腮腺全体积ADC纹理分析技术对老年干燥综合征的诊断价值

李国青 顾秀婷 房宇轩 谭薇 庞雨冰 徐敏纹 王苇

(扬州大学附属医院 1风湿免疫科，江苏 扬州 225000；2影像科)

干燥综合征(SS)是一种直接造成外分泌腺体损害的慢性自身免疫性疾病〔1〕。目前临床中尚未有对诊断SS能达成共识的金标准方案〔2〕。根据2002年美国-欧洲共识小组(AECG)的分类诊断标准，SS根据血清学抗体检查、影像学检查、唾液腺及泪腺干燥检查和下唇唾液腺活检病理学结果综合诊断〔3〕。其中对相关损伤腺体进行影像学检查是一个诊断SS常用且重要的手段。

AECG分类诊断标准在影像学检查中推荐唾液腺X线造影或唾液腺放射性显像，但双方均有缺点，X线造影需要侵入性操作〔4〕，而放射性显像需要暴露于锝-99m放射性核素中〔5〕，这对患者均有一定损伤。而目前常用的超声或CT也有相应的缺点，如有电离辐射损伤，且只能提供定性评估等〔6〕。因此无创而无辐射暴露的磁共振成像(MRI)被越来越多的用以评估诊断SS，但目前研究表明MRI在评估腮腺的早期损伤方面不敏感〔7〕。为此发展了各种MRI功能性序列用以在SS中评价腮腺的损伤，如扩散加权成像(DWI)、动态对比增强(DCE)和体素内不相干运动(IVIM)等〔7〕。其中DWI一直被广泛用于评估疾病，且可以通过计算表观扩散系数值(ADC)从而无损伤的量化水分子扩散情况〔8〕。目前已有多篇研究显示其对腮腺早期损伤敏感，但仍缺乏较大规模的研究〔9,10〕。纹理分析是基于影像学图像的一种数字化信息研究技术，可表述MRI图像的像素灰度分布及其相互关系〔11〕。而ADC纹理分析可以进一步提供定量参数，如偏度、峰度和熵等，这些参数可以显示组织的一些病理特性，如缺氧、血管生成、炎症、肿瘤、坏死或水肿特性〔11,12〕。目前有研究应用全体积ADC纹理分析诊断炎症疾病或肿瘤疾病〔13,14〕，而目前应用于SS患者特别老年SS患者的研究很少。本研究拟分析腮腺全体积(VOI)ADC纹理分析技术对老年SS患者的诊断价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取扬州大学附属医院于2019年5月至2021年5月收治的老年患者，入组标准：①表现出SS症状(眼干或口干)的老年患者；②实验室检查阳性(抗SSA和抗SSB抗体阳性)、眼部检查阳性(Schirmer Ⅰ试验，玫瑰红染色试验)、下唇腺活检阳性，并通过唾液腺造影最终确诊；③符合AECG SS分类标准；④同意腮腺MRI检查，且检查前3个月无糖皮质激素或免疫抑制剂使用史。排除标准：①头颈部放疗史、丙型肝炎病毒(HCV)感染史、获得性免疫缺陷综合征(AIDS)、淋巴瘤、结节病或特殊药物使用史(利尿剂、三环类抗抑郁药或抗胆碱能药物等)；②其他自身免疫性疾病引起的继发性SS；③MRI检查禁忌证如心脏起搏器等。健康志愿者入组标准：①无SS相关症状(眼干或口干)体征或病史；无头颈部放疗史及其他相关疾病或药物使用史；②血清学抗体指标阴性，眼部检查阴性；③同意腮腺MRI检查，且无相关禁忌证。本研究已得到医院医院伦理委员会批准，且取得所有受试者或其家属面知情同意书，所有实验按相关指南或专家共识进行。

本研究共入组84例患者(女77例，男7例)，年龄61～76岁，平均(64.3±8.7)岁。根据AECG标准结合活检结果，其中58例被确诊为SS〔女53例，男5例，年龄61～73岁，平均(62.3±9.4)岁；抗SSA/SSB抗体阳性44例；眼部检查阳性24例；下唇腺活检阳性42例；唾液腺造影阳性20例〕。其余26例因缺乏确诊证据但同时有SS症状被作为疑似SS患者〔女24例，男2例，年龄63～76岁，平均(65.6±6.8)岁；抗SSA/SSB抗体阳性10例；眼部检查阳性9例；下唇腺活检阳性11例；唾液腺造影阳性2例〕。同期入组健康志愿者46名，其中女42名，男4名，年龄61～69岁，平均(64±4.3)岁。3组年龄、性别构成差异无统计学意义(P>0.05)，有可比性。

1.2MRI检查仪器及方法 所有患者于GE公司的 SIGNA Architect 3.0T核磁扫描仪平台进行扫描，并采用16通道的头颈线圈并在仰卧位进行头部扫描成像，扫描期间告知患者不可吞咽。扫描区间上至颅底下至下颌下腺，确保完全覆盖双侧腮腺。核磁序列包括常规的T1及T2加权像、轴向及冠面T2抑脂像和DWI。详细的核磁检查设置参数包括，最大梯度强度为50 mT/s，转换速率为每秒200 mT/m。扩散梯度磁场(MPG)的扩散时间和持续时间为38.4 s和24.1 ms。DWI采集时间为204 s，总扫描时间为17.7 min。

