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临床研究
MR小肠造影与扩散加权成像表观扩散系数对Crohn病活动性的诊断价值
杨可乐 李响 王兴东 李德龙 朱庆强 陈文新

Cite this article as: Yang KL, Li X, Wang XD, et al. The diagnostic value of MR enterography and apparent diffusion coefficient in diffusion-weighted imaging for assessment of activity in Crohn disease. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(1): 40-44.本文引用格式:杨可乐,李响,王兴东,等. MR小肠造影与扩散加权成像表观扩散系数对Crohn病活动性的诊断价值.磁共振成像, 2020, 11(1): 40-44. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.01.009.


[摘要] 目的 探讨常规MR小肠造影及扩散加权成像(DWI)表观扩散系数(ADC)对评估Crohn病(Crohn disease,CD)患者活动性的诊断价值。材料与方法 分析49例经手术、病理证实的小肠CD常规MR小肠造影及DWI特征,基于肠壁增厚、肠壁异常强化、肠壁DWI信号及ADC值、肠腔狭窄后扩张、“木梳征”、肠系膜肿大淋巴结、瘘管、溃疡、脓肿、腹腔蜂窝织炎10个征象,制定CD活动性的MR影像诊断标准。计数资料采用χ2检验,用ROC曲线评价ADC值诊断CD活动性的诊断效能,3.0 T MRI与临床及病理评估CD活动度之间的一致性采用Kappa值分析,非活动性CD肠壁及活动性CD肠壁ADC值的差异采用独立样本t检验比较。结果 共评估了232组肠段,共发现116组肠段有异常。受累肠壁的平均厚度为(8.18±0.29) mm。49例CD,病变活动期41例,活动期指标:肠壁分层、中~重度强化、溃疡、肠腔狭窄后扩张、木梳征、淋巴结肿大、蜂窝织炎,发生例数分别为:(33、39、21、18、22、19、19例),差异有统计学意义(χ2值分别为14.567、30.467、7.171、5.552、7.790、6.055、6.055,P<0.05或0.01)。CD活动期,DWI (b=1000)显示病变肠壁呈明显高信号,信号明显高于非活动期CD肠壁。活动期CD肠壁ADC值(0.89~ 1.31)×10-3 mm2/s,平均(1.08±0.12)×10-3 mm2/s。非活动期CD肠壁ADC值(1.16~ 1.56)×10-3 mm2/s,平均ADC值(1.35±0.15)×10-3 mm2/s。非活动期CD肠壁ADC值升高,两者之间的差异有统计学意义(t=5.456,P<0.01)。ROC分析鉴别CD活动性和非活动性的ADC值诊断阈值为1.145×10-3 mm2/s,在该阈值时,CD活动性诊断的敏感度和特异度分别为100%和73.2%。MR小肠造影诊断CD活动度评分为7.63±1.06,其中40例患者的评分>5分,诊断为CD活动期。MR小肠造影与DWI相结合,对CD活动性的定位准确率为100%,敏感度为97.4%,特异度为80.0%,阳性预测值为95.0%,阴性预测值为88.9%,Kappa值为0.832 (P<0.05)。结论 在传统的MRI序列基础上,应用DWI成像技术,对于CD活动性的判断具有重要价值。
[Abstract] Objective: To investigate the diagnostic value of MR enterography and apparent diffusion coefficient (ADC) in diffusion-weighted imaging (DWI) for assessment of activity in Crohn disease (CD).Materials and Methods: Fourty-nine patients underwent examination on 3.0 T MR system to achieve the activity of CD. Clinical diagnosis was considered as the gold standard, to which the MR enterography achieved activities were compared. The manifestations under comparisons were wall thickening, increased enhancement, DWI and ADC values, stenosis, comb sign, enlarged lymph node, fistula, ulceration, cellulitis and abscess. ADC values of abnormal and normal bowel walls were compared by applying independent-sample t test.Results: A total amount of 116 abnormal bowel segments [mean (8.18±0.29) mm] were detected from 232 segments obtained by applying MR enterography. On T1-weighted fat-saturated images, 39 out of 41 abnormal bowel-wall manifested moderate or obvious enhancement. In activity of CD patients, stenosis with prestenotic dilatation was observed in 18 out of 41 patients. Comb sign was evident in 22 out of 41 patients. Enlarged mesentcric lymph node was observed in 19 out of 41 patients. Ulceration was detected in 21 out of 41 patients. Fistula was detected in 13 of 41 pailents. Abscess was detected in 2 out of 41 patients. On eDWl (b=1000), the normal bowel wall showed hyper-intensity. The ADC values of the activity and non-activity bowel wall were (0.89—1.31)×10-3 mm2/s and (1.51—1.90)×10-3 mm2/s respectively. Moreover, there was observed statistically significant difference in mean ADC value between abnormal and normal bowel wall (t=7.997, P<0.01). Using an ADC value of 1.145×10-3 mm2/s as the threshold value for differenting activity from non-activity, the best result obtained had a sensitivity of 100%, specificity of 73.2%. Sensitivity of MR enterography for the depiction of the activity of Crolm's disease was 97.4%, where specificity, positive predictive value and negative predictive value were 80.0%, 95.0%, and 88.9% (Kappa=0.832, P<0.05) respectively.Conclusions: MR entrograpghy was acceptably effective in differentiating active and remissive Crohn disease.
[关键词] Crohn病;小肠造影;磁共振成像
[Keywords] Crohn disease;enteroclysis;magnetic resonance imaging

