MRI新技術(shù)在腮腺腫瘤中的應(yīng)用進(jìn)展

王藝華，王麗君

作者單位：大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，大連 116011

腮腺是人體最大的唾液腺，腮腺腫瘤約占唾液腺腫瘤的70%[1]。腫瘤類型較多，僅依靠臨床特征難以鑒別，但治療前腫瘤良惡性的確定與手術(shù)方法的選擇密切相關(guān)，即便是良性腫瘤中常見的多形性腺瘤和Warthin 瘤的手術(shù)方式也不盡相同，因此術(shù)前準(zhǔn)確診斷對(duì)于臨床治療非常重要。

MRI有較好的軟組織分辨率，已經(jīng)廣泛用于腮腺的形態(tài)學(xué)等方面的評(píng)估，但由于部分腫瘤在影像學(xué)表現(xiàn)上存在重疊，導(dǎo)致常規(guī)MRI技術(shù)在腮腺腫瘤的鑒別診斷上存在爭(zhēng)議[2]。近年來，磁共振擴(kuò)散成像、動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling,ASL）、磁敏感加權(quán)成像（susceptibility-weighted imaging,SWI）、酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移加權(quán)成像（amide proton transfer weighted imaging, APTw）等新技術(shù)及影像組學(xué)等研究的不斷發(fā)展，不僅僅可以評(píng)估腫瘤的形態(tài)、范圍，還可以提供腫瘤結(jié)構(gòu)組成、血供情況以及代謝等方面的信息，提高了腫瘤診斷的準(zhǔn)確率，對(duì)臨床治療方法的選擇以及疾病預(yù)后的評(píng)估有一定的指導(dǎo)意義，本文就MRI 新技術(shù)及影像組學(xué)在腮腺腫瘤診斷方面的新進(jìn)展進(jìn)行綜述，期望可以對(duì)腮腺腫瘤的術(shù)前診斷和治療提供幫助。

1 磁共振擴(kuò)散成像

磁共振擴(kuò)散成像包括擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging, DWI）、擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging,DTI）、擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging, DKI）、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion, IVIM）成像等。DWI是反映水分子運(yùn)動(dòng)的常用方法，已廣泛應(yīng)用于腮腺腫瘤的診斷中，通常惡性腫瘤細(xì)胞較為密集，其表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient, ADC）值要明顯低于良性腫瘤。但腮腺腫瘤病理類型復(fù)雜，不同研究在探討DWI鑒別診斷方面得出的結(jié)論缺乏一致性[3-6]。其中，Warthin 瘤作為良性腫瘤，具有嗜酸性上皮及淋巴間質(zhì)，細(xì)胞密集，DWI呈明顯高信號(hào)，其ADC 值較低，而化生型Warthin 瘤的嗜酸性上皮可以被鱗狀細(xì)胞或黏液細(xì)胞取代，在影像上表現(xiàn)為惡性征象，給鑒別診斷造成一定的干擾。因此有學(xué)者[7]探究腮腺腫瘤DWI、動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)（dynamic contrast enhancement, DCE）特征及其臨床特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)腮腺惡性腫瘤的ADC 值明顯高于Warthin瘤，但在此基礎(chǔ)上，結(jié)合DCE相關(guān)參數(shù)達(dá)峰時(shí)間（Tpeak）及流出率（wash-out ratio, WR），惡性腫瘤多發(fā)生于腮腺深葉、單發(fā)并伴有腫大淋巴結(jié)的特點(diǎn)，可以將Warthin 瘤與惡性腫瘤診斷敏感度提高到100%。另外將T1WI、T2WI、ADC 等相結(jié)合可以將化生型Warthin 瘤與其他良惡性腫瘤進(jìn)行鑒別，其中化生型Warthin瘤的ADC值明顯低于多形性腺瘤[8]。

