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技术研究
内耳钆增强磁共振3D CUBE FLAIR序列PPI及HYDROPS图像在诊断内淋巴积水中的价值
王子坤 冯晶晶 吴杰 叶玉芳 陈英敏 时媛 吴晶 孙利强

Cite this article as: WANG Z K, FENG J J, WU J, et al. Value in EH diagnosis of PPI and HYDROPS of 3D CUBE FLAIR based on inner ear magnetic resonace imaing with gadolinium enhancement[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2024, 15(3): 151-157, 176.本文引用格式王子坤, 冯晶晶, 吴杰, 等. 内耳钆增强磁共振3D CUBE FLAIR序列PPI及HYDROPS图像在诊断内淋巴积水中的价值[J]. 磁共振成像, 2024, 15(3): 151-157, 176. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2024.03.024.


[摘要] 目的 探讨经静脉注射钆对比剂行内耳增强磁共振三维快速液体衰减反转恢复序列(three-dimensional fluid attenuated inversion recovery with CUBE, 3D CUBE FLAIR)阳性内淋巴影像(positive perilymph image, PPI)及HYDROPS(HYbriD of reversed image of positive endolymph signal and native image of positive perilymph signal)图像在内淋巴积水(endolymphatic hydrops, EH)中的诊断价值。材料与方法 回顾性分析患侧EH、对侧无EH患者资料及MRI图像22例。应用Image J软件在所获图像上勾画感兴趣区,测量同一图像上患侧及健侧的耳蜗底周与同侧小脑白质区信号强度比(signal intensity ratio, SIR)、同一侧前庭外淋巴与内淋巴间隙SIR;对PPI及HYDROPS图像上患侧耳蜗积水数量及前庭积水边界清晰程度评分。评估两种图像对患侧血-迷路屏障(blood-labyrinth barrier, BLB)通透性改变的显示情况、同侧前庭在两种图像上的成像效果、评估两种图像对耳蜗EH敏感性及前庭EH边界的显示情况。结果 PPI图像中患侧及健侧的耳蜗底周与同侧小脑白质区SIR之间的差异具有统计学意义(P<0.001);HYDROPS图像中患侧及健侧耳蜗底周与同侧小脑白质区SIR之间的差异具有统计学意义(P<0.001)。PPI图像及HYDROPS图像上的患侧前庭外淋巴与内淋巴间隙SIR之间的差异具有统计学意义(P<0.001);PPI图像及HYDROPS图像上的健侧前庭外淋巴与内淋巴SIR间隙之间的差异具有统计学意义(P<0.001)。PPI图像及HYDROPS图像诊断耳蜗EH的敏感性之间的差异具有统计学意义(P=0.030)。PPI图像及HYDROPS图像患侧前庭内淋巴间隙边界清晰程度评分之间的差异具有统计学意义(P<0.001)。结论 内耳钆增强磁共振3D CUBE FLAIR序列PPI及HYDROPS图像综合应用,有利于评估患侧BLB通透性、积水部位以及前庭EH边界的显示。
[Abstract] Objective To assess the value in endolymphatic hydrops (EH) diagnosis of positive perilymph image (PPI) and HYDROPS (HYbriD of reversed image of positive endolymph signal and native image of positive perilymph signal) of three-dimensional fluid attenuated inversion recovery with CUBE (3D CUBE FLAIR) based on inner ear magnetic resonance imaging with contrast enhancement following intravenous injection of gadolinium.Materials and Methods The data and MRI images of 22 patients with EH on the affected side and without EH on the contralateral side were retrospectively analyzed. The Image J software was used to delineate the regions of interest the images obtained to analyze the signal intensity ratios (SIR) of the cochlear basal turn to the same side cerebellar white matter on affected and unaffected sides in the same image and SIRs of perilymph to the same side endolymph of vestibule both in PPI and HYDROPS; Count the numbers of cochlear EH on the affected side and the scores of vestibular EH boundaries definition both in PPI and HYDROPS. Evaluate the visualization of permeability change of the blood-labyrinth barrier (BLB) on the affected side, the vestibular developing effect, the cochlear EH sensibility and the development in vestibular EH boundaries in the two kinds of images.Results There was statistical difference in SIRs of the cochlear basal turn to the same side cerebellar white matter between affected and unaffected sides in PPI (P<0.001). There was statistical difference in SIRs of the cochlear basal turn to the same side cerebellar white matter between affected and unaffected sides in HYDROPS (P<0.001). There was statistical difference in SIRs of perilymph to the same side endolymph of vestibule between PPI and HYDROPS on the affected side (P<0.001). There was statistical difference in SIRs of perilymph to the same side endolymph of vestibule between PPI and HYDROPS on the unaffected side (P<0.001). There was statistical difference in the sensibility of the cochlear EH diagnosis between PPI and HYDROPS (P=0.030). There was statistical difference in the scores of vestibular EH boundaries definition between PPI and HYDROPS (P<0.001).Conclusions Combining PPI with HYDROPS in 3D CUBE FLAIR of inner ear gadolinium enhancing magnetic resonance imaging contributes to assessing the permeability, locating the EH and displaying the boundaries.
[关键词] 内淋巴积水;耳蜗;前庭;血-迷路屏障;通透性;钆对比剂;信号强度比;磁共振成像
[Keywords] endolymphatic hydrops;cochlea;vestibule;blood-labyrinth barrier;permeability;gadolinium contrast agent;signal intensity ratio;magnetic resonance imaging

