MRC结合FC对溃疡性结肠炎活动程度的诊断效能

孟祥鹿，孙际伟，王欢，代立梅，赵少莉，赵雨蒙，冯玲玲，王文红△

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种肠道的慢性非特异度炎症。目前，其发病率和患病率均呈逐年上升的趋势。对于复发的UC患者，临床医生需多次评估病变的活动程度以及时制定和调整诊疗方案。结肠镜检查是评估病变活动程度的金标准，但对部分患者，尤其是重度UC患者，因有加重病变的风险，或因肠腔狭窄，镜身无法通过，再或因患者抗拒检查前的肠道准备，其应用受到限制。研究证实，CT 结肠成像评估UC 活动程度的准确性较高［1］，但因其有辐射危害，加之UC易复发，部分患者尤其是青少年患者不适合反复多次的检查。目前，尚无评估病变活动程度的特异度较高的实验室指标，红细胞沉降率（ESR）、血清C 反应蛋白（CRP）和抗中性粒细胞胞浆抗体均被认为不适合用于病变活动程度的评估［2］。因此，探索其他检查方法具有重要的临床意义。目前，磁共振结肠成像（magnetic resonance colonography，MRC）技术日渐成熟，没有电离辐射危害，也不会发生结肠镜检查的相关并发症，而且能够对结肠全段进行检查，可以为UC病变活动程度、病变范围提供更多客观、准确的信息。近年来，粪便钙卫蛋白（fecal calprotectin，FC）对UC 患者肠道炎性病变活动期的判断、治疗效果的评估等方面的价值受到了越来越多的学者的肯定。本研究旨在 探 讨 简 化 磁 共 振 结 肠 成 像 指 数（simplifiedmagnetic resonance colonographyindex，MRC-S）、FC检查及两者结合对UC患者病变活动程度的诊断价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 收集2015 年1 月—2017 年6 月于天津市人民医院收治的活动期UC 患者41 例为病例组，男26 例，女15例，平均年龄（51.9±14.8）岁。根据结肠镜检查（金标准）结果，进一步分为轻中度活动期患者组（n=12）和重度活动期患者组（n=29）［3-4］。另收集同期32 例健康体检者为对照组，男20 例，女12 例，平均年龄（49.8±9.9）岁。2 组性别构成（χ2=0.006）及年龄（t=0.670）差异均无统计学意义（P＞0.05）。排除标准：有铁磁植入物者、钆对比剂过敏者、肾小球滤过率＜30 mL/（min·1.73 m2）者、幽闭空间恐惧症患者、孕妇及恶性肿瘤患者［5］。本研究已获医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意，并签署了知情同意书。

1.2 检查方法

1.2.1 结肠镜检查 UC 患者均行结肠镜检查，评估每例患者5 段肠管（升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠和直肠）的Mayo 内镜评分（mayo endoscopic subscore，MES）。活动期UC患者共有192段肠管完成结肠镜检查。根据每段肠管的MES分数，分为正常肠段组（MES=0 分，n=39）和活动期肠段组（MES≥1分），活动期肠段组又进一步分为轻中度活动期肠段组（轻度：MES=1分；中度：MES=2分，n=45）、重度活动期肠段组（MES=3分，n=108）［3］。该检查采用双盲法，由临床经验丰富的高年资医师进行操作。

1.2.2 MRC 扫描 病例组所有患者均行MRC 检查。采用3.0 T 磁共振设备进行横轴、冠状位T2-HASTE 序列（TR1 300～1 600 ms，TE 87～98 ms，层厚5 mm，矩阵320×203）及冠状T1-CIXON-VIBE 序列（TR 3.54 ms，TE 1.32 ms，层厚1.5 mm，矩阵192×125）扫描。扫描过程：肠道准备后（其中21例UC 患者进行肠道清洁，排透明清水样便时，表明准备良好；另20 例患者腹泻＞6 次/d，未行肠道清洁），于检查前30 min口服马来酸曲美布汀片（商品名舒丽启能），经一次性肛管灌入约1 000 mL 温水以扩张肠道，使用2 个腹部表面线圈，保证足够的扫描范围，应用半傅立叶采集单次激发的快速自旋回波序列和膈肌导航技术以减少运动伪影，增强检查以2.0 mL/s 的速度经肘静脉注射对比剂钆喷替酸葡胺（Gd-DTPA，广州先灵药业有限公司）。

