炎症性肠病包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，是一种病因不明的慢性特发性消化道炎症性病变。克罗恩病患者肠道迁延不愈的炎症会导致累积性肠道损伤，往往需要手术切除治疗，致残率高。影像学检查可准确评估克罗恩病患者全消化道的病变。近年来，多种影像新技术在精准评估克罗恩病肠道损伤方面取得了较大进展，可为临床医师制订个体化治疗方案提供重要信息，从而有助于延缓疾病进展和改善远期结局。本文主要围绕目前影像技术评估炎症性肠病肠道损伤的研究现状展开述评。
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炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)包括克罗恩病和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)，是一种病因不明的慢性特发性消化道炎症性病变。克罗恩病患者反复发生和迁延不愈的肠道炎症会导致累积性肠道损伤，包括肠道狭窄、穿透性病变和肛周病变，这些肠道损伤会导致肠道的结构和功能发生显著改变，往往需要手术切除治疗，致残率高。
肠道损伤是反映克罗恩病病情严重程度的重要指标，而UC可能不会造成不可逆性肠道损伤[1]。现今，克罗恩病的治疗目标已从单纯地控制临床症状和改善患者生活质量，逐渐转变为通过减少肠道损伤和降低致残率来延缓疾病进展和改善远期结局。因此，准确评估克罗恩病患者的肠道损伤程度具有重要的临床意义。内镜结合磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、计算机断层扫描(computed tomography, CT)或超声等影像技术可全面评估肠壁全层受累情况、肠外改变和肛周病变[2]，而基于上述影像技术建立的肠道损伤评分系统莱曼指数(Lémann index)是目前应用较广的肠道损伤评估方法[3]。影像技术在全面评估肠道损伤方面发挥着十分关键的作用，可为临床医师制定克罗恩病患者的个体化治疗方案提供重要信息，因此，本文围绕目前影像技术在IBD相关肠道损伤中的评估价值展开论述。
肠道损伤定义为胃肠道结构的改变，通常包括既往肠道手术切除、肠道狭窄、穿透性病变和肛周病变[2]，影像技术有助于评估后3项。
克罗恩病肠道狭窄的影像学征象包括肠壁增厚、管腔狭窄和狭窄近段肠管扩张。肠壁增厚定义为在肠管充盈良好时，病变肠壁厚度≥3 mm或较邻近正常肠壁厚度增加≥25%；管腔狭窄定义为病变肠管内径≤邻近充盈良好的正常肠管内径的50%；狭窄近段肠管扩张定义为狭窄近段肠管内径≥30 mm[4]。区分纤维性与炎症性肠道狭窄至关重要，因前者往往只能采用内镜下或手术治疗，而后者多数可通过药物治疗缓解。
克罗恩病穿透性病变的影像学征象包括肠瘘、腹腔脓肿和肠穿孔。肠瘘的直接征象为病变肠道与其他空腔脏器、体腔或体表之间存在异常管道，包括肠-肠瘘、肠-皮瘘、肠-膀胱瘘、肠-阴道瘘等，瘘道较大时，其内可积液、积气；间接征象为肠管之间纠集呈花瓣样改变，或肠管与受累器官局部呈尖角样改变。腹腔脓肿指腹腔炎性肿块液化坏死后形成脓肿壁和脓腔，腔内可充满液体和气体，增强扫描脓肿壁呈环形强化。肠穿孔定义为病变肠壁的连续性中断，局部肠壁缺损；间接征象为肠系膜区和膈下可见游离气体。
肛周病变包括肛瘘和肛周脓肿。肛瘘一般由内口、瘘管、外口三部分组成，影像学表现为管状异常密度、信号或回声影，增强扫描可呈环形或片状强化。肛周脓肿影像学表现为直肠肛管周围软组织发生的异常密度、信号或回声团块，增强扫描呈环形强化[5]。
MRI具备高软组织分辨率且无辐射等优点，是评估克罗恩病肠道狭窄的首选成像方式，其诊断肠道狭窄的准确度达80%以上。