王子坤 1, 2   冯晶晶 1, 2   吴杰 2   叶玉芳 2*   陈英敏 2   时媛 2   吴晶 2   孙利强 2  

1 河北北方学院研究生学院,张家口 075000

2 河北省人民医院医学影像科,石家庄 050051

通信作者:叶玉芳,E-mail:1301620722@qq.com

作者贡献声明:叶玉芳、陈英敏设计本研究的方案,对稿件重要内容进行了修改;王子坤、冯晶晶起草和撰写稿件,获取、分析或解释本研究的数据;吴杰、时媛、吴晶、孙利强获取、分析或解释本研究的数据,对稿件重要内容进行了修改;叶玉芳、吴杰、时媛、吴晶、孙利强获得了河北省2022年度医学科学研究课题计划项目资助。全体作者都同意发表最后的修改稿,同意对本研究的所有方面负责,确保本研究的准确性和诚信。


基金项目: 河北省2022年度医学科学研究课题计划项目 20220057
收稿日期:2023-06-24
接受日期:2024-02-26
中图分类号:R445.2  R764 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2024.03.024
本文引用格式王子坤, 冯晶晶, 吴杰, 等. 内耳钆增强磁共振3D CUBE FLAIR序列PPI及HYDROPS图像在诊断内淋巴积水中的价值[J]. 磁共振成像, 2024, 15(3): 151-157, 176. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2024.03.024.

0 引言

       内淋巴积水(endolymphatic hydrops, EH)是指内淋巴间隙中淋巴液过多而造成内淋巴间隙病理性扩张,具体机制不明,部分学者认为其原因是内淋巴液生成过多或流出受阻[1, 2, 3]。EH与多种内耳疾病的发生关系密切[4, 5, 6]。2007年,NAKASHIMA等[7]用3.0 T MRI 三维快速液体衰减反转恢复序列(three-dimensional fluid attenuated inversion recovery, 3D FLAIR)序列首次清晰显示了梅尼埃病(Ménière's disease, MD)患者的EH,这也是首次报道在活体观察到EH。

       目前,内耳钆对比剂延迟增强扫描首选的对比剂注射途径为经静脉注射,该途径操作简单且等待时间短[8, 9]。然而,该途径亦存在外淋巴间隙对比剂浓度较低而显影不佳、钆对比剂迟发性不良反应[10, 11]等弊端。因此,对比剂的种类及剂量的选择[12, 13, 14]、扫描参数的设置[15, 16, 17]及后处理技术的应用[18, 19, 20]等方面的相关研究在全球范围内逐渐开展,以提高EH诊断的准确性及敏感性。2012年,NAGANAWA等[18]利用阳性外淋巴影像(positive perilymph image, PPI)减去阳性内淋巴影像(positive endolymph image, PEI)的方式得到融合图,并将其命名为HYDROPS(HYbriD of reversed image of positive endolymph signal and native image of positive perilymph signal)。目前,临床尚缺乏对PPI及HYDROPS图像对EH诊断的相关研究,故本研究通过分析PPI及HYDROPS图像的成像特点,拟探讨其在诊断EH中的意义,为临床诊断及治疗EH相关疾病提供有价值的影像学依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究为回顾性研究,遵守《赫尔辛基宣言》,经河北省人民医院伦理委员会批准,免除受试者知情同意,批准文号:2023082。选取2020年7月1日至2022年9月1日因单侧反复耳源性眩晕、听力下降伴耳鸣等症状就诊于河北省人民医院并符合如下纳入及排除标准的患者病例。纳入标准:(1)符合典型临床症状、临床诊断单侧患病(梅尼埃病、突发性耳聋、迟发性膜迷路积水、感音神经性耳聋等),且内耳钆增强磁共振检查诊断患侧EH、对侧无EH;(2)无中耳、内耳疾病(中耳炎、胆脂瘤、内耳畸形、听神经瘤等);(3)患者临床资料及相关检查齐全。排除标准:(1)头颈部手术史;(2)化学消融治疗(如庆大霉素);(3)图像质量欠佳、运动伪影及HYDROPS图像错配伪影重等。

       于河北省人民医院PACS系统中进行检索,共29例临床诊断单侧内耳患病且内耳钆增强磁共振检查诊断患侧EH、对侧无EH,排除HYDROPS图像错配伪影7例,最终22例患者入组,其中男9例、女13例,左侧患耳15例、右侧患耳7例,年龄18~71(47.77±14.49)岁。

1.2 检查设备及方法

1.2.1 仪器及扫描方法

       本研究采用3.0 T 750W磁共振(Discovery MR 750W,GE Medical System,美国)扫描仪及24通道头部线圈。所有患者均经肘前静脉以1.5 mL/s常规注射2瓶钆喷酸葡胺(恒瑞,15 mL/瓶,0.5 mmol/mL),之后经肘静脉推注15 mL生理盐水。延迟6 h后行内耳钆增强磁共振扫描,等待期间行动自由。扫描方式:采取仰卧位,头先进,标准正位姿势,双侧同时扫描,扫描期间嘱患者保持体位不动,扫描范围包括双侧颞骨。所有序列扫描完成后,将图像传至AW 4.2后处理工作站,采用Functool软件完成图像后处理工作。

1.2.2 扫描序列及后处理

       扫描序列及参数如下。(1)三维循环相位稳态采集快速成像(three-dimensional fast imaging employing steady-state acquisition with cycled phases, 3D FIESTA-C):TR 6 ms,TE 2.8 ms,回波链1,层厚0.8 mm,层数56,矩阵256×256,FOV 18 cm×18 cm,扫描时间3 min 15 s;(2)3D CUBE FLAIR-2 100:TR 9 000 ms,TE 129.5 ms,回波链1,反转恢复时间(inversion time, TI)2 100 ms,层厚1.2 mm,层数48,矩阵256×256,FOV 22.0 cm×17.6 cm,扫描时间5 min 45 s;(3)3D CUBE FLAIR-2 500:TR 9 000 ms,TE 129.5 ms,回波链1,TI 2 500 ms,层厚1.2 mm,层数48,矩阵256×256,FOV 22.0 cm×17.6 cm,扫描时间5 min 46 s;(4)HYDROPS图像:PEI图像灰度反转后与PPI图像叠加。

