MR T1-mapping技術在甲狀腺相關眼病臨床分期中的初步探索

滕劍，胡昊，許曉泉，吳飛云，張宗軍

甲狀腺相關眼病(thyroid associated ophthalmo-pathy，TAO)又稱為Graves眼病，是一種衰竭性的自身免疫性炎癥性疾病，其病程可分為兩個階段：活動性炎癥期和非活動性纖維化期[1]。活動期患者以眼眶組織單核細胞浸潤、組織水腫為特征，表現為眼瞼、結膜紅腫，可采用類固醇、環孢素和放療等治療[2-4]；非活動期以眼眶組織間質纖維化、膠原沉積和脂肪浸潤為特征，手術減壓是唯一的治療方法[5-6]。及時和準確診治有助于病變程度的改善，減輕患者癥狀，并限制病程進展[7]。因此，準確區分這兩個階段在臨床診治中具有重要意義。

磁共振成像由于軟組織分辨率高且無電離輻射，在TAO的診斷和分期中的應用日益廣泛[8-10]。T1-mapping技術可定量測量組織的T1弛豫時間(T1-relaxation time，T1RT)，無創性反映不同組織的性質，已被廣泛應用于慢性缺血、肝硬化、腎纖維化和骨關節炎等疾病的評估[11-13]。目前，國內將T1-mapping技術應用于評估眼眶疾病的研究鮮見。我們認為TAO患者眼眶組織的特征性病理變化，如水腫、纖維化和脂肪浸潤等，也可通過該技術得到評估，從而有助于疾病病程的評估和準確分期。因此，本研究采用T1-mapping技術評估TAO患者眼外肌的變化，旨在探討這項技術在TAO患者臨床分期中的應用價值。

材料與方法

1.一般資料

對2019年3月-2020年8月在本院診斷為TAO的50例患者的臨床和影像資料進行回顧性分析。其中，男20例，女30例，年齡14～71歲，平均(43.1±13.6)歲；31例共62只眼處于活動期，19例共38只眼處于非活動期。

本研究中對TAO的臨床診斷依據Bartley診斷標準[14]：如患者出現眼瞼退縮，合并以下體征或檢查證據之一(甲狀腺功能異常，眼球突出，眼外肌受累，視神經功能障礙)即可確立診斷；如患者無眼瞼退縮，診斷標準為甲狀腺功能異常合并以下體征之一(眼球突出，眼外肌受累，視神經功能障礙)即可確立診斷。

本研究中患者的納入標準：①行冠狀面T1-mapping掃描；②圖像質量滿足進一步分析的要求；③無放療或手術減壓史；④無其它眼眶病變，如淋巴增生性病變和炎性假瘤等。

采用改良的7分制臨床活動性評分(clinical activity score，CAS)標準：①自發性的眼球后疼痛；②眼球運動時伴有疼痛；③眼瞼充血；④眼瞼水腫；⑤球結膜充血；⑥球結膜水腫；⑦眼阜水腫。以單眼為單位，上述7種表現中每出現1項計1分，CAS≥3定義為活動期，反之為非活動期[14]。

2.MRI檢查方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振掃描儀和20通道頭頸聯合線圈。患者取仰臥位，注視固定位置后閉眼以減少眼球運動。冠狀面T1-mapping 序列掃描參數：TR 4.96 ms，TE 1.81 ms，翻轉角分別為2°和10°，視野20 cm×20 cm，掃描層數20，層厚4.0 mm，掃描時間1分11秒。常規序列主要有橫軸面T1WI(TR 635 ms,TE 6.7 ms)及橫軸面、冠狀面、矢狀面脂肪抑制T2WI(TR 4000 ms，TE 75～117 ms)。

3.圖像分析

使用Siemens Syngo Via后處理平臺進行圖像分析和數據測量。在冠狀面T1-mapping偽彩圖像上，每只眼睛取4條眼外肌(上、下、內和外直肌)內信號強度最高和最低區域(分別代表“熱點”和“冷點”)分別勾畫圓形ROI，面積5～10 mm2，記錄熱點和冷點的T1RT值(圖1)。由兩位分別具有4年和8年工作年限的頭頸部影像診斷醫師獨立進行測量，兩位醫師的測量結果用于評估觀察者間的一致性。第一位醫師(工作4年)在間隔至少1個月后重新測量,以評估觀察者內的一致性。本研究中以第一位醫師的第1次測量數據用于后續的數據分析和組間比較。

圖1 T1RT值的測量方法。在冠狀面T1-mapping圖，以左眼為例，取眼外肌信號強度最高(白色ROI)和最低區域(黑色ROI)分別勾畫圓形ROI，分別記錄其測量值，作為T1RT熱點值和冷點值。

