3.0 T MRI不同序列診斷腎細胞癌亞型的應用價值

孟慶成，夏威利，閆亮亮，黎海亮*，曲金榮，趙二江

腎細胞癌是腎臟最常見的原發性惡性腫瘤，占所有成人腫瘤的2%～3%，世界上腫瘤死亡原因中占據第6位，病理主要分為透明細胞型、乳頭狀細胞型、嫌色細胞型及嗜酸粒細胞型等。既往研究證實，乳頭狀細胞型及嫌色細胞型腎癌的預后明顯好于透明細胞型腎癌[1]。MRI因其具有局部高分辨力、組織對比度好及能夠準確顯示病變的組織成分等優勢而被廣泛應用于腎細胞癌的診斷，其中研究較多的是擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值及動態增強特征[2-3]，但由于ADC值受主、客觀的影響因素較多及動態增強的特征差異較大[4-5]，從而限制了其在臨床的應用。本研究采用MRI的不同檢查序列進行定量評估，探討MRI不同評價指標鑒別診斷透明細胞型及非透明細胞型腎癌的應用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析河南省腫瘤醫院放射科自2014年3月至2017年3月在本院經手術病理證實的40例腎癌患者資料，其中男28例，女12例，年齡36～79歲，平均(56.4±8.7)歲。均為單腎單發病灶，所有患者術前均行腎臟的3.0 T MR平掃及動態增強。根據病理情況分為透明細胞型腎癌組21例(術后病理分期Ⅰ期2例，Ⅱ期12例，Ⅲ期5例，Ⅳ期2例)及非透明細胞型腎癌組19例(乳頭狀細胞型11例，嫌色細胞型8例，Ⅰ期1例，Ⅱ期3例，Ⅲ期14例，Ⅳ期1例)，兩組患者一般情況差異無統計學意義，具有可比性?；颊邫z查前均對檢查情況知情同意并簽署了知情同意書。

1.2 檢查方法

采用3.0 T MR 掃描儀(Signa HDx，GE Healthcare，Waukesha，WI，USA)，使用腹部相控陣線圈，患者平靜呼吸，加呼吸門控，腎臟軸位、冠狀位快速恢復快速自旋回波序列T2WI：TR/TE 3000～7000 ms/110～115 ms，層厚4～5 mm，層距0.5～1.0 mm，FOV (26～35) cm×(35～40) cm，矩陣320×224，采集時間為2 min 48 s。DWI成像：采用軸面掃描，選用體部矩陣線圈，采用平面回波DWI (echo planar imaging DWI，EPIDWI)，掃描參數：TR 5000 ms，TE 55.2 ms，矩陣128×128，層厚4 mm，層距l mm，FOV (35～40) cm×(35～40) cm，激勵次數1，呼氣末屏氣狀態下掃描，掃描時間為20 s。b值為0、700 s/mm2，3個方向均施加擴散梯度。增強掃描采用對比劑Gd-DTPA，劑量為0.1 mmoL/kg，經肘靜脈以2 mL/s的流率團注。訓練患者屏氣幅度盡可能前后一致，一次屏氣時間內完成腎區掃描。增強掃描時間為注射對比劑后30 s (皮質期)、100 s (實質期)及5 min (延遲期)。掃描參數：層厚8.0 mm，層間距0.8 mm，采集矩陣292×164，重建矩陣512×512，FOV 380 mm×265 mm。

1.3 圖像觀察及數據測量

由2名資深腹部影像診斷醫生復閱MR圖像，記錄患者病灶出血、壞死、囊變及靜脈癌栓的出現情況。采用AW4.4工作站的FuncTool軟件進行DWI數據的后處理：調整域值范圍以包含整個腎臟，由工作站自動生成腎臟ADC偽彩圖。感興趣區(region of interest，ROI)的選擇：對于腎實質，ROI盡量放在腎門水平腎臟前外側皮髓質交界區，ROI為圓形或橢圓形，包括腎皮質和腎髓質各約50%；對于病灶，ROI的位置需根據腫瘤的增強皮質期選取病變的實性成分區，盡量避開壞死、出血、變性及鈣化區域(圖1～3)。病灶及腎皮質信號強度均通過對ROI測定獲得，以病灶各期強化最明顯處為ROI，腎皮質的ROI盡量選病變同側未受累的腎臟中部皮質，如病灶較大且累及腎臟中部時則選對側腎臟中部皮質。ROI平均大小為1.5 cm2。同一患者所測定ROI的位置、大小保持一致。信號強度變化(△sI)=(sI增強后-sI增強前)/sI增強前×100%；腫瘤-皮質增強指數=△SI腫瘤/△SI皮質[6]。

1.4 統計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行分析，計量資料采用t檢驗分析，分類資料采用卡方檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。界值的確定采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線。

