基于3T-MR图像泪腺定量测量在Graves眼病诊断及分期中的价值

胡昊，许晓泉，吴飞云，陈欢欢，苏国义，沈杰，洪迅宁，施海彬

Graves眼病是成年人常见的眼眶疾病，属于自身免疫性眼病，多为双眼患病[1]。Graves眼病早期即可出现眼部不适症状，如畏光、流泪、异物感和烧灼感等。既往认为其主要与睑裂增宽、眼球突出度增加导致泪液蒸发加速，渗透压增高有关[2-3]。近年有文献报道，泪腺受累导致分泌功能下降，也是Graves眼病患者早期出现症状的重要原因[4-5]。虽然泪腺受累的具体机制尚不明确，但部分研究者基于正常泪腺腺泡细胞表面同样表达促甲状腺素受体（thyroid stimulating hormone receptor，TSHR）[5]，提出泪腺受累与球后组织受累的病理生理改变相似，均表现为淋巴细胞多灶性浸润和脂肪组织增生[6-7]。据此，部分研究者尝试从泪腺的角度来研究Graves眼病的临床及相关影像学特点。

以往有研究中基于CT图像分析，发现Graves眼病患者的泪腺定量测量值与正常组之间有明显差异，可辅助Graves眼病的临床诊断[8-9]。但CT软组织分辨力欠佳，且有电离辐射，在眼科影像学检查中已逐步被MRI所取代。此外，准确判断Graves眼病的临床分期对指导临床制订治疗方案有重要意义。眼外肌的MRI定量测量，尤其是眼外肌／颞肌信号强度比可指导临床对Graves眼病进行准确分期[10-11]，但基于泪腺的MRI定量测量能否辅助判断分期，目前相关报道尚不多见。因此，本研究基于3T-MR图像对Graves眼病组及正常对照组的泪腺结构进行定量测量，旨在探讨泪腺定量测量在Graves眼病的诊断及临床分期中的价值。

材料与方法

1.临床资料

回顾性分析2013年6月-2014年12月在本院首次临床诊断为Graves眼病的33例患者的临床及影像学资料。接受过激素治疗、局部放疗或手术治疗的患者不纳入本研究中。患者平均年龄（48.4±13.9）岁，男12例，女21例，均为双眼患病，病程1个月～2年，平均（7±6）个月。Graves眼病的诊断和分期参考欧洲Graves眼病研究组（European Group on Graves＇ophthalmopathy，EUGOGO）诊断标准[12]，结合患者病史、眼部症状以及血清学指标（FT3、FT4、TRAb等）。临床活动性评分（clinical active score，CAS）的主要观察指标：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。本研究以单眼为单位进行CAS，患眼临床表现符合以上任一指标记1分，定义CAS≥3分为Graves眼病活动期。Graves眼病组33例共66眼，其中活动期26眼，平均CAS为（4±1）分，非活动期40眼，平均CAS为（1±1）分。同期搜集24例无任何眼科疾病史的健康志愿者的眼眶MRI资料作为对照组（healthy control，HC），年龄（50.0±12.9）岁，男8例，女16例。本研究经本院伦理委员会批准，所有患者及志愿者签署了知情同意书。

2.MRI检查技术

使用Siemens Magneto m Trio 3TMR扫描仪及头颅12通道相控阵线圈。扫描序列及参数：脂肪抑制（fat suppression，FS）T2WI序列，常规行眼眶横轴面（TR 4000ms，TE 79ms）、冠状面（TR 3800ms，TE 79ms）和斜矢状面（TR 3500ms，TE 79ms）扫 描；T1WI序列，常规行眼眶横轴面扫描（TR 600ms，TE 10ms）；扫描层厚3mm，层间距0mm，视野20cm×20cm，扫描矩阵384×384；横轴面扫描的定位线平行于听眦线，冠状面扫描定位线垂直于硬腭，斜矢状面扫描的定位线平行于视神经长轴。