相比于DWI，DTI、DKI 作為反映水分子微觀擴(kuò)散的新技術(shù)，更真實(shí)客觀描述了腫瘤內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化。DTI不僅描述了分子擴(kuò)散的程度，還可以反映分子擴(kuò)散的方向性，目前常用的參數(shù)為各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy, FA）及平均擴(kuò)散率（mean diffusivity, MD），是反映各向異性的良好指標(biāo)。有研究[9]將DTI 與DWI 相比較，發(fā)現(xiàn)FA 對(duì)腫瘤良惡性的診斷效能較ADC 更高，推測(cè)Warthin 瘤各向異性較小，惡性腫瘤的各向異性較大，在鑒別Warthin 瘤及惡性腫瘤方面，F(xiàn)A可能較ADC 更有意義。DKI 是一種基于水分子擴(kuò)散非高斯分布理論的技術(shù)，其中D 為基于非高斯分布的擴(kuò)散相關(guān)系數(shù)，與腫瘤細(xì)胞密度呈明顯負(fù)相關(guān)，Huang 等[10]測(cè)量了DCE 與DKI 定量參數(shù)，發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤的D值明顯低于良性腫瘤。DWI生成的ADC值包括了擴(kuò)散和灌注效應(yīng)，尤其在低b值更易受到灌注的影響，IVIM 通過多b 值的雙指數(shù)模型計(jì)算出組織真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)（D）、偽擴(kuò)散系數(shù)（D*）、灌注分?jǐn)?shù)（f），能夠同時(shí)定量評(píng)估組織的擴(kuò)散及血管灌注情況，彌補(bǔ)了ADC的不足。其中D代表細(xì)胞外純水分子的擴(kuò)散，D*與f則與灌注相關(guān)，顯示更多與組織微循環(huán)相關(guān)的信息。Patella等[11]提取病灶DCE與IVIM 直方圖特征探討Warthin 瘤和多形性腺瘤的組織異質(zhì)性的關(guān)系，其中Warthin瘤的D*值較多形性腺瘤高，這種顯著差異提示兩種腫瘤間的主要區(qū)別可能來自血管分布，并且經(jīng)單變量分析發(fā)現(xiàn)達(dá)峰時(shí)間（time to peak, TTP）中位數(shù)和偏度，D*中位數(shù)及熵的曲線下面積（area under the curve, AUC）均可達(dá)到0.9以上，雙變量分析進(jìn)一步證實(shí)了灌注相關(guān)參數(shù)在兩種腫瘤中的差異，但并沒有提高診斷效能。而在Karolina 等[12]針對(duì)IVIM的研究結(jié)果也得到了類似Patella 等的結(jié)論。Ma 等[13]則對(duì)比IVIM中的灌注參數(shù)與ASL的差異，通過對(duì)比腮腺腫瘤區(qū)域的f與腮腺腫瘤與腮腺實(shí)質(zhì)的ASL 信號(hào)強(qiáng)度比，發(fā)現(xiàn)f 與ASL 的信號(hào)強(qiáng)度呈正相關(guān)，但ASL在對(duì)Warthin瘤和惡性腫瘤的鑒別中表現(xiàn)出更高的診斷效能，可能是f 受到血管通透性的影響，在反映組織灌注方面不如ASL更為直接。

綜上所述，DWI、DTI、DKI、IVIM 均可反映水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，在病理類型鑒別上具有一定的臨床價(jià)值，但多為針對(duì)Warthin 瘤與其他腫瘤的鑒別研究，缺乏大宗病例，包括多種惡性腫瘤的對(duì)比研究。另外，腮腺腫瘤組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易影響研究結(jié)果，因此探究擴(kuò)散成像各參數(shù)與病理因素的相關(guān)性可能會(huì)對(duì)腫瘤類型的鑒別提供幫助。而且IVIM 易受到成像條件的影響，特別是微小運(yùn)動(dòng)引起的偽影、b值數(shù)值和數(shù)量選擇，如何減小微小運(yùn)動(dòng)等對(duì)圖像質(zhì)量的影響及最佳成像條件的確定亦是亟待解決的問題。