1.2.3 MRC 相关参数测量 本研究中，所有患者的MRC 图像均由2位临床经验丰富的影像医生各自独立诊断，他们已知患者确诊为UC，但是对于内镜检查结果、FC 水平、CRP 和ESR 结果、患病时间等均不知情。对2 位影像医生的评估结果进行一致性分析，对于2位医生评估结果的定量参数间的差异取平均值，对于定性参数间的差异经2人相互讨论后达成一致。图像分析在西门子后处理工作站进行：（1）测量病例组患者每段肠管的肠壁厚度（mm），在肠管充分扩张的前提下于肠壁最厚处测量3次，取平均值。（2）在VIBE序列上挑选大小一致的兴趣区测量增强前、后肠壁的信号强度（preand post-contrast wall signalintensity，WSIpre，WSIpost），测量3次后取平均值。（3）计算相对增强程度（relative contrast enhancement，RCE） ，RCE= （WSIpost-WSIpre）/（WSIpre） ×（SDnoisepre/SDnoisepost）×100［4］。SDnoisepre和SDnoisepost是注射对比剂前和注射对比剂后噪声的标准差。（4）评估每段肠壁是否有肠壁水肿，周围是否有梳齿征或增大的淋巴结。梳齿征即肠壁系膜侧充血扩张的直小血管，淋巴结短径≥5 mm为增大。

1.2.4 FC水平测定 病例组及对照组均行FC检测。留取晨起首次粪便25 mg，使用粪便钙卫蛋白提取装置（BÜHLMANN Laboratories AG，Switzerland）提取FC，试剂盒购自诺斯蒂克（上海）医疗器械有限公司。应用酶联免疫吸附测定法（ELISA）定量测量FC浓度。

1.3 分析方法

1.3.1 MRC 分析方法 分析3 组肠段（即正常肠段组、轻中度活动期肠段组和重度活动期肠段组）间MRC 相关参数的变化趋势。应用有序多分类Logistic 回归法，分析MRC 相关参数对UC 肠段病变活动程度的预测价值，得到MRC 指数。对于MRC 指数中涉及的计数资料，如水肿、梳齿征等，出现此征象，记为1 分，未出现此征象，记为0 分，带入MRC 指数进行计算。对于涉及到的计量资料，如RCE，直接将数值带入公式。因为MRC 指数的计算过于复杂，因此用受试者工作特征（ROC）曲线分析MRC 指数中涉及到的计量资料诊断UC肠段活动程度的最佳截断值，据此将其转换为计数资料，即大于此截断值，认为出现此征象，记为1 分，反之则记为0分，并且将所有变量的系数简化为1，从而得到MRC-S［4］。为验证MRC-S的可靠性，分析MRC-S与MRC指数、MES（金标准）的相关性。若相关性显著，则MRC-S可靠。应用ROC曲线进一步分析所有肠段中，MRC-S 诊断活动期肠段、重度活动期肠段的最佳截断值及相应的敏感度、特异度。

1.3.2 FC 分析方法 分析对照组、轻中度活动期患者组和重度活动期患者组患者FC 浓度的变化，应用ROC 曲线分析FC 诊断活动期患者、重度活动期患者的最佳截断值及相应的敏感度、特异度。

1.3.3 MRC 结合FC 分析方法 为了提高诊断的特异度，MRC-S 联合FC 对病例组患者评估时，两者结果均提示重度活动期，才认为该患者处于重度活动期。分析MRC-S、FC及两者联合诊断重度活动期UC患者相对于金标准（结肠镜）的敏感度、特异度。

