3.0T磁共振ADC值及DCE-MRI定量分析對頸部良惡性淋巴結鑒別診斷

滿育平， 馬隆佰， 吳春梅， 周平婷， 韋強

頸部淋巴結腫大是臨床的常見癥狀，治療前的影像學定性診斷是臨床治療的重要依據[1]。MRI具有軟組織分辨率高、無創傷等特點，目前已成為頸部影像檢查的主要手段之一，既往較多文獻采用常規MRI對頸部良惡性淋巴結的形態學特征(部位、大小、形態、數量、邊界等)的差異性進行了詳細的描述[2，3]，近年擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)在頸部淋巴病變報道亦逐漸增多[4]，而采用動態對比增強磁共振成像(dynamic contrast enhanced,DCE-MRI)在頸部良性淋巴結鑒別診斷的報道相對較少，尤其采用DWI與DCE-MRI共同研究更為少見。本文通過回顧性分析頸部良惡性淋巴結病變的3.0T磁共振ADC值、DCE-MRI的定量參數影像資料，分析各自的影像特點，旨在為臨床提供更準確的診斷依據。

材料與方法

1.一般資料

搜集2016年5月-2018年4月的頸部淋巴結腫大患者70例(男46例、女24例，年齡 17～74歲，平均年齡45.7歲)的3.0T磁共振ADC值、DCE-MRI的定量參數影像學資料。良性淋巴結30例(104枚)，其中淋巴結結核16例(62枚)，淋巴結炎8例(23枚)，反應性淋巴結增生6例(19枚)。惡性淋巴結40例(150枚)，其中鼻咽癌淋巴結轉移28例(108枚)，扁桃體癌2例(7枚)，喉癌3例(8枚)，甲狀腺癌3例(6枚)，淋巴瘤4例(21枚)。病例納入標準：①檢查前未針對頸部淋巴病變進行外科治療；②檢查序列完整，包括常規MR、DWI及DCE-MRI；③圖像清晰，無影響診斷偽影；④淋巴結中央大部分壞死致無法測量者不納入本組。⑤有病理結果或臨床治療隨訪證實。所有受檢者均簽署知情同意書。

2.MR設備及掃描方案

采用Siemens Skyra 3.0T超導磁共振儀,軸面DWI序列:采用單次激勵自旋平面回波像，TR 13000 ms，TE 98 ms，視野229 mm×229 mm，b 值取0、600、800和1000 s/mm2，層厚5 mm，間距0.5 mm；DCE-MRI序列:采用三維容積內插快速擾相梯度回波序列，TR 5.08 ms，TE 1.85 ms，翻轉角150°，視野229 mm×229 mm，層厚5 mm，間距0.5 mm。參照常規MRI平掃圖像，以目標淋巴結為中心平掃2個序列后高壓注射器經肘靜脈團注注入Gd-DTPA對比劑，隨后追加20 mL生理鹽水沖管，連續40個序列的動態增強掃描。對比劑劑量 0.2 mmoL/kg，注射流率2.0 mL/s，總時間5 min 15 s。

3.圖像處理

由2名中級以上放射科醫師獨立分析影像資料，對測量數值進行kappa檢驗一致性較好后取平均值。DWI觀察指標：不同b值的DWI信號、表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)值測定。DCE-MRI運用Siemens Syngo MMWP (Syngo Multi-Modality Workplace)工作站中Tissue 4D軟件包Tofts兩室模型進行動態分析，觀察指標包括：容量轉移常數(Ktrans)、速率常數(Kep)、血管外細胞外間隙容積比(Ve)等3個定量參數。同一病例測量ADC值參照DCE-MRI的感興趣區(region of interest,ROI)的位置及大小，取在實質病灶動態增強圖像強化最明顯區域，避開腫瘤內的囊變、壞死區，ROI大小約30～36 mm2，以b=800 s/mm2測量ADC值3次取均值。

4.統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件進行分析。對頸部良惡性淋巴結兩組間ADC值與Ktrans、Kep、Ve值進行正態檢驗后，所得參數均符合正態分布，遂各組間ADC值、Ktrans、Kep、Ve值的均值比較采用獨立樣本t檢驗，t檢驗比較結果中差異有統計學意義的ADC與Kep、Ve之間的比較采用直線相關分析；以ADC與Kep、Ve值診斷頸部良惡性淋巴結的敏感性和特異性為研究對象，繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)來確定對頸部良惡性淋巴結的診斷效能。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

