磁共振多b值彌散加權成像評價直腸癌淋巴結轉移的價值

李健明，劉云霞，張孟超，曲陽春

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磁共振多b值彌散加權成像評價直腸癌淋巴結轉移的價值

李健明，劉云霞*，張孟超，曲陽春

［摘要］目的 探究磁共振多b值彌散加權成像（diffusion weighted imaging， DWI）在直腸癌淋巴結診斷方面的臨床意義。材料與方法 回顧性分析吉林大學中日聯誼醫院80例經腸鏡及術后病理證實為直腸癌患者的DWI圖像；DWI多b值掃描，b=0、20、30、50、600、800、1000 s/mm2；通過工作站分析軟件后處理，基于多b值生成表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient， ADC）圖。將淋巴結病理結果作為金標準，將患者分為A、B兩組（轉移/非轉移淋巴結組），回顧性分析不同b值下淋巴結檢出率；測量大小不同淋巴結，多b值ADC圖的淋巴結檢出率；測量A、B兩組淋巴結多b值ADC值，測量轉移淋巴結鑒別診斷敏感性、特異性。結果 （1）隨b值增加（0～1000 s/mm2），淋巴結檢出率遞減；DWI圖像淋巴結信噪比遞增。（2）直徑8 mm以上淋巴結，多b值DWI圖像檢出率一致，無明顯統計學差異。（3）高場強多b值彌散加權成像，A組與B組淋巴結ADC有統計學差異。（4）當ADC值為0.98×10–3mm2/s時，診斷轉移淋巴結敏感度為63.7%、特異度為93.2%。結論 高場強多b值彌散加權成像鑒別直腸癌淋巴結性質，具有中等敏感性、高度特異性。

［關鍵詞］直腸腫瘤；淋巴結；磁共振成像；彌散加權成像

作者單位：吉林大學中日聯誼醫院放射線科，長春 130033

接受日期：2015-12-23

李健明， 劉云霞， 張孟超， 等. 磁共振多b值彌散加權成像評價直腸癌淋巴結轉移的價值. 磁共振成像， 2016， 7（2）: 96–101.

*Correspondence to: Liu YX， E-mail: 854732649@qq.com

Received 11 Aug 2015， Accepted 23 Dec 2015

ACKNOWLEDGMENTS This work was part of scientific research project of Health and Family Planning Commission of Jilin Province（No. 2011I109）.

近些年直腸癌發生率及病死率逐年升高，與各類腫瘤疾病相比穩居于高峰。外科手術切除病灶是直腸癌主要的治療方式，目前術后 5 年生存率不高，主要是由于較高淋巴結轉移率，嚴重影響直腸癌患者術后的生存率。

在淋巴結性質、位置及比鄰關系上，磁共振較其他影像技術具有較高優勢。近年磁共振成像迅速發展，各類序列不斷進步，尤其彌散加權成像（diffusion weighted imaging， DWI）和表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient， ADC）逐步呈現出嶄新面貌，同時提供形態學及功能學診斷。磁共振彌散加權成像是一種快速發展的磁共振功能成像，用于評估組織生理學特點；ADC值是彌散加權成像的定量分析方法，可以反映病變的組織學特點，鑒別病變的良、惡性程度［1］。研究臟器腫瘤及轉移灶病理生理學方面，其方法及測定值得深入探討。本研究以多b值彌散加權成像為基礎，探究轉移淋巴結的檢出率，對臨床直腸癌預后具有顯著意義。

1　材料與方法

1.1研究對象

本研究選取吉林大學中日聯誼醫院2013年2月至2015年2月期間經MRI及DWI檢查的患者，納入標準：（1）臨床高度懷疑并術后病理證實的直腸癌患者；（2）內鏡組織學檢查證實為直腸癌，需明確病灶組織間關系；（3）術后病理學證實并無放、化療的直腸癌患者。排除標準：（1）手術及MRI檢查時間間隔超過3周者；（2）DWI及ADC圖淋巴結顯示不清；（3）DWI圖像偽影較重；（4）具有嚴重全身系統性疾病及MR檢查禁忌。經醫院倫理委員會同意，被檢者均簽署知情同意書，回顧性分析80例直腸癌患者的彌散加權成像。

