擴(kuò)散加權(quán)成像及擴(kuò)散張量成像在腎透明細(xì)胞癌核分級(jí)中的價(jià)值

徐明哲，劉愛連，孫美玉

1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧大連 116011；2.鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射科，河南鄭州 450008；*通訊作者 劉愛連 cjr.liuailian@vip.163.com

腎臟腫瘤是泌尿系統(tǒng)最常見的腫瘤之一，其病理類型較多，以惡性腫瘤居多，其中以腎癌最多見，發(fā)病率呈逐年升高趨勢(shì)。2016年WHO將腎細(xì)胞癌分為17個(gè)亞型[1]，其中以腎透明細(xì)胞癌（clear cell renal cell carcinoma，ccRCC）最常見。根據(jù)Fuhrman核分級(jí)方法可將ccRCC分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)，不同核分級(jí)的ccRCC在外科手術(shù)中采取不同的術(shù)式，預(yù)后及轉(zhuǎn)移發(fā)生率也不同。病理檢查是診斷ccRCC核分級(jí)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但不能在術(shù)前評(píng)估中廣泛使用。本研究擬探究應(yīng)用磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）及擴(kuò)散張量成像（DTI）評(píng)價(jià)ccRCC核分級(jí)的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2012年4月—2018年1月于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院行腹部MRI檢查、經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)為ccRCC的患者47例，其中2例因配合不佳或腹腔內(nèi)較多腸氣導(dǎo)致圖像質(zhì)量不佳，3例因腫瘤內(nèi)合并明顯的出血、壞死、囊變區(qū)，最終納入42例ccRCC患者，其中男33例，女9例；年齡32～85歲，平均（59.6±12.0）歲。根據(jù)病理結(jié)果所示的Fuhrman分級(jí)將ccRCC患者分為3組：A組（Ⅰ級(jí)、Ⅰ～Ⅱ級(jí)）組14例，B組（Ⅱ級(jí)）16例，C組（Ⅲ、Ⅲ～Ⅳ級(jí)）12例。

1.2 檢查方法 3組ccRCC患者均采用1.5T（GE 1.5T Signa HDXT）MRI掃描儀，配體部8通道相控陣線圈?；颊呔谐Ｒ?guī)T1WI、T2WI抑脂掃描、LAVA增強(qiáng)掃描、DTI序列掃描。掃描參數(shù)：T1WI序列：TR 200 ms，TE 1.4 ms，層厚6.5 mm，層間距1 mm，矩陣288×170，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，激勵(lì)次數(shù)（NEX）1.0，掃描時(shí)間約17 s；T2WI抑脂序列：TR 6667 ms，TE 92.6 ms，層厚6.5 mm，層間距1 mm，矩陣256×256，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，NEX 2.0，采用呼吸觸發(fā)技術(shù)，掃描時(shí)間約2.5 min；LAVA增強(qiáng)序列：TR 5.8 ms，TE 3.1 ms，層厚5 mm，層間距2.5 mm，矩陣256×170，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，NEX 0.70，對(duì)比劑為馬根維顯（Bayer公司），經(jīng)肘前靜脈注射，劑量0.1 mmol/kg，速度2.5 ml/s。分別于注藥后16、40、70、90 s左右進(jìn)行掃描，掃描時(shí)間約2 min；DWI序列：TR 8000 ms，TE 57.5 ms，b值為0、600 s/mm2，層厚5 mm，層間距1 mm，矩陣96×130，NEX 4.0；DTI采用平面回波序列，在6個(gè)正交方向施加擴(kuò)散梯度，b值為0、600 s/mm2，層厚4 mm，層間距1 mm，矩陣192×128，NEX 2.0，掃描時(shí)間約2 min。