T2加权成像(T2 weighted imaging, T2WI)、T1加权成像(T1 weighted imaging, T1WI)和多期T1WI动态增强扫描是观察克罗恩病肠道狭窄的基础序列，可清晰显示肠道的解剖学异常改变[6]。既往认为，当病变肠壁在T2WI呈等信号或低信号时[7]、或在多期增强扫描上呈延迟渐进性或透壁强化时[8]提示肠道纤维化可能，但仅靠这些征象不足以准确判断肠道纤维化。
DWI不是判断肠道解剖学改变的常规序列，但在评估肠道病变严重程度上具有应用价值。狭窄肠道的高b值DWI信号常常增高，表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)减低。文献报道，中-重度纤维化肠壁的ADC明显减低，诊断肠道中-重度纤维化的受试者操作特征曲线下面积(area under the curve, AUC)达0.867[9]。然而，由于肠壁纤维化和炎症均可导致细胞外水分子扩散受限，随着肠道炎症的加重，DWI评估纤维化的准确度下降。因此，采用ADC评估肠道纤维化时应谨慎解读其意义。
MTI是检测克罗恩病狭窄肠道纤维化较为可靠的技术。采用MTI定量指标标准化磁化传递率诊断中-重度纤维性肠狭窄的AUC达0.919[10]。
基于传统DWI的体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion, IVIM)的灌注分数定量诊断克罗恩病肠道中-重度纤维化的AUC达0.876[11]；然而，IVIM在评估克罗恩病早期肠道纤维化方面的效能有待进一步大样本数据验证。此外，T2* mapping中的T2*值越低，提示病变肠道纤维化程度越高，诊断中-重度纤维化的效能优异(AUC＝0.951)；选择阈值为18.06 ms时，诊断灵敏度为94.7%，特异度为78.3%；但该技术回波序列和回波时间较长，固有信噪比较低。
CT诊断克罗恩病患者肠道狭窄的准确度为83%，但是采用肠道自身的CT征象诊断纤维化的准确度仅为55.6%。新近研究显示，当基于CT构建的肠系膜爬行脂肪指数>3时，诊断克罗恩病中-重度纤维性肠狭窄的效能中等(AUC＝0.799)[12]，提示肠系膜CT征象或更有助于肠道纤维化的评估。
双能CT的动脉期能谱曲线斜率为2.21、标准化碘浓度为0.12 mg /mL时，诊断克罗恩病纤维性肠狭窄的AUC达0.729，特异度达88.0%，灵敏度达77.3%[13]，但该研究的病变部位仅限末端回肠和结肠，未对纤维化程度进行分级。
超声在检测克罗恩病肠道狭窄的形态学改变上有其独特优势，主要在于可实时、动态显示肠管蠕动等情况[14]。
UEI包括应变弹性成像(strain elastography, SE)和剪切波弹性成像(shear wave elastography, SWE)，是一种无创、无辐射和相对低成本的检查方法，在IBD领域常被用于评估肠道硬度(肠道纤维化的生物标志之一)。重度纤维化肠道的SE应变比和SWE值均明显增高，SWE诊断阈值为22.55 kPa[15]。然而，该技术尚需更大样本的多中心、前瞻性研究验证其效能；此外，使用更均匀的参数、评估可重复性和验证阈值也至关重要[16]。
CEUS诊断克罗恩病患者肠道狭窄的AUC达0.75，灵敏度达97.5%，特异度达100%；CEUS峰值增强参数较低的狭窄肠道，其硬度更大，提示纤维化程度更严重。
18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)PET/CT诊断克罗恩病患者肠道狭窄的灵敏度为85%，但其诊断纤维性肠壁的效能不高(AUC＝0.510)，可能因为18F-FDG PET/CT主要反映了组织的炎症代谢水平，对纤维性肠壁灵敏度不足。而18F-FDG PET/MRI在评估克罗恩病肠道纤维化方面较18F-FDG PET/CT和常规MRI更为准确。18F-FDG PET/MRI狭窄肠道的ADC×最大标准摄取值<3 000时，提示纤维性肠狭窄可能。因此，18F-FDG PET/MRI在区分单纯纤维性与单纯炎症性或混合性肠道狭窄方面具有一定的应用前景。然而，由于PET/MRI存在辐射和价格昂贵的问题，其并不适合青年患者在随访复查中选用。