1.4 统计学方法 应用SPSS 22.0进行数据分析。符合正态分布的计量资料用表示，多组间比较用单因素方差分析，组间多重比较用SNK-q检验；不符合正态分布的计量资料用M（P25，P75）表示，多组间比较用非参数检验Kruskal-Wallis H检验，组间多重比较用校正Bonferroni法。计数资料以例（%）表示，组间比较用χ2检验。相关分析用Spearmann 秩相关。病变活动程度的相关危险因素分析采用有序多分类Logistic回归法。应用ROC曲线分析MRC-S和FC诊断UC患者病变活动程度的最佳截断值，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者基本情况 病例组41例中35例完成了完整的结肠镜检查，共完成了175段肠管的检查，见图1、2；余6例因肠道狭窄、粪水阻碍等原因，只完成了17 段肠管的肠镜检查。192 段肠管中，正常肠段组39段，活动期肠段组153段，其中轻中度活动期肠段组45段，重度活动期肠段组108段。20例未行肠道清洁准备的UC 患者中，17 例（85%）的MRC 图像质量良好，肠腔内信号均匀，肠壁、肠周显示良好。所有UC 患者在MRC 检查期间（25～35 min）均能坚持完成，无任何不良事件发生。

Fig.1 The MRC and endoscopic manifestations of UC patients with extencive ulcerative colitis图1 广泛结肠型UC患者的MRC及内镜表现

2.2 MRC-S对肠段病变活动程度的诊断

2.2.1 3组肠段间MRC相关参数比较 轻中度活动期肠段组、重度活动期肠段组的肠壁厚度、WSIpost、RCE及肠壁水肿、梳齿征、淋巴结肿大的出现频率均高于正常肠段组（P＜0.05）。重度活动期肠段组的WSIpost、RCE及肠壁水肿、梳齿征、淋巴结的出现频率均高于轻中度活动期肠段组（P＜0.05）；轻中度和重度活动期患者的肠壁厚度差异无统计学意义，见表1。

Fig.2 The MRC manifestations of thickening and edema of the intestinal wall of sigmoid colon in UC patients图2 UC患者乙状结肠肠壁增厚、水肿的MRC表现

2.2.2 MRC-S 的计算 经过单因素分析和多重共线性诊断，剔除无法评估UC病变活动程度和影响模型构建的MRC 参数，将剩余参数（RCE、梳齿征、水肿）带入Logistic 回归分析，得到MRC 指数：4.01×梳齿征+2.22×水肿+0.03×RCE，见表2。对于MRC指数中涉及的RCE，根据ROC 结果，其诊断肠段处于活动期的AUC 为0.899（95%CI0.798～0.960），最大约登指数对应的RCE 临界值为84.2，即RCE≥84.2 时，认为该段肠壁的强化程度有意义，RCE＜84.2时，认为没有出现有意义的强化，见图3。据此得到MRCS=梳齿征+水肿+RCE，取值范围为0～3分。

2.2.3 MRC-S 与MRC 指数、MES 相关性分析 192段肠管的MRC-S 分数与MRC 指数、MES 呈高度的正相关性（rs分别为0.937和0.756，P＜0.001）。

2.2.4 MRC-S分别诊断活动期、重度活动期肠段病变的阈值 192 段肠管中，MRC-S 诊断肠段病变处于活动期（轻中度+重度，n=153）的AUC 为0.979（95%CI：0.907～0.999），最大约登指数对应的MRC-S临界值为1，即最佳临界值为1分，此时敏感度、特异度分别为98.0%（150/153）、92.3%（36/39）；MRC-S诊断肠段病变处于重度活动期（n=108）的AUC 为0.881（95%CI：0.776～0.949），最大约登指数对应的MRC-S 临界值为2，即最佳临界值为2 分，此时敏感度、特异度分别为86.1%（93/108）、82.1%（69/84），见图4。

Tab.2 Logistic regression analysis results of MRC related parameters to evaluate the activity degree of UC lesions表2 MRC相关参数评估UC病变活动程度的Logistic回归分析结果

Fig.3 The ROC curve of RCE for the diagnosis of active bowel lesions图3 RCE诊断活动期肠段的ROC曲线