       3D FIESTA-C序列扫描图像用于排除内耳畸形、面听神经发育畸形、内听道占位等病变。3D CUBE FLAIR序列可以使含有钆对比剂的外淋巴间隙信号增加,其内侧的内淋巴间隙和其外周骨质的信号均呈较低信号,从而获得PPI;适当缩短TI可降低含钆对比剂的外淋巴间隙信号强度,从而获得PEI[16, 18]。因此3D CUBE FLAIR-2 500为PPI图像,3D CUBE FLAIR-2 100为PEI图像。

1.2.3 验证最佳TI

       本研究为保证PPI及PEI扫描时3D CUBE FLAIR序列所选用的是最佳TI,研究人员招募2名志愿者(男,28岁;女,29岁)对此进行了验证。2名志愿者经静脉注射2瓶钆喷酸葡胺6 h后,行双侧内耳磁共振增强扫描。经多次重复扫描,PPI图像扫描TI设置分别为2 300、2 400、2 500、2 600、2 700 ms,PEI图像扫描TI设置分别为1 900、2 000、2 100、2 200、2 300;为缩短扫描总时间以减少代谢对外淋巴间隙内钆对比剂浓度改变影响成像效果,扫描范围仅包括前庭,扫描层数设定为24;其余参数均与前述一致。由于过小的TI间隔设置会导致扫描次数增加,延长扫描总时间,增加机体代谢对外淋巴间隙内钆对比剂浓度的影响,因此,本试验选取TI间隔为100 ms。

       仿照NAGANAWA等[18]的研究方式,分别计算PPI图像及HYDROPS图像中前庭外淋巴间隙与内淋巴间隙对比噪声比(contrast-to-noise ratio, CNR),即外淋巴间隙信号强度与内淋巴间隙信号强度之差与图像噪声的比值;CNR越大,图像质量越好。选择内淋巴间隙最大的层面(水平半规管层面)于PPI图像及HYDROPS图像测量内、外淋巴信号强度,测量方式同前;噪声则规定为同层面图像中上方空气3个50 mm2的感兴趣区(region of interest, ROI)信号强度的标准差(standard deviation, SD)的平均值。经计算后,证实PPI图像扫描所选最佳TI为2 500 ms(图1)。之后将TI为2 500 ms的PPI图像与不同TI的PEI图像融合并进行计算(图2)。最终验证,本研究中3D CUBE FLAIR中其他参数固定时,PPI图像TI为2 500 ms、PEI图像TI为2 100 ms均为最佳选择。

图1  PPI图像中不同反转恢复时间所测对比噪声比。PPI:阳性外淋巴影像。
Fig. 1  Various contrast-noise ratios in PPI with different inversion time. PPI: positive perilymph image.
图2  HYDROPS图像中不同反转恢复时间所测对比噪声比。
Fig. 2  Various contrast-noise ratios in HYDROPS with different inversion time.

1.3 图像分析

       3D FIESTA-C、PPI、PEI扫描结束后,由一名具有28年工作经验的主任技师首先将所有患者扫描图像进行后处理,然后将图像资料传入PACS系统,由一名具有30年工作经验的主任医师和一名具有4年工作经验的主治医师采用双盲方法独立并分别对3D FIESTA-C、PPI、PEI及HYDROPS图像进行分析。本研究规定将患者的单侧内耳扫描图像作为一个独立样本。首先,两位医生对前庭EH行半定量评估,标准参考2009年NAKASHIMA等[21]所提出的诊断标准(表1),若两名医师对前庭的EH分级程度产生分歧,以EH程度显著者为该侧内耳EH程度的分级。然后,分别在PPI和HYDROPS图像上评估患侧耳蜗是否存在EH,若产生分歧,则判定为该结构存在EH。最后,对患侧前庭EH边界清晰程度进行评分(0分:完全或局部显示不清;1分:显示清晰),若产生分歧,则判定为前庭EH边界不清。

       将PACS系统中所有患者扫描图像(DICOM格式)传至个人电脑后,仿照SHI等[22]的研究方法,由两名医师分别利用Image J图像处理软件对PPI及HYDROPS图像进行如下处理及数据统计:

       (1)测量双侧耳蜗与小脑白质区的信号强度(图3A):于双侧耳蜗底周分别随机选取3个0.739 mm2的ROI,测量双侧三个ROI的信号强度并分别计算平均值;于同一层面小脑白质区双侧分别选取了一个50 mm2的ROI,所选区域应远离小脑脑沟,测量双侧小脑白质区信号强度。

       (2)测量双侧外淋巴间隙与内淋巴间隙信号强度(图3B):于前庭内淋巴间隙最大的层面(水平半规管层面),分别在双侧前庭外淋巴区选取1个0.739 mm2的ROI,测量外淋巴间隙信号强度;若患侧前庭因内淋巴间隙增大导致外淋巴间隙较小,前庭区域全部呈低信号或外淋巴间隙高信号区域过小不宜测量,则于同侧半规管壶腹部选取1个0.739 mm2的ROI,测量外淋巴间隙信号强度;于上述同一层面双侧前庭内淋巴间隙分别选取1个0.739 mm2的ROI,测量内淋巴信号强度,患侧ROI定位于积水较显著的球囊或分界不清的内淋巴囊内,健侧ROI定位于椭圆囊内。

       目前,已有多项研究表明EH的严重程度与血-迷路屏障(blood-labyrinth barrier, BLB)的通透性呈正相关,即BLB的通透性越大,EH越重。患侧耳蜗BLB通透性增大,患侧外淋巴腔隙强化程度增高,磁共振扫描图像中患侧外淋巴腔隙信号增高,患侧耳蜗底周的信号强度高于健侧耳蜗底周的信号强度[23, 24, 25]。因此,本研究拟通过计算耳蜗底周与同侧小脑白质区的信号强度比(signal intensity ratio, SIR)定量评膜迷路的BLB通透性,在PPI图像中,SIR越大,BLB的通透性越大,计算公式见式(1)