人工智能已逐渐被应用于克罗恩病领域。基于人工智能方法的MRI测量克罗恩病患者肠壁厚度较常规MRI具有较低的测量方差、更强的类内相关性和更好的空间重叠。而基于机器学习的CT方法在评估克罗恩病患者肠壁厚度、扩张肠管最大径和最小径方面可媲美影像学医师，其诊断肠道狭窄的准确度为84.4%，AUC高达0.917[17]。
此外，人工智能在定量检测肠道纤维化方面亦展现出其优势。在IBD大鼠实验中，虽然研究样本量有限(n＝45)，但基于MRI的深度学习方法评估大鼠肠道纤维化的效能很高(AUC＝0.910)[18]。在克罗恩病患儿中，基于回肠末端增强MRI的纹理分析诊断纤维性肠狭窄的效能亦很高(AUC＝0.995)，但该研究对感兴趣区的勾画仅限于单层冠状面图像[19]。而在另一项针对克罗恩病患者肠道纤维化的人工智能研究中，研究者们提取了CT图上病变肠道的容积进行影像组学分析，所构建的影像组学模型预测克罗恩病患者中-重度肠道纤维化的效能良好，AUC达0.816，且明显优于影像学医师[20]；但该研究人工分割感兴趣容积过于耗时(平均599.8 s)费力，而基于深度学习的CT模型则更为省时，其肠道分割的平均耗时仅为48.4 s，且其诊断肠道纤维化的效能与影像组学模型相当(AUC＝0.811，P<0.05)[21]。
T2WI、T1WI和多期T1WI动态增强扫描亦是观察克罗恩病穿透性病变的基础序列，可清晰显示肠道的解剖学异常改变[6]。DWI在诊断内瘘和窦道方面有时比传统MRI序列更有价值，特别是对无法使用对比剂的肾功能异常患者。MTI也可用于预测肠瘘发生风险，其灵敏度高达93.3%[22]。
CT诊断克罗恩病患者肠瘘和腹腔脓肿均具有较高的准确度(86%~100%)。
腔内对比增强超声检测克罗恩病患者穿透性病变的灵敏度达86.7%，特异度达100%；此外，其在检测肠-膀胱瘘方面表现出一定优势，对于隐匿、复杂的瘘管，或许可以作为CT和MRI的补充方法，但该方法为有创检查，应谨慎采用[23]。
MRI联合经肛门腔内超声检查(anal endosonography, AES)诊断肛周病变的灵敏度、特异度和准确度分别达91%、96%和85%。MRI对于监测肛周病变疗效的优势更大，其客观性和可重复性更好，而AES受操作者经验影响较大。因此，MRI是评估克罗恩病肛周病变的首选检查方式[24]。
常规MRI序列如T1WI、T2WI和增强序列，可清晰识别肛瘘、肛周脓肿和病变范围，有助于肛瘘分型，并判断疾病活动度，是临床评估肛周病变的重要手段。DWI也可用于评估肛瘘，ADC可反映瘘管的活动度，并监测复发情况[24]。此外，MTI也可定量评估克罗恩病患者的肛瘘活动度。
AES可清晰显示肛瘘的位置、数目、范围及其与括约肌和肛提肌的关系等征象[25]，但AES的视野较局限，受操作者主观影响较大。
文献报道，基于CT或MRI的影像模型预测克罗恩病患者2年内手术风险的灵敏度为67%，特异度为73%，AUC达0.62[26]。CT还可评估克罗恩病患者二次手术风险，CT评分为2分的克罗恩病患者与3分患者的术后再手术率比较差异有统计学意义(P<0.001)；以CT评分3分为预测界值，预测克罗恩病患者术后复发再手术的灵敏度达90.5%，特异度达31.1%[27]。
相对于内镜下黏膜愈合，克罗恩病患者达到MRI透壁愈合(无提示炎症和并发症的MRI征象)提示肠道损伤进展风险更低[28]。此外，接受抗肿瘤坏死因子治疗第12周的克罗恩病患者基于MRI的克莱蒙(Clermont)评分和磁共振活动指数降低25%时亦提示肠道损伤风险降低[29]。
MRI、超声和CT在检测肠道狭窄和肠瘘的形态学方面具有同样高的准确度。T2WI快速采集弛豫增强序列在诊断肠道狭窄方面甚至比T1WI增强扫描更具优势；MTI、UEI和18F-FDG PET/MRI在诊断肠道纤维化方面均表现出较高效能；MRI和CT均为检测腹腔脓肿的首选技术；MRI和AES诊断肛周病变的准确度都很高。不同影像技术诊断克罗恩病肠道损伤的优势和局限性见表1[30]。