頸部良惡性淋巴結的ADC值、DCE-MRI定量參數Ktrans、Kep、Ve 值比較如表1。

表1 頸部良惡性淋巴結ADC值、Ktrans、Kep、Ve值兩樣本比較

本研究組頸部良惡性淋巴結ADC均值分別為1.285×10-3mm2/s(圖1a)，0.800×10-3mm2/s(圖2a)，兩兩比較差異有統計學意義(t=6.685，P=0.000)。ROC曲線分析顯示為ADC以0.927×10-3mm2/s為閾值，DWI鑒別診斷頸部良惡性淋巴結敏感度88.5%、特異度76.0%、準確率89.6%(圖3)。DCE-MRI定量參數分析中，良性淋巴結的Ktrans、Kep值低，Ve值高(圖1b)，病理圖片上顯示細胞外間隙寬(圖1c)；而惡性淋巴結的Ktrans、Kep值高，Ve值低(圖2b)，病理圖片顯示細胞外間隙相對較窄(圖2c)。兩者的Kep 、Ve值差異有統計學意義(P<0.05)，Ktrans值之間差異均無統計學意義(P<0.05)。Ve以0.608為閾值，鑒別診斷敏感度78.8%、特異度80.0%、準確率82.4%(圖3)；Kep以0.941min-1為閾值，兩者鑒別診斷敏感度19.2%、特異度64.0%、準確率30.4%(圖4)；ADC值聯合Ve值診斷頸部惡性淋巴結敏感度64%、特異度69.2%、正確率66.1%、陽性預測值98%、陰性預測值88.9%、假陽性率1.9%、假陰性率6%；ADC值聯合Kep、Ve值診斷頸部惡性淋巴結敏感度18%、特異度62.2%、正確率89%、陽性預測值100%、陰性預測值95.4%、假陽性率0%、假陰性率2%。

圖1頸部淋巴結結核。a) ADC值(1.108±0.284)×10-3mm2/s(箭)； b) 結核灶ROI的Ktrans偽彩圖示病灶內以藍色為主的混雜染色改變，表現為病灶具有相對較低的Ktrans值的特點，Ktrans值為0.389min-1；c) 結核灶病理(HE×200)示細胞外間隙寬。

圖2頸部淋巴瘤。a) ADC圖上信號較低，病灶ROI的ADC值(0.595±0.086)×10-3mm2/s(箭)；b) 淋巴瘤灶ROI的Ktrans值偽彩圖示病灶內以紅色為主的混雜染色改變，表現為病灶具有相對較高的Ktrans值的特點，Ktrans值為15.544min-1(箭)；c) 淋巴瘤病理(HE×200)示細胞外間隙窄。圖3ADC值與Ve值診斷頸部良惡性淋巴結的敏感性和特異性的ROC曲線。圖4Kep值診斷頸部良惡性淋巴結的敏感性和特異性的ROC曲線。

本研究組頸部良惡性淋巴結ADC與Kep、Ve值的直線相關性分析如表2。

表2 頸部良惡性淋巴結的ADC、Kep、Ve值的相關性分析

頸部良惡性淋巴結組的ADC與Kep相關性分析，r=-0.206，P=0.039；ADC與Ve相關性分析，r=0.335，P=0.001；Kep與Ve相關性分析，r=-0.249，P=0.012。兩兩間均有統計學意義(P<0.05)，顯示ADC和Kep、Ve值聯合應用對頸部良惡性淋巴結影像學診斷有較強相關性。

討 論

常規MRI通過分析頸部淋巴結的部位、大小、形態、數量、邊界、內部信號等方式，能對頸部淋巴結的良惡性作出初步判斷。惡性淋巴結的大小多>2 cm，某一區域的淋巴結數>3枚提示惡性，病變邊緣毛糙，突破包膜提示惡性，病變內出現壞死灶提示惡性[5]。參照歐洲放射腫瘤學協會2013年頸部淋巴結分區標準[6]，對于疑似轉移性淋巴結的病變，常規MRI可以根據頸部特定區域的淋巴結引流范圍，找到原發病灶。然而一些良性淋巴結同樣也可以出現以上諸多特征(如結核)[7]，常規MRI對良惡性淋巴結的判斷指標中存在較多重疊性，需要從其他MR序列中提供更多的診斷數據。

