3.0 T磁共振彌散加權(quán)成像表觀彌散系數(shù)對腎臟腫瘤性病變的診斷價值

陸 蓉，胥常云，林 璐，金 梅，包雪平，曹 亮，劉曉艷，黃 華

1.南通大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，南通 226001 2.鹽城市第三人民醫(yī)院影像科，鹽城 224001 3.常州市第一人民醫(yī)院放射科，常州 213000 4.南通大學(xué)附屬醫(yī)院病理科，南通 226001

2016年WHO最新腫瘤病理分類將腎癌分為16類，其中透明細(xì)胞型腎癌、乳頭狀腎癌和嫌色細(xì)胞型腎癌仍是最常見的腎癌，占95%以上[1]。不同類型的腎癌生物學(xué)行為差異較大，對預(yù)后影響也較大[2]。臨床上探討敏感的腎癌生物標(biāo)志物對腎癌進(jìn)行早期分類、早期評估具有重要的診療價值。因此，本研究對常見的3種亞型腎癌及良性腎實質(zhì)腫瘤行磁共振(MRI)彌散加權(quán)(DWI)成像檢查，并測量表觀彌散系數(shù)(ADC)值，比較不同類型腎臟腫瘤ADC值的差異，探討DWI成像ADC值對腎臟腫瘤性病變的診斷和鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2010年1月1日至2015年12月31日在南通大學(xué)附屬醫(yī)院行腎臟MRI檢查并經(jīng)病理確診的60例腎細(xì)胞癌患者的影像和病理資料，年齡24～82歲，男性31例，女性29例，包括：39例腎透明細(xì)胞癌、8例乳頭狀腎細(xì)胞癌、9例腎嫌色細(xì)胞癌、4例多房囊性腎細(xì)胞癌。另選擇同期腎臟良性病變患者作為對照，包括25例腎血管平滑肌脂肪瘤、4例腎嗜酸細(xì)胞瘤；男性14例，女性15例。

1.2 儀器設(shè)備及掃描方案 采用GE Signa HD 3.0 T MR和體部8通道相控表面線圈采集MR圖像。仰臥位，頭先進(jìn)，掃描范圍包括整個腎臟。掃描前對受檢者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。掃描序列FSE-T2WI采用呼吸觸發(fā)技術(shù)，參數(shù)如下：重復(fù)時間(repetition time, TR) 7 500 ms，回波時間(echo time, TE) 88 ms，層厚7 mm，層間距2 mm，視野(FOV)420 mm×315 mm，矩陣320×224。SE-T1WI采用外周觸發(fā)和呼吸補(bǔ)償技術(shù)，參數(shù)如下：TR 270 ms，TE 2.3 ms，層厚7 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 420 mm×378 mm，矩陣384×160。DWI采用單次激發(fā)自旋回波-回波平面成像序列，不需屏氣，b值取0、800 s/mm2，掃描時間1～2 min，具體參數(shù)：TR 5 000 ms，TE 62 ms，層厚7 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 400 mm×240 mm，矩陣96×130。

1.3 影像數(shù)據(jù)采集 首先將所獲得的圖像傳至GE Adw 4.5后處理工作站，然后通過Functool軟件處理后生成ADC圖，最后由兩位具有5年以上工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師對研究對象進(jìn)行ADC值測量，每個患者分別測量3次，取平均值，求出兩位醫(yī)師所測量ADC值的平均值。感興趣區(qū)的放置盡量選取病灶的最大層面放置，且不能靠近病灶邊緣；避開病灶內(nèi)出血、壞死、囊變區(qū)及鈣化、血管，以免影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。腎透明細(xì)胞癌與其他病理類型腎臟腫瘤間ADC值的比較，先行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布者采用獨立樣本t檢驗，否則用兩獨立樣本的非參數(shù)檢驗(Mann-WhitneyU檢驗)。腎透明細(xì)胞癌與其他病理類型腫瘤ADC值分別行ROC曲線分析，取約登指數(shù)(敏感度+特異度-1)最大值為截斷點，評價ADC值鑒別腎透明細(xì)胞癌與其他病理類型腫瘤的效能。檢驗水準(zhǔn)(α)為0.05。