2 結果

2.1 透明細胞型腎癌組與非透明細胞型腎癌組患者MR平掃及動態增強表現

圖1 患者，男，56歲。A：壓脂T2WI混雜高信號；B：增強掃描動脈期實性成分強化明顯，囊性成分未見強化；C：ADC圖呈混雜高信號；D：病理示透明細胞型腎癌 圖2 患者，女，43歲。A：壓脂T2WI低信號；B：增強掃描略強化；C：ADC圖低信號；D：病理示乳頭狀細胞型腎癌 圖3 患者，男，67歲。A：壓脂T2WI混雜等信號；B：增強掃描略強化；C：ADC圖混雜低信號；D：病理示嫌色細胞型腎癌Fig. 1 Male, 56 years old. A: Mixed high signal of lipid-pressing T2WI; B: Enhanced scanning arterial phase solid component was significantly enhanced, while cystic component was not enhanced; C: The ADC graph shows mixed high signal; D: Pathological examination showed clear cell type renal carcinoma. Fig. 2 Female, 43 years old. A: Low signal of lipid-pressing T2WI; B: Enhanced scan slightly enhanced; C: Low signal in ADC; D: Shows papillary cell type renal cancer. Fig. 3 Male, 67 years old. A: Lipid-pressing T2WI mixed signals; B: Enhanced scanning slightly enhanced; C: ADC mixed low signal; D: Pathologic manifestations of chromophobe cell renal carcinoma.

圖4 MRI不同影像征象的ROC曲線 圖5 增強MRI不同期相的ROC曲線 圖6 不同MRI診斷指標組合的ROC曲線Fig. 4 ROC curve of MRI different image signs. Fig. 5 ROC curve of enhanced MRI at different phases. Fig. 6 ROC curve of different MRI diagnostic indicators combination.

MR平掃征象中，與非透明細胞型腎癌組患者比較，透明細胞型腎癌患者的壞死、囊變的出現率明顯高于非透明細胞型腎癌組患者，出血的出現率低于非透明細胞型腎癌組患者，差異有統計學意義(χ2=17.378、5.414、4.043，P=0.00、0.020、0.044)；而兩組靜脈癌栓的出現率的差異無統計學意義(χ2=1.380，P=0.240)；出血、壞死、囊變及靜脈癌栓的ROC曲線下面積分別為0.663、0.828、0.680、0.585(圖4)。DWI序列中，透明細胞型腎癌患者病變的ADC值高于非透明細胞型腎癌組患者，二者差異有統計學意義(t=6.269，P=0.00)。詳見表1。

2.2 透明細胞型腎癌患者MR平掃及動態增強評價指標的ROC曲線

透明細胞型腎癌患者的皮質期、實質期及延遲期腫瘤-皮質強化指數均明顯高于非透明細胞型腎癌組，差異有統計學意義(t=4.082、6.509、6.083，P均=0.00)。動態增強皮質期、實質期及延遲期腫瘤-皮質增強指數對診斷透明細胞型腎癌ROC曲線下面積分別為0.817、0.929、0.897；實質期ROC曲線下面積最大，以0.77為臨界值，敏感度為0.952，特異度為0.789(圖5)。詳見表2。

表1 兩組患者MR平掃及ADC值表現比較(x±s)Tab. 1 Comparison of MR plain scan and ADC values between the two groups (±s)

表1 兩組患者MR平掃及ADC值表現比較(x±s)Tab. 1 Comparison of MR plain scan and ADC values between the two groups (±s)

注：兩組比較，ADC值采用χ2檢驗；出血、囊變、壞死及靜脈癌栓采用t檢驗

組別 例數 ADC值(×10-3 mm/s)MR平掃征象(n/%)出血 壞死 囊變 靜脈癌栓透明細胞癌組 21 2.01±0.33 2/9.5 16/76.2 9/42.9 8/38.1非透明細胞癌組 19 1.49±0.13 8/42.1 2/10.5 15/78.9 4/21.1 χ2值/t值 6.269 4.043 17.378 5.414 1.380 P值 0.000 0.044 0.000 0.020 0.240

表2 兩組患者的腫瘤-皮質強化指數比較(x±s)Tab. 2 Comparison of tumor-cortical enhancement index between the two groups of patients (±s)

表2 兩組患者的腫瘤-皮質強化指數比較(x±s)Tab. 2 Comparison of tumor-cortical enhancement index between the two groups of patients (±s)

注：本表采用t檢驗

組別 例數 皮質期 實質期 延遲期透明細胞癌組 21 1.09±0.16 0.92±0.10 0.81±0.11非透明細胞癌組 19 0.84±0.23 0.65±0.15 0.56±0.14 t值 4.082 6.509 6.083 P值 0.000 0.000 0.000

表3 不同MRI診斷指標組合的ROC曲線Tab. 3 ROC curves of different MRI diagnostic indicators

2.3 不同診斷指標組合診斷透明細胞型腎癌的特異性及敏感性

選取診斷透明細胞型腎癌敏感性、特異性較高的指標如壞死、實質期腫瘤-皮質增強指數及病變ADC值為組合元素，篩選出診斷透明細胞型腎癌的最佳診斷方法。結果顯示：ADC值結合實質期腫瘤-皮質增強指數對診斷透明細胞型腎癌的ROC曲線下面積為0.976，敏感度及特異度分別為0.952、1.0(圖6)。詳見表3。