3.图像分析

因泪腺眶部及睑部在影像上不易区分，故研究中合并测量[13-14]。泪腺定量测量参数：横轴面和冠状面图像上泪腺的长径、短径和截面积。参考Huang等[14]的研究，基于横轴面FS T2WI，选择泪腺显示最大的层面，测量泪腺最前缘至最后缘的距离为横轴面长径，垂直于横轴面长径，测量最内侧缘至最外侧缘的距离为横轴面短径，手动勾画该层面泪腺边界获得横轴面最大截面积（图1）。同理，在冠状面FS T2WI上测量泪腺最上缘至最下缘的距离为冠状面长径，垂直于冠状面长径、测量最内侧缘至最外侧缘的距离为冠状面短径，并计算冠状面最大截面积（图2）。泪腺体积的测量采用面积求和法，基于横轴面FS T2WI，逐层手动勾画泪腺边界，取各层面泪腺截面积之和与层厚相乘，获得泪腺体积。泪腺与同侧颞肌的信号强度比（signal intensity ratio，SIR），基于横轴面FS T2WI，采用ROI（region of interest，ROI）法分别测量泪腺最高T2信号强度及同侧颞肌的信号强度，取两者比值作为泪腺／颞肌SIR。ROI大小取测量层面泪腺截面积的10%～15%[10]（图1）。所有定量参数均由两位从事头颈部影像诊断的医师独立测量，取两者测值的平均值进行统计分析。

4.统计分析

使用SPSS 17.0软件软件包进行统计学分析。分别采用t检验和卡方检验对病例组与对照组的年龄及性别构成进行比较。采用组内相关系数（intra-class correlation coefficient，ICC）对两位医师测量的各项泪腺定量参数进行一致性评价。泪腺各定量参数的组间比较采用t检验或Mann-Whitney U检验。采用受试者工作特征曲线（ROC）分析组间比较有差异的泪腺定量参数在判断Graves眼病活动期与非活动期中的诊断效能。曲线下面积（area under the curve，AUC）为0.8～0.9为诊断效能佳，0.7～0.8为良好[15]。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

患者组与对照组的年龄和性别构成比的差异均无统计学意义（P＞0.05）。两位医师测量的各项泪腺定量参数的一致性均很好（ICC＞0.900）。除冠状面长径外，患者组的各项泪腺定量参数值均明显大于对照组（表1），差异有统计学意义（P＜0.05）。其中，横轴面及冠状面短径对Graves眼病的诊断效能最优（AUC＝0.853、0.810）。泪腺各定量参数值对Graves眼病诊断效能的计算结果见表2。

表1 病例组与对照组泪腺各定量参数值比较

表2 泪腺各定量参数诊断Graves眼病的效能

Graves眼病活动组与非活动组间各定量参数值的测量结果及比较见表3。两组间仅泪腺／颞肌SIR的差异有统计学意义（P＝0.001）。以泪腺／颞肌SIR≥2.57作为阈值来指导分期，可获得最优的诊断效能（AUC＝0.711，敏感度57.7%，特异度77.5%）。

表3 病例组非活动期组与活动期组泪腺各定量参数值比较

讨 论

既往有研究结果显示健康人群中左右侧泪腺的定量参数无明显差异[13]，故本研究中将对照组中左右眼的测量结果合并进行分析。除冠状面长径外，Graves眼病组泪腺各项定量测量参数值均明显大于对照组，与以往的研究结果基本一致[8，9，14]，提示泪腺定量测量对Graves眼病的诊断有一定辅助价值。进一步分析结果显示，横轴面及冠状面短径在Graves眼病组与对照组之间的差异更大，辅助诊断GO的效能更优。分析原因可能与Graves眼病引起的泪腺增大常以横向增大为主有关[14]。此外，本研究结果显示Graves眼病组泪腺／颞肌SIR明显大于对照组，但其对Graves眼病的诊断效能略低于横轴面及冠状面各径线值。

