動態(tài)增強磁共振定量參數(shù)聯(lián)合彌散加權(quán)成像對鼻咽癌早期診斷價值的臨床分析

劉 旭，王 曉，陳倩明，張曉紅

(1.重慶市第十三人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，重慶 400053；2.四川省德陽市人民醫(yī)院放射科，四川 德陽 832000)

鼻咽癌是我國高發(fā)惡性腫瘤，其發(fā)生是多方面因素綜合作用結(jié)果，主要與基因遺傳、病毒感染、飲食習(xí)慣、環(huán)境因素等相關(guān)[1，2]。鼻咽癌早期癥狀多不顯著，患者就診時多已發(fā)展至中晚期，錯失最佳治療時機。磁共振(MRI)具有較高軟組織分辨率與空間分辨率，在鼻咽癌診斷與分期中具有重要應(yīng)用，但常規(guī)MRI僅能通過病灶形態(tài)改變判斷鼻咽癌，反映的腫瘤信息有限，存在一定漏診與誤診風(fēng)險。動態(tài)增強磁共振(DCE-MRI)可以通過定量參數(shù)提供更多病灶組織的病理生理信息，提高鼻咽癌早期診斷準(zhǔn)確性[3]。彌散加權(quán)成像(DWI)是MRI重要功能，可以檢測活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運動，反映鼻咽癌病理改變[4]。本研究采用DCE-MRI定量參數(shù)聯(lián)合DWI檢查，探討對鼻咽癌早期診斷的臨床價值。

1 資料與方法

1.1一般資料2014年6月至2017年6月重慶市第十三人民醫(yī)院105例鼻咽腫瘤患者，均經(jīng)鼻咽纖維鏡活檢證實，接受MRI平掃、DWI掃描與DCE-MRI掃描，檢查前未接受任何相關(guān)治療，患者或家屬對本次研究知情同意，并簽署知情同意書。均排除以下情況：①MRI檢查禁忌證；②口腔假牙偽影；③明顯運動偽影；④對比劑過敏者。根據(jù)病理結(jié)果分組，83例鼻咽部良性腫瘤患者納入良性組，22例鼻咽癌患者納入惡性組。良性組男63例，女20例，年齡29～66歲[(47.62±8.57)歲]。惡性組男17例，女5例，年齡30～64歲[(47.15±8.49)歲]；臨床分期(鼻咽癌AJCC第7版)：Ⅰ期8例，Ⅱ期14例。兩組年齡、性別比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P> 0.05)

1.2MRI掃描采用西門子WAGNETOM AVanto 1.5T MRI，頭頸聯(lián)合相控陣線圈。患者取仰臥位，囑患者平靜呼吸，減少眼球運動與吞咽動作。先行MRI平掃，掃描層面包括橫斷位、矢狀面、冠狀面，采用快速自旋回波序列T1WI(TR 450 ms，TE 10 ms)與T2WI(TR 4200 ms，TE 98 ms)，掃描參數(shù)：層厚3 mm，層間距1 mm，視野240 mm×195 mm，激勵次數(shù)2次，矩陣384×256。平掃結(jié)束后，行多b值DWI掃描，采用自旋回波擴(kuò)散加權(quán)平面回波成像(TR 660 ms，TE 8 ms)，層厚3 mm，層間距1 mm，視野240 mm×72 mm，矩陣384×256，激勵次數(shù)2次，擴(kuò)散梯度因子b值取0 s/mm2與1000 s/mm2。最后行DCE-MRI掃描，采用高壓注射器，經(jīng)肘靜脈團(tuán)注釓噴酸葡胺注射液(國藥準(zhǔn)字H20013088，生產(chǎn)單位：北京北陸藥業(yè)股份有限公司)0.1 mmol/kg，注射速率4 ml/s，注射完畢后以相同注射速率注射生理鹽水10 ml。采用局部橫斷面三維擾相梯度回波序列(TR 1.0 ms，TE 5.4 ms)，層厚3 mm，視野240 mm×180 mm，矩陣320×256，每個周期掃描16層，每個掃描周期用時9 s，共掃描15個周期，總用時135 s。