1.3图像处理及分析 MRI被传输至机器附属工作站中(Extended MR Work Space)，图像由两位具有5年以上头颈部MRI诊断经验的放射科医师进行独立判读和评估，若独立结果出现分歧，则选择讨论取得共识。若发现DWI序列中出现伪影或失真，则重复MRI检查以取得良好图像。而双侧腮腺损伤形态分级基于常用的由Makula等〔15〕制定的量表，0级：正常均匀的实质腺体；1级：腺体中存在细小网状或小结节结构，结节直径<2 mm；2级：腺体中存在中等结节，结节直径2～5 mm；3级：腺体呈粗结节状，结节直径>5 mm。其中评级为0级为阴性，1～3级为SS阳性。

ADC图通过工作站中单指数模型使用DWI序列生成。工作站手动圈取兴趣区域(ROI)，区域选择能在每个DWI平面上均保障能最大覆盖单侧腮腺的范围，为避免圈入腺体内的下颌后静脉级颈外动脉，ROI需与边界保持1 mm的距离。同时所选择RIO区域会被软件自动复制于ADC图像中。软件中选取单侧腮腺的所有ROI，并组成感兴趣的VOI，随后自动导出VOI中的平均ADC值及其他ADC值参数。其中ADC值参数包括：ADC平均值(VOI中所有ADC值的平均值)，偏度(VOI中所有ADC值分布的不对称性)，峰度(VOI中所有ADC值分布幅度)，熵(VOI中所有ADC值复杂程度)。

1.4统计学方法 采用SPSS22.0软件进行t检验、Fisher检验、二元Logistic回归分析，受试者工作特征(ROC)曲线分析评估各ADC纹理分析参数诊断效能。使用Spearman检测分析评估核磁形态分级与ADC纹理参数直径的相关性。

2 结 果

2.1患者腮腺MRI分级 患者双侧腮腺MRI分级符合常用诊断标准。既疑似SS患者MRI分级均为0级。而SS患者：0级23例，1级12例，2级13例，3级10例。所有健康志愿者的腮腺MRI评级均为0级。

2.2腮腺ROI区域中的ADC值 基于单侧腮腺ROI区域内中的平均ADC值无显著差异(P=0.354)。健康志愿者腮腺平均ADC值明显高于SS患者及疑似SS患者(P=0.007、0.024)。但SS患者和疑似患者平均ADC值无统计学差异(P=0.648)。

2.3VOI ADC纹理参数差异及相关性 健康志愿者熵值显著低于SS患者及疑似SS患者(P=0.015、0.006)，疑似SS患者显著低于SS患者(P<0.05)。SS患者及疑似SS患者ADC平均值、偏度和峰度无显著差异(P>0.05)。健康志愿者腮腺ADC平均值和偏度显著高于SS患者(P=0.003、0.014)。SS患者峰度显著高于健康志愿者(P=0.006)。疑似SS患者腮腺ADC平均值、偏度及峰度均显著低于健康志愿者(P=0.006、0.004、<0.001)。进一步分析腮腺形态评级发现，疑似SS患者的峰度及熵值显著低于0级SS患者(P=0.042、0.002)。见表1。

腮腺ADC平均值与核磁形态分级呈负相关(r=-0.189，P=0.028)，而腮腺熵值与核磁形态分级呈正相关(r=0.567，P=0.01)，腮腺偏度、峰度与核磁形态无相关性(r=0.124，P=0.133；r=-0.145，P=0.278)。

2.4VOI ADC纹理参数诊断效能分析 ROC曲线分析显示，单独纹理参数诊断中，熵在ROC曲线下面积(AUC)最大为0.912。联合峰度与熵比单一参数显示出具有更高的AUC。见表2。

进一步联合核磁形态进行诊断效能分析发现，腮腺峰度及熵均能良好地区分核磁形态为0级的SS患者与疑似SS患者。峰度的诊断效能：截止值为4.812，敏感性为56.7%，特异性为84.2%，准确度为72.1%，AUC为0.697。熵的诊断效能：截止值为6.154，敏感性为84.2%，特异性为76.5%，准确度为81.3%，AUC为0.834。

表1 各组详细纹理参数比较

表2 各纹理参数在区分SS患者及疑似SS患者诊断效能分析

3 讨 论

本研究发现ADC纹理参数可以辅助SS的核磁诊断，有助于临床医生针对性制定或调整相应的治疗方案。本研究结果提示，SS造成了腮腺损伤。然而SS患者和疑似SS患者ADC值却未能发现显著差异，与相关报道相符，表明很难通过ADC值区分SS患者与疑似患者〔16〕。峰度用以描述ADC值分布的锐度，偏度描述了ADC值分布的不对称程度，熵是热力学系统中无序状态的度量衡，这些常用参数已广泛用于评估肿瘤疾病或炎症疾病，并在患者生存和预后判断中起重要作用〔17～19〕。其中ADC的熵值有研究表明可能与灌注差异有关〔20〕，而SS患者的腮腺灌注差异也有研究证实〔21〕。本研究结果表明SS患者相比于疑似SS患者及健康志愿者有更为异质性的微观结构和灌注差异。在MRI图像中SS患者会显示出一些特征性的形态学变化，根据这些形态学变化Makula等〔15〕制定了目前常用的MRI评级系统〔4〕，有助于影像学诊断。然而常规MRI不能区分评级为0的SS患者和疑似SS患者。本研究发现熵和峰度可区分两者，其中熵的诊断效能相对更好。此外本研究提示，随着核磁形态评级的增加，腮腺的微观结构和灌注的异质性也相应增加，这也符合腮腺形态学随着评级增加更加紊乱的特点。另外，峰度联合熵值是一个很好区分SS患者和疑似SS患者的指标。本研究也有相应的局限性，单中心的研究样本量较小，下一步可以开展多中心更大样本的研究。综上，VOI ADC纹理参数分析特别是其中熵值在诊断SS中有重要的诊断价值。