不同影像技术诊断克罗恩病肠道损伤的优势和局限性
不同影像技术诊断克罗恩病肠道损伤的优势和局限性
| 影像技术 | 优势 | 局限性 |
|---|---|---|
| MRI | 无辐射，诊断肠道损伤的准确度、灵敏度高 | 检查时间长，检查禁忌证较多 |
| CT | 检查时间短，适合急症患者 | 存在辐射 |
| 超声 | 无辐射，应用广泛，检查费用低，适合初筛 | 受操作者经验影响较大，视野较局限 |
| PET/MRI | 诊断肠道纤维化有一定前景 | 检查费用高，存在辐射 |
| PET/CT | 诊断肠道炎症的灵敏度高 | 检查费用高，存在辐射 |
注：MRI为磁共振成像；CT为计算机断层扫描；PET为正电子发射断层显像
莱曼指数是2011年由Pariente等[31]综合克罗恩病患者手术史与内镜、MRI、CT和体格检查结果，建立的可评估肠道狭窄、穿透性病变、肛周病变和手术引起的累积性肠道结构损伤的指标，是第1个以评分形式反映克罗恩病肠道损伤的指标。采用莱曼指数的目标是筛选出肠道损伤高风险患者，指导临床调整治疗和随访方案以预防或延缓肠道损伤进展，当莱曼指数>4.8分时，提示克罗恩病患者伴有肠道损伤，当2次莱曼指数差值>0.3时，提示肠道损伤改变。2021年，Pariente等[3]确定了莱曼指数分值范围为0~115分，并更新了莱曼指数在多中心队列中的外部验证情况，其研究结果显示，在外部验证集中，上消化道、小肠、结肠、直肠和肛门的莱曼指数预测指标与研究者损伤评估的相关系数分别为0.89、0.97、0.94和0.81，整体的相关系数为0.91，提示莱曼指数评估效能稳定。
此外，Rispo等[32]建立了基于超声的莱曼指数，并将该指数与基于MRI的莱曼指数进行比较；结果显示，两者的莱曼指数评分中位数比较差异无统计学意义，提示超声莱曼指数与MRI莱曼指数具有较高一致性，因此，超声也可作为计算莱曼指数的影像学方法之一。
国际IBD研究组织专家建议用莱曼指数评估肠道损伤，理想情况下应每12或24个月重新评估1次[33]。尽管莱曼指数的理论基础受到国际广泛认可，且研究人员已提供线上电子评分表格，但计算该评分至少需要胃肠病医师和影像学医师各1名共同回顾患者4个消化道部位多个节段的全部临床病史、手术史、内镜和影像学检查结果，相当耗时[34]，难以广泛应用于临床；且目前尚未明确轻、中和重度肠道损伤的莱曼指数阈值。迄今为止，只有小规模研究显示其对治疗前后改变的响应性，需要在更大样本的前瞻性研究中进一步证实[35]。因此，莱曼指数评分需要不断细化、简化甚至自动化，如开发相关网络应用程序，才有助于其在临床推广应用。
肠道损伤是克罗恩病最重要的中晚期并发症，预防和延缓肠道损伤是克罗恩病综合治疗的目标之一。然而，目前定义、量化和监测肠道损伤的最佳方法仍存在争议[2]。影像技术在评估已经存在的克罗恩病肠道损伤方面发挥着十分重要的作用。
MRI、CT、超声、18F-FDG PET/CT和18F-FDG PET/MRI诊断克罗恩病肠道狭窄和穿透性病变各具优势，其中MRI更是诊断肛周病变的首选检查方法。而基于人工智能的新兴图像解析方法在诊断克罗恩病肠道损伤的领域中已崭露头角，研发肠道病变自动识别和疾病分级的人工智能软件有助于减少医疗人力时间投入并显著提升临床效益。然而，目前尚缺乏关于早期预测克罗恩病肠道损伤发生风险的研究，新的影像相关技术，如超极化13C磁共振波谱(可提供早于解剖学改变的代谢信息)、68Ga标记的成纤维细胞激活蛋白抑制剂PET/CT(可准确量化器官纤维化[36])，或可在未来的研究中填补这一空白，为医师制订克罗恩病患者个体化治疗方案提供更早期的信息，从而有助于延缓疾病进展和改善远期结局。
所有作者均声明不存在利益冲突
