磁共振擴散加權成像對腎上腺良惡性病變的鑒別診斷價值

鄒 飛 胡利平 方常練劉 嵐 孫 美 易 波劉敏知 彭德新 文慶怡

磁共振擴散加權成像對腎上腺良惡性病變的鑒別診斷價值

目的研究不同b值腎上腺病變的擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)表現，比較不同b值組表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)之間的差異，探討最佳b值的選擇并嘗試尋找鑒別腎上腺良、惡性病灶的ADC值閾值。方法對32例經手術病理或臨床證實的單個腎上腺病變患者行MRI檢查和DWI掃描，b值分別取0、400、800、1 000 s/mm2，觀察不同b值下病灶的信號差異，同時分別測量ADC值并做統計學分析。結果①b為0 s/mm2時，所有病灶的信號和T2WI信號一致，當b值為400、800和1 000 s/mm2時，隨著b值升高，良性病變的信號下降程度較惡性病變明顯，囊變、壞死區信號減低明顯，實性部分信號變化不明顯；②3個b值組腎上腺病變的平均ADC值有顯著差異(F=23.092，P<0.05)，隨著b值的增大，平均ADC值逐漸減小；③腎上腺良、惡性病變平均ADC值在b值為400 s/mm2時無統計學意義(t=-1.932,P=0.063),b值為800、1 000 s/mm2時有顯著差異(t=-2.290,P=0.029;t=-2.257,P=0.031)；④對b值取800 s/mm2時得出的ADC值進行受試者工作特性曲線(ROC)分析，曲線下面積為0.736，診斷閾值為1.52×10-3mm2/s。結論腎上腺病變的DWI掃描b值取800為較佳選擇，此時良性病變的平均ADC值為(1.56±0.49)×10-3mm2/s，惡性病變的平均ADC值為(1.25±0.24)×10-3mm2/s，DWI對腎上腺腫瘤性質的判斷有一定補充的作用，在未來的研究中將更趨完善。

腎上腺病變；擴散加權成像；ADC值

磁共振擴散加權成像(DWI)是1種反映活體組織分子擴散的無創性功能成像方法，其原理是基于水分子的布朗運動獲得信息，間接反映組織的細胞密度和細胞膜的完整性，b值及表觀擴散系數(ADC)是兩個重要參數。本文重點研究腎上腺良、惡性病變在不同b值的ADC值差異，旨在探討DWI對腎上腺良、惡性病變的鑒別診斷意義。

1 材料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2014年6月至2016年12月32例單側腎上腺病變患者，所有病例均經手術病理證實或隨訪確診。其中男性19例，女性13例，年齡11～81歲，中位年齡56.6歲。良性病變14例：包括皮質腺瘤8例，良性嗜鉻細胞瘤3例，節細胞神經纖維瘤1例，腎上腺囊腫1例，腎上腺血腫1例；惡性病變18例：包括轉移瘤16例，皮質癌1例，類癌1例。良性腫瘤最大徑線1.0～12.7 cm,平均最大徑線3.6 cm,惡性腫瘤最大徑線1.4～11.5 cm,平均最大徑線4.1 cm。所有病灶均于治療前行MRI檢查。

1.2 MR掃描方法

應用GE Singa EXCITE 1.5T HD高分辨磁共振掃描儀，8通道體部相控陣線圈。常規MR平掃掃描參數：T1WI序列TR 260.0 ms，TE 10.8 ms，FOV 36×23.4 mm，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，激勵次數1次；T2WI壓脂序列TR 4666 ms，TE 86.4 ms，FOV 36×23.4 mm，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，激勵次數2次。DWI掃描：取軸面單次激發SE-EPI序列，b值分別取0、400、800、1 000 s/mm2，TR 2 650 ms，TE 79.1 ms，FOV 36×36 mm層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，激勵次數4次。