杨可乐 江苏省扬州市中医院影像科,扬州 225009

李响 江苏省扬州市中医院影像科,扬州 225009

王兴东 江苏省扬州市中医院影像科,扬州 225009

李德龙 江苏省扬州市中医院影像科,扬州 225009

朱庆强 江苏省苏北人民医院影像科,扬州 225001

陈文新* 江苏省苏北人民医院影像科,扬州 225001

通信作者:陈文新,E-mail:chenwenxinsbyy@163.com

利益冲突:无。


基金项目: 扬州市医学重点人才项目 编号: ZDRC201873
收稿日期:2019-07-26
接受日期:2019-11-23
中图分类号:R445.2; R574.5 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.01.009
本文引用格式:杨可乐,李响,王兴东,等. MR小肠造影与扩散加权成像表观扩散系数对Crohn病活动性的诊断价值.磁共振成像, 2020, 11(1): 40-44. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.01.009.

       Crohn病(Crohn disease ,CD)是一种慢性、易复发的炎症性疾病,临床医师可依据患者病情严重程度为其制订合理的治疗方案[1]。CD活动度的判读是临床治疗重要的参考指标。临床医师评估CD活动性的方法有美国国家CD研究协作组织提出的CD活动性指数(CDAI)、Haiver-Bradshaw指数以及IOLBD指数,但这些方法较为繁琐,临床广泛推广应用有一定局限性[2]

       近年来随着医学影像新技术的迅速发展,MR小肠造影(MR enterography ,MRE)已成为小肠CD检查中广泛应用的临床新技术,其无创性检查的优势,相比肠镜而言,更易被多数长期接受重复性检查的病人所接受。MRE对炎症性肠病的敏感性相对更高,无辐射损伤,因此MRE逐渐成为临床中CD患者、尤其是儿童CD复查的重要检查方法[3]。笔者报道临床及手术病理相互对照的49例CD患者MRE资料,旨在探讨MRE及扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)在CD活动度评估中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

       本研究选取2012年11月至2018年7月在扬州市中医院被确诊为CD的49名患者,临床诊断为活动期CD的标准包括:(1) CDAI指数>150;(2)肠镜及病理组织学检查提示CD病变活动期;(3) C反应蛋白或血红细胞沉降率升高。所有患者均接受了3.0 T MRE检查。所有患者均签署知情同意书,并经医院伦理委员会批准同意。

1.2 MRE检查方法

       患者检查前禁食12 h,检查前一天下午14:00口服50%硫酸镁100 mL,饮清水500 mL,晚20:00行清洁灌肠以排空肠道。检查当天早晨禁食。患者于扫描前1 h开始分次口服2.5%的等渗甘露醇约2000 mL,每次口服500 mL,间隔10 min左右,分四次服完。无相关禁忌证患者检查前10 min肌肉注射20 mg盐酸消旋山莨菪碱(6-542),以减少肠蠕动,促进扩张肠管,延长有效检查时间。

       使用GE公司3.0 T磁共振扫描仪和相控阵线圈。扫描序列:T1WI快速扰相梯度回波(fast spoiled gradient echo,FSPGR),自旋回波(spin echo,SE)。T2WI单次激发快速自旋回波(single-shot FSE,SSFSE),MRE真稳态快速成像(true-FISP)序列,脂肪饱和快速小角度激发(FLASH)序列。扫描层厚:冠状面5 mm,层间距1 mm,横断面8 mm,层间距2 mm。扫描视野:横断面36 cm×27 cm,冠状面40 cm×30 cm,矩阵256×256 ,扫描范围自剑突下至耻骨联合上缘。增强扫描采用T1FLAIR序列增强对比剂为钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)注射液,剂量为0.1 mmol/kg,分别取横断位、矢状位和冠状位成像。