2 結(jié) 果

2.1 不同病理類型腎臟腫瘤ADC值的比較

2.1.1 不同病理類型腎臟腫瘤ADC值 結(jié)果表明：腎透明細(xì)胞癌、乳頭狀腎細(xì)胞癌、腎嫌色細(xì)胞癌、多房囊性腎細(xì)胞癌ADC平均值分別為(1.681 5±0.176 9)×10-3、(1.165 0±0.217 0)×10-3、(1.121 0±0.231 6)×10-3、(2.030 0±0.235 1)×10-3mm2/s，腎血管平滑肌脂肪瘤、腎嗜酸細(xì)胞瘤ADC平均值分別為(1.155 2±0.132 0)×10-3、(1.580 0±0.212 3)×10-3mm2/s。

2.1.2 典型病例 相關(guān)腫瘤典型患者M(jìn)RI影像學(xué)資料見圖1～圖4。

2.1.3 不同病理類型腎臟腫瘤ADC值的相關(guān)性分析 進(jìn)一步的相關(guān)性分析結(jié)果(表1)表明：腎透明細(xì)胞癌ADC值與乳頭狀腎細(xì)胞癌、腎嫌色細(xì)胞癌、腎血管平滑肌脂肪瘤ADC值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)；而與多房囊性腎細(xì)胞癌、腎嗜酸細(xì)胞瘤ADC值比較差異無統(tǒng)計意義(P=0.280、0.261)。

2.2 ADC值對腎透明細(xì)胞癌與其他病理類型腎臟腫瘤的鑒別診斷價值 ROC曲線分析結(jié)果表明：(1)腎透明細(xì)胞癌-乳頭狀腎細(xì)胞癌ADC值的ROC曲線下面積為0.870，當(dāng)敏感性為0.974，特異性為0.625時，約登指數(shù)最大為0.599，此時ADC值為1.485×10-3mm2/s，即ADC值為1.485×10-3mm2/s作為腎透明細(xì)胞癌與乳頭狀腎細(xì)胞癌的診斷閾值(圖5A)；(2)腎透明細(xì)胞癌-腎嫌色細(xì)胞癌ADC值的ROC曲線下面積為0.926，當(dāng)敏感性為0.971，特異性為0.667時，約登指數(shù)最大為0.638，此時ADC值為1.498×10-3mm2/s，即ADC值為1.498×10-3mm2/s作為腎透明細(xì)胞癌與腎嫌色細(xì)胞癌的診斷閾值(圖5B)；(3)腎透明細(xì)胞癌-腎血管平滑肌脂肪瘤ADC值的ROC曲線下面積為0.932，當(dāng)敏感性為0.970，特異性為0.800時，約登指數(shù)最大為0.77，此時ADC值為1.495×10-3mm2/s，即ADC值為1.495×10-3mm2/s作為腎透明細(xì)胞癌與腎血管平滑肌脂肪瘤的診斷閾值(圖5C)。

圖1 典型乳頭狀腎細(xì)胞癌患者M(jìn)RI影像特征

患者男，44歲，左腎下極4.3 cm×4.3 cm大小的病灶，術(shù)后病理診斷為乳頭狀腎細(xì)胞癌.A:T2WI影像示病灶呈等低信號；B：T1WI影像示病灶呈等低信號；C：DWI影像示病灶呈稍高信號；D：ADC偽彩圖示病灶呈藍(lán)綠色，所測ADC值為1.17×10-3mm2/s；E：灰階圖示病灶呈低信號.箭頭所示為病灶

圖2 典型腎嫌色細(xì)胞癌患者M(jìn)RI影像特征

患者女，70歲，右腎4.4 cm×4.3 cm大小病灶，術(shù)后病理診斷為腎嫌色細(xì)胞癌.A:T2WI影像示病灶呈等信號；B：T1WI影像示病灶呈低信號；C：DWI影像示病灶呈高信號；D：ADC偽彩圖示病灶呈藍(lán)綠色，所測ADC值為1.13×10-3mm2/s；E：灰階圖示病灶呈低信號.箭頭所示為病灶

