3.0T磁共振ADC值及DCE-MRI定量分析對(duì)頸部良惡性淋巴結(jié)鑒別診斷

滿育平， 馬隆佰， 吳春梅， 周平婷， 韋強(qiáng)

頸部淋巴結(jié)腫大是臨床的常見癥狀，治療前的影像學(xué)定性診斷是臨床治療的重要依據(jù)[1]。MRI具有軟組織分辨率高、無(wú)創(chuàng)傷等特點(diǎn)，目前已成為頸部影像檢查的主要手段之一，既往較多文獻(xiàn)采用常規(guī)MRI對(duì)頸部良惡性淋巴結(jié)的形態(tài)學(xué)特征(部位、大小、形態(tài)、數(shù)量、邊界等)的差異性進(jìn)行了詳細(xì)的描述[2，3]，近年擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)在頸部淋巴病變報(bào)道亦逐漸增多[4]，而采用動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced,DCE-MRI)在頸部良性淋巴結(jié)鑒別診斷的報(bào)道相對(duì)較少，尤其采用DWI與DCE-MRI共同研究更為少見。本文通過(guò)回顧性分析頸部良惡性淋巴結(jié)病變的3.0T磁共振ADC值、DCE-MRI的定量參數(shù)影像資料，分析各自的影像特點(diǎn)，旨在為臨床提供更準(zhǔn)確的診斷依據(jù)。

材料與方法

1.一般資料

搜集2016年5月-2018年4月的頸部淋巴結(jié)腫大患者70例(男46例、女24例，年齡 17～74歲，平均年齡45.7歲)的3.0T磁共振ADC值、DCE-MRI的定量參數(shù)影像學(xué)資料。良性淋巴結(jié)30例(104枚)，其中淋巴結(jié)結(jié)核16例(62枚)，淋巴結(jié)炎8例(23枚)，反應(yīng)性淋巴結(jié)增生6例(19枚)。惡性淋巴結(jié)40例(150枚)，其中鼻咽癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移28例(108枚)，扁桃體癌2例(7枚)，喉癌3例(8枚)，甲狀腺癌3例(6枚)，淋巴瘤4例(21枚)。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①檢查前未針對(duì)頸部淋巴病變進(jìn)行外科治療；②檢查序列完整，包括常規(guī)MR、DWI及DCE-MRI；③圖像清晰，無(wú)影響診斷偽影；④淋巴結(jié)中央大部分壞死致無(wú)法測(cè)量者不納入本組。⑤有病理結(jié)果或臨床治療隨訪證實(shí)。所有受檢者均簽署知情同意書。

2.MR設(shè)備及掃描方案

采用Siemens Skyra 3.0T超導(dǎo)磁共振儀,軸面DWI序列:采用單次激勵(lì)自旋平面回波像，TR 13000 ms，TE 98 ms，視野229 mm×229 mm，b 值取0、600、800和1000 s/mm2，層厚5 mm，間距0.5 mm；DCE-MRI序列:采用三維容積內(nèi)插快速擾相梯度回波序列，TR 5.08 ms，TE 1.85 ms，翻轉(zhuǎn)角150°，視野229 mm×229 mm，層厚5 mm，間距0.5 mm。參照常規(guī)MRI平掃圖像，以目標(biāo)淋巴結(jié)為中心平掃2個(gè)序列后高壓注射器經(jīng)肘靜脈團(tuán)注注入Gd-DTPA對(duì)比劑，隨后追加20 mL生理鹽水沖管，連續(xù)40個(gè)序列的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描。對(duì)比劑劑量 0.2 mmoL/kg，注射流率2.0 mL/s，總時(shí)間5 min 15 s。