2.3 FC对受检者病变活动程度的诊断

2.3.1 3 组患者间FC 浓度比较 对照组、轻中度活动期患者组、重度活动期患者组的FC 分别为30.1（25.3，52.2）μg/g、2 047.1（1 564.6，2 513.5）μg/g、7 515.3（3 808.7，9 865.5）μg/g，差异有统计学意义（H=52.490，P＜0.05）。轻中度和重度活动期患者组FC浓度明显高于对照组，且重度活动期患者组高于轻中度活动期患者组（均P＜0.05）。

2.3.2 FC 诊断活动期、重度活动期患者的临床价值 FC 诊断受检者处于活动期（n=41）的ROC 曲线下面积为1.000（95%CI：0.832～1.000），最大约登指数对应的FC浓度临界值为92.9 μg/g，即最佳临界值为92.9 μg/g，敏感度（41/41）、特异度（32/32）均为100.0%；FC诊断患者处于重度活动期（n=29）的ROC曲线下面积为0.958（95%CI：0.764～0.999），最大约登指数对应的FC 浓度临界值为3 003.8 μg/g，即最佳临界值为3 003.8 μg/g，敏感度为75.9%（22/29）、特异度为95.5%（42/44），见图5。

Tab.1 Comparison of MRC parameters between 3 groups of intestinal segments表1 3组肠段间MRC相关参数的比较

Fig.4 The ROC curve of MRC-S for the diagnosis of active and severe active bowel lesions图4 MRC-S诊断活动期肠段、重度活动期肠段的ROC曲线

2.4 MRC-S、FC 及两者结合对重度活动期患者的诊断价值 根据MRC-S分数，轻中度活动期患者11例（5段肠管中分数最高的肠段为1分），重度活动期患者30例（分数最高的肠段为2分或3分）。根据FC浓度，轻中度活动期患者17 例（92.9 μg/g≤FC＜3 003.8 μg/g），重度活动期患者24 例（FC≥3 003.8 μg/g）。MRC-S 结合FC 诊断结果显示，轻中度活动期患者20例，重度活动期患者21例。MRC-S、FC及MRC-S 结合FC 对重度活动期患者的诊断价值，见表3。结果显示，MRC-S、FC 的特异度依次提高，MRC-S 结合FC 的特异度及约登指数最高（分别为91.7%、60.7%）。

Fig.5 The ROC curve of FC for the diagnosis of active and severe active patients图5 FC诊断活动期、重度活动期患者病变的ROC曲线

3 讨论

UC多于青壮年时期发病，病程漫长，迁延不愈。对于慢性复发的UC患者，临床医生需多次检查以评估病变的活动程度，结肠镜检查的微创伤性、患者耐受性差等缺陷限制了其在部分UC 患者中的应用。本研究中，有6 例UC 患者（14.6%）无法完成全结肠的结肠镜检查，其中，3例因肠腔狭窄，1例因无法忍受结肠镜检查的不适，还有2例因肠腔内大量粪水、粪便阻塞，致使结肠镜无法通过，无法得知病变的累及范围，更无法得知其近端肠管的病变情况。MRC检查结果显示，这6 例患者未行结肠镜检查的13 段肠管均出现不同程度的肠壁水肿、梳齿征或明显强化等征象，考虑病变均为广泛结肠型［3］，其中，考虑有10段肠管处于重度活动期。对于此类患者，MRC的诊断效能明显优于结肠镜检查。

Tab.3 Diagnostic in patients with severe active period with MRC-S，FC and MRC-S combined with FC表3 MRC-S、FC及MRC-S结合FC对重度活动期患者的诊断价值

本研究显示，WSIpost、RCE、水肿、梳齿征、壁厚、淋巴结肿大这6 个MRC 参数中［4］，只有RCE、水肿、梳齿征这3 个参数可以独立预测病变的活动程度。WSIpost对活动程度的预测价值较低，可能是因为WSIpost受MR 设备、技术、测量误差等因素的影响较大，稳定性、准确性均较差，与以往文献报道一致［4］。Savoyecollet 等［5］研究显示，肠壁厚度与UC病变的活动程度具有高度的相关性。但本研究结果显示，壁厚对UC病变活动程度的诊断意义不大，这可能归因于UC 患者肠壁受累的深度通常较浅。另外，Ingrid等［4］研究显示，肠管周围出现多发增大淋巴结这一征象，对UC 患者肠道炎性病变的活动性、活动程度有预测意义，本研究显示，增大淋巴结的预测价值不大，这可能与个体反应差异有关，每例患者免疫应答反应程度不一。