1.3 興趣區的選擇及ADC值的測量

ADC圖由本機自動生成，分別采用b=400 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2，將掃描所得原始數據及自動生成的ADC圖傳送至ADW4.3工作站，在ADC圖上分別測量各個興趣區(ROI)的ADC值。以T2WI為參照，選擇顯示腫塊最大最清楚的連續3個層面放置ROI，其大小為所選層面病灶的可測量最大面積，取測量平均值，對同一患者每幅ADC圖ROI的選擇盡量在同一區域。ROI最小面積為4～16 mm2。

1.4 統計學處理

應用SPSS 17.0統計軟件包進行統計學處理，P<0.05被認為差異具有統計學意義。對3個b值組平均ADC值進行單因素方差分析，3個b值組分別進行良、惡性病變的獨立樣本t檢驗，最后取b值為800 s/mm2組的ADC值進行受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析,判斷閾值點及其對良、惡性病變診斷的敏感性及特異性。

2 結果

2.1 不同b值時腎上腺病灶的信號變化

在DWI中，病灶的信號強度與b值有關。當b為0 s/mm2時，所有病灶的信號和T2WI信號一致，當b值為400、800和1 000 s/mm2時，隨著b值升高，良性病變的信號下降程度較惡性病變明顯，囊變、壞死區信號減低明顯，實性部分信號變化不明顯。但是b值越高，圖像的信噪比越低，圖像質量越差。

2.2 不同b值組腎上腺病灶平均ADC值比較

三組b值腎上腺病灶的平均ADC值及方差分析結果表明,隨著b值的增大ADC值逐漸減小，各組平均ADC值存在統計學意義(表1)。

表1 不同b值腎上腺腫瘤的平均ADC值比較(×10-3 mm2/s)

2.3 不同b值組腎上腺良、惡性病變平均ADC值的比較

各b值獲得的腎上腺良性病灶的ADC值均高于惡性病灶的ADC值，同時以獨立樣本t檢驗分析不同b值組腎上腺良、惡性病灶的平均ADC值，結果表明低b值組良、惡性病灶的ADC值無統計學差異，b值為800 s/mm2及1 000 s/mm2時平均ADC值存在統計學差異(表2)。

2.4 對b值為800 s/mm2組行ROC曲線分析

以b=800 s/mm2的ADC值為研究對象進行ROC曲線分析，曲線下面積(Az)為73.6%，以ADC值為1.52×10-3mm2/s為診斷腎上腺良、惡性病變的閾值，敏感性和特異性分別為94%、57%。

表2 三組b值腎上腺良惡性病變的平均ADC值比較(×10-3 mm2/s)

3 討論

近年隨著影像檢查技術的不斷進步，腎上腺偶發腫瘤越來越多地被發現，許多有原發腫瘤病史的患者，鑒別腎上腺病灶為轉移瘤還是原發病變就顯得尤為重要，這直接關系到臨床下一步診療計劃的制定。目前已經有許多針對腎上腺腫瘤良、惡性鑒別的研究，都是基于腫瘤的含脂量、CT增強后的廓清率變化或者PET的征象。DWI做為1種功能成像方式，可以通過在體腫瘤內部水分子運動的變化間接反映出腫瘤的細胞密度，許多研究已顯示其對肝臟、胰腺、腎臟等腫瘤的良、惡性鑒別診斷價值[1-4]，因此DWI有可能為腎上腺腫瘤的良、惡性鑒別提供一種新方法。

3.1 DWI檢查成像及b值與ADC值的關系和影響

MRI通過組織的擴散系數(D值)來表達擴散強度，但在成像過程中，由于任何其他運動和諸多因素對擴散強度均會出現影響，所以一般采用能綜合反映整體組織結構特征的ADC值來描述機體在擴散成像上所觀察到的表觀作用，ADC值一般大于D值。而b值又是DWI檢查的重要參數之一，其高低與圖像質量、掃描時間及ADC值測量密切相關。低b值，ADC值受組織微循環灌注的影響較大，導致測得的ADC值偏高，高b值更能精確反映水分子的擴散狀況，系統誤差小[5]，但是過高的b值圖像信噪比差，對腎上腺較小的腫瘤顯示不清，無法達到診斷目的。

