腮腺全體積ADC紋理分析技術對老年干燥綜合征的診斷價值

李國青 顧秀婷 房宇軒 譚薇 龐雨冰 徐敏紋 王葦

(揚州大學附屬醫院 1風濕免疫科，江蘇 揚州 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診斷SS能達成共識的金標準方案〔2〕。根據2002年美國-歐洲共識小組(AECG)的分類診斷標準，SS根據血清學抗體檢查、影像學檢查、唾液腺及淚腺干燥檢查和下唇唾液腺活檢病理學結果綜合診斷〔3〕。其中對相關損傷腺體進行影像學檢查是一個診斷SS常用且重要的手段。

AECG分類診斷標準在影像學檢查中推薦唾液腺X線造影或唾液腺放射性顯像，但雙方均有缺點，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〕，這對患者均有一定損傷。而目前常用的超聲或CT也有相應的缺點，如有電離輻射損傷，且只能提供定性評估等〔6〕。因此無創而無輻射暴露的磁共振成像(MRI)被越來越多的用以評估診斷SS，但目前研究表明MRI在評估腮腺的早期損傷方面不敏感〔7〕。為此發展了各種MRI功能性序列用以在SS中評價腮腺的損傷，如擴散加權成像(DWI)、動態對比增強(DCE)和體素內不相干運動(IVIM)等〔7〕。其中DWI一直被廣泛用于評估疾病，且可以通過計算表觀擴散系數值(ADC)從而無損傷的量化水分子擴散情況〔8〕。目前已有多篇研究顯示其對腮腺早期損傷敏感，但仍缺乏較大規模的研究〔9,10〕。紋理分析是基于影像學圖像的一種數字化信息研究技術，可表述MRI圖像的像素灰度分布及其相互關系〔11〕。而ADC紋理分析可以進一步提供定量參數，如偏度、峰度和熵等，這些參數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紋理分析技術對老年SS患者的診斷價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取揚州大學附屬醫院于2019年5月至2021年5月收治的老年患者，入組標準：①表現出SS癥狀(眼干或口干)的老年患者；②實驗室檢查陽性(抗SSA和抗SSB抗體陽性)、眼部檢查陽性(Schirmer Ⅰ試驗，玫瑰紅染色試驗)、下唇腺活檢陽性，并通過唾液腺造影最終確診；③符合AECG SS分類標準；④同意腮腺MRI檢查，且檢查前3個月無糖皮質激素或免疫抑制劑使用史。排除標準：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、結節病或特殊藥物使用史(利尿劑、三環類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性SS；③MRI檢查禁忌證如心臟起搏器等。健康志愿者入組標準：①無SS相關癥狀(眼干或口干)體征或病史；無頭頸部放療史及其他相關疾病或藥物使用史；②血清學抗體指標陰性，眼部檢查陰性；③同意腮腺MRI檢查，且無相關禁忌證。本研究已得到醫院醫院倫理委員會批準，且取得所有受試者或其家屬面知情同意書，所有實驗按相關指南或專家共識進行。

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AECG標準結合活檢結果，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抗體陽性44例；眼部檢查陽性24例；下唇腺活檢陽性42例；唾液腺造影陽性20例〕。其余26例因缺乏確診證據但同時有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抗體陽性10例；眼部檢查陽性9例；下唇腺活檢陽性11例；唾液腺造影陽性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、性別構成差異無統計學意義(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核磁掃描儀平臺進行掃描，并采用16通道的頭頸線圈并在仰臥位進行頭部掃描成像，掃描期間告知患者不可吞咽。掃描區間上至顱底下至下頜下腺，確保完全覆蓋雙側腮腺。核磁序列包括常規的T1及T2加權像、軸向及冠面T2抑脂像和DWI。詳細的核磁檢查設置參數包括，最大梯度強度為50 mT/s，轉換速率為每秒200 mT/m。擴散梯度磁場(MPG)的擴散時間和持續時間為38.4 s和24.1 ms。DWI采集時間為204 s，總掃描時間為17.7 min。

1.3圖像處理及分析 MRI被傳輸至機器附屬工作站中(Extended MR Work Space)，圖像由兩位具有5年以上頭頸部MRI診斷經驗的放射科醫師進行獨立判讀和評估，若獨立結果出現分歧，則選擇討論取得共識。若發現DWI序列中出現偽影或失真，則重復MRI檢查以取得良好圖像。而雙側腮腺損傷形態分級基于常用的由Makula等〔15〕制定的量表，0級：正常均勻的實質腺體；1級：腺體中存在細小網狀或小結節結構，結節直徑<2 mm；2級：腺體中存在中等結節，結節直徑2～5 mm；3級：腺體呈粗結節狀，結節直徑>5 mm。其中評級為0級為陰性，1～3級為SS陽性。

