
影像学研究格雷夫斯眼病进展
作者:唐宇轩,孙凯芬,张维升,大连医科大学附属第一医院放射科
格雷夫斯眼病(Graves' ophthalmopathy, GO)是由促甲状腺激素受体抗体
(thyroid stimulating hormone receptor antibody, TRAb)引起的眼部炎症性自身免疫性疾病,见于约50%格雷夫斯病患者,可表现为眼睑收缩、眼周软组织红肿、结膜水肿
、眼球突出、闭眼不全、复视、斜视及视力
下降甚至失明。
临床常采用临床活动性评分(clinical activity score, CAS)评估GO炎症程度,而最新诊疗指南推荐以超声、CT及MRI辅助诊断GO。GO常见影像学表现包括眼外肌(extraocular muscle, EOM)肥厚、眼球突出、泪腺肿大、眼上静脉血流速度降低及视神经受压等。本文对影像学研究GO进展进行综述。
1. 眼眶重塑
眼眶是包含骨、肌肉、脂肪与空腔的复杂解剖结构。GO主要发病机制为促甲状腺激素受体(thyrotropin receptor, TSHR)和胰岛素
样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor, IGF-1R)形成功能复合物,激活的TSHR可增强眼眶的前脂肪细胞向脂肪细胞分化,激活的IGF-1R则可刺激眼眶成纤维细胞合成透明质酸
,二者协同促使多种细胞因子在眼部积累,最终导致脂肪与肌肉组织出现水肿、炎症、体积增大和重构。
影像学检查可评估眼眶内部结构,包括EOM、眼眶脂肪(orbital fat, OF)、视神经及泪腺等。眶内脂肪组织扩张及眼肌增粗可引起眼球突出,60% GO患者可出现突眼症状。既往研究证实,与Hertel突眼计测量结果相比,影像学测量眼球突出度
更为准确、可靠。
CT三维重建图像已被证实可用于测量眼球突出,尤其在眼球偏斜的情况下,其测量效果更好。MR T1WI、T2WI、脂肪抑制T2WI及水脂分离T2WI(T2WI-Dixon)等也用于评估GO,其中,T2WI-Dixon成像时间短且伪影少,评估肌肉炎症的敏感度及特异度优于其他序列。
深度学习技术可用于提取图像特征,以CT/MR图像训练后的人工智能(artificial intelligence, AI)模型可从眼眶CT/MRI中可靠地分割不规则形软组织,自动识别和标记眼眶解剖结构,并测量眼肌及眼眶组织的体积;以AI自动测量眼睑形态参数可减少人为误差,相比手动分割测量更为高效、准确,可用于评估GO早期眼眶重塑,在临床诊断与分级治疗中均有良好表现。
2. 视神经损害
甲状腺功能障碍性视神经病变(dysthyroid optic neuropathy, DON)是GO最严重并发症,可能与眼眶拥挤、眼球后压力增加及视神经牵张等造成的机械压迫与局部缺血有关。
WU等对比分析有DON与无DON的GO组及健康对照组的MRI,发现水脂定量MRI能检出DON视神经直径增大及明显水肿。弥散张量成像(diffusion tension image, DTI)可通过量化神经纤维内水分子的运动而直接显示其内部微观结构变化,其参数——轴向弥散率(axial diffusivity, AD)和径向弥散率(radial diffusivity, RD)可用于评估轴突完整性,平均弥散率(mean diffusivity, MD)可用于识别脱髓鞘或神经胶质细胞损伤,而各向异性分数(fractional anisotropy, FA)则能量化弥散率和纤维完整性,反映纤维衰减、轴突直径和髓鞘形成减少。相比非DON患者,DON患者的视神经可表现为AD、RD及MD增加而FA减少;而DTI诊断DON效能较为理想。
3. 疾病活动度
GO活动性炎症以单核细胞浸润、成纤维细胞增殖及眼眶组织水肿为特征,随着病程发展,可表现为水肿减轻而慢性纤维化程度加重,故其病程可分为炎症活动期与静止纤维化期2个阶段;针对不同病程应给予不同的抗炎或免疫治疗及手术治疗,故及时准确地进行分期诊断至关重要。
