磁共振彌散加權(quán)成像在腎臟原發(fā)性腫瘤上的應(yīng)用價值

甄濤 胡大成 陳文輝?

磁共振彌散加權(quán)成像在腎臟原發(fā)性腫瘤上的應(yīng)用價值

甄濤 胡大成 陳文輝?

目的 探討基于磁共振彌散加權(quán)成像的表觀彌散系數(shù)（ADC值）的測量能否用于腎臟原發(fā)性腫瘤的鑒別。方法 56例腎臟原發(fā)性腫瘤病灶進行不同B值下的ADC值測量，同時測量病灶的相對ADC值（病灶與對側(cè)相對正常腎實質(zhì)的ADC值之比），24例正常志愿者的雙側(cè)腎實質(zhì)ADC值作為對照。結(jié)果 56例腫瘤中包括28例透明細胞癌，16例非透明細胞癌，12例血管平滑肌脂肪瘤，平均ADC值分別為（1.767±0.280）×10-3mm2/s、（1.386±0.327）×10-3mm2/s、（1.319±0.193）×10-3mm2/s；相對ADC值分別為（0.89±0.17）×10-3mm2/s、（0.72±0.16）×10-3mm2/s、（0.60±0.08）×10-3mm2/s；正常腎實質(zhì)ADC值為（2.110±0.088）×10-3mm2/s。透明細胞癌相對ADC值高于非透明細胞癌及血管平滑脂肪瘤（P＜0.05），正常腎實質(zhì)ADC值高于各腎臟腫瘤的ADC值（P＜0.05），透明細胞癌的ADC值高于血管平滑肌脂肪瘤（P＜0.05），而透明細胞癌與非透明細胞癌，非透明細胞癌與血管平滑肌脂肪瘤間的ADC值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 腎臟腫瘤的ADC值低于正常腎實質(zhì)，其中透明細胞癌的ADC值相對較高，而血管平滑肌脂肪瘤相對較低，磁共振彌散加權(quán)成像的ADC值測量對腎臟原發(fā)性腫瘤鑒別有重要的價值，相對ADC值的測量可能較直接的ADC值測量更有價值。

磁共振 彌散加權(quán)成像 腎臟腫瘤 表觀彌散系數(shù)

腎細胞癌是最常見的原發(fā)性腎臟腫瘤，占腎臟原發(fā)性腫瘤的90%，占成人癌癥發(fā)病率的2%～3%，是全世界范圍內(nèi)腫瘤死亡原因第六位。腎細胞癌主要有三種亞型，其中透明細胞癌占70%～80%，乳頭狀癌占10%～15%，嫌色細胞癌占5%［1～3］。不同腎臟腫瘤亞型的治療及預(yù)后不盡相同，因此腎臟腫瘤的分型對確定臨床的分期、處理方式及預(yù)后至關(guān)重要。近幾年，磁共振彌散加權(quán)在腹部特別是腎臟的研究顯示了巨大潛力［4，5］。本文探討表現(xiàn)彌散系數(shù)（ADC值）測量能否用于腎臟原發(fā)性腫瘤的鑒別。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2008年9月至2014年6月本院腎臟腫瘤患者56例為觀察組，男 25例，女31例；年齡19～84歲。另選擇同期24例雙腎形態(tài)功能正常的志愿者為對照組，男9例，女15例；年齡16～80歲。56例腎腫瘤患者中，透明細胞癌28例，泌尿上皮乳頭狀癌4例，嫌色細胞癌2例，XP11.2易位/TFE3基因易位融合相關(guān)性腎癌2例，黏液樣小管狀和梭形細胞癌2例，黏液小管樣腎細胞癌2例，未明確分型的腎細胞癌2例，混合性上皮-間質(zhì)腫瘤2例，血管平滑肌脂肪瘤12例。

1.2 方法 （1）磁共振檢查：磁共振設(shè)備為3.0T西門子掃描儀，使用12通道體部相控陣線圈進行掃描，掃描序列包括常規(guī)的T1加權(quán)，T2加權(quán)及壓脂序列，灌注成像序列及彌散加權(quán)序列，彌散加權(quán)序列B值選擇（0，400，800）。（2）圖像后處理：所有圖像數(shù)據(jù)由有5年腹部影像診斷經(jīng)驗的醫(yī)師進行分析。在syngo工作站中生成ADC圖，并測量觀察組病灶A(yù)DC值，在病灶實質(zhì)部分畫多個約1cm2的感興趣區(qū)，取所有感興趣區(qū)中的最小ADC值進行分析。對照組雙側(cè)腎臟的中極取前、中、后三個皮髓交界區(qū)為感興趣區(qū)測量ADC值，并取平均值。同時測量患者相對正常側(cè)腎臟的腎實質(zhì)ADC值，測量方法與志愿者的測量方法一致。測量時避開腎盂、腎盞、大血管、化學(xué)位移偽影及呼吸偽影區(qū)域。