1.3 圖像分析與測(cè)量 由2名放射科醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行圖像分析和測(cè)量。采用ADW 4.6工作站的Functool后處理軟件進(jìn)行圖像處理，生成DWI的表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）圖及DTI的ADC圖和各向異性分?jǐn)?shù)（FA）圖，對(duì)照LAVA增強(qiáng)圖像識(shí)別出強(qiáng)化的腫瘤實(shí)性成分，分別在相對(duì)應(yīng)層面的ADC圖和FA圖中的ccRCC病灶實(shí)質(zhì)部分放置感興趣區(qū)（ROI），避開血管、囊變、壞死區(qū)，ROI面積大于病灶的1/3，取2次測(cè)量平均值進(jìn)行分析。分別測(cè)量各ROI的ADCDWI值、ADCDTI值及FA值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，采用Shapiro-Wilk正態(tài)分布檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)性，以P>0.05表示數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）檢驗(yàn)2名觀察者所測(cè)數(shù)據(jù)的一致性，如一致性良好，采用兩者的平均值進(jìn)行后續(xù)比較。使用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，若符合正態(tài)分布則使用單因素方差分析比較3組ADCDWI值、ADCDTI值及FA值的差異，若差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，再使用校正獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間兩兩比較，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 觀察者測(cè)量數(shù)據(jù)的一致性 2名觀察者測(cè)量各參數(shù)的一致性良好（ICC值均>0.75，表1）。故采用2名觀察者所測(cè)數(shù)據(jù)的均值進(jìn)行后續(xù)比較。

表1 2名觀察者所測(cè)定量數(shù)據(jù)的一致性ICC檢驗(yàn)（±s）

表1 2名觀察者所測(cè)定量數(shù)據(jù)的一致性ICC檢驗(yàn)（±s）

注：ICC為組內(nèi)相關(guān)系數(shù)，DWI為擴(kuò)散加權(quán)成像，DTI為擴(kuò)散張量成像，ADC為表觀擴(kuò)散系數(shù)；ADCDWI為DWI的ADC值，ADCDTI為DTI的ADC值

分組 序列 參數(shù) 觀察者1 觀察者2 ICC DWI ADCDWI（×10-3 mm2/s） 2.22±0.44 2.22±0.40 0.986 A組（n=14） DTI ADCDTI（×10-3 mm2/s） 2.40±0.35 2.40±0.33 0.992 FA 0.19±0.06 0.20±0.05 0.926 DWI ADCDWI（×10-3 mm2/s） 1.89±0.35 1.89±0.35 0.991 B組（n=16） DTI ADCDTI（×10-3 mm2/s） 2.03±0.37 2.04±0.39 0.984 FA 0.19±0.08 0.19±0.09 0.986 C組（n=12） DWI ADCDWI（×10-3 mm2/s） 1.59±0.40 1.59±0.40 0.993 DTI ADCDTI（×10-3 mm2/s） 1.68±0.36 1.67±0.38 0.984 FA 0.21±0.08 0.19±0.09 0.961

2.2 DWI及DTI序列各參數(shù)在ccRCC各分級(jí)的比較 ADCDWI值和ADCDTI值在3組ccRCC之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均<0.01）；3組間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表2）。隨著ccRCC核分級(jí)的增高，ADCDWI值和ADCDTI值逐漸減低。FA值在ccRCC 3組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05，圖1、2）。

表2 3組ccRCC患者不同級(jí)別ADCDWI、ADCDTI及FA值及各組內(nèi)比較結(jié)果（±s）

表2 3組ccRCC患者不同級(jí)別ADCDWI、ADCDTI及FA值及各組內(nèi)比較結(jié)果（±s）

注：ADC為表觀擴(kuò)散系數(shù)；ADCDWI為DWI的ADC值，ADCDTI為DTI的ADC值；與A組比較，*P<0.05，#P<0.01；與B組比較，&P<0.05

分組 例數(shù) ADCDWI（×10-3 mm2/s） ADCDTI（×10-3 mm2/s） FA A組 14 2.22±0.42 2.40±0.34 0.20±0.05 0.19±0.08 C組 12 1.59±0.40#& 1.68±0.37#& 0.20±0.09 B組 16 1.89±0.35* 2.03±0.38# F值 8.381 11.665 0.013 P值 0.001 ＜0.001 ＞0.05