3 討論

3.1 腎細胞癌的不同亞型的MRI征象差異

不同細胞亞型腎癌的生長速度和轉移發生率差異大，因而各亞型的腎細胞癌的影像學表現不盡相同，其手術方式及預后也不同。研究表明，乳頭狀腎細胞癌和嫌色細胞癌5年生存率為80%～90%，而透明細胞癌只有50%～60%，其中嫌色細胞癌的預后更好[7]。因此，術前正確診斷對手術方式的選擇和預后判斷具有重要意義。本研究顯示，與腎臟的乳頭狀或嫌色細胞癌相對而言，透明細胞型腎癌起源于腎近曲小管，腫瘤細胞胞質透亮，瘤內血管網豐富，多同時含有實性和囊性結構。本研究顯示，透明細胞型腎癌21例，乳頭狀細胞型12例，嫌色細胞型8例，由于透明細胞型腎癌的預后明顯低于其他亞型，因而把乳頭狀細胞型、嫌色細胞型歸為非透明細胞型腎癌組。與非透明細胞型腎癌組患者比較，透明細胞型腎癌患者的壞死、囊變的出現率明顯高于非透明細胞型腎癌組患者，出血的出現率低于非透明細胞型腎癌組患者，各種影像學征象ROC曲線顯示，壞死的敏感性及特異性最高。MRI對病變出血、壞死診斷的敏感性及特異性均很高[8-9]，Beddy等[10]研究發現壞死與透明細胞型腎癌及其預后不佳密切相關，本組結果與該研究相仿；與透明細胞腎癌比較，乳頭狀及嫌色細胞腎癌為少血供腫瘤[11]，無或輕度強化，嫌色細胞癌少有壞死、出血及囊性變，腫瘤質地相對比較均勻[12]。另外，靜脈癌栓作為腎臟腫瘤的獨立影響因素，與腎癌的分型、分期及預后密切相關[13]，但本研究靜脈癌栓的出現率兩組的差異無統計學意義，可能與研究中透明細胞型腎癌的分期較早及例數較少有關。

另外，透明細胞型腎癌血供豐富，增強掃描強化程度高，動態增強掃描各期透明細胞型腎癌強化程度均最顯著，腫瘤-皮質增強指數亦最高，以中重度強化為主[14]，均體現其血管生成活躍、血供豐富的特點。兩組患者病變各期強化指數呈遞減型，體現了腎癌強化的快進快出的特征，但透明細胞型腎癌的下降速率高于非透明細胞型腎癌患者，間接證實了透明細胞型腎癌的富血供特性。本研究結果支持透明細胞型腎癌的強化特征，尤其以實質期腫瘤-皮質增強指數為著，與Kim等[15]的研究結果相仿。

3.2 MRI功能成像序列DWI區分腎細胞癌亞型的應用

DWI是目前唯一的一種無創性反映活體水分子擴散運動的成像方法?；铙w組織的擴散系數值受許多因素如細胞的生物學行為、體液的流動、溫度等宏觀因素以及臟器的運動影響。從掃描技術角度來看，DWI的圖像質量主要與b值選擇有關。大部分研究結果將b值范圍確定為500～1000 s/mm2[16]，在本研究中，將b值確定為700 s/mm2。ROI的設置對ADC值的測量結果也有較大的影響。既往的研究中，ROI范圍的劃分一般包括整個病變，由于腎臟腫瘤多數伴有不同程度的壞死、出血、變性及鈣化區，并不能真實反映腎癌壓型腫瘤細胞的特征。本研究采用動態增強實質期病變實質部分的最大截面作為ROI，平均大小為1.5 cm2，在相應DWI序列圖像中測量ADC值。本研究結果顯示，透明細胞型腎癌組患者病變的ADC值為(2.01±0.33)×10-3mm2/s，非透明細胞型腎癌組患者病變的ADC值為(1.49±0.13)×10-3mm2/s，二者差異有統計學意義，與前人的研究相仿[17]。可能原因是從組織病理學上來講，腎透明細胞癌較其他亞型的腎癌更易出現壞死和出血，筆者傾向于腎透明細胞癌ADC值高于其他亞型的原因是腫瘤更多的發生鏡下可見的壞死和出血導致了ADC值的升高[18]。

3.3 MRI多參數指標模型鑒別腎細胞癌亞型的意義

為進一步分析不同MRI表現診斷腎癌壓型的臨床應用價值，本研究選用了壞死、實質期腫瘤-皮質強化指數及ADC值作為評價指標，結果發現ADC值結合實質期腫瘤-皮質增強指數對診斷透明細胞型腎癌的敏感度及特異度最高，ROC曲線下面積為0.976，敏感度為0.952，特異度為1.0，與Notohamiprodjo等[19]的研究結果相仿。這說明多參數指標對于MRI鑒別腎癌壓型具有一定的臨床應用價值。本研究尚存在一些缺陷。首先本組資料較少，不能夠定量統計出鑒別腎癌壓型的可借鑒的ADC臨界值。其次，DWI的測量區域與病理結果缺乏準確的對應關系，很難從組織病理學方面解釋研究所得結果。

利益沖突：無。