圖1 病灶與正常腎實質(zhì)ADC值箱式圖

圖2 相對ADC值箱式圖

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS18.0軟件。用方差分析比較對照組腎實質(zhì)與透明細胞癌，非透明細胞癌（除外透明細胞癌及血管平滑肌脂肪瘤）及血管平滑肌脂肪瘤的ADC值及相對ADC值。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。基于各組數(shù)據(jù)的中位數(shù)及四分位數(shù)范圍繪制箱式圖（見圖1、2），同時繪制接受者操作特征曲線（ROC）（見圖3）。

圖3 ROC曲線圖

2 結(jié)果

顯示病灶A(yù)DC值及相對ADC值曲線下面積分別為0.872和0.888。以ADC值1.484×10-3mm2/s和相對ADC 值0.726為閾值時，診斷透明細胞癌的特異度及敏感度最高為0.93和0.79。56例腎臟腫瘤包括透明細胞癌腫瘤28例，腫瘤大小（2.81±1.69）cm（見圖4Ⅰ），非透明細胞癌腫瘤16例，腫瘤大小（4.06±1.08）cm（見圖4Ⅲ，Ⅳ），血管平滑肌脂肪瘤12例，腫瘤大小（1.65±0.98）cm（見圖4Ⅱ），平均ADC值分別為（1.767±0.280）×10-3mm2/s，（1.386±0.327）×10-3mm2/s，（1.319±0.193）×10-3mm2/s，相對ADC值分別為（0.89±0.17）×10-3mm2/s，（0.72±0.16）×10-3mm2/s，（0.60±0.08）×10-3mm2/s，正常腎實質(zhì)ADC值（2.110±0.088）×10-3mm2/s。用LSD單因素方差分析（ANOVA）透明細胞癌相對ADC值高于非透明細胞癌及血管平滑肌脂肪瘤（P＜0.05），用Tamhane （ANOVA）分析正常腎實質(zhì)ADC值高于各種腎臟腫瘤的ADC值（P＜0.05），透明細胞癌的ADC值高于血管平滑肌脂肪瘤（P＜0.05），而透明細胞癌與非透明細胞癌，非透明細胞癌與血管平滑肌脂肪瘤ADC值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。對照組平均ADC值，右腎（2.107±0.100）×10-3mm2/s，左腎（2.119±0.101）×10-3mm2/s，雙腎（2.113±0.091）×10-3mm2/s。