3.圖像處理

由2名中級(jí)以上放射科醫(yī)師獨(dú)立分析影像資料，對(duì)測(cè)量數(shù)值進(jìn)行kappa檢驗(yàn)一致性較好后取平均值。DWI觀察指標(biāo)：不同b值的DWI信號(hào)、表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值測(cè)定。DCE-MRI運(yùn)用Siemens Syngo MMWP (Syngo Multi-Modality Workplace)工作站中Tissue 4D軟件包Tofts兩室模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，觀察指標(biāo)包括：容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(Ktrans)、速率常數(shù)(Kep)、血管外細(xì)胞外間隙容積比(Ve)等3個(gè)定量參數(shù)。同一病例測(cè)量ADC值參照DCE-MRI的感興趣區(qū)(region of interest,ROI)的位置及大小，取在實(shí)質(zhì)病灶動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像強(qiáng)化最明顯區(qū)域，避開腫瘤內(nèi)的囊變、壞死區(qū)，ROI大小約30～36 mm2，以b=800 s/mm2測(cè)量ADC值3次取均值。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。對(duì)頸部良惡性淋巴結(jié)兩組間ADC值與Ktrans、Kep、Ve值進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)后，所得參數(shù)均符合正態(tài)分布，遂各組間ADC值、Ktrans、Kep、Ve值的均值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，t檢驗(yàn)比較結(jié)果中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的ADC與Kep、Ve之間的比較采用直線相關(guān)分析；以ADC與Kep、Ve值診斷頸部良惡性淋巴結(jié)的敏感性和特異性為研究對(duì)象，繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)來(lái)確定對(duì)頸部良惡性淋巴結(jié)的診斷效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

頸部良惡性淋巴結(jié)的ADC值、DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans、Kep、Ve 值比較如表1。

表1 頸部良惡性淋巴結(jié)ADC值、Ktrans、Kep、Ve值兩樣本比較

本研究組頸部良惡性淋巴結(jié)ADC均值分別為1.285×10-3mm2/s(圖1a)，0.800×10-3mm2/s(圖2a)，兩兩比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.685，P=0.000)。ROC曲線分析顯示為ADC以0.927×10-3mm2/s為閾值，DWI鑒別診斷頸部良惡性淋巴結(jié)敏感度88.5%、特異度76.0%、準(zhǔn)確率89.6%(圖3)。DCE-MRI定量參數(shù)分析中，良性淋巴結(jié)的Ktrans、Kep值低，Ve值高(圖1b)，病理圖片上顯示細(xì)胞外間隙寬(圖1c)；而惡性淋巴結(jié)的Ktrans、Kep值高，Ve值低(圖2b)，病理圖片顯示細(xì)胞外間隙相對(duì)較窄(圖2c)。兩者的Kep 、Ve值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，Ktrans值之間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Ve以0.608為閾值，鑒別診斷敏感度78.8%、特異度80.0%、準(zhǔn)確率82.4%(圖3)；Kep以0.941min-1為閾值，兩者鑒別診斷敏感度19.2%、特異度64.0%、準(zhǔn)確率30.4%(圖4)；ADC值聯(lián)合Ve值診斷頸部惡性淋巴結(jié)敏感度64%、特異度69.2%、正確率66.1%、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值98%、陰性預(yù)測(cè)值88.9%、假陽(yáng)性率1.9%、假陰性率6%；ADC值聯(lián)合Kep、Ve值診斷頸部惡性淋巴結(jié)敏感度18%、特異度62.2%、正確率89%、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值100%、陰性預(yù)測(cè)值95.4%、假陽(yáng)性率0%、假陰性率2%。

圖1頸部淋巴結(jié)結(jié)核。a) ADC值(1.108±0.284)×10-3mm2/s(箭)； b) 結(jié)核灶ROI的Ktrans偽彩圖示病灶內(nèi)以藍(lán)色為主的混雜染色改變，表現(xiàn)為病灶具有相對(duì)較低的Ktrans值的特點(diǎn)，Ktrans值為0.389min-1；c) 結(jié)核灶病理(HE×200)示細(xì)胞外間隙寬。

圖2頸部淋巴瘤。a) ADC圖上信號(hào)較低，病灶ROI的ADC值(0.595±0.086)×10-3mm2/s(箭)；b) 淋巴瘤灶ROI的Ktrans值偽彩圖示病灶內(nèi)以紅色為主的混雜染色改變，表現(xiàn)為病灶具有相對(duì)較高的Ktrans值的特點(diǎn)，Ktrans值為15.544min-1(箭)；c) 淋巴瘤病理(HE×200)示細(xì)胞外間隙窄。圖3ADC值與Ve值診斷頸部良惡性淋巴結(jié)的敏感性和特異性的ROC曲線。圖4Kep值診斷頸部良惡性淋巴結(jié)的敏感性和特異性的ROC曲線。