1.2檢查方法

檢查前一天少進食，檢查前12 h患者均空腹狀態，必要時進行腸道清理；掃描前患者左側臥位經肛門注入少量空氣（約400 ml）。采用PHILIPS 3.0 T磁共振；所有直腸癌患者均進行常規MRI及 DWI多b值成像掃描，掃描序列范圍從腰5椎體下緣至肛緣。（1）常規MRI掃描序列包括：冠/矢/軸狀位T2 WI、橫斷面T1 WI、脂肪抑制T2 WI；（2）DWI功能成像，b=0、20、30、50、600、800、1000 s/mm2。掃描層厚/層間距均為3 mm/0 mm；T1WI/T2WI/脂肪抑制T2WI矩陣=280×280，冠狀位T2WI矩陣=300×351；DWI序列；體素大小= 3 mm，NSA=2。

1.3圖像分析及數據測量

術中定位并詳細測量目標淋巴結的具體位置及比鄰關系，術后測量目標淋巴結并送往病理學檢查。目標淋巴結ADC值測量，主觀標準：目標淋巴結形態：淋巴結呈類圓形；邊界模糊；不均勻低信號。客觀標準：目標淋巴結ADC值：基于磁共振 T2WI平掃明確目標淋巴結，結合DWI圖像對其進行ADC值測量，取感興趣區域（region of interest， ROI）面積為5～10 mm2，ROI范圍盡量覆蓋淋巴結，避開邊緣組織。DWI圖像信噪比（signalto-noise ratio， SNR）測定：SNR淋巴結=S 淋巴結/SD 噪聲（S 淋巴結為所測淋巴結的信號強度，SD噪聲為相應層面背景噪聲信號強度的標準差），計算不同 b 值下的 SNR。

1.4統計學分析

利用SPSS 18.0統計學軟件，以P＜0.05 為差異有統計學意義。所得數據結果與診斷醫師診斷一致性采取Kappa檢驗。測量不同b值下淋巴結檢出率；測量相應不同b值下大小淋巴結區別；將淋巴結病理結果作為金標準，將患者分為A、B兩組（即轉移、非轉移淋巴結組），測量直腸癌A組轉移淋巴結、B組非轉移淋巴結ADC值；對數據結果行獨立樣本t檢驗，判斷二者間有無統計學意義，根據數據繪制非參數法感受性曲線（receiver operating characteristic curve， ROC），判斷多b值彌散加權成像對轉移淋巴結診斷準確性，確定最佳閾值。

2　結果

在0～1000 s/mm2范圍內，b=0 s/mm2時，淋巴結顯示數目最多；b=1000 s/mm2時，圖像淋巴結信噪比最高。隨b值的增加，淋巴結檢出率遞減，多個b值DWI圖像比較，淋巴結SNR遞增（不同b值下SNR兩兩比較P＜0.05），有統計學差異。見圖1、2。

b值=0 s/mm2時，各個大小的淋巴結均可以顯示，但圖像良、惡性淋巴結SNR相對減低；b值= 1000 s/mm2時，直徑＜8 mm以下的淋巴結部分未見顯示，直徑＞8 mm以上的淋巴結均可以清楚顯示，圖像良、惡性淋巴結SNR最高，經病理活檢證實，惡性淋巴結DWI圖像呈明顯高信號。在0～1000 s/mm2范圍內，隨b值的增加，小淋巴結（直徑＜8 mm）逐漸顯示不清，大淋巴結（直徑＞8 mm）多個b值DWI圖像均可顯示，淋巴結檢出率無統計學差異（P＞0.05）。見表1。

T2WI平掃確定淋巴結并經術后病理證實，應用多b值DWI圖像，計算平均ADC值結果：非轉移性淋巴結是（1.06±0.72）×10–3mm2/s，轉移性淋巴結是（0.74±0.19）×10–3mm2/s，二者差異有統計學意義（P＜0.05）。見圖3、4。

根據數據繪制ROC曲線所測得的ADC值為0.98 × 10–3mm2/s時，是淋巴結轉移與否的最佳鑒別點，敏感性是63.7%，特異性是93.2%。

表1　不同b值下淋巴結數目、大小、檢出率、SNR比較Tab. 1 The lymph node number， size， detection rate， SNR comparison under different b values