       其中,SIRc/c为耳蜗底周与同侧小脑白质区信号强度比。

       内耳球囊、椭圆囊较小,在内耳钆增强磁共振扫描图像中其信号强度受部分容积现象影响较大,进而影响图像成像效果。因此,本研究拟通过计算前庭外淋巴间隙与内淋巴间隙SIR定量评估前庭显影效果,SIR越大,前庭显影效果越好。计算公式见式(2)

       其中,SIRve为前庭外淋巴间隙与内淋巴间隙信号强度比。

       最后,计算两位医师测量并计算所得各SIR的平均值。

图3  感兴趣区(ROI)放置示意图。3A:红色圆圈为蜗底周随机选取的ROI,黄色圆圈为同一层面小脑白质区选取的ROI。3B:红色圆圈为前庭内淋巴区选取感ROI,黄色圆圈为前庭外淋巴区选取ROI。
Fig. 3  Schematic diagram of regions of interest (ROI) placement. 3A: Red circles are the ROI selected randomly on the basal turn; Yellow circle is the ROI selected on cerebellar white matter in the same slice. 3B: Red circle is the ROI selected on vestibular endolymph; Yellow circle is the ROI selected on vestibular perilymph.
表1  Nakashima(2009)内淋巴积水分级标准
Tab. 1  Grade of endolymphatic hydrops described by Nakashima (2009)

1.4 统计学分析

       通过使用SPSS 26.0统计软件进行数据统计分析。采用Cohen's Kappa系数分析两名医师对前庭EH半定量分级、患侧耳蜗EH判定、患侧前庭EH边界清晰程度评分等多项结果的一致性,Kappa>0.80表示一致性极好。采用组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)比较两名医师测量、计算所得各组SIR的一致性,0.75<ICC≤0.90表示一致性较好;ICC>0.90表示一致性极好。

       患者基本资料中符合正态分布或近似正态分布的数据采用x¯±s表示,不符合正态分布的数据采用中位数(四分位数间距)表示。采用独立样本t检验对同一图像上患侧及健侧的耳蜗底周与同侧小脑白质区SIR进行统计学分析(两组数据不具有相关性);采用配对样本t检验对PPI及HYDROPS图像上同一侧前庭外淋巴间隙与内淋巴间隙SIR进行统计学分析。两组率及两组评分的比较采用卡方检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一致性分析

       经两位医师诊断,最终确定22名患者均显示为单侧前庭EH(左15例;右7例),其中轻度EH共4例,显著EH共18例。利用PPI+HYDROPS图像,两名医师诊断前庭EH程度评估的一致性极好(Kappa=0.861,P<0.001)。

       单独利用PPI图像,两名医师诊断耳蜗EH共5例,一致性极好(Kappa=0.861,P<0.001);单独利用HYDROPS图像,两名医师诊断耳蜗EH共12例,一致性极好(Kappa=1.000,P<0.001)。

       两名医师通过PPI对患侧前庭内淋巴间隙边界清晰程度评分0分共15例,1分共7例,一致性极好(Kappa=0.899,P<0.001);两名医师通过HYDROPS图像对22例患者患侧前庭内淋巴间隙边界清晰程度评分均为1分,一致性极好(Kappa=1.000,P<0.001)。

       PPI图像上,两名医师对患侧SIRc/c测量结果的一致性极好(ICC=0.985),对健侧SIRc/c测量结果的一致性极好(ICC=0.929);HYDROPS图像上,两名医师对患侧SIRc/c测量结果的一致性极好(ICC=0.945),对健侧SIRc/c测量结果的一致性较好(ICC=0.804)。PPI图像上,两名医师对患侧SIRve测量结果的一致性极好(ICC=0.995),对健侧SIRve测量结果的一致性极好(ICC=0.986);HYDROPS图像上,两名医师对患侧SIRve测量结果的一致性极好(ICC=0.995),对健侧SIRve测量结果的一致性极好(ICC=0.957)。

2.2 测量数据统计及分析

       PPI图像中,患侧及健侧SIRc/c分别为(3.039±0.658)、(2.332±0.344);HYDROPS图像中,患侧及健侧SIRc/c分别为(1.411±0.215)、(1.610±0.087)。PPI及HYDROPS图像中,患侧SIRve为(8.139±2.764)、(4.082±1.724);PPI及HYDROPS图像中,健侧SIRve分别为(3.000±0.790)、1.732(1.376,1.876)。如表2所示。

       PPI图像中,患侧SIRc/c高于健侧SIRc/c(图4A),经独立样本t检验分析,两者之间的差异具有统计学意义(P<0.001)。HYDROPS图像中,患侧SIRc/c低于健侧SIRc/c(图4B),经独立样本t检验分析,两者之间的差异具有统计学意义(P<0.001)。如表3所示。

       PPI图像患侧SIRve高于HYDROPS图像患侧SIRve(图5A),经配对样本t检验分析,两者之间的差异具有统计学意义(t=8.339,P<0.001)。PPI图像中,健侧SIRve高于HYDROPS图像患侧SIRve(图5B),经配对样本t检验分析,两者之间的差异具有统计学意义(t=8.367,P<0.001)。如表4所示。

       PPI图像诊断耳蜗EH 5例,无EH 17例;HYDROPS图像诊断EH 12例,无EH 10例(图6)。经卡方检验分析,PPI图像及HYDROPS图像诊断耳蜗EH的敏感度之间的差异具有统计学意义(差值0.545,95% CI:0.244~0.545,P=0.030)。

