MR T1-mapping技术在甲状腺相关眼病临床分期中的初步探索

滕剑，胡昊，许晓泉，吴飞云，张宗军

甲状腺相关眼病(thyroid associated ophthalmo-pathy，TAO)又称为Graves眼病，是一种衰竭性的自身免疫性炎症性疾病，其病程可分为两个阶段：活动性炎症期和非活动性纤维化期[1]。活动期患者以眼眶组织单核细胞浸润、组织水肿为特征，表现为眼睑、结膜红肿，可采用类固醇、环孢素和放疗等治疗[2-4]；非活动期以眼眶组织间质纤维化、胶原沉积和脂肪浸润为特征，手术减压是唯一的治疗方法[5-6]。及时和准确诊治有助于病变程度的改善，减轻患者症状，并限制病程进展[7]。因此，准确区分这两个阶段在临床诊治中具有重要意义。

磁共振成像由于软组织分辨率高且无电离辐射，在TAO的诊断和分期中的应用日益广泛[8-10]。T1-mapping技术可定量测量组织的T1弛豫时间(T1-relaxation time，T1RT)，无创性反映不同组织的性质，已被广泛应用于慢性缺血、肝硬化、肾纤维化和骨关节炎等疾病的评估[11-13]。目前，国内将T1-mapping技术应用于评估眼眶疾病的研究鲜见。我们认为TAO患者眼眶组织的特征性病理变化，如水肿、纤维化和脂肪浸润等，也可通过该技术得到评估，从而有助于疾病病程的评估和准确分期。因此，本研究采用T1-mapping技术评估TAO患者眼外肌的变化，旨在探讨这项技术在TAO患者临床分期中的应用价值。

材料与方法

1.一般资料

对2019年3月-2020年8月在本院诊断为TAO的50例患者的临床和影像资料进行回顾性分析。其中，男20例，女30例，年龄14～71岁，平均(43.1±13.6)岁；31例共62只眼处于活动期，19例共38只眼处于非活动期。

本研究中对TAO的临床诊断依据Bartley诊断标准[14]：如患者出现眼睑退缩，合并以下体征或检查证据之一(甲状腺功能异常，眼球突出，眼外肌受累，视神经功能障碍)即可确立诊断；如患者无眼睑退缩，诊断标准为甲状腺功能异常合并以下体征之一(眼球突出，眼外肌受累，视神经功能障碍)即可确立诊断。

本研究中患者的纳入标准：①行冠状面T1-mapping扫描；②图像质量满足进一步分析的要求；③无放疗或手术减压史；④无其它眼眶病变，如淋巴增生性病变和炎性假瘤等。

采用改良的7分制临床活动性评分(clinical activity score，CAS)标准：①自发性的眼球后疼痛；②眼球运动时伴有疼痛；③眼睑充血；④眼睑水肿；⑤球结膜充血；⑥球结膜水肿；⑦眼阜水肿。以单眼为单位，上述7种表现中每出现1项计1分，CAS≥3定义为活动期，反之为非活动期[14]。

2.MRI检查方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振扫描仪和20通道头颈联合线圈。患者取仰卧位，注视固定位置后闭眼以减少眼球运动。冠状面T1-mapping 序列扫描参数：TR 4.96 ms，TE 1.81 ms，翻转角分别为2°和10°，视野20 cm×20 cm，扫描层数20，层厚4.0 mm，扫描时间1分11秒。常规序列主要有横轴面T1WI(TR 635 ms,TE 6.7 ms)及横轴面、冠状面、矢状面脂肪抑制T2WI(TR 4000 ms，TE 75～117 ms)。

3.图像分析

使用Siemens Syngo Via后处理平台进行图像分析和数据测量。在冠状面T1-mapping伪彩图像上，每只眼睛取4条眼外肌(上、下、内和外直肌)内信号强度最高和最低区域(分别代表“热点”和“冷点”)分别勾画圆形ROI，面积5～10 mm2，记录热点和冷点的T1RT值(图1)。由两位分别具有4年和8年工作年限的头颈部影像诊断医师独立进行测量，两位医师的测量结果用于评估观察者间的一致性。第一位医师(工作4年)在间隔至少1个月后重新测量,以评估观察者内的一致性。本研究中以第一位医师的第1次测量数据用于后续的数据分析和组间比较。

图1 T1RT值的测量方法。在冠状面T1-mapping图，以左眼为例，取眼外肌信号强度最高(白色ROI)和最低区域(黑色ROI)分别勾画圆形ROI，分别记录其测量值，作为T1RT热点值和冷点值。