3　討論

淋巴結轉移與否用于判斷結直腸癌臨床分期，對結直腸癌患者的治療計劃及預后判斷至關重要。過去影像學判斷良、惡性淋巴結通常以淋巴結大小、形態、分布，淋巴結內有無壞死等作為參考，但這些形態學改變敏感性和準確性不穩定，且缺乏客觀定量指標，對于腫大的非轉移性淋巴結及小淋巴結的微轉移病灶有很大的局限性，而DWI-MRI功能成像的出現，實現了客觀定量指標。

當淋巴結發生腫瘤轉移，腫瘤細胞侵犯正常組織，惡性病變組織細胞增殖迅速，細胞內結構改變，細胞外間隙縮小，同時由于生物膜結構的阻擋和大分子蛋白的吸附作用限制了水分子的擴散，水分子間運動發生了變化，DWI能直接反映細胞內水分子彌散運動情況，通過水分子運動情況，可靠地判斷出淋巴結變化；導致DWI影像上高信號，ADC值降低。ADC值及淋巴結大小在診斷方面的臨床應用及價值，在國內外廣泛討論。Seung Ho Kim認為ADC值及淋巴結大小都能鑒別診斷轉移淋巴結和非轉移淋巴結，并認為ADC值定量價值與淋巴結大小診斷價值相當［2］；多數學者研究證實ADC值定量對小淋巴結定性診斷明顯優于大小及形態學診斷。多數學者研究發現DWI掃描序列用于判斷淋巴結性質具有重要意義［2-6］。筆者的研究結果與多數學者大相近庭。

b值是DWI最重要的參數，反映擴散梯度場強度和強度持續時間，b值越大，DWI的擴散權重越強，毛細血管內血流的灌注對ADC值的影響越小，對良、惡性病變的差別越敏感，但同時空間分辨率降低、信噪比下降，圖像磁敏感偽影越多。小b值容易受微灌注影響，圖像偏重于T2WI，良、惡性病變內水分子擴散受限差異減少，診斷特異性減弱，但小b值更易于淋巴結的顯示［7-10］。本研究的結果與上述結論相符合，隨著b值的遞增，淋巴結的顯示數目逐漸減少，不利于直徑＜8 mm的淋巴結顯示。但是b=800、1000 s/mm2時，直徑＞8 mm的淋巴結可以清楚顯示，良惡性淋巴結在DWI均清楚顯示為高信號，隨b值增大，良性淋巴結信號減低明顯，惡性淋巴結信號衰減不明顯，更有利于惡性淋巴結的顯示。

學者提出多b值DWI成像技術可提高診斷準確性，通過影響水分子擴散運動及微循環灌注，取值高低、變化對ADC值有直接影響，因此b值取值點越多，ADC值更加準確［7］。國內外已有研究證實表觀彌散系數能無創性鑒別淋巴結轉移［1-3， 7-8， 11-12］。經臨床實踐、研究及文獻調查，小b值圖像的維灌注效應和大b值圖像變形、模糊的缺點［13］，難以使ADC圖像顯示清楚、準確，DWI多b值后處理所得的融合圖像，使得圖像信噪比更高，更加真實，進一步增加了ADC值的真實性［14-15］和準確性［16］，降低測量誤差。過去彌散加權成像發生、發展以來，常以小b值或大b值單獨進行研究，面對的問題是無法同時避免小b值和大b值弊端，本研究采取多b值成像這個嶄新的嘗試，用于直腸癌淋巴結良、惡性鑒別。

