MR T1rho技术定量评估腮腺纤维化初步研究

储 晨，冯倩倩，赵盛楠，张华勇，周正扬

（南京鼓楼医院，南京大学医学院附属鼓楼医院，1.医学影像科；2.风湿免疫科, 江苏 南京 210008）

MR T1rho技术即在旋转坐标系内，对低频运动比较敏感的自旋晶格弛豫时间。MR T1rho技术能直接检测细胞外大分子与水分子交换运动。因此，MR T1rho成像可以定量细胞外大分子如蛋白多糖、胶原蛋白等成分的变化。Wang等学者[1-3]将其应用于探测肝脏纤维化过程中细胞外大分子糖蛋白的聚集。目前MR T1rho技术尚无应用于头颈部病变的研究。腮腺，作为人体外分泌腺中最大的腺体，慢性病变如慢性腮腺炎、头颈部肿瘤放疗后以及自身免疫性疾病干燥综合征（Sjögren's syndrome, SS）等病因均可导致其逐步向纤维化进展[4-6]。本项研究基于与肝脏纤维化过程类似的特点，研究了SS患者腮腺纤维化病变的特点，探讨了MR T1rho技术对腮腺纤维化的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性纳入临床最新确诊的SS患者。最终纳入2018年2月—2019年2月48 例SS患者，男3 例，女45 例，年龄18～67 岁，平均(45.1±13.8)岁。排除其他自身免疫性疾病（如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等）和MR检查禁忌证。同期纳入48 名无口眼干症状和涎腺病史的健康志愿者，男3 名，女45 名，年龄20～67 岁，平均(45.1±13.8)岁。本研究经医院伦理审查委员会审批，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用3.0T MR扫描仪（Philips Ingenia），以及16通道头颈联合线圈，扫描范围从颅底到双侧颌下腺，包括整个腮腺范围。扫描过程中，嘱受检者尽量减少吞咽动作。行常规序列及T1rho（TR/TE＝4 000/238 ms，FOV＝250 mm×250 mm，矩阵＝140×140，层厚＝1.8 mm，层数＝60，自旋锁频率500 Hz，自旋锁时间0，20，40，60，80和100 ms）扫描（常规序列参数见表1）。

表1 常规扫描序列参数Tab.1 Conventional magnetic resonance imaging sequences

1.3 MR图像 由两名具有3 年和6 年头颈部MR诊断经验的影像科医师在不了解信息的情况下独立完成MR图像评估和T1rho测量分析。

1.4 MR形态学评估 根据MR常规序列表现，对腮腺损伤程度进行分级[7]。MR分级：0级，正常腮腺，腮腺实质信号均匀；1级，腮腺信号不均匀，有细网状或小结节信号，结节直径＜2 mm；2级，中等结节，结节直径2～5 mm；3级，粗结节，结节直径＞5 mm。

1.5 T1rho图像后处理 拟合所有体素强度生成T1ρ图。公式如下：M(TSL)＝M0×exp(－TSL/T1rh0)，其中M是磁化量，TSL是自旋锁脉冲时间。然后在Image J软件上选择显示双侧腮腺最大层面，沿腮腺内缘1 mm手动描绘ROI，同时避开腮腺内的下颌后静脉及颈外动脉。最终取两名医师测量平均值。1 个月后其中1 名医师进行重复测量。

1.6 统计学分析 采用SPSS 24.0统计分析软件。采用配对t检验比较所有受试者左右侧腮腺T1rho值差异。采用独立样本t检验比较SS组与对照组间腮腺T1rho值差异，MR分级0级SS患者组与对照组腮腺T1rho值差异。采用二元逻辑回归分析联合T1rho值和MR形态学。采用ROC曲线分析MR形态学、T1rho值及二者联合对SS的诊断效能。同时评估T1rho值诊断MR分级0级患者的诊断效能。组内相关系数（ICC）评估T1rho值测量的观察者内及观察者间一致性。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

MR形态学评估SS患者的双侧腮腺分级一致，分别有24 例、11 例、7 例和6 例患者MR形态学分级为0级、1级、2级和3级。健康志愿者双侧腮腺分级一致，均为0级。