本研究組頸部良惡性淋巴結(jié)ADC與Kep、Ve值的直線相關(guān)性分析如表2。

表2 頸部良惡性淋巴結(jié)的ADC、Kep、Ve值的相關(guān)性分析

頸部良惡性淋巴結(jié)組的ADC與Kep相關(guān)性分析，r=-0.206，P=0.039；ADC與Ve相關(guān)性分析，r=0.335，P=0.001；Kep與Ve相關(guān)性分析，r=-0.249，P=0.012。兩兩間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，顯示ADC和Kep、Ve值聯(lián)合應(yīng)用對(duì)頸部良惡性淋巴結(jié)影像學(xué)診斷有較強(qiáng)相關(guān)性。

討 論

常規(guī)MRI通過(guò)分析頸部淋巴結(jié)的部位、大小、形態(tài)、數(shù)量、邊界、內(nèi)部信號(hào)等方式，能對(duì)頸部淋巴結(jié)的良惡性作出初步判斷。惡性淋巴結(jié)的大小多>2 cm，某一區(qū)域的淋巴結(jié)數(shù)>3枚提示惡性，病變邊緣毛糙，突破包膜提示惡性，病變內(nèi)出現(xiàn)壞死灶提示惡性[5]。參照歐洲放射腫瘤學(xué)協(xié)會(huì)2013年頸部淋巴結(jié)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)[6]，對(duì)于疑似轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的病變，常規(guī)MRI可以根據(jù)頸部特定區(qū)域的淋巴結(jié)引流范圍，找到原發(fā)病灶。然而一些良性淋巴結(jié)同樣也可以出現(xiàn)以上諸多特征(如結(jié)核)[7]，常規(guī)MRI對(duì)良惡性淋巴結(jié)的判斷指標(biāo)中存在較多重疊性，需要從其他MR序列中提供更多的診斷數(shù)據(jù)。

DWI從微觀角度觀察人體組織間水分子交換的狀態(tài)，不僅能提供病變組織的信號(hào)特點(diǎn)，也可以通過(guò)ADC值來(lái)定量分析不同病理學(xué)特征的頸部淋巴結(jié)性質(zhì)。Xing等[4,8]報(bào)道ADC值的差異可作為指導(dǎo)臨床對(duì)頸部良惡性淋巴結(jié)評(píng)估及預(yù)測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道中不同b值上的ADC值測(cè)量的數(shù)值存在一定的偏差[9]，臨床研究中沒有形成統(tǒng)一的界定數(shù)值。本組研究以b值800 s/mm2，DWI圖信噪比較好，圖像觀察較為滿意。以b值800 s/mm2測(cè)量ADC值診斷頸部良惡性淋巴結(jié)的效能較高，與于紅梅等[10]報(bào)道較為一致；本組研究結(jié)果顯示頸部良性淋巴結(jié)的ADC均值為1.285×10-3mm2/s，頸部惡性淋巴結(jié)的ADC均值為0.800×10-3mm2/s，頸部良性淋巴結(jié)的平均ADC值明顯高于惡性淋巴結(jié)的平均ADC值[4]，提示頸部惡性淋巴結(jié)具有ROI內(nèi)病變組織細(xì)胞密度高、細(xì)胞核漿比例大、組織液粘稠度高，水分子擴(kuò)散受限相對(duì)明顯，ADC值相對(duì)較小的特性[11]。 ROC曲線分析顯示ADC以0.927×10-3mm2/s為閾值，鑒別診斷頸部良惡性淋巴結(jié)敏感度88.5%、特異度76.0%、準(zhǔn)確率89.6%，在頸部良惡性淋巴結(jié)診斷中具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值，與既往研究報(bào)道的良性淋巴結(jié)ADC均值為1.072×10-3mm2/s，惡性淋巴結(jié)ADC均值為0.875×10-3mm2/s較為一致[12]。