MR 检查对克罗恩病患者病变活动程度的诊断价值已经被证实［6］，但MRC 检查对UC 患者病变的诊断价值还未被广泛认可。截止目前，国内外多项研究结果显示，MRC诊断活动性UC的准确性不一，以结肠镜结果为参考标准，敏感度、特异度分别为59%～87%、82%～100%［4，7-8］。Schreyer 等［7］研 究 显示，MRC 检测UC 患者活动性炎症的敏感度较低（59%）。考虑原因是该研究使用钆剂灌肠，钆剂在T1和T2序列上表现为高信号，妨碍了肠壁厚度和强化程度的测量。本研究使用了黑腔造影剂（水）及脂肪抑制技术，使肠管充分扩张，肠腔、肠壁周围组织在T1 序列呈低信号，静脉注射对比剂后，黑腔和周围的黑色背景与明亮的结肠壁之间有了鲜明的对比，以利于肠壁及周围组织的观察、测量，提高诊断的准确性。同样使用黑腔技术，Ajaj等［8］的一项纳入23例炎症性肠病患者（包括16例UC患者）的研究结果显示，使用MRC检测结肠炎症的敏感度和特异度分别为87%和100%。

此外，笔者建议使用一个基于能够独立预测病变活动程度的MR综合评分MRC-S，来定量评估UC病变的活动程度。本研究中MRC-S 与结肠镜检查有显著的相关性（rs=0.756，P＜0.001），与文献报道一致［4］。在RCE≥84.2、水肿或梳状征这3个征象中，出现任意1 个，对活动性肠段病变的诊断具有较高的准确性（敏感度98.0%，特异度92.3%）。出现任意2 个，对重度活动性肠段病变的诊断也有较高的敏感度和特异度（分别为86.1%和82.1%）。因此，MRC可以作为结肠镜检查的补充、甚至替代的检查方法应用于临床，以评估UC 患者，特别是那些结肠镜检查可能禁忌的严重患者或结肠镜检查不完整的患者，以重新评估病变的活动程度及范围。

MRC 检查要求提前进行肠道清洁，以避免残余大便导致肠腔信号不均，利于更好地观察肠壁炎性病变。最近有学者提出，重度UC 患者（腹泻＞6 次/d）无需进行肠道清洁［9］，MRC 检查对病变活动性的判断依然具有较高的准确性。本研究中，20例未行肠道清洁准备的UC 患者中，17 例（85%）MRC 图像质量良好，病变显示清楚，与文献报道一致。

除影像学检查外，实验室指标对于UC患者病情的诊断亦有重要意义。本研究结果显示，FC浓度在对照组、轻中度活动期患者组和重度活动期患者中依次升高，说明FC浓度随炎症程度的加重而增高，可以反映UC患者肠道炎性病变的活动程度，这一结果与以往研究基本相同［10-11］。与血液指标ESR、CRP相比，FC是一种粪便指标，主要由肠黏膜中的中性粒细胞释放，能特异度地反映肠道病变的炎症程度。与结肠镜相比，FC检查方便、无创，易为UC患者接受，适于UC患者病变活动期反复多次的肠道病情评估，可以客观且连续地反映肠道局部炎症的变化情况，能够为UC活动程度的准确评估提供重要信息。

综上所述，本研究认为MRC-S、FC对UC患者病变活动程度的诊断均具有较高的诊断价值，两者结合，特异度明显提高，可作为临床医师评估UC 患者病变活动程度较为便捷、无创且重复性好的检查手段，具有较高的诊断效能及临床应用价值。但是本研究存在一定的局限性，因对照组未行MRC 检查，故未分析MRC-S 结合FC 对活动期UC 患者的诊断价值，尚需进一步研究两者结合对活动期UC患者的诊断价值。