圖4 4種不同的腎臟原發(fā)腫瘤在3.0T磁共振上的圖像

3 討論

彌散加權(quán)成像可反映組織中水分子的布朗運動，其受多種因素的影響，包括細胞密度，細胞膜完整性，核質(zhì)比和粘度等，而細胞密度是這些結(jié)構(gòu)特點中的最相關(guān)因素［6］。已有研究表明彌散加權(quán)成像在腎臟病灶的定性方面與增強掃描精確性相當(dāng)［7，8］。而兩者結(jié)合較兩者單獨診斷具有更高的敏感性［8］。彌散加權(quán)圖像可以用ADC值進行定量評價，ADC 值可以通過公式ADC=ln［SI（b0）/SI（b1）］/（b1-b0）進行計算［8］。腎臟的彌散是有方向性的，因此在空間上不同方向的彌散并不是隨機的，主要從腎盂向腎皮質(zhì)彌散，這可能是由于腎小管和腎血管等腎臟主要結(jié)構(gòu)的徑向決定的［9］。腫瘤組織的彌散受限部分與細胞密度有關(guān)，可能是由于細胞密度的增加，限制水分子在細胞間隙中的彌撒［10］。另外還和腎組織超微結(jié)構(gòu)的改變有關(guān)，水分子在三個軸向空間運動一致性的降低，導(dǎo)致ADC值的減低，這可能是由于腫瘤細胞無序生長，使其并未沿著典型皮髓交界區(qū)的腎血管和腎小管分隔徑向分布造成的［9］。Zhang J等［10］發(fā)現(xiàn)復(fù)雜囊腫等T1WI信號高的病灶，其ADC值較T1WI低的病灶低，這可能是由于血液和蛋白成分限制水分子的彌散。研究表明，腎透明細胞癌通常在彌散加權(quán)像上表現(xiàn)為高信號，而非透明細胞癌表現(xiàn)出更高的信號，但由于T2穿透效應(yīng)，不能僅根據(jù)彌散加權(quán)像上的信號，就對病灶作出診斷，因此，只有結(jié)合ADC圖才能進一步的診斷，只有真正的彌散受限在ADC圖上才表現(xiàn)為低信號［11］。本資料結(jié)果顯示透明細胞癌的ADC值低于正常腎實質(zhì)，而泌尿上皮乳頭狀癌的ADC值更低，組織病理學(xué)研究顯示透明細胞癌由富含透明細胞質(zhì)的較大腫瘤細胞形成，而細胞間隙十分狹窄，水分子在細胞間的彌散受限，這就解釋了腫瘤ADC值為何低于正常腎實質(zhì)。而腎盂移行細胞癌的細胞更小更致密，細胞間隙更小，因此ADC值顯示更低［10］。 Agnello F等［12］研究顯示透明細胞癌的ADC值高于非透明細胞癌，而后者具有無動靜脈分流的小血管，且相對低的灌注可以解釋較低的ADC值 。這也與本資料的結(jié)果一致。血管平滑肌脂肪瘤ADC值的減低可能是由于腫瘤中的肌纖維和脂肪組織限制水分子的彌散造成的［8］。 Kilickesmez等［13］研究顯示，血管平滑肌脂肪瘤的ADC值高于腎細胞癌，且隨著脂肪成分的增多，逐漸減低 。但本資料和張瑾等［14］研究結(jié)果顯示，血管平滑肌脂肪瘤的ADC值均低于腎細胞癌。可能是由于血管平滑肌脂肪瘤含脂肪成分相對較高造成的 。 Rosenkrantz A B等［6］研究顯示高級別的腎臟透明細胞癌的ADC值明顯低于低級別的腫瘤 。這表明ADC值還可以對腫瘤的分級作出評價。雖然真正的彌散與場強無關(guān)，但是ADC值受到微灌注和磁場不均勻影響，常在3.0T掃描儀上比1.5T 低2%～10%［15］。腎臟是血供十分豐富的器官，毛細血管的灌注效應(yīng)使其在選擇較低B值時獲得的ADC值高于實際的ADC值［6］。因此B值的選擇會影響ADC值的計算，有研究表明更高的B值（＞500s/mm2），能更精確的反映真正的彌散，且會得到更低的ADC值［8］。同時這也使信噪比和偽影增加，因此作者采用最小ADC值進行分析，因Sandrasegaran K等［15］研究表明最小ADC值增加測量值與各部分腫瘤細胞真實彌散相對應(yīng)的可能性 。且由于使用最小ADC值，不用鑒別純實性和部分實性的腫瘤，最小ADC值來自腫瘤的實性部分。由于腫瘤囊變的不規(guī)則性，測量時不可避免的會包含囊性的成分，本資料顯示，包含囊性成分較多的腫瘤ADC值普遍高于含實性成分較多腫瘤的ADC值。通過相關(guān)文獻的數(shù)據(jù)分析，作者發(fā)現(xiàn)不同機器廠家、不同的主磁場強度、不同的B值選擇以及不同的參數(shù)設(shè)定，測得ADC值差異較大，因此本資料在分析ADC值的同時，也分析相對ADC值，且發(fā)現(xiàn)相對ADC值的結(jié)果更加穩(wěn)定并且更具說服力。

小樣本量給本研究帶來一定的局限性。因此增加樣本量，選擇合適的B值，對掃描參數(shù)進行標準化，也是后續(xù)研究所要解決的問題。其次，本研究并未用常規(guī)序列對腎臟腫瘤的鑒別進行評價，而主要集中在ADC值上的單點研究，對臨床診斷來說有一定的片面性，因此結(jié)合多種序列的綜合診斷對臨床的指導(dǎo)會有更好的作用。有研究認為多B值彌散加權(quán)成像對腎臟良惡性腫瘤的鑒別，是對單B值彌散加權(quán)的補充，能提高診斷的準確性［15］。這也為后續(xù)研究提供一個較好的方向。腎臟腫瘤磁共振彌散加權(quán)成像的ADC值測量為腎臟原發(fā)性腫瘤的鑒別提供了重要的輔助診斷依據(jù)，其與其他磁共振常規(guī)序列及功能序列相結(jié)合可以提高腎臟腫瘤鑒別診斷的準確性，另外腎臟腫瘤相對ADC值的測定可能較直接的ADC值測定更具說服力。

1 Ng C S， Wood C G， Silverman P M， et al. Renal cell carcinoma：diagnosis， staging， and surveillance. AJR Am J Roentgenol，2008， 191（4）：1220～1232.