圖1 男，64歲，左腎ccRCC（箭），F(xiàn)uhrman Ⅱ級(jí)。T1WI示病灶呈等信號(hào)（A）；T2WI抑脂圖示病灶呈等信號(hào)（B）；DWI圖示病灶呈略高信號(hào)（C）；DTI圖示病灶呈等信號(hào)（D）；動(dòng)脈期增強(qiáng)圖示病灶呈明顯強(qiáng)化（E）；ADCDWI重建圖示ADCDWI值為1.93×10-3 mm2/s（F）；ADCDTI重建圖示ADCDTI值為2.13×10-3 mm2/s（G）；FA重建圖示FA值為0.19（H）

圖2 男，52歲，右腎ccRCC（箭），F(xiàn)uhrman Ⅲ級(jí)。T1WI圖示病灶呈等信號(hào)（A）；T2WI抑脂圖示病灶呈等、稍高信號(hào)（B）；DWI圖示病灶呈略高信號(hào)（C）；DTI圖示病灶呈等信號(hào)（D）；動(dòng)脈期增強(qiáng)圖示病灶呈明顯強(qiáng)化（E）；ADCDWI重建圖示ADCDWI值為1.48×10-3 mm2/s（F）；ADCDTI重建圖示ADCDTI值為1.50×10-3 mm2/s（G）；FA重建圖示FA值為0.13（H）

3 討論

近年來，腎癌的發(fā)病率逐漸升高[2]，臨床上腎癌的主要治療方案是手術(shù)切除，包括腎部分切除術(shù)及根治性腎切除術(shù)，前者與后者相比能保留部分腎功能。然而，腎癌外科手術(shù)方式的選擇取決于腎癌的組織病理學(xué)結(jié)果，其中腫瘤細(xì)胞核分級(jí)、細(xì)胞密度、細(xì)胞類型等均為評(píng)價(jià)腫瘤預(yù)后的參數(shù)[3-4]，增殖細(xì)胞核抗原Ki-67的存在預(yù)示著腎癌的預(yù)后較差[5-7]。目前，F(xiàn)uhrman分級(jí)是臨床診斷中應(yīng)用最廣泛的評(píng)價(jià)ccRCC分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)[8]，將ccRCC分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)，其中Ⅰ級(jí)為細(xì)胞分化最高，預(yù)后較好；而Ⅳ級(jí)為細(xì)胞分化最差，預(yù)后差。Ghavamian等[3]研究表明ccRCC核分級(jí)結(jié)果為手術(shù)方式的選擇提供參考，核分級(jí)為Ⅰ～Ⅱ級(jí)的ccRCC可適用部分腎切除術(shù)，核分級(jí)為Ⅲ～Ⅳ級(jí)者可適用根除性腎臟切除手術(shù)。

目前，腎癌的組織病理學(xué)改變僅能通過術(shù)前腎活檢進(jìn)行評(píng)估，但其為有創(chuàng)檢查，存在引發(fā)相關(guān)并發(fā)癥的潛在可能，并且活檢所得病理學(xué)結(jié)果與所取樣的少許腫瘤組織相關(guān)，從而影響對(duì)整個(gè)腫瘤組織病理學(xué)改變的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，對(duì)具有潛在侵襲性腫瘤的診斷有一定的局限性。因此，使用無創(chuàng)性影像學(xué)成像實(shí)現(xiàn)術(shù)前評(píng)估腎癌的核分級(jí)是首選方案[9-10]。

近年來，功能MRI迅速發(fā)展，多種功能成像不需使用對(duì)比劑，可避免MRI增強(qiáng)掃描所致對(duì)比劑過敏及對(duì)腎臟的損傷，且能得到定量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多種指標(biāo)的精準(zhǔn)定量，使MRI不僅能夠反映腎臟的形態(tài)學(xué)變化，還能反映腎臟功能的變化，為影像學(xué)診斷提供更多、更有效和定量的信息。DWI是反映活體組織內(nèi)水分子由于布朗運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)情況的功能成像方法，能夠無創(chuàng)性地反映組織細(xì)胞水平的微觀結(jié)構(gòu)，其ADC值可定量評(píng)價(jià)水分子在活體組織中的擴(kuò)散情況[11-12]。DTI是基于DWI更新的成像技術(shù)，既能測(cè)量組織的擴(kuò)散量，又能評(píng)價(jià)組織內(nèi)水分子的各向異性[13]，其常用參數(shù)有ADC值及FA值，其中FA值反映水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向性，描述水分子在三維空間的擴(kuò)散方式。FA值與擴(kuò)散方向異性程度之間呈正相關(guān)（FA=0～1）[14]，當(dāng)FA值趨于0時(shí)，表明水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)趨于各向同性；FA值趨于1，表示擴(kuò)散趨于各向異性。當(dāng)生理病理改變或病變組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞密度或細(xì)胞內(nèi)核/漿比例發(fā)生改變時(shí)，水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)則會(huì)發(fā)生變化[15-17]，因此，可利用DTI測(cè)量組織的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而反映病變組織與正常組織的差異，為疾病的診斷提供更多的信息。

