MRI鉴别穿孔与坏疽性急性阑尾炎价值的动物实验研究

陆 娜 刘 文 强金伟

急 性 阑 尾 炎（acute appendicitis，AA） 是最常见的急腹症，病情进展迅速，穿孔率高达10%～31%[1-3]。穿孔性急性阑尾炎（perforated acute appendicitis，PAA）不仅使外科处理复杂化，增加手术的难度，而且明显增加了严重并发症的发生率和患者的死亡率[4-8]；PAA与非穿孔性急性阑尾炎（nonperforated acute appendicitis，NPAA）临床处理不同[9-11]，坏疽性急性阑尾炎（gangrenous acute appendicitis，GAA）属于非穿孔性急性阑尾炎，需要及时进行手术治疗，而PAA需要先进行保守治疗。因此，GAA的及时诊断及与PAA的鉴别具有重要意义。目前关于坏疽性急性阑尾炎与PAA鉴别诊断的研究未见文献报道。

磁 共 振 成 像（magnetic resonance imaging，MRI）因在急性阑尾炎的诊断方面较超声更准确和特异，较CT无射线损伤的优点广泛应用于腹痛的鉴别诊断[12-13]。磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging， DWI）能评价组织内微观水分子扩散运动，用表观扩散系数（apparent diffusion coefficient， ADC）值对水分子运动进行定量。文献[14-16]报道DWI在急性阑尾炎的诊断中具有重要的价值。

在本项研究中，我们采用前瞻性的科研设计方案，对比分析经手术及病理证实的12例PAA及10例GAA的新西兰大白兔的MRI影像学特征，研究MRI在PAA与GAA鉴别诊断中的价值。

方 法

1. 动物选择及造模方法

新西兰大白兔24只（上海杰思捷实验动物有限公司，许可证号码：SCXK（沪）2013-0006），体重2kg，6月龄，普通级，PAA与GAA组雌雄各半，分组采取随机化分组，随机化方法采用数字表法。手术操作前静脉注射戊巴比妥钠30mg/kg全身麻醉，所有新西兰大白兔用4号手术线进行阑尾根部结扎，包括结扎阑尾动静脉主干。手术操作24小时后，10只新西兰大白兔先进行MRI检查，2例因麻醉意外死亡病例被排除出本实验。其余12只新西兰大白兔进行相同的手术操作，手术操作72小时后，12只新西兰大白兔先进行MRI检查。两组病例MRI检查扫描结束后均立即切除阑尾进行病理对照分析。经手术和病理证实的12例PAA作为实验组，10例GAA作为对照组。

2.MRI检查方案

采 用 3.0T MRI（MAGNETOM Verio，Siemens）超导扫描仪，使用体线圈。扫描范围为膈顶至盆腔。扫描序列：横断面T1WI（重复时间，Time of Repetition， TR： 572ms； 回 波 时 间，Time of Echo， TE： 3ms；层厚 ： 3mm，层间距 ：0.9mm；激励次数：横断面T2WI（TR： 2710ms，TE： 78ms，层厚： 3mm，层间距： 0.9mm，激励次数：1）、横断面T2WI抑脂序列（TR： 2710ms，TE：78ms，层厚： 3mm，层间距： 0.9mm，激励次数：1）、冠 状 面 T2WI（TR： 2400ms，TE： 95ms， 层 厚 ：4mm，层间距： 0.4mm，激励次数：1）、DWI序列（TR： 3746ms，TE： 71ms，层厚 ： 3mm，层间距 ：0.6mm，激励次数： 3）。b值选择如下：0 s/mm2，800 s/mm2[14]。ADC图由工作站系统自动生成。

MRI增强扫描序列：横断面T1WI抑脂序列（TR： 7.92ms， TE： 1.91ms，层厚 ： 1mm，层间距： 0.3mm，激励次数： ①冠状面T1WI抑脂序列（TR： 5.58ms，TE： 2.46 ms，层厚 ： 1.5mm，层间距： 0.45mm，激励次数： ②MRI增强扫描对比剂为Gd-DTPA，剂量0.5 ml/kg体重，采用自动压力注射器于平扫及DWI扫描结束后开始注药，流率1ml/s，注射完对比剂后注射10ml生理盐水冲洗导管。

3. MRI图像分析

在MRI 增强序列图像上用冠状位及横断位相结合的方法确认阑尾，观察如下MRI征象：阑尾壁缺损，阑尾周围脓肿，阑尾腔外积气，阑尾周围蜂窝织炎。参照文献[4-5，7]报道，阑尾壁缺损定义为阑尾壁显示不连续及中断现象。阑尾周围脓肿定义为阑尾周围局限性液体聚集并伴有其边缘强化。阑尾腔外积气定义为阑尾腔外见游离气体。蜂窝织炎定义为阑尾周围脂肪弥漫、明显的炎性病变，伴有周围液体聚集，增强后液体边缘无强化。测量阑尾最大直径。以b值为800s/mm2的DWI图像上阑尾壁信号最高的部位为参考，在ADC图像上相应的感兴趣区（ROI）部位测量ADC值，ROI面积1～5mm2。所有入组病例图像由两名具有十年以上工作经验的放射科医师分别进行观察和测量，意见不统一时讨论达成一致，测量数据取两者的平均值。