許多研究提出DWI-MRI鑒別良、惡性淋巴結，ADC閾值也不相同。Tamer F研究是1.15× 10–3mm2/s時（敏感性96%， 特異性88%）［4］，Yamaguchi K認為閾值是0.852×10–3mm2/s時 （敏感性85%， 特異性81%）［5］，Vag T提出閾值是1.01× 10–3mm2/s時（敏感性69.7%，特異性78.57%）［6］，由此可見，目前對于淋巴結良惡性的鑒別診斷，ADC閾值尚無統一標準。較常規DWI成像方法［4-6］，多b值DWI成像判斷腫瘤性質具有較高特異性，并且利用多b值后處理生成的ADC圖，其穩定性較好。本次研究應用多b值方法鑒別直腸癌淋巴結良、惡性，計算得出非轉移性淋巴結平均ADC值為（1.06±0.72）×10–3mm2/s，轉移性淋巴結為（0.74±0.19）×10–3mm2/s，差異存在統計學意義（P＜0.05）。通過ROC曲線計算得出最佳閾值，結果證實ADC閾值取1.21×10–3mm2/s時，是判斷淋巴結轉移與否的最佳鑒別點，其敏感性為63.7%、特異性為93.2%。鑒別診斷淋巴結性質的生理、病理基礎是：惡性淋巴結內含有腫瘤細胞種植，腫瘤細胞快速增殖，細胞密集，核漿比值增加，細胞外容積減少，組織間隙縮窄，水分子彌散運動及幅度減慢，DWI呈異常稍高或高信號。采用ADC值鑒別轉移淋巴結與非轉移淋巴結，在國外引起高度重視［11］，目前為止，DWI序列已經廣泛應用于淋巴結性質鑒別診斷中，特別是頸部淋巴結的研究中［17-20］，多數學者證實ADC值測定在轉移性淋巴結中具有重要意義。而筆者此次研究得出，高場強多b值診斷轉移、非轉移淋巴結的最佳臨界點具有較高的特異性和中度敏感性，證明了多b值DWI成像在判斷淋巴結轉移與否的臨床意義、前景［12-13， 20］。

本研究不足之處：樣本量相對較少，研究時間窗尚短，今后有待于擴大樣本研究；在轉移淋巴結定位方面，術后病理結果和MRI定位擬合度欠佳，降低實驗準確性。多種指標用于診斷淋巴結轉移，依靠淋巴結形態及ADC值作為診斷標準，缺乏診斷敏感性、特異性。對直腸癌等腫瘤性病變淋巴結情況，探討綜合多指標診斷淋巴結轉移，勢在必行。提高淋巴結顯示情況，為臨床手術術式選擇及預后，有著更加廣闊的研究和應用空間。

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Rectal cancer lymph node can be identified by diffusionweighted MRI with multiple b values

LI Jian-ming， LIU Yun-xia*， ZHANG Meng-chao， QU Yang-chun
Department of Radiology， China-Japan Friendship Hospital Affiliated Jilin University，Changchun 130000， China

Key wordsRectal neoplasms； Lymph nodes； Magnetic resonance imaging； Diffusion weighted imaging

AbstractObjective: To prospectively assess the diagnostic performance of diffusion-weighted （DWI） magnetic resonance imaging（MRI） in the detection of rectal cancer metastasis lymph nodes by using multiple b values and T2 weighted Imaging. Materials and Methods: Review of 80 cases of endoscopic and postoperative pathology confirmed DWI images of rectal cancer patients of China-Japan Friendship Hospital Affiliated Jilin University； DWI multi b scan， b values was 0， 20， 30， 50， 600，800， 1000 s/mm2； Through analysis of workstation software， based on b value generated table apparent diffusion coefficient apparent diffusion coefficient （ADC）diagram. According to pathological results， will be divided into group A/B（metastasis lymph nodes and the metastasis lymph node）， retrospective measurement and analysis of different b values metastasis lymph node detection rate； Measuring the size of different lymph nodes， multiple b value of ADC figure that lymph node detection rate；Analysis of more than two sets of lymph node b value of ADC value， the measurement of lymph node metastasis of sensitivity， specificity， ROC curve drawing. Results: （1）With the increase of b value （0—1000 s/mm2）， lymph node detection rate decline；Ratio that image lymph nodes signal-to-noise of DWI can increasing. （2）More than 8 mm diameter lymph nodes， b value of DWI image detection rate is consistent， be more no significant statistical difference. （3）The high field strength more b value， the difference of group A/B lymph node with ADC values was statistically significant. （4）The best cut-off point for diagnosis the nature of lymph node， ADC values is0.98×10–3mm2/s has a moderate sensitivity， high specificity. Conclusion: Identification the nature of lymph node， high field strength b value of DWI imaging can be more effective with high specificity and medium sensitivity.

基金項目：吉林省衛生和計劃生育委員會科研項目（編號：2011I109）

通訊作者：劉云霞，E-mail：854732649@qq.com

收稿日期：2015-08-11

中圖分類號：R445.2；R735.37

文獻標識碼：A

DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.02.003