4.統計學分析

使用SPSS 23.0統計軟件進行統計學分析，以P<0.05為差異有統計學意義。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗進行定量資料的正態性分析。采用卡方檢驗、獨立樣本t檢驗或Mann-WhitneyU檢驗對臨床資料(如性別、年齡、吸煙史和CAS)進行組間比較。使用獨立樣本t檢驗對T1RT熱點值和冷點值進行組間比較，并采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線評估有統計學差異的參數對TAO活動性的診斷效能。采用Spearman相關性分析計算T1RT值與CAS的相關性。定量參數的觀察者間和觀察者內一致性采用組內相關系數(intraclass correlation coefficient，ICC)進行評估，ICC<0.400為一致性較差，0.400～0.600為一致性良好，0.601～0.800為一致性好，>0.800為一致性優。

結 果

50例TAO患者中，活動期組31例，平均年齡(45.0±13.7)歲，男12例，女19例；非活動期組19例，平均年齡(40.1±13.2)歲，男8例，女11例。兩組間年齡、性別及吸煙史的差異均無統計學意義(P>0.05)。

兩組中眼外肌的T1RT熱點值和冷點值及一致性分析結果見表1和圖2。活性期組T1RT冷點值顯著高于非活動期組，差異有統計學意義(P<0.05)；而T1RT熱點值的組間差異無統計學意義(P>0.05)。T1RT熱點值及冷點值的觀察者內和觀察者間一致性為良好至優(ICC：0.735 ～0.896)。

圖2 活動組與非活動組眼外肌T1RT 值箱式圖。a)熱點值；b)冷點值。 圖3 T1RT冷點值與CAS相關性分析散點圖，顯示兩者呈線性正相關。 圖4 T1RT冷點值判斷TAO活動性的ROC曲線。

表1 活動期組與非活動期組TAO患者T1RT值比較

相關性分析結果見圖3。T1RT冷點值與CAS呈顯著正相關(r=0.501，P<0.001)。

取T1RT冷點值≥1000ms作為判斷TAO處于活動期的標準，可獲得最優的診斷效能，曲線下面積為0.815(圖4)，敏感度為80.6%，特異度為71.1%，符合率為77.0%。

討 論

T1-mapping技術越來越多地應用于各種疾病的評估[13]，但其在眼眶疾病中的應用尚非常少見。鑒于準確判斷TAO活動性對臨床治療具有重要的指導意義，本研究中創新性地測量眼外肌的T1RT熱點值和冷點值，通過定量評估TAO患者眼外肌內部微觀結構的變化，旨在指導臨床對TAO患者的活動性進行準確分期。

本研究結果顯示，活動期組眼外肌T1RT冷點值顯著高于非活動期組。Bouazizi等[15]發現伴有脂肪浸潤的心肌組織在T1-mapping上信號強度較正常組明顯減低，T1RT值下降。Matsuzawa等[16]研究結果表明更低的眼外肌T1RT值可幫助預測頑固性復視患者糖皮質激素治療抵抗，也提示其與眼外肌脂肪浸潤有關。與既往研究結果一致，本研究中非活動期組眼外肌(主要病理特征之一是脂肪浸潤)的T1RT冷點值低于活動期組。同時，本研究結果顯示T1RT冷點值與CAS呈正相關，也進一步提示TAO患者眼外肌脂肪浸潤程度可能隨著活動性的下降而加重。但本研究中兩者之間僅表現為中度相關(r=0.501)，我們推測可能與CAS主要聚焦于球前改變，而本研究中評估的為球后眼外肌改變，兩者間可能存在一定的不匹配有關。本研究中，眼外肌T1RT熱點值未顯示有組間差異。既往研究結果表明，水腫及纖維化均可導致T1RT值的增高[16-17]，因此以炎性水腫為主要病理特征的活動期與以纖維化為主要病理特征之一的非活動期T1RT熱點值無組間差異是合理的結果。

既往研究多采用常規MRI序列、且聚焦于TAO患者眼外肌炎性水腫的病理改變進行活動性分期[18-20]。然而，除了炎性水腫外，脂肪浸潤也是TAO患者眼外肌的重要病理特征[16]。在本研究中，我們使用T1-mapping技術來揭示眼外肌內部脂肪浸潤的潛在變化，來輔助對TAO活動性的評估。ROC分析結果顯示眼外肌T1RT冷點值判斷TAO活動性的曲線下面積為0.815，敏感度為80.6%，特異度為71.1%。相較于既往基于常規T2WI圖像的分期效能(AUC=0.711，敏感度57.7%，特異度77.5%)有了一定提升[10]。筆者認為，由T1-mapping獲得的T1RT值可以幫助有效判斷TAO的活動性，并提供除眼外肌炎性水腫以外的其它病理信息，為臨床醫師選擇個性化的治療策略建立更大的信心。

本研究存在幾點不足之處。首先，本研究為回顧性研究，可能存在選擇偏倚；其次，沒有對眼外肌進行病理活檢，缺乏詳細的病理學分析，對眼外肌確切病理狀態尚不清楚；第三，本研究測量的是未注射對比劑的平掃圖像，聯合增強檢查的信息有可能進一步提高對水腫和纖維化成分的鑒別能力，優化分期效能。

綜上所述，T1-mapping技術在TAO分期中具有臨床應用價值，其中T1RT冷點值可能反映了TAO患者眼外肌的脂肪浸潤程度，可作為TAO分期的新型影像學指標。