1.3圖像處理將原始圖像導(dǎo)入工作站，勾畫整個病灶范圍，確定感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，注意避開囊變、壞死、出血區(qū)及大血管，獲取定量參數(shù)，包括容量轉(zhuǎn)移常數(shù)(Ktrans)、速率常數(shù)(Kep)、血管外細(xì)胞外間隙容積比(Ve)。將多b值彌散加權(quán)成像掃描的0 s/mm2與1000 s/mm2圖像處理得到相應(yīng)ADC值，重復(fù)測量3次，取均值。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)。計數(shù)資料比較采用卡方檢驗；計量資料比較采用t檢驗；以鼻咽纖維鏡活檢結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制Ktrans、Kep、Ve及ADC值診斷鼻咽癌的ROC曲線，計算ROC曲線下面積、最大約登指數(shù)、最佳閾值、靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、準(zhǔn)確性。P< 0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組DCE-MRI定量參數(shù)比較良性組Ktrans、Kep、Ve低于惡性組，ADC值高于惡性組(P< 0.05)，見表1，圖1～圖5。

圖1 鼻咽癌Ktrans圖

圖2 鼻咽癌 Kep圖

圖3 鼻咽癌 Ve圖

圖4 鼻咽癌MRI平掃圖

圖5 鼻咽癌DWI對應(yīng)ADC圖

組別例數(shù)Ktrans(min-1)Kep(min-1)VeADC值(×10-3mm2/s)良性組830.136±0.0300.482±0.1050.289±0.0641.163±0.254惡性組220.209±0.0460.655±0.1430.412±0.0910.710±0.158t8.9856.3417.29110.395P<0.05<0.05<0.05<0.05

2.2Ktrans、Kep、Ve及ADC值的ROC曲線分析

以鼻咽纖維鏡活檢結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制Ktrans、Kep、Ve及ADC值診斷鼻咽癌的ROC曲線，ROC曲線下面積>0.7，診斷準(zhǔn)確性較高。以最大約登指數(shù)為參考值，獲得Ktrans、Kep、Ve及ADC值的最佳閾值、靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、總符合率。見表2。

表2 Ktrans、Kep、Ve及ADC值的ROC曲線分析

2.3DCE-MRI定量參數(shù)與DWI對鼻咽癌的診斷效能以DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans、Kep、Ve高于最佳閾值為標(biāo)準(zhǔn)診斷鼻咽癌，正確診斷87例，誤診13例，漏診5例；以ADC值低于最佳閾值為標(biāo)準(zhǔn)診斷鼻咽癌，正確診斷84例，誤診14例，漏診7例。DCE-MRI聯(lián)合DWI診斷鼻咽癌，正確診斷97例，誤診6例，漏診2例。DCE-MRI與DWI單獨診斷鼻咽癌的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、總符合率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P> 0.05)。DCE-MRI聯(lián)合DWI診斷鼻咽癌的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值與DCE-MRI、DWI比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P> 0.05)，總符合率高于DCE-MRI與DWI(P< 0.05)。見表3。

表3 DCE-MRI定量參數(shù)與DWI對鼻咽癌的診斷效能[%(n)]

3 討論

常規(guī)MRI檢查主要通過觀察鼻咽癌形態(tài)與信號改變，判斷早期腫瘤生長、浸潤及轉(zhuǎn)移情況，相關(guān)研究顯示，鼻咽癌病灶形態(tài)不規(guī)則，邊界模糊，在T1WI上呈不均勻低信號或稍低信號，T2WI上呈不均勻高信號或稍高信號[5，6]。但常規(guī)MRI檢查僅通過醫(yī)師肉眼觀察結(jié)果進(jìn)行分析與評估，可能導(dǎo)致診斷結(jié)果存在一定偏差。