ADC圖通過工作站中單指數模型使用DWI序列生成。工作站手動圈取興趣區域(ROI)，區域選擇能在每個DWI平面上均保障能最大覆蓋單側腮腺的范圍，為避免圈入腺體內的下頜后靜脈級頸外動脈，ROI需與邊界保持1 mm的距離。同時所選擇RIO區域會被軟件自動復制于ADC圖像中。軟件中選取單側腮腺的所有ROI，并組成感興趣的VOI，隨后自動導出VOI中的平均ADC值及其他ADC值參數。其中ADC值參數包括：ADC平均值(VOI中所有ADC值的平均值)，偏度(VOI中所有ADC值分布的不對稱性)，峰度(VOI中所有ADC值分布幅度)，熵(VOI中所有ADC值復雜程度)。

1.4統計學方法 采用SPSS22.0軟件進行t檢驗、Fisher檢驗、二元Logistic回歸分析，受試者工作特征(ROC)曲線分析評估各ADC紋理分析參數診斷效能。使用Spearman檢測分析評估核磁形態分級與ADC紋理參數直徑的相關性。

2 結 果

2.1患者腮腺MRI分級 患者雙側腮腺MRI分級符合常用診斷標準。既疑似SS患者MRI分級均為0級。而SS患者：0級23例，1級12例，2級13例，3級10例。所有健康志愿者的腮腺MRI評級均為0級。

2.2腮腺ROI區域中的ADC值 基于單側腮腺ROI區域內中的平均ADC值無顯著差異(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值無統計學差異(P=0.648)。

2.3VOI ADC紋理參數差異及相關性 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)。進一步分析腮腺形態評級發現，疑似SS患者的峰度及熵值顯著低于0級SS患者(P=0.042、0.002)。見表1。

腮腺ADC平均值與核磁形態分級呈負相關(r=-0.189，P=0.028)，而腮腺熵值與核磁形態分級呈正相關(r=0.567，P=0.01)，腮腺偏度、峰度與核磁形態無相關性(r=0.124，P=0.133；r=-0.145，P=0.278)。

2.4VOI ADC紋理參數診斷效能分析 ROC曲線分析顯示，單獨紋理參數診斷中，熵在ROC曲線下面積(AUC)最大為0.912。聯合峰度與熵比單一參數顯示出具有更高的AUC。見表2。

進一步聯合核磁形態進行診斷效能分析發現，腮腺峰度及熵均能良好地區分核磁形態為0級的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%，準確度為81.3%，AUC為0.834。

表1 各組詳細紋理參數比較

表2 各紋理參數在區分SS患者及疑似SS患者診斷效能分析

3 討 論

本研究發現ADC紋理參數可以輔助SS的核磁診斷，有助于臨床醫生針對性制定或調整相應的治療方案。本研究結果提示，SS造成了腮腺損傷。然而SS患者和疑似SS患者ADC值卻未能發現顯著差異，與相關報道相符，表明很難通過ADC值區分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值分布的不對稱程度，熵是熱力學系統中無序狀態的度量衡，這些常用參數已廣泛用于評估腫瘤疾病或炎癥疾病，并在患者生存和預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〔20〕，而SS患者的腮腺灌注差異也有研究證實〔21〕。本研究結果表明SS患者相比于疑似SS患者及健康志愿者有更為異質性的微觀結構和灌注差異。在MRI圖像中SS患者會顯示出一些特征性的形態學變化，根據這些形態學變化Makula等〔15〕制定了目前常用的MRI評級系統〔4〕，有助于影像學診斷。然而常規MRI不能區分評級為0的SS患者和疑似SS患者。本研究發現熵和峰度可區分兩者，其中熵的診斷效能相對更好。此外本研究提示，隨著核磁形態評級的增加，腮腺的微觀結構和灌注的異質性也相應增加，這也符合腮腺形態學隨著評級增加更加紊亂的特點。另外，峰度聯合熵值是一個很好區分SS患者和疑似SS患者的指標。本研究也有相應的局限性，單中心的研究樣本量較小，下一步可以開展多中心更大樣本的研究。綜上，VOI ADC紋理參數分析特別是其中熵值在診斷SS中有重要的診斷價值。