       PPI图像评估患侧前庭EH边界清晰程度为1分7例,0分15例;HYDROPS图像22名患者患侧前庭EH边界清晰程度评分均为1分(图7)。经卡方检验分析,PPI图像及HYDROPS图像患侧前庭EH边界清晰程度评分之间的差异具有统计学意义(差值0.682,95% CI:0.501~0.795,P<0.001)。

图4  男,53岁,左侧耳鸣伴头晕2年。MRI示左侧前庭显著积水。4A:左侧耳蜗底周PPI图像,左侧耳蜗信号强度明显高于右侧(白箭),左侧SIRc/c为4.778,右侧SIRc/c为2.371。4B:同层面HYDROPS图像,左侧耳蜗底周信号强度低于右侧(黑箭),左侧SIRc/c为1.128,右侧为1.715。
图5  男,69岁,右侧耳鸣伴耳闷5年,MRI示右侧前庭显著积水。5A:水平半规管层面PPI图像,左耳SIRve为6.021,右耳SIRve为3.057。5B:同层面HYDROPS图像,左耳SIRve为3.637,右耳SIRve为1.514。PPI:阳性内淋巴影像;SIRc/c:耳蜗底周与同侧小脑白质区信号强度比;SIRve:前庭外淋巴间隙与内淋巴间隙信号强度比。
Fig. 4  A 53-year-old man with tinnitus on the left ear and vertigo for 2 years. MRI shows significant hydrops in the left vestibule. 4A: PPI of the cochlear base turn level. The basal turn signal intensity of the left cochlea is significantly higher than that of the right cochlear (white arrow). The SIRc/c of the left ear is 4.778, and that of the right ear is 2.371. 4B: HYDROPS image of the same layer. The basal turn signal intensity of the left cochlea is lower than that of the right cochlear (black arrow). The SIRc/c of the left ear is 1.128, and the SIRc/c of the right ear is 1.715.
Fig. 5  A 69-year-old man with tinnitus and fullness on the right ear for 5 years. MRI shows significant hydrops in the right vestibule. 5A: PPI of the lateral semicircular canal level in the patients. The SIRve of the left ear is 6.021, and the SIRve of the right ear is 3.057. 5B: HYDROPS image of the same level. The SIRve of the left ear is 3.637, and the SIRve of the right ear is 1.514. PPI: positive endolymph image; SIRc/c: the signal intensity ratios of the cochlear basal turn to the same side cerebellar white matter; SIRve: the signal intensity ratios of perilymph to the same side endolymph of vestibule.
图6  HYDROPS图像。6A~6B:男,61岁,左侧耳鸣伴听力下降3年,MRI示左侧前庭显著积水;6A:PPI图像显示左侧耳蜗轻度积水(白箭);6B:HYDROPS图像显示左侧耳蜗轻度积水(黑箭)。6C~6D:女,71岁,右侧耳鸣、听力下降伴头晕1年余,右侧前庭显著积水;6C:PPI图像显示右侧耳蜗无积水;6D:HYDROPS图像显示右侧耳蜗轻度积水(黑箭)。PPI:阳性内淋巴影像。
Fig. 6  HYDROPS image. 6A-6B: A 61-year-old man with tinnitus and hearing loss on the left ear for 3 years. MRI shows significant hydrops in the left vestibule. 6A: PPI shows the left cochlea with mild hydrops (white arrow). 6B: HYDROPS image shows the left cochlea with mild hydrops (black arrow). 6C-6D: A 71-year-old woman with tinnitus and hearing loss on the left ear and vertigo more than 1 year. MRI shows significant hydrops in the right vestibule. 6C: PPI shows there is no hydrops in the right cochlea. 6D: HYDROPS image shows the right cochlea with mild hydrops (black arrow). PPI: positive endolymph image.
图7  男,45岁,左侧耳鸣伴听力下降6月余。MRI示左侧前庭显著积水。7A:PPI图像前庭积水边界显示不清(白箭)。7B:HYDROPS图像前庭积水边界显示清晰(黑箭)。PPI:阳性内淋巴影像。
Fig. 7  A 45-year-old man with tinnitus and hearing loss on the left ear more than 6 months. MRI shows significant hydrops in the right vestibule. 7A: The boundary of the left vestibular hydrops in PPI is blurry (white arrow). 7B: The boundary of the left vestibular hydrops in HYDROPS is clear (black arrrow). PPI: positive endolymph image.
表2  信号强度比值
Tab. 2  Value of signal intensity ratios
表3  同一组图像中患侧及健侧SIRc/c对比
Tab. 3  Comparision of SIRc/c between affected and unaffected on the same image
表4  PPI及HYDROPS图像中同侧SIRve对比
Tab. 4  Comparision of SIRve between PPI and HYDROPS on the same side

3 讨论

       本研究采用回顾性研究的方法,基于内耳膜迷路延迟增强的成像原理、PPI及HYDROPS的成像特点,对22名单侧前庭EH的患者内耳钆对比剂延迟增强扫描图像进行综合分析。结果显示PPI及HYDROPS图像综合应用,为临床诊断EH相关疾病提供更有价值的影像学依据。目前,内耳钆对比剂延迟增强扫描成像技术及图像后处理方式的相关研究进展较为缓慢,这是国内首次对内耳膜迷路延迟增强图像后处理技术的进行探讨的研究。

3.1 选取最佳TI

       在对该项技术不断研究的过程中,磁共振扫描参数的设定至关重要。经鼓室注射钆对比剂后,采用三维反转恢复快速自旋回波实时重建(three-dimensional inversion-recovery turbo spin-echo, 3D IR)序列扫描时,抑制外淋巴间隙的高信号所选用的TI一般在1 000 ms左右[23]。然而,经静脉注射钆对比剂后,外淋巴间隙中对比剂浓度较低,采用3D CUBE FLAIR序列扫描时,抑制外淋巴间隙高信号所选用的TI应远大于经鼓室注射对比剂时3D IR序列所选用的1 000 ms。目前,国内外相关文献报道中,经静脉注射钆对比剂后,3D CUBE FLAIR序列PPI图像扫描所选TI多高于2 000 ms[14, 26, 27]