DWI從微觀角度觀察人體組織間水分子交換的狀態，不僅能提供病變組織的信號特點，也可以通過ADC值來定量分析不同病理學特征的頸部淋巴結性質。Xing等[4,8]報道ADC值的差異可作為指導臨床對頸部良惡性淋巴結評估及預測的一個重要指標。國內文獻報道中不同b值上的ADC值測量的數值存在一定的偏差[9]，臨床研究中沒有形成統一的界定數值。本組研究以b值800 s/mm2，DWI圖信噪比較好，圖像觀察較為滿意。以b值800 s/mm2測量ADC值診斷頸部良惡性淋巴結的效能較高，與于紅梅等[10]報道較為一致；本組研究結果顯示頸部良性淋巴結的ADC均值為1.285×10-3mm2/s，頸部惡性淋巴結的ADC均值為0.800×10-3mm2/s，頸部良性淋巴結的平均ADC值明顯高于惡性淋巴結的平均ADC值[4]，提示頸部惡性淋巴結具有ROI內病變組織細胞密度高、細胞核漿比例大、組織液粘稠度高，水分子擴散受限相對明顯，ADC值相對較小的特性[11]。 ROC曲線分析顯示ADC以0.927×10-3mm2/s為閾值，鑒別診斷頸部良惡性淋巴結敏感度88.5%、特異度76.0%、準確率89.6%，在頸部良惡性淋巴結診斷中具有較高的臨床應用價值，與既往研究報道的良性淋巴結ADC均值為1.072×10-3mm2/s，惡性淋巴結ADC均值為0.875×10-3mm2/s較為一致[12]。

DCE-MRI定量分析是在靜脈注射小分子順磁性對比劑，通過觀察、分析對比劑經病變興趣區動脈、毛細血管進入血管外組織細胞外間隙，再由血管外組織細胞外間隙回流到靜脈的整個過程，能快速、動態監測被檢部位組織T1弛豫時間動態變化數據，同時運用假定的藥代動力學模型計算出ROI組織灌注或微循環滲透性的血流動力學參數，從而實現在細胞分子功能水平上反映組織血管分布、血流灌注等生理信息的作用[13]。定量分析常用的參數有Ktrans 、Kep、Ve值，Ktrans值取決于微血管生成及血管通透性;Ve值的高低取決于微血管外組織細胞外間隙大小；Kep值反應了單位時間內對比劑回流進入微血管的量，三者的關系為Kep=Ktrans/Ve。在DCE-MRI早期，對比劑主要分布于血管內，信號強度與腫瘤血管生成程度與結構(microvessel structure，MVS)有關，病變組織內的新生血管壁發育不完善，血管壁間隙增寬，從血管內進入組織細胞外間隙的對比劑量多，Ktrans值越大；在動態增強晚期，對比劑主要分布于組織細胞外間隙，與微血管通透性和密度(microvessel denisity，MVD)有關 ，微血管的密度及通透性越高，單位時間內回流進入微血管的造影劑量越大，Kep值越大[14]。本研究通過測量DCE-MRI各參數值發現良性淋巴結的Ktrans、Kep值低，Ve值高，而惡性淋巴結的Ktrans、Kep值高，Ve值低，提示惡性淋巴結ROI內的病變組織新生血管發育程度相對良性更不完善，病變組織內細胞密度高，血管外組織細胞外間隙小的特點。本研究中Kep以0.941min-1為閾值，兩者鑒別診斷敏感度19.2%、特異度64.0%、準確率30.4%；Ve以0.608為閾值，鑒別診斷敏感度78.8%、特異度80.0%、準確率82.4%，提示Ve值在定量參數分析中具有較高的敏感性和特異性，具有較高的診斷價值，而Kep的作用較小，Ktrans值無統計學意義，分析原因有炎癥與腫瘤所引起血管內皮及功能改變等生物學行為存在類似有關[15]。由某種抗原引起的反應性淋巴結增生，增生濾泡間小血管增多，血供較豐富，而淋巴結結核增殖區內也可以發生血管閉塞性脈管炎，管腔狹窄甚至消失，這些因素會導致良性淋巴結內Ktrans和Kep值產生相應改變，還有腫瘤惡性淋巴結微環境存在很大異質性，如僅僅計算病灶的平均參數值往往不能準確反映出病灶的病理生理學信息[16]。Issa等[17]以病灶內不同Ktrans變量值的分布情況來代表腫瘤異質性的大小，發現良惡性病灶間的Ktrans值分布亦存在顯著差異。由此可見病灶某一區域的定量參數值并不能完全反應整個病灶的代謝情況。

