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临床研究
IDEAL-IQ序列脂肪分数值评估早期干燥综合征腮腺脂肪浸润的价值
王海天 赵献坤 王国华 方明 赵鸿飞

Cite this article as: Wang HT, Zhao XK, Wang GH, et al. The research value of quantitative study of parotid gland fat infiltration in early Sjogren's syndrome patients by using 3.0 T MR IDEAL-IQ sequence. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(1): 25-28.本文引用格式:王海天,赵献坤,王国华,等. IDEAL-IQ序列脂肪分数值评估早期干燥综合征腮腺脂肪浸润的价值.磁共振成像, 2020, 11(1): 25-28. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.01.006.


[摘要] 目的 采用3.0 T MR IDEAL-IQ序列定量测量早期干燥综合征患者与健康志愿者腮腺的脂肪分数(FF)值,评估腮腺的脂肪浸润情况,以期为临床提供有价值的诊断新依据。材料与方法 选取2019年1月至2019年7月于青岛市市立医院就诊的31例早期干燥综合征女性患者和30例健康女性志愿者进行腮腺MRI常规序列扫描及IDEAL-IQ序列横轴位扫描。利用GE ADW 4.6工作站处理软件测定腮腺FF值,分别对早期干燥综合征患者及健康志愿者的双侧腮腺FF值测量后进行统计学分析。结果 两组间年龄、BMI构成的差异无统计学意义(P>0.05)。早期干燥综合征患者及健康志愿者腮腺腺体FF值均无侧别差异(P>0.05),早期干燥综合征患者腮腺平均FF值明显高于正常组(48.84±11.26与32.15±6.58,P<0.01)。以平均FF值37.62作为诊断阈值,诊断早期干燥综合征的价值最优(AUC=0.92,敏感度0.88,特异度0.81)。结论 腮腺IDEAL-IQ序列及FF值在诊断早期干燥综合征中具有一定的作用,可为诊断早期干燥综合征提供有价值的影像学信息。
[Abstract] Objective: To quantitatively measure the fat fraction (FF) of parotid gland in patients with early Sjogren's syndrome and healthy volunteers by using 3.0 T MR IDEAL-IQ sequence, and to evaluate the infiltration of parotid gland fat, so as to provide a new diagnostic basis for the clinic.Materials and Methods: From January 2019 to July 2019, 31 female patients with early Sjogren's syndrome and 30 healthy female volunteers admitted to Qingdao municipal hospital were enrolled in the routine parotid MRI sequence scanning and the IDEAL-IQ sequence axial scanning. The GE ADW 4.6 workstation processing software was used to quantitatively measure the FF value of the parotid gland, and statistical analysis was performed on the FF values of the bilateral parotid glands in the early Sjogren's syndrome patients and healthy volunteers.Results: There was no significant difference in age and BMI between the two groups (P>0.05). There were no differences on FF values in the left and right parotid gland in patients with early Sjogren's syndrome andhealthy volunteers (P>0.05). The mean FF value of parotid gland in patients with early Sjogren's syndrome was significantly higher than that in the normal group (48.84±11.26 vs 32.15±6.58, P<0.01). The mean FF 37.62 was taken as the optimal value for early Sjogren's syndrome diagnosis (AUC=0.92, sensitivity 0.88, specificity 0.81).Conclusions: The IDEAL-IQ sequence and FF value of parotid gland play a certain role in the diagnosis of early Sjogren's syndrome, which can provide valuable information for the diagnosis of early Sjogren's syndrome.
[关键词] 干燥综合征;腮腺;脂肪浸润;磁共振成像
[Keywords] Sjogren's syndrome;parotid gland;fatty infiltration;magnetic resonance imaging

王海天 青岛大学附属青岛市市立医院放射科,青岛 266000;山东第一医科大学(山东省医学科学院),泰安 271000

赵献坤 青岛大学附属青岛市市立医院医疗器械科,青岛 266000

王国华* 青岛大学附属青岛市市立医院放射科,青岛 266000

方明 青岛大学附属青岛市市立医院放射科,青岛 266000

赵鸿飞 青岛大学附属青岛市市立医院放射科,青岛 266000

通信作者:王国华,E-mail:wangguohua89@163.com

利益冲突:无。


收稿日期:2019-08-31
接受日期:2019-11-21
中图分类号:R445.2; R781.7 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.01.006
本文引用格式:王海天,赵献坤,王国华,等. IDEAL-IQ序列脂肪分数值评估早期干燥综合征腮腺脂肪浸润的价值.磁共振成像, 2020, 11(1): 25-28. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.01.006.