圖3 典型腎血管平滑肌脂肪瘤患者M(jìn)RI影像特征

患者男，58歲，左腎8.8 cm×4.9 cm大小病灶，內(nèi)伴出血，術(shù)后病理診斷為腎血管平滑肌脂肪瘤.A：T2WI影像示病灶呈等高信號；B：T1WI影像示病灶呈等低信號伴片狀高信號；C：DWI影像示病灶呈等高信號；D：ADC偽彩圖示病灶呈藍(lán)綠色，所測ADC值為1.20×10-3mm2/s；E：灰階圖示病灶呈高低混雜信號.箭頭所示為病灶

圖4 典型腎嗜酸細(xì)胞瘤患者M(jìn)RI影像特征

患者女，73歲，右腎6.6 cm×6.0 cm大小病灶，術(shù)后病理診斷為腎嗜酸細(xì)胞瘤.A: T2WI影像示病灶呈高信號；B:T1WI影像示病灶呈低信號；C:DWI影像示病灶呈高低混雜信號；D:ADC偽彩圖示病灶以紅色為主，所測ADC值為1.75×10-3mm2/s；E：灰階圖示病灶以高信號為主.箭頭所示為病灶

表1 各組研究對象ADC值的比較

圖5 ADC值對腎透明細(xì)胞癌與其他腎臟腫瘤的鑒別診斷價值

A:腎透明細(xì)胞癌與乳頭狀腎細(xì)胞癌ADC值的ROC曲線分析; B:腎透明細(xì)胞癌與腎嫌色細(xì)胞癌ADC值的ROC曲線分析; C:腎透明細(xì)胞癌與腎血管平滑肌脂肪瘤ADC值的ROC曲線分析

3 討 論

腎臟腫瘤中以惡性者居多，腎細(xì)胞癌是最常見的腎臟惡性腫瘤，但是其他的病變?nèi)缫菩屑?xì)胞癌和淋巴瘤也可以表現(xiàn)為腎臟單發(fā)的實質(zhì)性腫塊[3]。腎透明細(xì)胞癌、乳頭狀腎細(xì)胞癌、腎嫌色細(xì)胞癌是腎細(xì)胞癌的3個主要亞型，分別約占70%～80%、10%～15%、5%[4]。目前，保留腎單位的手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)被逐步應(yīng)用于腎臟腫瘤的治療，對其術(shù)前影像學(xué)檢查提出了更高的要求。盡管過去影像學(xué)檢查對于腎細(xì)胞癌診斷的準(zhǔn)確性較高，但對于不同病理類型腎臟腫瘤的鑒別診斷仍然具有挑戰(zhàn)性。在這種情況下，DWI對于不同病理類型腎臟腫瘤間的鑒別診斷可能具有一定的價值[5]。

3.1 DWI需要考慮的因素和b值選擇 人體組織中水分子的彌散自由度取決于水分子所處的環(huán)境，影響水分子彌散因素主要是細(xì)胞密集度、細(xì)胞結(jié)構(gòu)(細(xì)胞膜、纖維結(jié)締組織)、細(xì)胞外間隙的大小及黏滯度等，而由于細(xì)胞膜的空間限制以及可溶性大分子的水合作用，細(xì)胞內(nèi)水分子通常表現(xiàn)為彌散度受限[6]。ADC值是指細(xì)胞內(nèi)外以及血管腔內(nèi)水分子彌散的平均值，DWI通過ADC值來量化表達(dá)組織的彌散程度。b值即擴(kuò)散敏感系數(shù)，其選擇對于DWI非常重要。理論上講當(dāng)選取的b值越高時，由于DWI對水分子的擴(kuò)散敏感增高，越能真實地反映水分子的運動，所測得的ADC值越準(zhǔn)確。但是b值升高會帶來圖像信噪比降低、偽影增多等弊端。因此，過高的b值可使低b值能夠顯示的病灶被掩蓋[7]。實際工作中b值的選擇需要綜合考慮DWI序列、場強(qiáng)、信噪比(SNR)以及測量技術(shù)等因素[8]。以往一些研究[9]指出腹部DWI掃描中，當(dāng)b值介于500～1 000 s/mm2時，此時獲得的圖像較清晰，也能較好地避免以上因素的干擾。因此，本課題選取b值為800 s/mm2。