DCE-MRI定量分析是在靜脈注射小分子順磁性對(duì)比劑，通過(guò)觀察、分析對(duì)比劑經(jīng)病變興趣區(qū)動(dòng)脈、毛細(xì)血管進(jìn)入血管外組織細(xì)胞外間隙，再由血管外組織細(xì)胞外間隙回流到靜脈的整個(gè)過(guò)程，能快速、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)被檢部位組織T1弛豫時(shí)間動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)，同時(shí)運(yùn)用假定的藥代動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出ROI組織灌注或微循環(huán)滲透性的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)在細(xì)胞分子功能水平上反映組織血管分布、血流灌注等生理信息的作用[13]。定量分析常用的參數(shù)有Ktrans 、Kep、Ve值，Ktrans值取決于微血管生成及血管通透性;Ve值的高低取決于微血管外組織細(xì)胞外間隙大小；Kep值反應(yīng)了單位時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑回流進(jìn)入微血管的量，三者的關(guān)系為Kep=Ktrans/Ve。在DCE-MRI早期，對(duì)比劑主要分布于血管內(nèi)，信號(hào)強(qiáng)度與腫瘤血管生成程度與結(jié)構(gòu)(microvessel structure，MVS)有關(guān)，病變組織內(nèi)的新生血管壁發(fā)育不完善，血管壁間隙增寬，從血管內(nèi)進(jìn)入組織細(xì)胞外間隙的對(duì)比劑量多，Ktrans值越大；在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)晚期，對(duì)比劑主要分布于組織細(xì)胞外間隙，與微血管通透性和密度(microvessel denisity，MVD)有關(guān) ，微血管的密度及通透性越高，單位時(shí)間內(nèi)回流進(jìn)入微血管的造影劑量越大，Kep值越大[14]。本研究通過(guò)測(cè)量DCE-MRI各參數(shù)值發(fā)現(xiàn)良性淋巴結(jié)的Ktrans、Kep值低，Ve值高，而惡性淋巴結(jié)的Ktrans、Kep值高，Ve值低，提示惡性淋巴結(jié)ROI內(nèi)的病變組織新生血管發(fā)育程度相對(duì)良性更不完善，病變組織內(nèi)細(xì)胞密度高，血管外組織細(xì)胞外間隙小的特點(diǎn)。本研究中Kep以0.941min-1為閾值，兩者鑒別診斷敏感度19.2%、特異度64.0%、準(zhǔn)確率30.4%；Ve以0.608為閾值，鑒別診斷敏感度78.8%、特異度80.0%、準(zhǔn)確率82.4%，提示Ve值在定量參數(shù)分析中具有較高的敏感性和特異性，具有較高的診斷價(jià)值，而Kep的作用較小，Ktrans值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析原因有炎癥與腫瘤所引起血管內(nèi)皮及功能改變等生物學(xué)行為存在類似有關(guān)[15]。由某種抗原引起的反應(yīng)性淋巴結(jié)增生，增生濾泡間小血管增多，血供較豐富，而淋巴結(jié)結(jié)核增殖區(qū)內(nèi)也可以發(fā)生血管閉塞性脈管炎，管腔狹窄甚至消失，這些因素會(huì)導(dǎo)致良性淋巴結(jié)內(nèi)Ktrans和Kep值產(chǎn)生相應(yīng)改變，還有腫瘤惡性淋巴結(jié)微環(huán)境存在很大異質(zhì)性，如僅僅計(jì)算病灶的平均參數(shù)值往往不能準(zhǔn)確反映出病灶的病理生理學(xué)信息[16]。Issa等[17]以病灶內(nèi)不同Ktrans變量值的分布情況來(lái)代表腫瘤異質(zhì)性的大小，發(fā)現(xiàn)良惡性病灶間的Ktrans值分布亦存在顯著差異。由此可見病灶某一區(qū)域的定量參數(shù)值并不能完全反應(yīng)整個(gè)病灶的代謝情況。

