能谱CT 小肠造影对克罗恩病疾病活动度评估的回归数学模型的研究

赵雪松 常 蕊 徐嘉旭 严嘉仪 严福华 缪 飞

本研究拟利用能谱CT 小肠造影检查，通过回顾性分析83 例活动期和57 例缓解期的克罗恩病病人的影像资料，筛选出反映疾病活动度的定性和定量指标，并通过多元二值回归分析来建立数学回归方程，获得影像上评估克罗恩病疾病活动度的新方法，从而正确指导临床合理治疗方案的制定。

方 法

1.临床资料

回顾性分析我院2010 年5 月-2013 年9 月，经肠镜或手术病理证实的克罗恩病患者140 例，所有患者均行双气囊小肠镜检查并进行CDEIS 评分，其中，活动期83 例，缓解期57 例，分类标准见表1。

2.能谱CT 小肠造影检查

2.1 扫描前准备：病人于检查前一天低渣饮食，晚餐后半小时左右口服恒康正清电解质散清洁肠道。检查当日早上禁食，于扫描前45 ～50 分钟患者分次饮用2.5%等渗甘露醇溶液1000 ～1500ml，使远端小肠充盈扩张。CT 扫描前10 分钟按照0.2mg/kg肌注山莨菪碱（654-2），再饮500ml，可使小肠处于低张状态，保证近端小肠充盈扩张并减少小肠的蠕动，青光眼和前列腺肥大等禁忌症病人除外。

2.2 能 谱CT 小 肠 造 影 检 查： 使 用GE Discovery CT750 HD（Discovery CT750 HD scanner ，GE Healthcare， Waukesha Wisconsin USA）全腹扫描，若平扫发现异常增厚肠段，就采用能谱成像模式（gemstone spectral imaging，GSI）进行动脉期和门脉期双期增强扫描，层厚层距5mm，一次旋转周期内实现80kVp 至140kVp 高速的切换，转速：0.6 秒，螺距：0.983）。经肘静脉团注射非离子型对比剂，总量90 ～100ml，速率3ml/s，对比剂注射12 秒后采用自动激发装置（感兴趣区位于腹主动脉，阈值为100HU）进行动脉期扫描，延迟28 秒后进行门静脉期扫描。

3.图像后处理及测量方法

将所有的双期增强图像劈薄，层厚、层距均为0.625mm，并自动传至GE ADW4.4 后处理工作站上。在PACS 系统上测量：①末端回肠的肠壁厚度（测量三段，取平均值）；②增厚肠壁平扫的CT 值；③增厚肠壁动脉期（arterial phase， AP）的CT 值，简称AP-CT value，测量方法为将视野放大，若肠壁呈分层改变，则将感兴趣区放在最内层的黏膜层，测量三次，取平均值；若肠壁未呈分层，表现为均匀一致强化，则将ROI 放置于肠壁上，同样测量三次，取平均值；④增厚肠壁动脉期的相对强化值（relative contrast enhancement， RCE），简称AP-RCE，计算方法为AP-RCE=增厚肠壁动脉期的CT 值-平扫的CT 值/平扫的CT 值×100%；⑤增厚肠壁门脉期（portal venous phase， PVP）的CT 值，简称PVP-CT value，测量方法同动脉期一致；⑥增厚肠壁门脉期的相对强化值，简称PVP-RCE，计算方法同动脉期一致；⑦动脉期梳状征的分数，简称AP-comb sign score，测量方法为在MIP 重建图像上取每1cm2面积的正方形ROI，测量梳状征的数量，取10 个ROI，测量平均值；⑧门脉期梳状征的分数，简称PVP-comb sign score，测量方法同动脉期一致；⑨肠壁的强化方式，分为三种类型：a.肠壁呈分层强化，黏膜层异常强化或黏膜层和浆膜层异常强化，黏膜下层水肿；b.肠壁未呈分层强化，呈均匀一致强化改变；c.肠壁呈分层强化，黏膜层和浆膜层呈轻度-中等强化，黏膜下层可见脂肪沉积改变，分别记录三种强化方式的例数；⑩记录肠管形态变化的例数，即为肠管系膜缘缩短，游离缘呈囊袋状向外突出影（假性憩室）；⑩ 11 记录肠管周围渗出的例数，即为肠管周围脂肪内的片絮状密度增高影。

对病变的肠管在GSI viewer上进行分析和处理。具体的后处理方法为将图像的FOV 放大，找到增厚的末端回肠，若肠壁呈分层改变，则沿着与肠壁长轴平行的方向，将圆形或类圆形的ROI 放在肠壁的黏膜层；若肠壁未呈分层，呈均匀一致强化改变，则将圆形或类圆形的ROI 放在肠壁中央即可。需要测量和计算的参数：①增厚肠壁在动脉期的碘浓度，简称AP-iodine concentration；②增厚肠壁在门脉期的碘浓度，简称PVP- iodine concentration。对上述单变量指标进行编码，从X1 编码到X14。

4.统计学分析

应用SPSS16.0 统计软件进行分析，资料分为活动期和缓解期两组，分析并筛选出能区分活动期和缓解期的定性和定量的单变量指标，以P＜0.05 为有统计学意义。将有意义的单变量进行多变量二值logistic 回归分析，建立回归方程（数学模型），并用ROC 曲线分析。

结 果

活动期和缓解期克罗恩病能谱CT 小肠造影单变量分析结果见表2

将有意义的单变量指标经多因素二值Logistic回归分析， 发现肠壁厚度（X1）、肠壁呈均匀一致强化（X9）以及门脉期的碘浓度（X14）这三个定性、定量指标对活动期和缓解期克罗恩病有价值，结果见表3 及图1。