2 ASL

ASL通過對(duì)流入成像區(qū)域無對(duì)比劑的動(dòng)脈血流進(jìn)行標(biāo)記，測(cè)量組織的血流灌注情況，隨著ASL 技術(shù)不斷更新，偽連續(xù)ASL（pseudo-continuous ASL, pCASL）結(jié)合了連續(xù)ASL 和脈沖ASL的優(yōu)點(diǎn)，具有更好的標(biāo)記效果。在對(duì)比不同腮腺腫瘤灌注差異的基礎(chǔ)上，Yamamoto 等[14]將pCASL 參數(shù)腫瘤血流量（tumor blood flow, TBF）與組織學(xué)相聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)Warthin 瘤組的TBF較多形性腺瘤組高，與微血管密度（microvessel density,MVD）值一致。呂虹裕等[15]對(duì)45 例腮腺良惡性腫瘤進(jìn)行分析，測(cè)量腫瘤區(qū)域TBF并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)化nTBF，結(jié)果顯示W(wǎng)arthin瘤的nTBF 較多形性腺瘤和惡性腫瘤顯著增高。而在Razek 等[16]對(duì)61名患者的良惡性腫瘤的研究中，惡性腫瘤的TBF值最高，可能因?yàn)閰魏缭５鹊难芯恐袗盒阅[瘤組中病理類型較多，但每種類型腫瘤數(shù)量較少，部分惡性腫瘤與Warthin 瘤或多形性腺瘤的TBF存在一定重疊有關(guān)。

Ma 等[13]對(duì)比ASL 與IVIM 中的灌注參數(shù)的差異，發(fā)現(xiàn)ASL的信號(hào)強(qiáng)度與f 呈正相關(guān)，但ASL 在對(duì)Warthin 瘤和惡性腫瘤的鑒別中表現(xiàn)出更高的診斷效能。ASL作為一種操作簡(jiǎn)單、無創(chuàng)的灌注新技術(shù)，可以定量測(cè)量腫瘤區(qū)域灌注量，反映病變區(qū)域微血管密度，但目前尚缺乏與病理取材一致的區(qū)域?qū)φ昭芯俊SL可能在顯示血流灌注緩慢的病灶方面存在挑戰(zhàn)，因標(biāo)記時(shí)間短、信噪比低、空間分辨率有限等所致。另外，腮腺腫瘤種類較多，部分類型腫瘤之間在血流灌注等方面存在較大的相似性，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行研究。結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行多參數(shù)成像，也是提高腫瘤的診斷準(zhǔn)確度的有效方法。

3 SWI

SWI是將磁化率的敏感度最大化，增加組織之間的信號(hào)強(qiáng)度差異，其對(duì)靜脈血管、出血和鈣化比較敏感。SWI對(duì)腮腺腫瘤的評(píng)估主要利用了磁敏感信號(hào)強(qiáng)度（intratumoral susceptibility signal, ITSS），定義為SWI上低信號(hào)的細(xì)小點(diǎn)狀或線狀結(jié)構(gòu)，伴或不伴團(tuán)塊形成，在腮腺的研究中多采用Park 等[17]的評(píng)級(jí)方法對(duì)腫瘤中的ITSS信號(hào)進(jìn)行分級(jí)。

Jiang 等[5]研究發(fā)現(xiàn)Warthin 瘤和惡性腫瘤有較高的ITSS，并結(jié)合病理和DCE特性，推測(cè)ITSS順序可能是多形性腺瘤＜Warthin 瘤＜惡性腫瘤。翟金娜等[18]同時(shí)引入病灶內(nèi)靜脈分布、最大靜脈直徑等ITSS 形態(tài)相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)良性腫瘤的靜脈主要分布在腫物周圍，惡性腫瘤相反，主要位于腫物中央，且在最大靜脈直徑方面，良性腫瘤的直徑較小。