在頸部良惡性淋巴結(jié)影像診斷中ADC值應(yīng)用價(jià)值得到大多研究者的肯定，而ADC值聯(lián)合定量動(dòng)態(tài)增強(qiáng)參數(shù)的報(bào)道較少，它們之間的相關(guān)性報(bào)道更少。本研究組ADC值聯(lián)合Ve值診斷頸部惡性淋巴結(jié)敏感度64%、特異度69.2%、正確率66.1%、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值98%、陰性預(yù)測(cè)值88.9%、假陽(yáng)性率1.9%、假陰性率6%；ADC值聯(lián)合Kep、Ve值診斷頸部惡性淋巴結(jié)敏感度18%、特異度62.2%、正確率89%、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值100%、陰性預(yù)測(cè)值95.4%、假陽(yáng)性率0%、假陰性率2%。病變?cè)诓煌±頃r(shí)期所生成的新生血管數(shù)量、血管壁完善程度不一致，正常淋巴結(jié)受病變累及的范圍不一致，淋巴結(jié)內(nèi)出現(xiàn)壞死灶的大小也不一致，導(dǎo)致相同病理類型、相同ROI內(nèi)測(cè)量所得ADC、Kep、Ve值的高低不一致，有待對(duì)不同類型、不同病理時(shí)期良惡性淋巴結(jié)的DWI和DCE-MRI定量參數(shù)值進(jìn)一步研究。然而多個(gè)定量參數(shù)值的聯(lián)合應(yīng)用有效提高了對(duì)頸部惡性淋巴結(jié)的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值，降低了假陽(yáng)性率和假陰性率。頸部良惡性淋巴結(jié)ADC和Kep、Ve值的直線相關(guān)分析中，ADC與Kep顯示負(fù)相關(guān)，r=-0.206，P=0.039；ADC與Ve正相關(guān)，r=0.335，P=0.001；Kep與Ve負(fù)相關(guān)，r=-0.249，P=0.012。兩兩間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，顯示頸部良惡性淋巴結(jié)的ADC和Kep、Ve值之間有一定相關(guān)性?？赡軞w結(jié)于頸部病變組織結(jié)構(gòu)中，相同單位體積的ROI內(nèi)惡性淋巴結(jié)具有病變組織細(xì)胞密度高、細(xì)胞核漿比例大、組織液粘稠度高，水分子擴(kuò)散受限相對(duì)明顯，從而導(dǎo)致ADC 值相對(duì)較小，而相同單位體積內(nèi)新生血管多，走行紆曲，血管壁發(fā)育不完善、間隙增寬，單位時(shí)間內(nèi)從微血管進(jìn)入血管外組織細(xì)胞外間隙內(nèi)的對(duì)比劑量增多，回流進(jìn)入微血管的量增多，相應(yīng)Kep值越高，顯示ADC與Kep呈負(fù)相關(guān)性；單位體積內(nèi)細(xì)胞分布密集，相應(yīng)組織細(xì)胞外間隙Ve值減少，水分子擴(kuò)散受限程度高，相應(yīng)的ADC值低，顯示ADC值與Ve呈正相關(guān)性；頸部惡性淋巴結(jié)病變組織中，單位時(shí)間內(nèi)從微血管進(jìn)入血管外組織細(xì)胞外間隙內(nèi)的對(duì)比劑量較良性多，由于Ve值越小，單位時(shí)間內(nèi)回流進(jìn)入微血管的量相應(yīng)也多，顯示Kep與Ve值呈負(fù)相關(guān)。

本組研究ADC和Ve值在頸部良惡性淋巴結(jié)診斷中具有的較高的敏感性和特異性，兩者差異性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，ADC和Kep、Ve值之間有一定相關(guān)性，ADC值聯(lián)合DCE-MRI定量參數(shù)指標(biāo)對(duì)良惡性淋巴結(jié)的診斷具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。局限性在于選取的良惡性淋巴結(jié)病例類型的多樣性，某一類病例的多寡影響平均值高低的變化，有待進(jìn)一步對(duì)某一類型的良性或惡性淋巴結(jié)進(jìn)行大數(shù)量的統(tǒng)計(jì)分析；其次各文獻(xiàn)中定量分析采用的生物學(xué)模型各有不同[18]，ROI大小的選擇差異，以及檢測(cè)中時(shí)間分辨率的局限性，無(wú)法反應(yīng)對(duì)比劑在整個(gè)病灶中的完全代謝情況。以上因素的影響導(dǎo)致對(duì)病灶組織生理特征的評(píng)價(jià)與實(shí)際可能存在誤差。