       PEI图像扫描过程中,当TI设定较低时,外淋巴信号强度较低,PEI图像中内、外淋巴间隙信号强度差异较小,前庭整体呈相对较高信号,融合所得HYDROPS图像中前庭整体呈低信号,无法显示内、外淋巴间隙。当PPI图像TI设定为2 500 ms时,PEI图像TI设定为1 900 ms融合所得HYDROPS图像中,4个前庭均出现此现象;PEI图像TI设定为2 000 ms融合所得HYDROPS图像中,2个前庭出现此现象。因此,本研究中PPI图像TI为2 500 ms、PEI图像TI为2 100 ms为最佳TI设定参数。

3.2 PPI及HYDROPS在提示BLB通透性改变中的价值

       与血-脑屏障相似,BLB仅可选择性通过一些小分子物质,例如某些小分子药物、类固醇激素、甘露醇及钆对比剂等[28]。多项研究发现,内耳钆增强磁共振扫描PPI图像中患侧外淋巴间隙的信号强度高于健侧外淋巴间隙,部分学者认为其原因是BLB通透性增加的结果致使进入患侧外淋巴间隙中的钆对比剂增加,部分研究也证实了这一理论[23, 24, 25]。本研究经过对比PPI图像患侧与健侧的耳蜗底周外淋巴间隙与同侧小脑白质区的SIR,也证实了患侧BLB功能受损、通透性增加。另外,本研究经过对比HYDROPS图像患侧与健侧的耳蜗底周外淋巴间隙与同侧小脑白质区的SIR,发现HYDROPS图像亦可证实患侧BLB通透性的增加。与PPI图像不同,HYDROPS图像患侧耳蜗底周外淋巴液与同侧小脑白质区的SIR低于健侧耳蜗底周外淋巴液与同侧小脑白质区的SIR。笔者认为其原因是患侧BLB通透性增加,进入外淋巴间隙的钆对比剂较多,患侧外淋巴间隙钆对比剂浓度高于健侧,PPI及PEI图像中患侧外淋巴信号较健侧高,但后者增大程度更大,最终融合所得HYDROPS图像中患侧外淋巴间隙信号强度低于健侧。另外,相关研究表明,部分临床确诊为单侧MD的患者影像学检查仅表现为患侧内耳外淋巴信号明显增强,即提示BLB受损、通透性增加,并未诊断EH[24, 29, 30]。因此,PPI及HYDROPS图像评估BLB通透性改变对临床诊疗内耳疾病十分重要。

3.3 PPI及HYDROPS对前庭显影效果的比较

       本研究通过对比PPI图像及HYDROPS图像中同侧前庭外淋巴间隙与内淋巴间隙SIR,证实PPI图像中患侧及健侧前庭的显影效果均优于HYDROPS图像,这一结果与NAGANAWA等[18]研究结论不符。这可能与钆对比剂注射剂量有关,NAGANAWA等在研究过程中采用了经静脉注射单倍剂量钆对比剂的方式,延迟扫描外淋巴间隙中对比剂浓度较低;本研究选用的剂量为2瓶/人,较NAGANAWA等的研究注射剂量大,外淋巴间隙对比剂浓度较高,PPI及PEI图像外淋巴间隙信号强度均较高,但PEI信号强度增加更明显。因此,后处理HYDROPS图像中外淋巴间隙信号强度相对减低,与PPI图像比较,其外淋巴间隙与内淋巴间隙的SIR较低。但是,当膜迷路中出现内-外淋巴屏障受损,如内-外淋巴漏时,部分钆对比剂进入内淋巴间隙,扫描PPI图像所选用较低TI不仅会抑制外淋巴间隙信号强度,对内淋巴间隙的信号强度也有一定的抑制作用,但由于个体差异及临床检查技术的限制,尚不能明确内-外淋巴屏障受损对本研究的影响。

3.4 PPI及HYDROPS对EH边界显示及定位的效果比较

       HYDROPS图像后处理技术操作简便,适用于临床检查。该图像中外淋巴间隙呈高信号,内淋巴间隙及周围骨质结构呈低信号。当前庭积水程度较高时,内淋巴间隙低信号范围大,外淋巴间隙的高信号几乎不可见时,PPI图像中扩大的内淋巴间隙与周围骨质均呈低信号且分界不清;HYDROPS图像可以去除单一使用PPI图像时周围骨质低信号的干扰,更加清晰地显示前庭EH边界。

       本研究PPI图像诊断患侧耳蜗积水的数量明显低于HYDROPS图像的诊断数量,主要原因是耳蜗膜迷路结构较小,骨质结构包绕内淋巴间隙,PPI图像中耳蜗扩大的内淋巴间隙亦与周围骨质分界不清,HYDROPS图像可以清晰地显示耳蜗内扩大的内淋巴间隙的边界,对耳蜗积水诊断的敏感性更高。因此,HYDROPS图像更易显示在PPI图像中无法明确的前庭EH边界,更易对在PPI图像中无法明确评估的耳蜗EH进行定位及分级。

3.5 局限性

       本研究存在一些不足之处:(1)本研究为回顾性研究,样本量较少,统计数据可能存在偏倚;(2)本研究中数据均为手动测量,主观因素影响较大;(3)本研究未根据前庭EH程度分级对BLB通透性的改变及对前庭EH边界的显示情况进行分组研究;(4)所有患者经静脉注射钆喷酸葡胺的剂量均为2瓶,而非按照体质量行单倍剂量或双倍剂量注射;在未来研究中,需要根据标准单倍剂量或双倍剂量注射对比剂;(5)由于无法从活体中获取病理,内耳钆增强MRI检查对EH的评估及BLB通透性的评估结果的准确性无法得到验证。