       干燥综合征(Sjogren's syndrome,SS)是一种慢性全身性自身免疫性疾病,临床主要表现为涎腺肿大、口干、眼干等症状。病理组织学表明,单核淋巴细胞长期浸润人体唾液腺和泪腺,造成了脂质浸润、腺体细胞凋亡、实质萎缩纤维化,最终导致腺体功能受损,其中腮腺是最常受累的部位之一[1]。脂肪组织是涎腺的重要组成部分,在干燥综合征早期即可发生脂肪沉积,且脂肪沉积程度与唾液腺组织破坏程度有一定的相关性[2]。因此准确量化腮腺脂肪浸润程度对诊断早期干燥综合征具有重要意义。目前,IDEAL-IQ技术作为一种脂肪定量研究的新方法受到越来越多的关注,其扫描时间短,无创,可以自动获取FF图像(fat fraction maps ,FF),同时可以利用后处理软件选择感兴趣区,自动计算出FF值,极大提高了可重复性。本研究主要采用IDEAL-IQ技术,以腮腺作为研究对象,对比早期干燥综合征与健康志愿者腮腺的脂肪含量,探讨IDEAL-IQ序列对早期干燥综合征的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       选取2019年1月至2019年7月于青岛市市立医院就诊的早期干燥综合征患者共31例,性别均为女性,年龄45~65岁,平均年龄(56.57±6.93)岁。干燥综合征的诊断主要参照2016年SS国际分类(诊断)标准[3]。具体内容如下:唇腺病理示淋巴细胞灶≥1个/4 mm2 (3分);抗SSA抗体/Ro抗体阳性(3分);角膜染色试验(+)(1分);Schirmer试验(+)(1分);唾液腺受损:自然唾液流率≤0.1 mL/min (1分)。根据该标准的定义,当患者得分≥4,则将之归类为原发性干燥综合征。参考既往文献,本研究中常规MR图像无明显形态学改变的干燥综合征患者被定义为早期病例[4,5]。同时纳入与早期干燥综合征病例组性别、年龄、BMI相匹配的30例正常女性志愿者作为对照组,年龄45~65岁,平均年龄(54.71±7.28)岁。早期干燥综合征患者与志愿者,均须符合以下条件:(1)无吸毒、酗酒、吸烟史;(2)无头颈部肿瘤相关药物及放疗史;(3)既往无涎腺疾病史、治疗史;(4)既往无高脂血症、糖尿病史;(5) BMI处于18~25之间,年龄范围在45~ 65岁之间。

       所有受试者在MR扫描前需休息并禁食1 h。本研究中所有参与者均自愿加入该项研究并签署相关知情同意书,同时获得我院伦理委员会批准。

1.2 设备参数

       选用美国GE公司3.0 T Discovery 750磁共振成像扫描仪,常规使用专用8通道头颈联合线圈。患者或志愿者采取仰卧位。所有患者均行双侧腮腺常规MRI扫描(包括横轴位T1WI、脂肪抑制T2WI、DWI,冠状位脂肪抑制T2WI序列)及IDEAL-IQ序列扫描。腮腺IDEAL-IQ序列横轴位扫描的成像参数:TR 11.1 ms,TE Minimum,FOV 240 mm×240 mm,层厚2.5 mm ,翻转角4° ,回波数4,带宽111.11 kHz,激励次数1.0 ,扫描时间1 min 23 s。扫描后自动生成脂肪比像图、纯水像图。