SWI常反映新生血管與出血的特點(diǎn)，可能與腫瘤血流灌注存在一定聯(lián)系，因此有研究將其與DCE聯(lián)合比較[1]，發(fā)現(xiàn)ADC和ITSS 聯(lián)合應(yīng)用與ADC 和DCE 參數(shù)之一的血管外細(xì)胞外間隙體積分?jǐn)?shù)（Ve）聯(lián)合的診斷效果相似，而三者結(jié)合其AUC值可達(dá)到0.930。SWI可能成為腫瘤異質(zhì)性方面一個(gè)特異性比較高的指標(biāo)，但相關(guān)研究仍比較少，需要更多的研究來證實(shí)。

4 APTw

APTw 是內(nèi)源性化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（chemical exchange saturation transfer, CEST）成像技術(shù)之一，通過射頻脈沖飽和蛋白質(zhì)和多肽的酰胺質(zhì)子，使酰胺質(zhì)子與自由水中的氫原子進(jìn)行交換，從而導(dǎo)致圖像信號(hào)強(qiáng)度降低，通過采集圖像信號(hào)來評(píng)估組織內(nèi)蛋白質(zhì)含量。

在頭頸部腫瘤的研究中，Law 等[19]納入了鼻咽未分化癌、鱗狀細(xì)胞癌、非霍奇金淋巴瘤、腮腺的良性腫瘤，發(fā)現(xiàn)惡性組的APTw 值顯著高于良性組，但在該研究中未將腮腺的惡性腫瘤包含在內(nèi)。而Kamitani等[20]研究發(fā)現(xiàn)腮腺惡性腫瘤的APTw值較高，以2.40 為閾值鑒別良、惡性腫瘤的敏感度、特異度等最佳。原發(fā)腮腺惡性腫瘤APT 平均信號(hào)強(qiáng)度值最高，Warthin瘤次之，多形性腺瘤中最低。但前兩者的APTw 值差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與Warthin瘤的高細(xì)胞特性以及腫瘤內(nèi)含較多的蛋白質(zhì)和多肽有關(guān)。另外，APTw 與DWI 和DCE-MRI 比較，APTw的平均信號(hào)強(qiáng)度和最大信號(hào)強(qiáng)度在鑒別良惡性腫瘤的能力最強(qiáng)，明顯高于DWI與DCE聯(lián)合使用的檢查方法[21]。

APTw可通過反映腫瘤組織的代謝情況推斷腫瘤的惡性程度。但APTw 作為新興的MRI 技術(shù)，在頭頸部腫瘤的應(yīng)用仍受很多因素影響，有文獻(xiàn)報(bào)道[22]部分腮腺腫塊內(nèi)的出血囊變區(qū)及血管常呈高信號(hào)，需要結(jié)合常規(guī)MRI診斷；另外APTw圖像分辨率較低，易受偽影影響，并且組織環(huán)境的pH 值也是影響圖像的主要因素。但APT 成像技術(shù)在腮腺腫瘤的診斷中仍不失為一個(gè)有效的工具，其應(yīng)用價(jià)值仍有待發(fā)掘。

5 影像組學(xué)

影像組學(xué)是通過大量提取影像信息、圖像分割、獲取和篩選特征、建立臨床模型，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，最終應(yīng)用于疾病的診斷、治療方案選擇等[23]。

在腮腺腫瘤的研究中，直方圖分析較多，主要應(yīng)用于DWI與DCE 序列。在對(duì)DWI 的研究發(fā)現(xiàn)，ADC 直方圖可以客觀地區(qū)分腮腺腫瘤良惡性及常見的良性腫瘤，且可評(píng)估預(yù)后[24]，但不同研究得出的有效參數(shù)差異較大，缺乏一致性，可能與樣本較小、腫瘤類型存在差別、手動(dòng)放置病變感興趣區(qū)易存在偏差等有關(guān)[25-26]。Xiang等[27]分析了DCE半定量參數(shù)如TTP、最大相對(duì)強(qiáng)化率（maximum relative enhancement, MRE）等的直方圖參數(shù)，發(fā)現(xiàn)TTP熵和MRE峰度表現(xiàn)出了較好的鑒別能力。