       MRI增强扫描前行DWI扫描,DWI扫描采用单次自旋回波-回波平面(SE-EPI)序列,加频率选择肪抑制技术,行横断面成像TR 7000 ms、TE 80 ms,层厚5 mm,层间距1.5 mm,视野24 cm×24 cm,矩阵128×128。选用扩散敏感系数(b)值=1000 s/mm2。DWI的原始图像传送至计算机后处理工作站(SUN SPARC,ADW 4.6),采用Functool软件包,绘制出表观扩散系数(ADC)图。在ADC图上将感兴趣区(ROI)选择为圆形,直径大小为5~10 mm。测量时结合常规增强扫描图像,将ROI分别放置在异常及正常肠壁。连续测量3次后取其平均ADC值。

1.3 正常小肠和常见病变的诊断标准

       正常小肠肠壁黏膜连续、光整,增强扫描肠壁呈中等均匀性强化,厚度<3 mm;肠管均匀扩张、无狭窄;CD炎症性病变表现为长范围的肠壁增厚,增强后强化程度增加;肠系膜区淋巴结肿大,直径>5 mm(表1)。

表1  CD活动性MRE诊断评分
Tab. 1  MRE score according to the presence of imaging findings

1.4 统计学处理

       以临床(CDAI评分)及病理组织学检查评估为金标准,分别统计MRE评估CD活动度的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。计数资料采用χ2检验,用ROC曲线评价ADC值诊断CD活动性的诊断效能,3.0 T MRE与临床及病理评估CD活动度之间的一致性采用Kappa值分析,采用独立样本t检验比较非活动性肠壁及活动性肠壁ADC值的差异。所有的资料运用统计软件SPSS 19.0进行统计分析,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

       本研究共评估了232组肠段,发现116组肠段有异常。受累肠壁的平均厚度为(8.18±0.29) mm。49例CD,病变活动期41例,活动期指标(图1)表现为肠壁分层、中~重度强化、溃疡、肠腔狭窄后扩张、木梳征、淋巴结肿大、蜂窝织炎,发生例数分别为:33、39、21、18、22、19、19例,差异有统计学意义(χ2值分别为14.567、30.467、7.171、5.552、7.790、6.055、6.055,P<0.05或0.01;表2)。

       49名CD患者,依据我们的判别标准,3.0 T MRE诊断CD活动度评分为(7.63±1.06)分,其中40名患者的评分>5分,诊断为CD活动期。MRE与DWI相结合,对CD活动性的定位准确率为100%,敏感度为97.4%,特异度为80.0%,阳性预测值为95.0%,阴性预测值为88.9% (表3),Kappa值为0.832 (P<0.05)。

       CD活动期,DWI (b=1000)显示病变肠壁呈明显高信号,信号明显高于非活动期CD肠壁。活动期CD肠壁ADC值变化范围(0.89~ 1.31)×10-3 mm2/s,平均(1.08± 0.12)×10-3 mm2/s。非活动期CD肠壁ADC值(1.16~1.56)×10-3 mm2/s,平均ADC值(1.35±0.15)×10-3 mm2/s。非活动期CD肠壁ADC值升高,两者之间的差异有统计学意义(t=5.456,P<0.01)。鉴别CD肠壁活动性和非活动性的ADC值ROC曲线下面积为0.918(图2),诊断阈值为1.145×10-3 mm2/s,在该此诊断阈值时,CD活动性诊断的敏感度和特异度分别为1和0.732。

图1  CD活动期,MRE显示回盲部T2WI呈高信号(1A,箭);DWI (b=1000)显示病变肠壁呈明显高信号(1B,箭);活动期CD肠壁ADC明显减低(1C,箭)
Fig. 1  Terminal ileal active CD viewed with MRE. MRE showed an increasing intestinal bowel thickness with hyperintensity (1A, arrow). DWI (b=1000) showed hyperintensity (1B, arrow) and ADC was 1.03×10-3 mm2/s (1C, arrows).
图2  鉴别CD肠壁活动性和非活动性的ADC值ROC曲线下面积为0.918,诊断阈值为1.145×10-3 mm2/s,在该阈值时,CD活动性诊断的敏感度和特异度分别为1和0.732
Fig. 2  ROC curve analysis of cutoff values for ADC (1.145×10-3 mm2/s) between activity and non-activity (sensitivity 100% and specificity 73.2%).
表2  CD活动性与非活动性MRE表现
Tab. 2  MRE imaging findings in active and non-active CD
表3  MRE与临床、病理评估CD活动性对比分析
Tab. 3  Comparative study of MRE and clinical, pathological evaluation in active CD