1.3 影像分析

       扫描完成后,将所有数据上传至GE ADW 4.6工作站进行后处理。由1名具有10年以上磁共振成像诊断经验的放射科副主任医师及1名该课题研究生共同测量腮腺的FF值。本研究中左右腮腺分别纳入统计,共62个早期干燥综合征及60个正常腮腺被纳入分析。选取腮腺面积最大的三层勾画感兴趣区(region of interest,ROI)。勾画过程选取腮腺边缘向内约1 mm,以减小部分容积效应对测量结果的影响。勾画过程中以横轴位脂肪抑制T2WI图像为参考,尽量避开腮腺导管及大血管,获取腮腺的平均FF值,为了测试该序列的可重复性,在1个月之后重复上述方法,取测量的平均值纳入统计分析。早期干燥综合征患者腮腺的横轴位T1WI、脂肪抑制T2WI脂肪比像及伪彩图见图1图2图3图4,健康志愿者腮腺的脂肪比像见图5

图1~ 4  1例56岁早期干燥综合征患者的腮腺示意图。依次为横轴位T1WI、脂肪抑制T2WI、脂肪比像、伪彩示意图
图5  脂肪比像上一位45岁健康志愿者腮腺的轮廓示意图
图6  平均FF值判断早期干燥综合征的ROC曲线
Fig. 1—4  Example images acquired at the level of parotid glands in a 56-year-old patients with early Sjogren's syndrome. In turn was the axial T1 weighted imaging, fat inhibition T2 weighted imaging, fat fraction imaging, Pseudo-color imaging.
Fig. 5  Fat fraction imaging to the outline of parotid gland in a 45-year-old healthy volunteer.
Fig. 6  The ROC curve of the early Sjogren's syndrome was determined by the mean FF value.

1.4 统计学方法

       采用SPSS 25.0软件进行统计学分析,计量资料用±s表示,两组腮腺的FF值、年龄及BMI比较采用独立样本t检验;运用配对t检验对干燥综合征的左、右腮腺,健康志愿者的左、右腮腺FF值分别进行统计学分析。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线法评价早期干燥综合征及正常腮腺的平均FF值,以P<0.05判定差异具有统计学意义。

2 结果

       早期干燥综合征组与健康志愿者组间年龄(t=0.85 ,P>0.05)、BMI构成(t=1.04,P>0.05)差异均无统计学差异。

       健康志愿者组左、右侧腮腺FF值无统计学差异(32.09±6.73与32.22±6.59 ,P=0.78)。早期干燥综合征组左、右腮腺FF值无统计学差异(49.20±12.03与48.26±10.47,P=0.45)。

       早期干燥综合征病例组62个早期干燥综合征腮腺平均FF值为48.84±11.26,正常对照组60个健康志愿者腮腺平均FF值为32.15±6.58,早期干燥综合征腮腺平均FF值明显大于健康志愿者组(t=8.30,P<0.01)。

       ROC曲线分析结果提示,以平均FF值为37.62作为诊断阈值,可获得最优的早期诊断干燥综合征的价值,曲线下面积(AUC)=0.92,敏感度88%,特异度为81%(图6)。

3 讨论

       干燥综合征是一种慢性全身性自身免疫性疾病,通常以外分泌腺损伤为主,腮腺是涎腺中最大的腺体,干燥综合征导致腮腺功能受损,不仅会引起口腔干燥不适,也增加了龋齿和口腔感染的风险[6]。干燥综合征治疗方式的选择主要依靠临床症状及经验,早期诊断及治疗对缓解症状及减少并发症具有重要意义[7]。目前干燥综合征的诊断主要采用2016年干燥综合征国际分类(诊断)标准[3],但该标准主观症状具有不确定性,同时唇腺病理属于创伤性检查,部分患者唾液腺试验还可能出现假阳性结果。

       既往研究干燥综合征患者的尸检结果发现其腮腺内有大量的脂肪沉积和少到中量的淋巴细胞浸润[4]。这可能与淋巴细胞浸润引起实质破坏之后纤维化,增殖的成纤维母细胞被诱导分化形成脂肪细胞有关。有研究显示,干燥综合征早期即可发生脂肪沉积,且脂肪沉积程度与唾液腺组织破坏程度有一定的相关性[4]