CAS已广泛用于评估GO活动性、预测其对免疫抑制治疗的反应,但结果过于绝对、主观,且敏感性欠佳。CT可清晰显示眼眶骨骼和肌肉,其衍生参数可用于诊断活动性甲状腺相关性眼病,但判断活动性的敏感度相对较低,且有辐射。MRI无辐射,且可通过不同序列半定量或定量评估GO活动性。
MRI信号强度比(signal intensity ratio, SIR)可用于评估GO眼肌疾病活动性。有学者认为利用下直肌SIR(与同侧脑白质信号计算)预测活动期GO的效率最高,并提出以2.9为下直肌SIR 的临界值诊断活动期GO,其特异度和
敏感度最佳。基于T2-mapping获取的T2弛豫时间(T2值)可清楚区分GO患者EOM有无异常、观察其治疗前后状态;不同百分比的T2值能反映眼肌不同阶段病理,对部分病例可于CAS出现异常之前观察疾病活动性、显示早期EOM受累。
评估GO应包括OF和泪腺。将泪腺T2值与CAS结合,其分期诊断GO效能高于单一CAS。相比传统脂肪抑制序列图像,T2WI-Dixon脂肪抑制效果好且伪影更少,用于诊断GO的受试者工作特征曲线下面积(area under the curve, AUC)更大,同时测得的脂肪分数(fat fraction, FF)能很好地反映OF炎症情况,可作为评估GO活动性的可靠指标。
LI等采用多参数MRI定量计算GO最大SIR、T2值、EOM面积、FF、球后脂肪体积及EOM体积,结果显示T2值与GO活动性的相关性最强,而联合应用多序列可提高评估GO活动性的准确度,更好地指导临床诊断及治疗。此外,T1-mapping和磁化传递成像(magnetization transfer imaging, MTI)可用于评估静止期眼肌纤维化。
4. 治疗反应
相关临床指南推荐经静脉以糖皮质激素
冲击治疗活动性或重度GO,但20%~40% GO患者可能无法从中获益;治疗前通过影像学检查预测患者可否受益于激素治疗,有助于避免相关不必要的不良反应。
HU等对比分析治疗反应组与无反应组GO患者眼眶组织(眼肌、OF和泪腺)SIR,发现EOM与同侧颞肌最小信号比值(EOM-SIRmin)、平均信号比值(EOM-SIRmean)、泪腺疝出高度(lacrimal gland herniation, LGH)、OF厚度(OF thickness, OFT)及LGH/OFT比率等定量参数组间均存在差异,其中的EOM-SIRmin及LGH/OFT是对糖皮质激素治疗有无反应的独立预测因子。
同时,T2-mapping相关研究提示反应组病程短于无反应组而其EOM最小T2值高于无反应组,提示较低百分位数T2值可反映全身炎症背景下的局灶性纤维化,而较高百分位数T2值可反映水肿活跃性;以54.3为T2临界值预测GO对治疗有反应的特异度达到100%,提示临床可将T2-mapping用于预测GO对激素治疗的反应;而ZHAI等认为脂肪抑制T2-mapping预测效果更佳。
ZHU等采用T1-mapping测量反应组和无反应组糖皮质激素治疗前后固有T1值(native T1 values, nT1)和对比后T1值(postcontrast T1 values, cT1),发现根据EOM的nT1可定量评估活动期GO患者对糖皮质激素治疗的反应,其敏感度为71.9%、特异度为85.7%,AUC为0.797,提示T1-mapping可敏感显示有效治疗后炎症吸收和水肿消退等改变。
5. 小结
影像学能在一定程度上反映GO的病理生理学机制,以之评估GO是临床决策的重要依据。尽管目前影像学、尤其MRI用于评估GO已取得较大进展,但尚未形成统一的临床评估方案,需要后续开展更多大样本研究进一步观察。
来源:唐宇轩,孙凯芬,张维升.影像学研究格雷夫斯眼病进展[J].中国医学影像技术,2024,40(04):626-629.