SS患者和健康志愿者的左侧和右侧腮腺T1rho值差异均无统计学意义（P＝0.197；P＝0.275），取双侧腮腺的平均值作为SS患者和志愿者的代表值。SS患者双侧腮腺平均T1rho值显著高于健康志愿者[(84.71±9.04)ms vs (73.98±6.77)ms，P＜0.001]。MR分级0级SS患者双侧腮腺平均T1rho值显著高于健康志愿者[(81.37±8.45)ms vs(73.98±6.77)ms，P＝0.001]。健康志愿者和SS患者代表性的T1WI和T1rho彩图见图1～图3。

图1 ～图3 健康志愿者、腮腺MR分级0级和3级SS患者的代表性T1WI和T1rho彩图Fig.1-3 The representative T1-weighted imaging (T1WI) and T1rho color maps in healthy volunteers, patients with SS at grade 0 and 3

MR形态学、T1rho诊断及二者联合诊断SS患者的ROC分析见表2和图4。其中T1rho诊断MR分级0级患者的阈值为76.09 ms，曲线下面积（AUC）为0.779（95%CI：0.654～0.904），灵敏度79.2%，特异度83.3%，准确度81.9%。

图4 MR形态学、T1rho值以及二者联合诊断SS患者的ROC曲线Fig.4 The ROC curve of MR morphology, T1rho and the combination of them in the diagnosis of SS

表2 MR形态学和T1rho值以及二者联合诊断SS患者的ROC分析结果Tab.2 The ROC analysis of MR morphology, T1rho and the combination of them in diagnosis of SS

MR分级为0级，1级，2级，3级的SS患者T1rho值分别为(81.37±8.45)ms，(84.83±5.28)ms，(86.14±8.39)ms，(96.21±8.22)ms。Spearman相关性分析示T1rho值与MR分级正相关（r＝0.448，P＜0.001）。见图5。

图5 SS患者腮腺T1rho值与MR结节分级正相关Fig.5 The T1rho value of parotid gland is positively correlated with MR morphology grade in SS

T1rho值测量的观察者内和观察者间一致性结果见表3。

表3 T1rho值测量观察者内与观察者间一致性分析Tab.3 The intraobserver and interobserver agreement analysis for the measurements of the parotid T1rho value

3 讨论

MR T1rho技术目前主要用于早期识别关节软骨病变细胞外基质中胶原纤维和蛋白多糖分子的变化[8]。Wang等学者[3-4]基于肝纤维化过程细胞外基质中蛋白多糖大分子聚集的病理基础，利用MR T1rho技术早期诊断和定量评估肝纤维化。本项研究是首次应用MR T1rho技术诊断腮腺病变，优于MR常规序列，能够定量评估腮腺纤维化。

腮腺损伤病因包括慢性腮腺炎、放疗后腮腺损伤以及自身免疫性疾病等均能够导致腮腺逐渐向纤维化进展，细胞外基质中胶原蛋白、蛋白聚糖、层粘连蛋白等大分子沉积，与水分子交换增多，因此T1rho值增加[9-11]。

本研究中健康志愿者腮腺T 1 r h o均值为(73.98±6.77)ms。Markkola等[12]研究了在0.1T时健康志愿者的头颈部组织的T1rho值，其中腮腺T1rho值(84±10)ms，与本项研究结果存在差异的原因可能是MR磁场大小和自旋锁时间的不同。

MR T1rho成像是用于研究细胞外大分子成分与水分子交换慢运动的定量成像技术，可反映腮腺细胞外基质中胶原蛋白沉积、进一步纤维化的改变[13]。本研究结果显示，SS患者双侧腮腺平均T1rho值显著高于对照组，特别是在形态学无改变的MR 0级患者中，证明了MR T1rho能够诊断腮腺早期纤维化改变。我们推测SS组是由于腮腺细胞外基质中胶原蛋白水平增高，分子交换增多，因此T1rho值增加。

本研究还发现腮腺T1rho值与腮腺损伤级别呈显著正相关。Wang、Zhao和Hu等[3,14-15]关于肝纤维化的研究均证明，肝脏T1rho值与肝脏纤维化程度正相关，并且与肝脏胶原蛋白的沉积水平相一致。因此，我们推测是由于细胞外基质胶原蛋白逐级增加，纤维化程度加重，腮腺T1rho值逐级增加。

本研究主要不足之处：①缺乏病理学直接证据；②本研究样本量相对较小；③本研究仅入组SS患者，未入组其他病因腮腺病变患者。以上均需要进一步大样本研究。

综上所述，MR T1rho技术能够定量评估腮腺纤维化。