4 结论

       经静脉注射钆对比剂后,内耳钆增强磁共振3D CUBE FLAIR序列PPI及HYDROPS图像均可显示患侧血-迷路屏障通透性的改变;PPI图像中患侧及健侧前庭的显影效果均优于HYDROPS图像;HYDROPS图像对耳蜗EH的敏感性高于PPI图像;HYDROPS图像对前庭EH边界的显示优于PPI图像。综上所述,内耳钆增强磁共振3D CUBE FLAIR序列PPI及HYDROPS图像综合应用,有利于评估患侧BLB通透性、EH部位以及前庭EH边界的显示。

[1]
SAKANO H, JAFARI A, ALLEHAIBY W, et al. Spontaneous intracranial hypotension may be an under-recognized cause of endolymphatic Hydrops[J/OL]. Otol Neurotol, 2020, 41(7): e860-e863 [2023-06-23]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32472922/. DOI: 10.1097/MAO.0000000000002665.
[2]
KIM S H, NAM G S, CHOI J Y. Pathophysiologic findings in the human endolymphatic sac in endolymphatic Hydrops: functional and molecular evidence[J/OL]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2019, 128(6_suppl): 76S-83S [2023-06-23]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31092029/. DOI: 10.1177/0003489419837993.
[3]
FERSTER A P O, CUREOGLU S, KESKIN N, et al. Secondary endolymphatic Hydrops[J]. Otol Neurotol, 2017, 38(5): 774-779. DOI: 10.1097/MAO.0000000000001377.
[4]
GUAJARDO-VERGARA C, SUÁREZ-VEGA V, DOMINGUEZ P, et al. Endolymphatic hydrops in the unaffected ear of patients with unilateral Ménière's disease[J]. Eur Arch Otorhinolaryngol, 2022, 279(12): 5591-5600. DOI: 10.1007/s00405-022-07412-9.
[5]
唐俊翔, 刘媛媛, 郑楚杰, 等. 不同类型单侧突发性聋患者内淋巴积水研究[J]. 中国听力语言康复科学杂志, 2023, 21(1): 39-42. DOI: 10.3969/j.issn.1672-4933.2023.01.010.
TANG J X, LIU Y Y, ZHENG C J, et al. Endolymphatic hydros in patients with different types of unilateral sudden deafness[J]. Chin Sci J Hear Speech Rehabil, 2023, 21(1): 39-42. DOI: 10.3969/j.issn.1672-4933.2023.01.010.
[6]
戴硕, 何晓, 唐旭霞. 梅尼埃病的发病机制及临床诊治研究进展[J]. 听力学及言语疾病杂志, 2022, 30(5): 476-480. DOI: 10.3969/j.issn.1006-7299.2022.05.005.
DAI S, HE X, TANG X X. Research progress on pathogenesis, clinical diagnosis and treatment of Meniere's disease[J]. J Audiol Speech Pathol, 2022, 30(5): 476-480. DOI: 10.3969/j.issn.1006-7299.2022.05.005.
[7]
NAKASHIMA T, NAGANAWA S, SUGIURA M, et al. Visualization of endolymphatic hydrops in patients with Meniere's disease[J]. Laryngoscope, 2007, 117(3): 415-420. DOI: 10.1097/MLG.0b013e31802c300c.
[8]
SHI H B, LI Y H, YIN S K, et al. The predominant vestibular uptake of gadolinium through the oval window pathway is compromised by endolymphatic hydrops in Ménière's disease[J]. Otol Neurotol, 2014, 35(2): 315-322. DOI: 10.1097/MAO.0000000000000196.
[9]
LIU F, HUANG W N, MENG X X, et al. Comparison of noninvasive evaluation of endolymphatic hydrops in Meniere's disease and endolymphatic space in healthy volunteers using magnetic resonance imaging[J]. Acta Otolaryngol, 2012, 132(3): 234-240. DOI: 10.3109/00016489.2011.637232.
[10]
中华医学会放射学分会磁共振学组, 中华医学会放射学分会质量控制与安全工作委员会. 钆对比剂临床安全性应用中国专家建议[J]. 中华放射学杂志, 2019, 53(7): 539-544. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1005?1201.2019.07.002.
Chinese Medical Association Radiology Society Magnetic Resonance Imaging Group, Chinese Medical Association Radiology Society Quality Management and Security Management Group. Clinical application recommendations on safety of gadolinium contrast agents[J]. Chin J Radiol, 2019, 53(7): 539-544. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1005?1201.2019.07.002.
[11]
DO C, BARNES J L, TAN C Y, et al. Type of MRI contrast, tissue gadolinium, and fibrosis[J/OL]. Am J Physiol Renal Physiol, 2014, 307(7): F844-F855 [2023-06-23]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25100280/. DOI: 10.1152/ajprenal.00379.2014.
[12]
ELIEZER M, POILLON G, GILLIBERT A, et al. Comparison of enhancement of the vestibular perilymph between gadoterate meglumine and gadobutrol at 3-Tesla in Meniere's disease[J]. Diagn Interv Imaging, 2018, 99(5): 271-277. DOI: 10.1016/j.diii.2018.01.002.
[13]
SUZUKI H, TERANISHI M, SONE M, et al. Contrast enhancement of the inner ear after intravenous administration of a standard or double dose of gadolinium contrast agents[J]. Acta Otolaryngol, 2011, 131(10): 1025-1031. DOI: 10.3109/00016489.2011.598552.
[14]
XIE J P, ZHANG W D, ZHU J Y, et al. Comparison of inner ear MRI enhancement in patients with Meniere's disease after intravenous injection of gadobutrol, gadoterate meglumine, or gadodiamide[J/OL]. Eur J Radiol, 2021, 139: 109682 [2023-06-23]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33813284/. DOI: 10.1016/j.ejrad.2021.109682.
[15]