2 Dyer R， Disantis D J， Mcclennan B L. Simplified imaging approach for evaluation of the solid renal mass in adults. Radiology，2008，247（2）：331～343.

3 Paudyal B， Paudyal P， Tsushima Y， et al. The role of the ADC value in the characterisation of renal carcinoma by diffusion-weighted MRI. Br J Radiol，2010，83（988）：336～343.

4 Yoshikawa T， Kawamitsu H， Mitchell D G， et al. ADC measurement of abdominal organs and lesions using parallel imaging technique. AJR Am J Roentgenol，2006，187（6）：1521～1530.

5 Murtz P， Flacke S， Traber F， et al. Abdomen： diffusion-weighted MR imaging with pulse-triggered single-shot sequences. Radiology， 2002，224（1）：258～264.

6 Rosenkrantz A B， Niver B E， Fitzgerald E F， et al. Utility of the apparent diffusion coefficient for distinguishing clear cell renal cell carcinoma of low and high nuclear grade. AJR Am J Roentgenol，2010，195（5）：W344～W351.

7 Kim S， Jain M， Harris A B， et al. T1 hyperintense renal lesions：characterization with diffusion-weighted MR imaging versus contrastenhanced MR imaging. Radiology，2009，251（3）：796～807.

8 Taouli B， Thakur R K， Mannelli L， et al. Renal lesions： characterization with diffusion-weighted imaging versus contrast-enhanced MR imaging. Radiology，2009，251（2）：398～407.

9 Manenti G， Di Roma M， Mancino S， et al. Malignant renal neoplasms：correlation between ADC values and cellularity in diffusion weighted magnetic resonance imaging at 3 T. Radiol Med，2008，113（2）：199～213.

10 Zhang J， Tehrani Y M， Wang L， et al. Renal masses： characterization with diffusion-weighted MR imaging-a preliminary experience. Radiology，2008，247（2）：458～464.

11 Wang H， Zhang X， Ye H. Applications of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in renal cell carcinoma. Expert Rev Anticancer Ther，2011，11（7）：1017～1022.

12 Agnello F， Roy C， Bazille G， et al. Small solid renal masses：characterization by diffusion-weighted MRI at 3 T. Clin Radiol， 2013，68（6）： e301～e308.

13 Kilickesmez O， Inci E， Atilla S， et al. Diffusion-weighted imaging of the renal and adrenal lesions. J Comput Assist Tomogr，2009，33（6）：828～833.

14 張瑾， 周純武. 腎臟實性腫瘤的3.0T MR擴散加權(quán)成像研究. 放射學(xué)實踐，2013（08）.870～873.

15 Sandrasegaran K， Sundaram C P， Ramaswamy R， et al. Usefulness of diffusion-weighted imaging in the evaluation of renal masses. AJR Am J Roentgenol，2010，194（2）：438～445.

Objective The purpose of this study was to explore whether the apparent diffusion coefficient （ADC value） which is based on diffusion weighted imaging can be used to differentiate primary renal tumors. Methods The ADC values of the renal tumors in 56 patients were measured with different b values，and the relative ADC values were calculated by lesions versus normal renal parenchyma. The ADC values of the bilateral renal parenchyma of 24 normal volunteers were measured as control. Results There were 28 clear cell renal cell carcinoms（clear cell RCCs），16 non-clear cell renal cell carcinomas（non-clear cell RCCs）and 12 angiomyolipomas （AMLs）in 56 cases of tumors. The mean ADC values were 1.767±0.280，1.386±0.327，1.319±0.193（10-3mm2/S），respectively. The mean relative ADC values were 0.89±0.17，0.72±0.16，0.60±0.08，respectively. The ADC value of normal renal parenchyma was 2.110±0.088（10-3mm2/S）. The relative ADC value of the clear cell RCCs was higher than non-clear cell RCCs and AMLs（P＜ 0.05），the ADC value of normal renal parenchyma was higher than renal tumors （P＜0.05），and the ADC value of clear cell RCCs was higher than AMLs （P＜ 0.05），but there were no signifi cant differences between clear cell RCCs and non-clear cell RCCs，as well as AMLs and non-clear RCCs. Conclusion ADC values of renal tumors were lower than renal parenchyma，and the ADC value of clear cell RCCs was relatively higher，AMLs was relatively lower .The measurement of ADC value based on diffusion weighted magnetic resonance imaging is useful to differentiate primary renal tumors.

Magnetic resonance Diffusion weighted imaging Renal tumor Apparent diffusion coeffi cient

310006 杭州市第一人民醫(yī)院