT值可作為CD活動性評估的獨立預測因子。Adler等[15]的研究表明，CD的腸腔狹窄既可以是炎性水腫引起，也可以由腸壁纖維化所致，僅靠CTE很難鑒別兩者，同時腸腔的明顯狹窄經常與腸壁纖維化相關，這可以解釋為什么在本研究中腸腔狹窄與SES-CD僅呈輕度相關。

CD是透壁性炎癥，腸壁炎癥可以延伸到鄰近的周圍脂肪及小腸腸系膜組織中。腸壁炎癥的滲透會導致腸周脂肪密度的增加，即腸系膜纖維脂肪增殖，而“梳征”是腸系膜炎癥所致充血直小血管的一個表現，它們均與CRP升高相關[16,17]。CT增強掃描時，當出現腸系膜血管增多伴管腔擴張、迂曲和廣泛分布的直小血管時，就產生了“梳征”，它歸因于病變部位腸系膜血流及纖維脂肪增殖的增加，所以在CD病變中“梳征”和腸系膜纖維脂肪增殖經常同時存在。相關研究表明，CD患者若在CT上出現“梳征”，表明病變在臨床上處于活動期、進展期[18,19]。本研究結果顯示，非活動組、輕微活動組、中重度活動組出現“梳征”的概率依次增高，但三組間的差異并無統計學意義。在我們的評估過程中發現，有44個非活動性腸段出現“梳征”表現，這可能是由于此處的腸系膜炎癥尚未恢復，且其滯后于腸黏膜炎癥的愈合；另外，有64個活動性腸段的炎癥局限于腸黏膜或腸壁，腸周未見“梳征”表現。類似的情況也見于“腸系膜纖維脂肪增殖”，這表明黏膜炎癥與腸系膜炎癥并不一致。在此基礎上，Colombel等[17]的研究表明，CRP僅與腸周炎癥(如“梳征”、腸系膜脂肪密度的增加)顯著相關，而與腸黏膜炎癥無相關性，且與黏膜組織活檢的炎癥無關(r=0.08，P=0.49)。筆者判斷CD活動性是以內鏡評估為標準，而內鏡只能反映病變腸黏膜的情況，并不能反映腸周的炎癥。僅使用內鏡作為參考標準可能會產生假陰性結果，因為當腸黏膜正常而CTE發現腸壁及腸系膜存在炎癥時，若以內鏡為標準，它將被歸為假陽性[5]。這也許可以解釋為什么本研究未發現三組在“梳征”及“腸系膜纖維脂肪增殖”上的差異。

圖4 各CTE指標及簡化CTE評分鑒別CD活動組與非活動組的ROC曲線圖。 圖5 各CTE指標及簡化CTE評分鑒別CD輕微活動組與中重度活動組的ROC曲線圖。

2.CTE定量評分系統在CD活動性預測中的潛在價值

對CD病變的準確評估有利于患者管理，臨床上主要結合臨床癥狀、內鏡檢查及各種實驗室化驗指標綜合評估CD活動性及嚴重程度。最常用的癥狀評分系統有克羅恩病活動指數(Crohn's Disease Activity Index,CDAI)[20]，但其存在一定的主觀性，并且臨床癥狀常與腸道炎癥水平并不相關，而實驗室檢查(如CRP或其他標志物的血清水平)也不是評估CD嚴重程度的充分指標[21]；內鏡檢查是目前公認的評估CD病變的金標準，相應的評分系統如簡化的克羅恩病內鏡下活動性評分(SES-CD)[2]已經得到廣泛認可，但內鏡是一項侵入性檢查，患者對其耐受性差，并且存在腸穿孔等風險。因此，各種替代檢查方法如CTE、MRE等開始出現，與此同時，各種磁共振定量評分系統也相繼出現，其中磁共振活動性指數(magnetic resonance index of activity,MaRIA)的應用最為廣泛[22]。

然而，到目前為止大部分CTE的研究都只是基于CTE的半定量評分，因此本研究第一次嘗試使用多分類有序logistic回歸模型建立了一個CTE定量評分系統，并且它與內鏡評分高度相關，基于ROC曲線分析，CTE定量評分系統具有預測CD活動性及嚴重程度的潛在能力。本研究結果顯示CTE定量評分系統能更好地區分輕微活動組與中重度活動組，當CTE評分截值點為16.5時，敏感度(96.3%)和特異度(90.2%)均很高，這可能是由于隨著炎癥程度的增加，CTE征象更容易識別。

3.本研究的局限性

首先，本研究是一項單中心回顧性研究，且CTE定量評分系統并未對腸腔狹窄和腸壁分層強化進行分級量化，因此仍需多中心、大樣本的研究對此評分系統進行修正、改進；其次，納入患者有不同的病程并且可能接受了不同種類的藥物治療，導致某些CTE征象無法呈現，從而在一定程度上影響了分析結果；再次，采用內鏡作為金標準會造成一定程度的假陰性情況，在未來的研究中，若采用內鏡下活檢病理作為炎癥活動性標準，可讓模型具有更高的可靠性；最后，盡管CTE檢查有其獨特的優勢，但仍有潛在的電離輻射風險，尤其對于年輕患者，因此不適合患者的長期隨訪。

綜上所述，CTE定量評分系統為準確評估CD病變提供了定量基礎，該評分系統有望用于CD活動性及嚴重程度評估，從而指導臨床治療、評估預后。