既往研究顯示，ADC值可鑒別腎細(xì)胞癌的不同亞型，ccRCC的ADC值高于腎乳頭狀細(xì)胞癌及腎嫌色細(xì)胞癌等亞型，并有助于預(yù)測(cè)ccRCC分級(jí)[18-19]。Maruyama等[20]報(bào)道ccRCC的ADC值與病理級(jí)別呈負(fù)相關(guān)。有研究表明ccRCC具有較大范圍的ADC值，其中高級(jí)別ccRCC的ADC值較低，而低級(jí)別ccRCC的ADC值較高[21-23]。本研究結(jié)果與以往研究結(jié)果一致。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對(duì)較高分化組ccRCC的ADCDWI值和ADCDTI值最大，而相對(duì)低分化組ccRCC的ADCDWI值和ADCDTI值最小，即隨著ccRCC核分級(jí)的增高，ADCDWI值和ADCDTI值均逐漸減低，其原因是隨著腫瘤惡性程度的升高，腫瘤細(xì)胞快速增殖，使腫瘤細(xì)胞和亞細(xì)胞物質(zhì)含量增多，核/漿比例增大，腫瘤細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞外間隙變小，細(xì)胞外間隙內(nèi)的液體量減少，組織內(nèi)的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)更受限，此外，相對(duì)較低級(jí)別的腫瘤含有大量糖原，但較高級(jí)別腫瘤內(nèi)糖原較少，且腫瘤組織內(nèi)細(xì)胞器增多[24]，這一差異亦可能影響水分子在細(xì)胞內(nèi)的擴(kuò)散，從而使ADC值減低。

目前，應(yīng)用DTI的FA值鑒別ccRCC分級(jí)的研究尚少，有研究報(bào)道FA值與ccRCC的核分級(jí)呈負(fù)相關(guān)[25-26]，其原因可能是：盡管較高級(jí)別ccRCC的惡性程度高，供應(yīng)腫瘤快速生長的新生微血管豐富[27]，這些微血管交錯(cuò)排列改變了正常腎實(shí)質(zhì)內(nèi)導(dǎo)致各向異性的管道結(jié)構(gòu)，而使較高級(jí)別ccRCC的FA降低。而本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)DTI的FA值在ccRCC不同分化組間無顯著差異，其原因可能是較高級(jí)別的ccRCC由于其快速增殖的細(xì)胞需要更多的氧及其他營養(yǎng)物質(zhì)，更容易因缺氧使其腫瘤中心合并壞死、囊變，因此導(dǎo)致腫瘤內(nèi)部分組織的水分子擴(kuò)散更趨于各向同性，使腫瘤整體的FA值出現(xiàn)一定程度的增大?？傊?，DTI在評(píng)價(jià)ccRCC核分級(jí)方面仍具有一定的爭議，需要進(jìn)一步、更大樣本量的研究，以得出更具有可信度的研究結(jié)果。

本研究的不足之處：本研究病例中，F(xiàn)uhrman Ⅰ及Ⅳ級(jí)ccRCC病例數(shù)少，有待更大樣本進(jìn)一步研究Fuhrman各分級(jí)之間的差異。

總之，DWI和DTI既具有無需注射對(duì)比劑、能夠?qū)崿F(xiàn)定量分析的優(yōu)勢(shì)，并且兩者的ADC值均能對(duì)ccRCC核分級(jí)的評(píng)價(jià)具有一定的價(jià)值，但DTI的FA值在評(píng)估ccRCC核分級(jí)方面仍具有一些爭議，需要今后進(jìn)行更大樣本量的研究進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)論。