NAGANAWA S, SATAKE H, KAWAMURA M, et al. Separate visualization of endolymphatic space, perilymphatic space and bone by a single pulse sequence; 3D-inversion recovery imaging utilizing real reconstruction after intratympanic Gd-DTPA administration at 3 Tesla[J]. Eur Radiol, 2008, 18(5): 920-924. DOI: 10.1007/s00330-008-0854-8.
[16]
NAGANAWA S, SUGIURA M, KAWAMURA M, et al. Imaging of endolymphatic and perilymphatic fluid at 3T after intratympanic administration of gadolinium-diethylene-triamine pentaacetic acid[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2008, 29(4): 724-726. DOI: 10.3174/ajnr.A0894.
[17]
NAGANAWA S, KAWAI H, SONE M, et al. Increased sensitivity to low concentration gadolinium contrast by optimized heavily T2-weighted 3D-FLAIR to visualize endolymphatic space[J]. Magn Reson Med Sci, 2010, 9(2): 73-80. DOI: 10.2463/mrms.9.73.
[18]
NAGANAWA S, YAMAZAKI M, KAWAI H, et al. Imaging of Ménière's disease after intravenous administration of single-dose gadodiamide: utility of subtraction images with different inversion time[J]. Magn Reson Med Sci, 2012, 11(3): 213-219. DOI: 10.2463/mrms.11.213.
[19]
ZOU J, CHEN L G, LI H B, et al. High-quality imaging of endolymphatic hydrops acquired in 7 minutes using sensitive hT2W-3D-FLAIR reconstructed with magnitude and zero-filled interpolation[J]. Eur Arch Otorhinolaryngol, 2022, 279(5): 2279-2290. DOI: 10.1007/s00405-021-06912-4.
[20]
NAGANAWA S, ITO R, KAWAI H, et al. MR imaging of endolymphatic Hydrops in five minutes[J]. Magn Reson Med Sci, 2022, 21(3): 401-405. DOI: 10.2463/mrms.ici.2021-0022.
[21]
NAKASHIMA T, NAGANAWA S, PYYKKO I, et al. Grading of endolymphatic hydrops using magnetic resonance imaging[J]. Acta Otolaryngol Suppl, 2009(560): 5-8. DOI: 10.1080/00016480902729827.
[22]
SHI S M, GUO P, WANG W Q. Magnetic resonance imaging of ménière's disease after intravenous administration of gadolinium[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2018, 127(11): 777-782. DOI: 10.1177/0003489418794699.
[23]
ZHANG W D, XIE J P, HUI L, et al. The Correlation Between Endolymphatic Hydrops and blood-labyrinth barrier Permeability of Meniere Disease[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2021, 130(6): 578-584. DOI: 10.1177/0003489420964823.
[24]
DE PONT L M H, VAN STEEKELENBURG J M, VERHAGEN T O, et al. Hydropic ear disease: correlation between audiovestibular symptoms, endolymphatic Hydrops and blood-labyrinth barrier impairment[J/OL]. Front Surg, 2021, 8: 758947 [2023-06-23]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34805261/. DOI: 10.3389/fsurg.2021.758947.
[25]
VAN STEEKELENBURG J M, VAN WEIJNEN A, DE PONT L M H, et al. Value of endolymphatic Hydrops and perilymph signal intensity in suspected ménière disease[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2020, 41(3): 529-534. DOI: 10.3174/ajnr.A6410.
[26]
时媛, 叶玉芳, 潘宝根, 等. 梅尼埃病的内淋巴积水和积水程度在3D CUBE FLAIR MRI中的显影分析[J]. 临床放射学杂志, 2021, 40(1): 36-40. DOI: 10.13437/j.cnki.jcr.2021.01.008.
SHI Y, YE Y F, PAN B G, et al. The development analysis of detecting and grading of endolymphatic Hydrops in Meniere's disease with 3D CUBE FLAIR MRI[J]. J Clin Radiol, 2021, 40(1): 36-40. DOI: 10.13437/j.cnki.jcr.2021.01.008.
[27]
LI X Y, WU Q R, SHA Y, et al. Gadolinium-enhanced MRI reveals dynamic development of endolymphatic hydrops in Ménière's disease[J]. Braz J Otorhinolaryngol, 2020, 86(2): 165-173. DOI: 10.1016/j.bjorl.2018.10.014.
[28]
许庆庆, 郭维维, 翟所强, 等. 耳蜗血管纹细胞离子转运的研究进展[J]. 中华耳科学杂志, 2015, 13(1): 30-36. DOI: 10.3969/j.issn.1672-2922.2015.01.006.
XU Q Q, GUO W W, ZHAI S Q, et al. A review of research on ionic transport in cochlear stria vascularis[J]. Chin J Otol, 2015, 13(1): 30-36. DOI: 10.3969/j.issn.1672-2922.2015.01.006.
[29]
PAKDAMAN M N, ISHIYAMA G, ISHIYAMA A, et al. Blood-labyrinth barrier permeability in menière disease and idiopathic sudden sensorineural hearing loss: findings on delayed postcontrast 3D-FLAIR MRI[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2016, 37(10): 1903-1908. DOI: 10.3174/ajnr.A4822.
[30]
ELIEZER M, MAQUET C, HORION J, et al. Detection of intralabyrinthine abnormalities using post-contrast delayed 3D-FLAIR MRI sequences in patients with acute vestibular syndrome[J]. Eur Radiol, 2019, 29(6): 2760-2769. DOI: 10.1007/s00330-018-5825-0.

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