目前，中樞神經系統疾病檢查多取b值為1 000 s/mm2，而肝臟研究表明，當b值取800 s/mm2、500 s/mm2、300 s/mm2時，不僅圖像質量得以保證，而且腹部實質器官顯像清晰[6]。同時有研究表明腎上腺腫瘤ADC值均與其細胞密度呈負相關，以b值取800 s/mm2時的相關程度最強[7-8]。筆者此組病例，b值取400 s/mm2、800 s/mm2時圖像質量較好，腎上腺病變辨識清楚，當b值為1 000 s/mm2時，部分大小在1.0 cm左右的病灶，境界顯示欠清，影響了測量的準確性，而b值為400 s/mm2時，ADC值明顯高于后兩組，且腎上腺良、惡性病變ADC值無統計學意義，顯示出低b值測量的系統誤差較大。

3.2 ADC值測量方法

測量ADC值興趣區的勾畫，過去各研究之間有細微的差別，有的用最大面積法，即在病變最大層面上盡量畫出整個病灶的面積，而有的則采用實性部分的ADC值，即避開腫塊內部的囊變、壞死、鈣化區，只勾畫增強掃描中強化最明顯部分的面積。Tomoyuki等[9]就針對ROI的勾畫做了一個比較，發現最大面積法測得的ADC值在腎上腺良、惡性腫瘤的鑒別中有統計學意義，而實質部分的ADC值，在腎上腺良、惡性腫瘤中并沒有明顯差異。另外又有研究表明，大b值差的DWI圖像測量和ADC值計算，各ROI間ADC值比較穩定[10]。

據此，本研究采用最大面積法，并取b值為800 s/mm2時測量良、惡性病變的平均ADC值，結果分別為(1.56±0.49)×10-3mm2/s、(1.25±0.24)×10-3mm2/s，差異顯著，與前述的文獻報導一致。

3.3 DWI對良、惡性腎上腺病變的鑒別診斷價值

近年來許多學者也關注到MRI的功能成像對腎上腺腫瘤的鑒別診斷價值。部分學者的研究顯示DWI的ADC值對鑒別腫瘤的良、惡性有積極的幫助[11-14]，惡性腫瘤的ADC值顯著小于良性腫瘤ADC值，但是也有部分學者的數據表明，僅用ADC值這一指標并不能起到很好的鑒別作用[15-16]，Sandrasegaran等[16]研究認為ADC值不能鑒別良惡性腫瘤，但結合信號強度指數(信號強度指數=同相位腎上腺腫瘤信號強度-反相位腎上腺腫瘤信號強度/同相位腎上腺腫瘤信號強化×100%)可以提高鑒別診斷的效率。

基于本研究結果，不同性質的腎上腺腫瘤在DWI中的表現不同，b=800 s/mm2時，良、惡性腫瘤的ADC值間差異有統計學意義，但是從ROC曲線分析中也發現ADC值的診斷效能僅為中等，最佳診斷分界點為1.52×10-3mm2/s，特異性僅為57%，良、惡性病變的重疊部分較大。

3.4 本研究的局限性及展望

腎上腺原發腫瘤的發病率較低，許多無癥狀、無功能性病灶患者無手術訴求，轉移瘤又多采取非手術治療隨診的方式，因此手術結果病例樣本數量偏少。本組病例中惡性病變以轉移瘤居多，良性病變以腺瘤居多，反映出在臨床工作中鑒別單個腎上腺的乏脂病灶是轉移瘤還是腺瘤常常是影像科醫生面臨的難題，也是臨床醫生亟需解決的問題。