在本研究中，非活动期患者泪腺横轴面短径[（6.1±3.8）mm]与活动期组[（5.1±1.1）mm]间无明显差异（P＝0.194），但较对照组[（3.8±0.8）mm]明显增大（P＜0.001）。非活动期患者的泪腺／颞肌SIR较对照组稍高（分别为2.34±0.36和2.17±0.32，P＝0.025），较活动期组（2.72±0.51）明显降低（P＝0.001）。上述结果说明，处于非活动期的患者与活动期患者相比，主要表现为泪腺／颞肌SIR下降，而泪腺径线值无明显差异。由于患者组中同时包含了活动期及非活动期患者，因此在鉴别患者组与对照组时，以泪腺径线值的诊断效能更高。

Graves眼病活动期与非活动期组间比较显示，泪腺／颞肌SIR是唯一有显著差异的定量参数。既往曾有研究认为，活动期及非活动期组间泪腺径线测量值有明显差异[14]，与本研究结果不同，笔者认为可能与该研究的样本量较小有关。本研究结果显示，以泪腺／颞肌SIR≥2.57作为诊断阈值，可获得最优的临床分期价值。结合Graves眼病累及泪腺的可能机制，笔者推测出现这一结果的可能原因：在活动期，泪腺组织炎性细胞浸润、成纤维细胞增生、组织水肿，在FS T2WI上可见泪腺肿大、信号增高[16]；而在非活动期，泪腺组织主要病理改变为纤维化、黏多糖沉积及脂肪细胞增生浸润，在FS T2WI上可见腺体增大、信号强度降低[17]。与泪腺径线值测量比较，泪腺／颞肌SIR更能反映疾病的病理生理改变，因而对Graves眼病的分期诊断价值更佳。但考虑到本研究中样本量的局限性，未来还需要基于更大样本量进行研究，来验证本研究结果并确定更精确的诊断阈值。

图1 横轴面FS T2WI示泪腺横轴面长径、短径、截面积及泪腺／颞肌SIR测量方法。选择泪腺显示最大的层面，测量泪腺最前缘至最后缘的距离为横轴面长径（DL），垂直于横轴面长径、最内侧缘至最外侧缘的距离为横轴面短径（DW），手动勾画该层面泪腺边界获得横轴面最大截面积（Area）。在泪腺（面积约为该层面泪腺截面积的10%～15%）和颞肌勾画ROI，测量信号强度，取两者比值作为泪腺／颞肌SIR。

图2 冠状面FS T2WI示泪腺冠状面长径、短径、截面积。选择泪腺显示最大的层面，测量泪腺最上缘至最下缘的距离为冠状面长径（DL），垂直于冠状面长径、内侧缘至最外侧缘的距离为冠状面短径（DW），手动勾画该层面泪腺边界获得冠状面最大截面积。

本研究中定量参数的选择参考国内外多个研究，以临床工作中测量方便作为选择原则[8，9，13，14]。测量泪腺长径、短径及截面积均选取泪腺显示最大的层面，泪腺体积采用面积求和法测量，简便可靠。另外，本研究采用局部ROI法（ROI面积约为泪腺截面积的10%～15%）测量和计算泪腺／颞肌SIR，与Mayer等[10]进行眼外肌SIR测量的方法相似。虽然采用整体ROI法（ROI包括整个泪腺）测量的可重复性更高，但影像学上可观察到Graves眼病尤其是活动期患者的眼外肌或泪腺呈不均匀改变[17]，因此笔者认为局部ROI法更能反映泪腺SIR的"热点"，诊断价值更大。

本研究尚存在一些不足之处。首先，本研究仅回顾性分析了Graves眼病患者的临床及影像学资料，未将影像学改变与泪腺分泌功能及泪液成分变化等进行对照分析；其次，本研究的样本量有限。综上所述，基于MR图像进行泪腺定量测量可以辅助Graves眼病的临床诊断和分期，为指导临床治疗提供依据。

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