3.2 ADC值對腎臟腫瘤性病變的診斷價值 既往一系列研究[10]認(rèn)為：腎透明細(xì)胞癌ADC值為1.1×10-3～2.4×10-3mm2/s，乳頭狀腎細(xì)胞癌ADC值為0.6×10-3～1.6×10-3mm2/s，腎嫌色細(xì)胞癌ADC值為0.8×10-3～1.5×10-3mm2/s，腎血管平滑肌脂肪瘤ADC值為0.9×10-3～1.4×10-3mm2/s，腎嗜酸細(xì)胞瘤ADC值為1.2×10-3～1.9×10-3mm2/s。本研究中所測各種類型腎臟腫瘤ADC值的范圍與上述報道基本一致。采用此范圍為標(biāo)準(zhǔn)，本研究對腎臟腫瘤的診斷準(zhǔn)確率分別為腎透明細(xì)胞癌85.38%、乳頭狀腎細(xì)胞癌82.79%、腎嫌色細(xì)胞癌83.17%、腎血管平滑肌脂肪瘤85.92%、腎嗜酸細(xì)胞瘤82.64%。

本研究發(fā)現(xiàn)不同類型腎臟腫瘤ADC值差異明顯，與既往研究[11]結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)腎透明細(xì)胞癌ADC值明顯高于乳頭狀腎細(xì)胞癌、腎嫌色細(xì)胞癌；腎透明細(xì)胞癌的ADC值明顯高于腎血管平滑肌脂肪瘤。但腎透明細(xì)胞癌ADC值與多房囊性腎細(xì)胞癌、腎嗜酸細(xì)胞瘤ADC值比較差異無統(tǒng)計意義。分析原因可能如下：(1)有活力的腫瘤細(xì)胞構(gòu)成比高，且有完整包膜，能阻止水分子的移動，從而導(dǎo)致ADC值下降，DWI上信號增高；(2)病灶內(nèi)出血及含鐵血黃素影響局部磁場改變，也會引起DWI信號下降，從而導(dǎo)致ADC值升高[12]，而腎透明細(xì)胞癌較其他亞型的腎細(xì)胞癌更易出現(xiàn)壞死和出血；(3)低b值成像時，病灶A(yù)DC值還受血流灌注影響，血供越豐富，血管灌注引起的ADC值相對越高，而腎透明細(xì)胞癌血供相對豐富。腎透明細(xì)胞癌ADC值較腎血管平滑肌脂肪瘤高，考慮主要是因為本研究以實體腫瘤為研究對象，腎血管平滑肌脂肪瘤組中納入不少非典型病例所致，并且測量ADC值時主要將感興趣區(qū)放置于病變的實質(zhì)部分，避開了血管及脂肪成分。

3.3 DWI對腎臟腫瘤性病變的鑒別診斷效能 進(jìn)一步的診斷效能ROC曲線結(jié)果表明：(1)腎透明細(xì)胞癌與乳頭狀腎細(xì)胞癌ADC值的ROC曲線下面積為0.870，當(dāng)敏感性為0.974，特異性為0.625時，約登指數(shù)最大為0.599，此時ADC值為1.485×10-3mm2/s，即ADC值為1.485×10-3mm2/s作為腎透明細(xì)胞癌與乳頭狀腎細(xì)胞癌的診斷閾值；(2)腎透明細(xì)胞癌與腎嫌色細(xì)胞癌ADC值的ROC曲線下面積為0.926，當(dāng)敏感性為0.971，特異性為0.667時，約登指數(shù)最大為0.638，此時ADC值為1.498×10-3mm2/s，即ADC值為1.498×10-3mm2/s作為腎透明細(xì)胞癌與腎嫌色細(xì)胞癌的診斷閾值；(3)腎透明細(xì)胞癌與腎血管平滑肌脂肪瘤ADC值的ROC曲線下面積為0.932，當(dāng)敏感性為0.970，特異性為0.800時，約登指數(shù)最大為0.77，此時ADC值為1.495×10-3mm2/s，即ADC值為1.495×10-3mm2/s作為腎透明細(xì)胞癌與腎血管平滑肌脂肪瘤的診斷閾值。

綜上所述，3.0 T MR-DWI成像ADC值對腎臟腫瘤性病變具有鑒別診斷價值，有利于指導(dǎo)患者治療方案的選擇。