分析數據中我們發現，低b值造成的系統誤差較大，導致腎上腺良、惡性病變的ADC值無統計學意義，包括上述提及的ROC曲線分析中診斷效能偏低、最佳診斷分界點偏高，所有這些現象與目前常規ADC值測量存有缺陷有一定關系。常規DWI成像利用單指數模型計算ADC值，由于體內毛細血管網的偽隨機性器官分布，當施加擴散敏感梯度時，血流灌注也可以引起體素內質子群相位不相干，導致測得的ADC值偏高[17-19]。1986年Le Bihan等[19]首先提出基于體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion imaging,IVIM)的DWI成像方法，采用雙指數數學模型多b值擬合分析，分開組織擴散和微循環相關擴散，使測量結果不再受b 值影響。目前這種IVIM的DWI成像研究已經在肝臟、胰腺、乳腺等許多器官上展開應用，這為腎上腺病變的進一步研究再次拓展了一個可期待的前景。

綜上所述，磁共振擴散加權成像通過對ADC值的定量分析，在分子水平揭示了不同病變的微觀結構，對鑒別腎上腺良、惡性病變有一定補充作用，而且隨著多b值DWI研究的深入，這一檢查將更加趨于完善和成熟。

[1] Parikh T,Drew SJ,Lee VS,et al.Focal liver lesion detection and characterization with diffusion-weighted MR imaging:comparison with standard breath-hold T2-weighted imaging〔J〕.Radiology,2008,246(3):812-822.

[2] Fattahi R,Balci NC,Perman WH,et al.Pancreatic diffusion-weighted imaging (DWI):comparison between mass-forming focal pancreatitis (FP),pancreatic cancer (PC),and normal pancreas〔J〕.J Magn Reson Imaging,2009,29(2):350-356.

[3] Kim S,Naik M,Sigmund E,et al.Diffusion-weighted MR imaging of the kidneys and the urinary tract〔J〕.Magn Reson Imaging Clin N Am,2008,16(4):585-596.

[4] Fujii S,Kakite S,Nishihara K,et al.Diagnostic accuracy of diffusion-weighted imaging in differentiating benign from malignant ovarian lesions〔J〕.J Magn Reson Imaging,2008,28(4):1149-1156.

[5] Song SK,Qu z,Garabedian EM,et al.Improved Magnetic Resonance Imaging Detection of Prostate Cancer in Transgenic Mouse Model〔J〕.Cancer Res,2002,62(5):1555-1558.

[6] Ichikawa T,Haradome H,Hachiya J,et al.Diffusion-weighted MR imaging with single-shot echo-planar sequence:detection and chracterization of focal hepatic lesions〔J〕.AJR,1998,170(2):397-402.

[7] 秦海燕，門人駒，孫浩然，等.腎上腺腫瘤MR擴散加權成像表現與細胞密度相關性的初步研究〔J〕.臨床放射學雜志，2007，26(6)：575-580.

[8] 馬 雋.DWI對腎上腺腫瘤的診斷及其與腫瘤細胞密度相關性〔J〕.中國民康醫學.2007，19(11)：1015-1019.

[9] Tomoyuki H,Akihiro N,Yoshiki A,et al.Apparent Diffusion Coefficient Characteristics of Various Adrenal Tumors〔J〕.Magn Reson Med Sci,2014,13(3):183-189.

[10] Marks MP,Crespjglly A,Lentz D,et al.Acute and chronic stroke：navigated spin-echo diffusion-weighted MR imaging〔J〕.Radiology,1996,199(2):403-408.

[11] 韓 博,楊廣夫,楊小軍,等.腎上腺腫瘤MR擴散加權成像分析〔J〕.實用放射學雜志,2009,25(7):993-995.

[12] 余小多，林 蒙，胡滿倉，等.3.0 T磁共振擴散加權成像對腎上腺原發腫瘤的診斷價值〔J〕.磁共振成像，2010，1(5)：366-370.