在頸部良惡性淋巴結影像診斷中ADC值應用價值得到大多研究者的肯定，而ADC值聯合定量動態增強參數的報道較少，它們之間的相關性報道更少。本研究組ADC值聯合Ve值診斷頸部惡性淋巴結敏感度64%、特異度69.2%、正確率66.1%、陽性預測值98%、陰性預測值88.9%、假陽性率1.9%、假陰性率6%；ADC值聯合Kep、Ve值診斷頸部惡性淋巴結敏感度18%、特異度62.2%、正確率89%、陽性預測值100%、陰性預測值95.4%、假陽性率0%、假陰性率2%。病變在不同病理時期所生成的新生血管數量、血管壁完善程度不一致，正常淋巴結受病變累及的范圍不一致，淋巴結內出現壞死灶的大小也不一致，導致相同病理類型、相同ROI內測量所得ADC、Kep、Ve值的高低不一致，有待對不同類型、不同病理時期良惡性淋巴結的DWI和DCE-MRI定量參數值進一步研究。然而多個定量參數值的聯合應用有效提高了對頸部惡性淋巴結的陽性預測值和陰性預測值，降低了假陽性率和假陰性率。頸部良惡性淋巴結ADC和Kep、Ve值的直線相關分析中，ADC與Kep顯示負相關，r=-0.206，P=0.039；ADC與Ve正相關，r=0.335，P=0.001；Kep與Ve負相關，r=-0.249，P=0.012。兩兩間均有統計學意義(P<0.05)，顯示頸部良惡性淋巴結的ADC和Kep、Ve值之間有一定相關性。可能歸結于頸部病變組織結構中，相同單位體積的ROI內惡性淋巴結具有病變組織細胞密度高、細胞核漿比例大、組織液粘稠度高，水分子擴散受限相對明顯，從而導致ADC 值相對較小，而相同單位體積內新生血管多，走行紆曲，血管壁發育不完善、間隙增寬，單位時間內從微血管進入血管外組織細胞外間隙內的對比劑量增多，回流進入微血管的量增多，相應Kep值越高，顯示ADC與Kep呈負相關性；單位體積內細胞分布密集，相應組織細胞外間隙Ve值減少，水分子擴散受限程度高，相應的ADC值低，顯示ADC值與Ve呈正相關性；頸部惡性淋巴結病變組織中，單位時間內從微血管進入血管外組織細胞外間隙內的對比劑量較良性多，由于Ve值越小，單位時間內回流進入微血管的量相應也多，顯示Kep與Ve值呈負相關。

本組研究ADC和Ve值在頸部良惡性淋巴結診斷中具有的較高的敏感性和特異性，兩者差異性具有統計學意義，ADC和Kep、Ve值之間有一定相關性，ADC值聯合DCE-MRI定量參數指標對良惡性淋巴結的診斷具有較好的臨床應用價值。局限性在于選取的良惡性淋巴結病例類型的多樣性，某一類病例的多寡影響平均值高低的變化，有待進一步對某一類型的良性或惡性淋巴結進行大數量的統計分析；其次各文獻中定量分析采用的生物學模型各有不同[18]，ROI大小的選擇差異，以及檢測中時間分辨率的局限性，無法反應對比劑在整個病灶中的完全代謝情況。以上因素的影響導致對病灶組織生理特征的評價與實際可能存在誤差。