4. 病理图像分析

每个病例在400倍显微镜下进行每高倍视野内的中性粒细胞计数，每个病例选取3个视野，取平均值。

5. 统计分析

采用Stata7.0统计软件进行数据统计分析。比较PAA与GAA阑尾壁缺损、阑尾周围脓肿、阑尾腔外积气、阑尾周围蜂窝织炎各MRI征象发生率的差异，均采用Fisher确切概率法检验。PAA与GAA组阑尾最大直径、阑尾壁ADC值的差异采用Student’s t检验。绘制阑尾壁ADC值诊断PAA的ROC曲线，计算敏感度、特异度、准确度和ROC曲线下面积。PAA与GAA组每高倍视野内的中性粒细胞计数的差异采用Wilcoxon 秩和检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。Kappa值用于观察者间的一致性检验， kappa值＞0.75 被认为观察者间的一致性强度高。

结 果

两名放射科医师间一致性检验kappa值为0.96，说明观察者间一致性强度高。PAA组与GAA组间MRI征象的比较见表1；两组病例在阑尾壁缺损MRI征象发生率有统计学差异（图1）；阑尾壁缺损、阑尾周围脓肿、阑尾腔外积气征象诊断PAA的敏感度、特异度和准确度见表2，出现至少一种特异性MRI征象对PAA诊断的敏感度、特异度和准确度分别为66.67%（8 /12）、100%（10 /10）和 81.82%（18/22）。

PAA组和GAA组阑尾直径分别为(22.6±4.9)mm和(20.3±3.3)mm，两组间无统计学差异（t=1.25，P=0.23）。PAA组阑尾壁ADC值为(0.92±0.18)×10-3mm2/s，GAA组阑尾壁ADC值为(1.23± 0.10)×10-3mm2/s，两组间阑尾壁ADC值有统计学差异（t=4.81，P=0.00）。当阑尾壁ADC值为1.18×10-3mm2/s时，鉴别诊断PAA和GAA的敏感度、特异度、准确度分别为 91.67%（11/12），90 %（9/10）， 90.91%（20/22），ROC曲线下面积为0.92（图2～4）。

PAA组每高倍视野内的中性粒细胞计数值为130（94～201），GAA组每高倍视野内的中性粒细胞计数值为100（81～107），两组间有统计学差异（Z=2.57，P=0.01）。

表1 穿孔性急性阑尾炎（PAA）与坏疽性急性阑尾炎(GAA)特异性MRI征象发生率比较

表2 3个特异性MRI征象在PAA的诊断价值

图 1 PAA。A.MRI增 强 横 断 面T1WI抑脂序列显示阑尾壁近段缺损（箭）；周围脓肿形成，脓肿壁可见强化。B.手术证实该病例为PAA，穿孔部位位于箭所指部位。

图2 当阑尾壁ADC值为1.18×10-3mm2/s时， 鉴 别 诊 断PAA和GAA的敏感度、特异度、准 确 度 分 别 为 91.67%，90 %，90.91%，ROC 曲线下面积为 0.92。图3 与图1为同一病例，阑尾壁ADC 值为 0.55×10-3mm2/s，根据阑尾壁ADC值的ROC曲线诊断为PAA。

图 4 A.阑尾壁ADC 值为1.45×10-3mm2/s，根据阑尾壁ADC值的ROC曲线诊断为GAA。B.手术证实该病例为GAA。

讨 论

GAA属于NPAA，需要及时进行手术治疗，对PAA主张先采用抗生素治疗或经皮脓肿引流以改善患者的临床症状，再根据病情确定是否于6～12周后进一步施行择期阑尾切除术[9-11]。

已有研究[4，6-7]表明，阑尾壁缺损、阑尾周围脓肿、阑尾腔外积气是PAA的特异性征象，但单个征象的敏感度均不高。本研究采用的MRI检查方案显示上述单一征象敏感度和特异度与多数学者的CT研究报道结果相仿[4，6-7]。我们的研究结果表明，当出现任一特异性MRI征象时，对PAA的敏感度、特异度和准确度分别为 66.67%、100%和 81.82%，因此联合采用阑尾壁缺损、阑尾周围脓肿、阑尾腔外积气特异性MRI征象是鉴别PAA与坏疽性急性阑尾炎的较好方法。

当阑尾壁ADC值为 1.18×10-3mm2/s时，鉴别PAA与GAA的敏感度、特异度、准确度分别为91.67%、90 %、90.91%，ROC 曲线下面积为 0.92。该结果的敏感度和准确度略高于Avcu等[14]报道的阑尾壁ADC值鉴别PAA与NPAA的结果。该结果说明DWI序列在鉴别PAA与坏疽性急性阑尾炎方面具有一定的价值。分析其原因，当使用较大扩散因子时（b＞400s/mm2），细胞外间隙水分子运动是组织DWI信号衰减的主要原因。本实验每高倍视野内的中性粒细胞计数结果表明，PAA较GAA阑尾壁有更多的中性粒细胞，细胞密度大，细胞外间隙减小，密集的细胞膜限制了水分子的扩散运动，ADC值降低。

本研究的局限性：本研究采用新西兰大白兔作为研究对象，阑尾壁ADC值的ROC曲线临界值与人并不相同。但是我们研究的目的是MRI在PAA与GAA鉴别诊断中的价值，本项实验研究结果对临床检查及治疗方案的选择有一定的指导意义。本研究样本量较小，对于特异度极高的阑尾周围脓肿，阑尾腔外积气MRI征象未检验出统计学差异，需要今后设计一个大样本的实验进一步验证其鉴别诊断价值。

综上所述，MRI在PAA与GAA鉴别诊断方面具有较高的诊断价值。