4.统计学分析

使用SPSS 23.0统计软件进行统计学分析，以P<0.05为差异有统计学意义。采用Kolmogorov-Smirnov检验进行定量资料的正态性分析。采用卡方检验、独立样本t检验或Mann-WhitneyU检验对临床资料(如性别、年龄、吸烟史和CAS)进行组间比较。使用独立样本t检验对T1RT热点值和冷点值进行组间比较，并采用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线评估有统计学差异的参数对TAO活动性的诊断效能。采用Spearman相关性分析计算T1RT值与CAS的相关性。定量参数的观察者间和观察者内一致性采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)进行评估，ICC<0.400为一致性较差，0.400～0.600为一致性良好，0.601～0.800为一致性好，>0.800为一致性优。

结 果

50例TAO患者中，活动期组31例，平均年龄(45.0±13.7)岁，男12例，女19例；非活动期组19例，平均年龄(40.1±13.2)岁，男8例，女11例。两组间年龄、性别及吸烟史的差异均无统计学意义(P>0.05)。

两组中眼外肌的T1RT热点值和冷点值及一致性分析结果见表1和图2。活性期组T1RT冷点值显著高于非活动期组，差异有统计学意义(P<0.05)；而T1RT热点值的组间差异无统计学意义(P>0.05)。T1RT热点值及冷点值的观察者内和观察者间一致性为良好至优(ICC：0.735 ～0.896)。

图2 活动组与非活动组眼外肌T1RT 值箱式图。a)热点值；b)冷点值。 图3 T1RT冷点值与CAS相关性分析散点图，显示两者呈线性正相关。 图4 T1RT冷点值判断TAO活动性的ROC曲线。

表1 活动期组与非活动期组TAO患者T1RT值比较

相关性分析结果见图3。T1RT冷点值与CAS呈显著正相关(r=0.501，P<0.001)。

取T1RT冷点值≥1000ms作为判断TAO处于活动期的标准，可获得最优的诊断效能，曲线下面积为0.815(图4)，敏感度为80.6%，特异度为71.1%，符合率为77.0%。

讨 论

T1-mapping技术越来越多地应用于各种疾病的评估[13]，但其在眼眶疾病中的应用尚非常少见。鉴于准确判断TAO活动性对临床治疗具有重要的指导意义，本研究中创新性地测量眼外肌的T1RT热点值和冷点值，通过定量评估TAO患者眼外肌内部微观结构的变化，旨在指导临床对TAO患者的活动性进行准确分期。

本研究结果显示，活动期组眼外肌T1RT冷点值显著高于非活动期组。Bouazizi等[15]发现伴有脂肪浸润的心肌组织在T1-mapping上信号强度较正常组明显减低，T1RT值下降。Matsuzawa等[16]研究结果表明更低的眼外肌T1RT值可帮助预测顽固性复视患者糖皮质激素治疗抵抗，也提示其与眼外肌脂肪浸润有关。与既往研究结果一致，本研究中非活动期组眼外肌(主要病理特征之一是脂肪浸润)的T1RT冷点值低于活动期组。同时，本研究结果显示T1RT冷点值与CAS呈正相关，也进一步提示TAO患者眼外肌脂肪浸润程度可能随着活动性的下降而加重。但本研究中两者之间仅表现为中度相关(r=0.501)，我们推测可能与CAS主要聚焦于球前改变，而本研究中评估的为球后眼外肌改变，两者间可能存在一定的不匹配有关。本研究中，眼外肌T1RT热点值未显示有组间差异。既往研究结果表明，水肿及纤维化均可导致T1RT值的增高[16-17]，因此以炎性水肿为主要病理特征的活动期与以纤维化为主要病理特征之一的非活动期T1RT热点值无组间差异是合理的结果。

既往研究多采用常规MRI序列、且聚焦于TAO患者眼外肌炎性水肿的病理改变进行活动性分期[18-20]。然而，除了炎性水肿外，脂肪浸润也是TAO患者眼外肌的重要病理特征[16]。在本研究中，我们使用T1-mapping技术来揭示眼外肌内部脂肪浸润的潜在变化，来辅助对TAO活动性的评估。ROC分析结果显示眼外肌T1RT冷点值判断TAO活动性的曲线下面积为0.815，敏感度为80.6%，特异度为71.1%。相较于既往基于常规T2WI图像的分期效能(AUC=0.711，敏感度57.7%，特异度77.5%)有了一定提升[10]。笔者认为，由T1-mapping获得的T1RT值可以帮助有效判断TAO的活动性，并提供除眼外肌炎性水肿以外的其它病理信息，为临床医师选择个性化的治疗策略建立更大的信心。

本研究存在几点不足之处。首先，本研究为回顾性研究，可能存在选择偏倚；其次，没有对眼外肌进行病理活检，缺乏详细的病理学分析，对眼外肌确切病理状态尚不清楚；第三，本研究测量的是未注射对比剂的平扫图像，联合增强检查的信息有可能进一步提高对水肿和纤维化成分的鉴别能力，优化分期效能。

综上所述，T1-mapping技术在TAO分期中具有临床应用价值，其中T1RT冷点值可能反映了TAO患者眼外肌的脂肪浸润程度，可作为TAO分期的新型影像学指标。