DCE-MRI可以利用對比劑注入后不同組織間微血管特征，無創(chuàng)性獲取腫瘤血管微循環(huán)、血管滲透性等信息，評估腫瘤生物學(xué)行為[7]。目前DCE-MRI分析方法主要包括定性、半定量與定量分析等，其中定量分析法依靠藥物代謝動力學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)計算分析ROI對比劑濃度變化，獲取Ktrans、Kep、Ve等血流動力學(xué)參數(shù)。Ktrans指對比劑由血管內(nèi)轉(zhuǎn)運到血管外的速率，取決于單位體積的流量、滲透性及毛細(xì)血管的表面積，Ktrans與血管通透性、血漿流量呈正相關(guān)[8]。Kep指對比劑由血管外細(xì)胞外間隙回流到血管的速率，當(dāng)癌組織區(qū)域內(nèi)微血管通透性增高，對比劑返流至血管速度提高，病灶內(nèi)Kep增高[9]。本研究顯示，良性組Ktrans、Kep低于對照組，提示不同鼻咽病變，血管生成與通透性存在一定差異。主要由于鼻咽癌是一種血管依賴性腫瘤，通過新生血管支持腫瘤生長，其大小不一、粗細(xì)不等、走行紊亂，呈不規(guī)則分布，加之腫瘤新生血管基底膜發(fā)育不成熟，導(dǎo)致血管通透性較高。Ve代表血管外細(xì)胞間隙百分?jǐn)?shù)，與Ktrans、Kep存在一定關(guān)聯(lián)性，可用來Ve=Ktrans/Kep表示[10，11]。本研究顯示良性組Ve低于惡性組，提示鼻咽癌組織內(nèi)間質(zhì)成分變化明顯，具有與其他鼻咽良性病變不同的生物學(xué)特性。本研究利用ROC曲線分析DCE-MRI定量參數(shù)診斷鼻咽癌的效能，分別以0.174、0.590、0.363為Ktrans、Kep、Ve的診斷閾值，DCE-MRI定量參數(shù)診斷鼻咽癌的靈敏度、特異度、總符合率分別為77.3%、84.3%、82.9%，證實DCE-MRI定量參數(shù)可以根據(jù)腫瘤血管相關(guān)信息，為鼻咽癌早期診斷提供一定依據(jù)。DWI是是近年來興起的MRI新型成像技術(shù)，通過檢測活體組織中水分子的擴(kuò)散運動，間接反映組織內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，為鼻咽癌診斷無創(chuàng)提供病理生理學(xué)信息。ADC值即表觀彌散系數(shù)，反映水分子在組織內(nèi)的擴(kuò)散速率與范圍[12，13]。當(dāng)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散速度較快時，DWI上對應(yīng)的ADC值呈較高水平，反之ADC值較低。相關(guān)研究顯示，鼻咽癌腫瘤區(qū)ADC值顯著高于健側(cè)翼外肌，可以有效鑒別腫瘤組織與周圍正常肌肉組織，對鼻咽癌侵犯程度具有一定提示作用[14]。本研究顯示，良性組ADC值高于惡性組，與以往研究相符[15，16]，可能與鼻咽癌腫瘤細(xì)胞增殖導(dǎo)致周圍水分子擴(kuò)散受限相關(guān)。本研究利用ROC曲線分析DWI診斷鼻咽癌的效果，以ADC值低于0.842為標(biāo)準(zhǔn)，DWI診斷鼻咽癌的靈敏度、特異度、總符合率分別為68.2%、83.1%、80.0%，提示DWI可以為臨床醫(yī)師診斷鼻咽癌提供一定參考價值。本研究將二者聯(lián)合使用，結(jié)果顯示，DCE-MRI定量參數(shù)聯(lián)合DWI診斷鼻咽癌的總符合率顯著高于單獨使用DCE-MRI定量參數(shù)或DWI，證實DCE-MRI定量參數(shù)聯(lián)合DWI可以進(jìn)一步提高鼻咽癌診斷效能。本研究也存在一定局限性，由于納入樣本量較小，未能比較DCE-MRI定量參數(shù)與DWI診斷不同類型鼻咽癌的差異，可能對研究結(jié)果產(chǎn)生一定影響，需進(jìn)一步擴(kuò)大試驗完善研究。

綜上，DCE-MRI定量參數(shù)聯(lián)合DWI對鼻咽癌的早期診斷準(zhǔn)確性相較于單獨使用DCE-MRI定量參數(shù)或DWI有所提高。