糖尿病性黃斑水腫T1、T2 mapping功能磁共振定量評估*

王葉紅，邵舉薇，李 磊，李建波，張利偉，熊煜欣，楊 瑩，楊夢維，蘇 偉△

(云南大學附屬醫院：1.放射科，2.眼科，3.內分泌科，昆明 650021)

糖尿病性黃斑水腫 (DME)是指血糖、血脂等代謝異常導致血-視網膜屏障破壞，液體在黃斑區視網膜內積聚，造成視力下降的疾病，嚴重時將會導致患者失明[1]，是糖尿病性視網膜病變(DR)最常見的并發癥之一。目前，DME的臨床檢查方法有彩色眼底照相、超廣角成像、裂隙燈顯微鏡、光相干斷層掃描(OCT)、熒光素眼底血管造影等，前四者均屬于結構性評估,熒光素眼底血管造影雖屬于功能性檢查，但屬于有創操作且存在對比劑過敏風險，目前尚缺乏有效且無創性功能性定量評估手段。而T1、T2 mapping能非侵入性地可視化和量化組織成分(如水腫、纖維化)，反映組織生化成分和微結構改變，已被廣泛用于心臟、肝臟、軟骨等多種部位疾病的臨床研究[2-5]；在眼部疾病中主要用于視神經、晶狀體、眼外肌等多種部位疾病的臨床研究[6-8]，但尚未用于評估視網膜疾病。本研究探討了功能磁共振T1、T2 mapping定量分析DME的可行性及其價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性選取2020年10月至2021年12月在本院就診且診斷為DME的患者30例(36只眼)作為病例組，選取同期年齡、性別與病例組匹配的無糖尿病、高血壓、眼底疾病的健康志愿者20例(39只眼)作為對照組。排除標準：(1)既往有玻璃體內藥物注射、眼科手術史；(2)患有眼部腫瘤、其他眼底疾病等。病例組患者中男20例(25只眼)，女10例(11只眼)；年齡33～65歲，平均(54.21±8.23)歲。對照組研究對象中男13例(25只眼)，女7例(14只眼)；年齡35～64歲，平均(50.90±8.05)歲。兩組研究對象性別、年齡等一般資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。所有研究對象檢查前均簽署知情同意書。本研究已通過本院倫理委員會審批(編號：2020147)。

1.2 方法

1.2.1檢查方法

磁共振數據采集采用PHILIPS Ingenia 3.0 T磁共振掃描儀和32通道頭線圈。常規磁共振檢查包括軸位、冠狀位T2WI、矢狀位T1WI及軸位T1、T2 mapping序列。軸位T1 mapping主要參數為回波時間1.87 ms,重復時間3.9 ms，層間距0 mm,層厚2.0 mm,視野300 mm×248 mm，矩陣208×173，激勵次數1，翻轉角15°，體素1.45 mm×1.43 mm×2.0 mm，掃描時間11 s，需打開心電圖脈沖，添加飽和帶。軸位T2 mapping主要參數為回波時間26 ms,重復時間2 700 ms，層間距0 mm,層厚2.0 mm,視野170 mm×170 mm，矩陣488×486，激勵次數1，翻轉角90°，體素0.35 mm×0.35 mm×2.0 mm，掃描時間5 min 27 s。

1.2.2圖像分析

掃描完成后將數據傳至Philips Ingenia 3.0 T后處理工作站，由2名具有5年診斷經驗的頭頸部影像診斷醫師獨立測量，取平均值。T1值選取校正后的值，舍棄不確定點較多的數據，留下圖像質量符合要求者，其中病例組30只眼，對照組20只眼；T2 mapping序列留下圖像質量符合要求者，其中病例組30只眼，對照組39只眼。本研究感興趣區(ROI，1 mm2)勾畫標準：在視網膜區勾畫6個ROI，包括視盤區、黃斑區、外直肌眼環附著點(顳側)、內直徑眼環附著點(鼻側)、視盤區與顳側中點(顳中)、視盤區與鼻側中點(鼻中)，接著在緊鄰視網膜區前方勾畫6個ROI，最后將所有ROI復制到功能圖測值。ROI具體勾畫見圖1。T1、T2 mapping功能偽彩圖見圖2。

A:T2 mapping結構圖；B:T2 mapping功能圖；黃色圓圈:視網膜區;紅色圓圈:視網膜前區；a:顳側，b:顳中，c：黃斑區，d：視盤區，e：鼻中，f：鼻側。

A:T1 apping偽彩圖;B:T2 mapping偽彩圖。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 T1值

兩組研究對象在視網膜區(視盤區、黃斑區、顳側、鼻側、鼻中)、視網膜前區(黃斑區、鼻側)T1值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。觀察者內及觀察者間具有良好的ICC(ICC=0.972、0.967)。

表1 兩組研究對象在視網膜區、視網膜前區T1值比較[M(P25，P75)，ms]

2.2 T2值

兩組研究對象在視網膜區(視盤區、黃斑區、顳中、鼻中)、視網膜前區(黃斑區、顳側、鼻側、顳中)T2值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。觀察者內及觀察者間具有良好的ICC系數(ICC=0.970、0.966)。

表2 兩組研究對象在視網膜區、視網膜前區T2值比較[M(P25，P75)，ms]