建立预测诊断活动期和缓解期克罗恩病的指标的Logistic 回 归 方 程( 数 学 模 型)：P=1/[1+e-(-22.878+30.729×1-5.758×9+5.72×14] (P为 预 测值， e 为自然对数)，经χ2检验方程有统计学意义（χ2=188.888，P＜0.001）应用ROC 曲线求得数学模型诊断的敏感性95.8%，特异性98.2%， 诊断点为0.753，当预测值P≥0.753 时预测诊断为活动期克罗恩病，当预测值P＜0.753 时预测诊断为缓解期克罗恩病。能谱CT 小肠造影定性、定量指标的多因素Logistic 回归分析所建立的数学模型诊断的ROC 曲线见图2。该回归数学模型的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值的结果见表4。

表1 CD 内镜下严重程度的分级

表2 活动期和缓解期克罗恩病患者能谱CT 小肠造影单变量比较结果

表3 活动期和缓解期克罗恩病患者的多元二值Logistic 回归分析

表4 回归数学模型的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值

图1 A 活动期克罗恩病门脉期GSI 感兴趣区的绘制及能谱曲线，图1B 为为活动期克罗恩病门脉期的碘图。

图2 能谱CT 小肠造影鉴别诊断活动期和缓解期克罗恩病的回归数学模型的ROC 曲线，曲线下面积为0.961。

讨 论

克罗恩病是一种特发性的、透壁性的慢性肉芽肿性炎，可以累及从口腔到肛门的消化道任意一段，但通常累及末端回肠。中青年好发，饮食、吸烟、压力、感染、遗传和自身免疫异常可能是其发病原因[1]。

以往研究发现以下特点与克罗恩病的活动度相关：肠壁增厚＞4mm；壁内或肠系膜的水肿；肠壁黏膜异常强化；肠壁强化方式；穿透性溃疡以及瘘管形成；肠壁末梢直小血管的增粗扩张；肠系膜淋巴结增生肿大（通常伴有异常强化）[2]。虽然总结出了一些定性和定量指标，但仅为半定量的分析，缺乏准确的定量指标及提示活动度的预测值。

宝 石 CT 能 谱 成 像(gemstone spectral imaging，GSI)作为一种新的影像学检查方法，在优化图像质量、提高组织间对比度方面有明显优势，并能够结合碘基图像观察及定量诊断、全面反映病灶解剖、血供及功能信息[3-5]。能谱CT 临床研究的广泛开展显示出其在多种肿瘤疾病的鉴别诊断中具有极大的价值[6-10]，为克罗恩病的诊断以及活动度的评估提供了广阔的应用前景。

本研究对140 例克罗恩病患者的能谱CT 小肠造影表现进行分析，分析了肠壁厚度、增厚肠壁动脉期和门脉期的CT 值、相对强化值、梳状征的分数、肠壁强化方式、肠管形态、肠管周围病变以及碘浓度值等14 个单变量定量和定性指标。并将有意义的单变量指标进行多元回归分析，得到预测概率的回归方程。Logistic 回归分析发现：肠壁厚度、肠壁呈均匀一致强化改变以及门脉期碘浓度值这3 个单变量指标具有鉴别意义。本研究结果发现活动期克罗恩病患者的肠壁厚度平均可达1.152cm，明显高于缓解期克罗恩病患者，与以往研究结果一致[11]。

Booya 等[12]研究表明肠壁异常强化是提示克罗恩病活动期最敏感的指标，但未指出增强扫描动脉期和门脉期的CT 值的临界值，到目前为止，还没有文章对克罗恩病患者的病变肠段进行能谱CT 参数的相关研究。本研究结果发现活动期克罗恩病患者动脉期和门脉期的碘浓度平均值分别为1.959 和3.456；缓解期分别为0.953 和1.450，活动期的单变量指标明显高于缓解期的单变量指标。这是可能由于当克罗恩病处于活动期时，末端直小血管增粗扩张更为明显，因此进入肠壁血管吸收的碘浓度值较高；当克罗恩病处于缓解期时，肠壁黏膜下的水肿及渗出减少，肠壁逐渐处于纤维化，因此碘浓度值不及活动期明显。

对克罗恩病的疾病活动度的评估除了定量指标之外，还需要结合定性指标。Miao 等[13]研究认为肠壁的分层强化（肠壁分三层，最内侧和最外层为异常强化呈高密度的黏膜层和浆膜层，最内侧为水肿而强化减弱的黏膜下层），这种强化方式与克罗恩病的活动度相关。本组研究发现活动期克罗恩病共83例（100%）患者均表现为肠壁呈分层强化，这种征象未在缓解期患者中出现；Tochetto 等[14]的研究认为当克罗恩病处于缓解期时，强化方式主要有两种，一种是肠壁不分层，呈均匀一致强化改变，强化程度呈轻度-中度，本组有50 例（87.7%）患者呈均匀一致强化改变；另一种是肠壁分层，表现为黏膜下脂肪沉积，黏膜层呈轻度强化，有7 例（12.3%）患者可见黏膜下脂肪沉积改变，与文献报道一致。

应用ROC 曲线分析该回归模型诊断的敏感性95.8%，特异性98.2%，准确性为96.4%。诊断点为0.753，当预测值P≥0.753 时预测诊断为活动期克罗恩病，当预测值P＜0.753 时预测诊断为缓解期克罗恩病。以上说明定性和定量的组合指标提供了有意义的鉴别诊断方法。当患者出现部分特异指标而又缺乏部分特异指标导致诊断困难时， 可应用回归数学模型方法，将各指标结果带入方程计算出预测P值，根据P与预测界值的比较做出预测性诊断。能谱CT 小肠造影检查提供了一种新的定量诊断方法，提示可以应用能谱CT 小肠造影的方法来评估克罗恩病的疾病活动度。