針對(duì)紋理參數(shù)分析，從ADC 圖像提取的特征在鑒別常見腮腺腫瘤方面表現(xiàn)出較好的診斷能力[28]。Cosimo 等[29]利用ADC 圖像長(zhǎng)區(qū)域增強(qiáng)閾值（long zone emphasis, LZE）及長(zhǎng)游程增強(qiáng)閾值（long run emphasis, LRE）在鑒別惡性腫瘤和淋巴瘤中準(zhǔn)確率較高，二者在淋巴瘤的識(shí)別上基本一致，也揭示了淋巴瘤均勻性的特點(diǎn)。

相比于以上單序列模型，多序列聯(lián)合的影像組學(xué)模型是提高診斷效能的良好手段[30-32]。有學(xué)者[32]利用T2WI、ADC 提取組學(xué)特征，定性分析腫瘤邊緣及強(qiáng)化方式，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合T2WI 及ADC 的組學(xué)特征、腫瘤形態(tài)以及強(qiáng)化方式等四種參數(shù)在鑒別Warthin 瘤和惡性腫瘤、良性和Warthin 瘤以及良惡性腫瘤方面均達(dá)到了較好的準(zhǔn)確度。齊金博等[33]則聯(lián)合抑脂T2WI、ADC及對(duì)比增強(qiáng)T1WI 提取影像組學(xué)特征，利用循環(huán)特征消除方法進(jìn)行特征選擇，發(fā)現(xiàn)以上三種序列聯(lián)合模型鑒別腮腺腫瘤良惡性及區(qū)分多形性腺瘤和Warthin瘤的診斷效能最高。

另外，與臨床信息共同構(gòu)建診斷模型有助于指導(dǎo)臨床制訂準(zhǔn)確的治療方案。Baba[34]等比較了低中高級(jí)別惡性腫瘤三組的年齡、性別等臨床信息、MRI 影像表現(xiàn)及T2WI 紋理參數(shù)，發(fā)現(xiàn)僅憑MRI 影像表現(xiàn)和紋理參數(shù)不足以判斷腮腺惡性腫瘤的分級(jí)。MRI 中提示的頸淋巴轉(zhuǎn)移征象以及患者的年齡和性別等特征均可在治療前評(píng)估中提示高級(jí)別腮腺惡性腫瘤。Zheng等[35-36]從T1WI和脂肪抑制T2WI圖像中提取組學(xué)特征，根據(jù)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)信息和MRI 表現(xiàn)建立了臨床因素模型，也取得了很好的鑒別診斷效果。上述研究證實(shí)多序列建立的影像組學(xué)模型以及與臨床信息或機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立的模型相結(jié)合的組學(xué)模型對(duì)腮腺腫瘤的評(píng)估非常有意義，可以對(duì)臨床治療提供更大的幫助。

影像組學(xué)作為新興的影像分析手段，為臨床對(duì)腫瘤的判斷提供了很大幫助，部分研究中建立的組學(xué)模型已具有很高的特異性[37]。但是目前研究主要基于常規(guī)MRI序列和DWI序列等，序列相對(duì)比較單一，缺乏結(jié)合其他功能成像的相關(guān)研究，另外由于紋理分析的步驟較復(fù)雜，目前尚缺乏一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)化的方法。

6 小結(jié)

MRI新技術(shù)可以多方位評(píng)估腮腺腫瘤的解剖特征、血流灌注、組織代謝等情況，為腮腺腫瘤的定位和定性提供了更多信息，且影像組學(xué)的發(fā)展助力了腮腺腫瘤的診斷和鑒別，但腮腺腫瘤的病理類型較復(fù)雜，部分種類腫瘤缺乏大樣本數(shù)據(jù)，另外MRI 還受軟硬件等的限制，缺乏標(biāo)準(zhǔn)的成像方案等，隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，腮腺腫瘤診斷治療方法必將不斷推陳出新，獲得更好的發(fā)展。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。