2.3 黃斑區T2值與CMT的相關性

病例組患者黃斑區T2值與CMT呈正相關(r=0.886 9,P<0.001)。見圖3。觀察者內及觀察者間具有良好的ICC(ICC=0.976、0.962)。

圖3 黃斑區T2值與CMT的相關性

3 討 論

3.1 DME病理生理基礎

DR的發病機制包括視網膜血管內皮細胞受損，一方面導致血-視網膜屏障破壞，離子、大分子等物質進入視網膜導致視網膜組織水腫；另一方面引起視網膜、黃斑區缺血缺氧，導致血管內皮生長因子(VEGF)表達上調，誘發新生血管，從而加劇液體滲漏(主要為蛋白及血液)[1]。KITAHARA等[9]對DR發病機制的研究發現，巢蛋白啟動子驅動的Cre重組酶不敏感的周細胞會從血管壁脫離，隨后在增殖膜中發生周細胞-成纖維細胞轉化，最終轉變為肌成纖維細胞，引起視網膜牽引/牽拉，最終導致視網膜脫離。DME可發生在DR的任一時期，是DR的常見并發癥。黃斑區水腫、視網膜脫離將引起視力下降，最終導致失明。

3.2 功能磁共振T1 mapping成像技術定量分析

T1 mapping成像技術在肝臟、心臟疾病應用較多，相關研究表明，組織纖維化會導致T1值增加[3,10-12]。在DME發病機制中，DR患者的視網膜改變也會伴發組織的纖維化并最終導致視網膜脫離，引起視力下降。而DME作為DR常見并發癥，推測其或伴有不同程度纖維化，可用T1 mapping技術進行定量檢測。此外，組織水腫也會影響T1值。本研究結果顯示，DME患者在視網膜區(視盤區、黃斑區、顳側、鼻側、鼻中)、視網膜前區(黃斑區、鼻側)T1值均高于健康志愿者，差異均有統計學意義(P<0.05)，表明DME患者視網膜區、視網膜前區T1值均升高。汪蒼等[3]通過制作大鼠肝纖維化模型進行研究且最后經病理檢查證實，T1值隨肝纖維化程度加重而升高。NAKAMORI等[13]通過對36例擴張性心肌病患者進行研究發現，T1 mapping技術能可靠地評估擴張性心肌病中的彌漫性心肌纖維化。對DME發病機制的研究可知，組織發生周細胞-成纖維細胞轉化后將導致纖維化，引起視網膜脫離，最終導致失明[9]。本研究DME患者視網膜區、視網膜前區T1值明顯高于健康志愿者可解釋為DME患者組織發生纖維化及水腫導致T1值升高。因此，本研究進一步佐證了T1 mapping可定量評估DME不同程度纖維化及水腫。但兩組研究對象在視網膜區(顳中)、視網膜前區(視盤區、顳側、顳中、鼻中)T1值比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，推測原因一方面DME患者視網膜纖維化及水腫程度不一定均勻分布或局部組織本身并未發生纖維化及水腫；另一方面可能與樣本量較小有關。

3.3 功能磁共振T2 mapping成像技術定量分析

T2 mapping成像技術在關節軟骨損傷、椎間盤退變、心肌炎等疾病應用較多[4-5,14]，目前也逐漸用于甲狀腺相關性眼病、白內障等眼部疾病[6-8]，證實T2 mapping成像技術可定量分析組織水腫程度。因此推測，T2 mapping功能磁共振定量評價技術同樣也能用于DME。本研究結果顯示，病例組患者在視網膜區(視盤區、黃斑區、顳中、鼻中)、視網膜前區(黃斑區、顳側、鼻側、顳中)T2值均高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)，表明DME患者視網膜區、視網膜前區T2值升高。孫兆男等[4]通過對60例膝關節骨關節炎軟骨損傷患者、30例健康志愿者進行研究發現，膝關節骨關節炎軟骨損傷患者各區域軟骨T2值均明顯高于健康志愿者，認為T2 mapping技術可通過定量測量軟骨含水量的變化反映膝關節骨關節炎軟骨損傷程度。同時，陳文等[8]和姜虹等[15]通過對甲狀腺相關性眼病進行研究表明，T2 mapping技術可通過定量測量組織水含量對疾病進行診斷、分期或療效監測。而有研究在DME發病機制中提到，當血-視網膜屏障被破壞時，離子、大分子等物質進入視網膜會導致視網膜組織水腫[1]。本研究結果也提示，DME患者在視網膜區(視盤區、黃斑區、顳中、鼻中)、視網膜前區(黃斑區、顳側、鼻側、顳中)發生水腫，且T2 mapping技術可對水腫區域進行定量測量。然而兩組研究對象在視網膜區(顳側、鼻側)、視網膜前區(視盤區、鼻中)T2值比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，推測可能與本研究樣本量較小有關。OCT憑借其具有高組織分辨率的特點及非接觸、非侵入性的優點[16]而被廣泛用于DME的臨床診斷。本研究結果顯示，病例組患者黃斑區T2值與CMT呈正相關，進一步提示T2 mapping技術既可對DME水腫區域進行定量測量，還可反映其水腫程度，對DME的臨床診斷具有重要價值。T1、T2 mapping功能磁共振與OCT檢查相比具有重要優勢，OCT檢查僅用于觀察黃斑區及鄰近組織結構，而T1、T2 mapping功能磁共振觀察范圍更廣泛，不僅能觀察眼底的情況，還能觀察眼球及眼眶整體情況。

本研究尚存在以下局限性：(1)樣本量較??；(2)手動勾畫ROI存在一定誤差。后續研究中有待采用其他方法，如AI進一步改善。