[13] Dong Y1,Liu Q.Differentiation of malignant from benign -pheochromocytomas with diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced magnetic resonance at 3.0 T〔J〕.Comput Assist Tomogr,2012,36(4):361-366.

[14] Song J,Zhang C,Liu Q,Yu T,et.al.Utility of chemical sh-ift and diffusion-weighted imaging in characterization of hyperattenuating adrenal lesions at 3.0T〔J〕.Eur J Radiol,2012,81(9):2137-2143.

[15] Halefoglu AM,Altun I,Disli C,et al.Prospective study on the utility of diffusion-weighted and quantitative chemical-shift magnetic resonance imaging in the distinction of adrenal adenomas and metastases〔J〕.Comput Assist Tomogr,2012,36(4):367-374.

[16] Sandrasegaran K,Patel AA,Ramaswamy R,et al.Characterization of Adrenal Masses With Diffusion-Weighted Imaging〔J〕.AJR,2011,197(1):132-138.

[17] Le Bihan D,Breton E,Lallemand D,et al.Separation of diffusionand perfusion in intravoxel incoherent motion MR imaging〔J〕.Radiology,1988,168(2):497-505.

[18] 楊正漢，馮 逢，王霄英，等.磁共振成像技術指南———檢查規范、臨床策略及新技術應用：修訂版〔M〕.北京：人民軍醫出版社，2010：263-293.

[19] Le Bihan D,Breton E,Lallemand D,et al.MR imaging of intravoxel incoherent motions:application to diffusion and perfusion in neurologic disorders〔J〕.Radiology,1986,161(2):401-407.

ValueofDiffusion-WeightedImagingintheDiagnosisofBenignandMalignantAdrenalLesions

ZHOUFei,HULipin,FANGChanglian,etal.

JiangxiCancerHospital,Nanchang,330029

ObjectiveTo study the manifestations of MR diffusion-weighted imaging (DWI) and to compare the differences of apparent diffusion coefficient (ADC) values of adrenal lesions in different b factors,so as to investigate the selection of optimal b factor as well as threshold of ADC value of benign and malignant adrenal lesions.MethodsA total of 32 patients with pathology or clinical proven adrenal lesion underwent MR imaging and DWI scanning.Various b factors were set as 0,400,800 and 1 000 s/mm2.The signal of different lesions were observed,the ADC values with different b factors were measured and statistically analyzed.Results① When b factor was 0 s/mm2the signal intensities of lesion was the same as T2WI.With b factor increased the ADC values of benign lesions declined more markedly than malignant lesions,meanwhile the signal intensity was lower in area of cystic degeneration and necrosis,compared with solid area.② Of the 3 groups of adrenal lesions with different b factors,the mean ADC value reduced following the increased of b factor with significant statistical difference (F=23.092，P<0.05).③There was no statistical difference in the ADC value between benign and malignant adrenal lesions with b factor=400 s/mm2(t=-1.932,P=0.063),there had statistical difference when b factor was 800 s/mm2and 1000 s/mm2(t=-2.290,P=0.029;t=-2.257,P=0.031).④ Using the ADC value with b=800 s/mm2group for ROC curve analysis,the AUC was 0.736 and the diagnosis threshold was 1.52×10-3mm2/s.ConclusionIt is the best choice as b=800 s/mm2for the diagnosis of adrenal lesions.In the mean time the ADC value of benign lesion is (1.56±0.49)×10-3mm2/s,which of malignant lesion is (1.25±0.24)×10-3mm2/s.DWI is supplement for conventional MRI to some extent to differentiate adrenal lesions and will become more perfect in the near future.

Adrenal lesion;Diffusion-weighted imaging(DWI);Apparent diffusion coefficient(ADC)

(ThePracticalJournalofCancer,2017,32:2002～2005)

330029 江西省腫瘤醫院

10.3969/j.issn.1001-5930.2017.12.027

R736.6

A

1001-5930(2017)12-2002-04

2017-08-24

2017-10-30)

(編輯：吳小紅)