3 讨论

       CD好发于末端回肠及邻近结肠,具有慢性,易复发的临床特点,因此临床上CD病情往往处于急性活动期-缓解-复发的循环周期[4]。基于CD易复发的临床特点,临床治疗应根据患者病情(如病变活动性或严重度、病变部位与疾病行为等)及可接受性,为其制订一个短期(使活动性病变迅速缓解,或获得黏膜完全愈合)与较长期的方案。

       CD活动度的判读是临床医师治疗环节中重要的参考指标。CD轻度活动期患者,临床以氨基水杨酸类局部用药治疗为主,以“黏膜抗炎剂”作用为主。中~重度活动期或复发患者的治疗,主要以激素治疗为主,治疗无效时,以免疫抑制剂治疗为主。手术治疗被作为其他治疗失败时的最终方式,但也仅仅是处理引起的并发症,患者的复发率较高(>70%),故应慎重选择。因此,CD活动度的正确判读对指导临床治疗的选择及患者的预后具有重要作用[5]

       本研究中应用3.0 T MRE检查,从显示CD病变肠壁厚度改变、肠壁DWI信号及其ADC值变化、肠壁强化模式、肠腔狭窄后扩张、木梳征、系膜区淋巴结肿大、瘘管形成、肠外并发症等进行综合性分析,结果显示CD病变活动期41例(41/49),活动期指标:肠壁分层样改变、中~重度强化、肠壁溃疡、肠腔狭窄后扩张、木梳征、肿大淋巴结、腹腔蜂窝织炎,发生例数分别为33、39、21、18、22、19、19例,差异有统计学意义(χ2值分别为14.567,30.467、7.171、5.552、7.790、6.055、6.055 ,P <0.05或0.01)。

       根据本研究的评判标准,3.0 T MRE诊断CD活动度评分为7.63±1.06,其中40名患者的评分>5分,诊断为CD活动期。以金标准临床及其病理组织学检查为诊断依据,临床诊断为活动期CD 41例。在评价CD活动性方面,3.0 T MR和临床及病理诊断之间的相关性较好(Kappa值=0.832,P<0.05)。MRE与DWI相结合,对CD活动性的定位准确率为、敏感度为、特异度为、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、97.4%、80.0%、95.0%、88.9%。本研究MRE诊断CD活动度的敏感度、特异度和阳性预测值显示较高,提示MRE诊断评估CD活动度的准确率较高。

       Li等[6]的相关研究显示CD肠壁的分层样增厚、中重度强化是评估其活动度的非常重要参考指标。3.0 T MR空间分辨率及信噪比较高,可较好的显示肠壁增厚模式。CD肠壁强化方式的改变可准确评估病变肠壁的范围,虽然较少CD肠壁中的纤维组织在增强扫描时也表现为强化程度增加,但多数相关研究表明[7],肠壁中至重度强化多出现在CD活动期。本研究共观察到33例及39例肠壁出现了肠壁分层状改变及中重度强化,均与CD活动性相关。

       DWI在CD活动度的临床评估中具有较高的价值。CD活动期,炎症细胞浸润增多,肠壁水肿,细胞间隙小导致水分子弥散受限,DWI信号增高[8],而水分子的扩散直接影响脑表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC),使ADC值减低,在ADC图上表现为低信号,而DWI图表现为高信号[9]。本研究采用DWI (b=1000)技术,研究结果显示CD活动期病变肠壁呈明显高信号,信号明显高于非活动期肠壁。活动期CD肠壁ADC值变化范围(0.89~ 1.31)×10-3 mm2/s ,平均(1.08±0.12)×10-3 mm2/s。非活动期CD肠壁ADC值(1.16~ 1.56)×10-3 mm2/s,平均ADC值(1.35±0.15)×10-3 mm2/s. CD肠壁ADC值非活动期较活动期升高,差异有统计学意义(t=5.456,P<0.01)。我们应用ROC曲线评估ADC值对CD活动度的诊断分析效能,结果显示,鉴别CD活动性和非活动性的ADC值诊断阈值为1.145×10-3 mm2/s,在此阈值时,诊断的敏感度和特异度分别为1和0.732。

       高分别率MR能清晰显示肠系膜血管及其系膜周淋巴结。CD病变肠管周因炎症组织刺激引起充血,使肠管周血管束增粗以及纤维脂肪的异常增生、堆积,后处理图像显示肠系膜血管呈“梳样征”[10]。对于CD常见并发症,如瘘管形成,MRE也可清晰显示肠管和腹壁之间外瘘、肠管之间内瘘的形态及其走行。本研究结果也提示,3.0 T MRE能很好地显示肠系膜区血管束、肿大的淋巴结及瘘管,这也是判断活动期和缓解期CD的重要指标[11]

       综上所述,传统的MRI与DWI成像技术相结合,运用3.0 T MRE评分定量评价CD活动度具有重要价值。

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