       以往已经有通过CT以及常规MRI等影像学技术来分析早期干燥综合征腮腺改变的研究[8]。但CT技术的辐射风险限制了它的广泛应用。常规MRI和MR涎腺导管成像能清晰地显示干燥综合征患者腮腺形态、信号及腮腺导管等方面的改变,对晚期干燥综合征具有较好的辅助诊断价值[9,10],但对于部分特征性的形态学改变尚未出现的早期干燥综合征患者诊断价值有限。因此准确量化腮腺脂肪浸润程度对诊断早期干燥综合征具有重要意义。近年来,已有运用1H-MRS、T1 mapping、T2 mapping技术测量涎腺脂肪含量的研究,然而,扫描时间较长在一定程度上限制了其广泛应用,与此同时,MRS也受限于其成像范围小,没有形态学信息以及后处理复杂等因素[11]

       目前,IDEAL-IQ技术作为一种脂肪定量研究的新方法受到越来越多的关注,相较于传统的IDEAL技术,IDEAL-IQ技术利用“混合型水脂分离算法”结合非对称采集技术与迭代最小二乘水脂分离算法,计算出组织脂肪比,其扫描时间更短,一次扫描可以产生6幅图像,无创[12]。同时可以利用后处理软件选择感兴趣区,可以自动计算出FF值,极大提高了可重复性,对腮腺脂肪含量的变化进行定量评价,进而客观反映其功能变化情况。IDEAL-IQ技术能在腮腺中应用的关键,是由于我们的研究对象中很大一部分腮腺的脂肪比例大于50%,而IDEAL-IQ技术的复杂运算性质确保了其在动态范围内定量测量脂肪含量的准确性。Chang等[11]研究证实,IDEAL-IQ技术在所有(包括使用金属牙种植体的)受试者中的腮腺脂肪含量测量中,对比T1WI、T2WI具有最高的成功率。最近已有研究应用IDEAL-IQ技术评估头颈部肿瘤患者放疗后的腮腺功能[13]。而利用该序列评估干燥综合征患者腮腺的研究还鲜有报道。本研究主要采用IDEAL-IQ技术对干燥综合征患者腮腺的脂肪含量进行定量分析。

       本研究中,早期SS病例组与正常对照组的腮腺在常规MRI上的形态、信号方面无明显差异。早期干燥综合征患者与健康志愿者左、右腮腺的FF值均无统计学意义(P>0.05),这与Chikui等[14]和Su等[15]的研究结果一致,可能与干燥综合征为全身性的自身免疫性疾病有关。Su等[15]将IDEAL-IQ序列应用于健康志愿者的腮腺,研究结果表明健康成年人腮腺内的脂肪含量与年龄和BMI呈正相关,与性别以及腮腺的左、右无关。Chikui等[14]研究证实干燥综合征患者FF值要显著高于健康志愿者,但由于腮腺FF值也与受试者的年龄和BMI有关,这使得干燥综合征患者与正常志愿者分组有所重叠,最终并没有得出有特征性差异的结论。本研究中,早期干燥综合征腮腺平均FF值明显高于正常组,与之前的研究结果相似,同时较严格匹配了两组病例的年龄和BMI,选取了45~65岁,BMI在18~ 25之间的病例,使两组间年龄、BMI的构成无统计学差异(P > 0.05),尽量减小两个变量的影响。以往关于性别对腮腺内脂肪含量影响的研究存在着相互矛盾的结果,在Chang等[16]的报道中,男性的腮腺脂肪含量比女性腮腺的脂肪含量高约10%。而Su等[15]的研究结果表明,健康成年人两种性别的腮腺的脂肪含量无显著差异。同时,由于选取的本院干燥综合征患者恰好全部为女性患者,所以健康志愿者组也选取了女性志愿者,因此排除了性别对FF值的影响。

       本研究尚存在一些不足之处。第一,样本量有限,未来还可以进一步扩大样本量来验证本研究的价值。第二,本研究结果没有与涎腺病理活检评估的组织脂肪含量结果进行直接对比。第三,没有对干燥综合征的病程进行分期讨论,也没有进一步验证干燥综合征晚期FF值的变化规律。

       综上所述,我们的初步研究表明,腮腺IDEAL-IQ序列作为一种有前景的诊断成像技术,可在一定程度上反映干燥综合征患者腮腺早期脂肪浸润情况,腮腺IDEAL-IQ序列及FF值在诊断早期干燥综合征中具有一定的作用,有望成为诊断早期干燥综合征的重要依据。

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