mDixon與DWI、DCE在舌鱗狀細胞癌術前評估的對比研究

朱丹，李開成,2

1. 上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院 放射科，上海 201999；2. 海南西部中心醫院 放射科，海南 儋州 571700

引言

舌癌位置表淺，易于肉眼觀察及活檢，其中約90%為鱗狀細胞癌[1]。目前手術切除仍是根治舌癌最為有效的方法，術前根據腫瘤和所累及器官的解剖形態，進行腫瘤手術范圍、軟組織皮瓣大小的術前評估、術中缺損的預測對于舌癌患者手術方式的選擇及預后至關重要。因頭頸部解剖復雜，腫瘤侵犯周圍軟組織的范圍及程度在臨床檢查中常不清楚，MRI因其較高的軟組織分辨力和多平面多參數成像，成為舌癌首選的影像學檢查方法。但MRI檢查時間較長，舌易受牙齒偽影、吞咽和呼吸運動的干擾，故對成像技術要求較高。mDixon是基于化學位移編碼水-脂分離的新興影像學技術[2]，可結合不同權重圖像，采用一次采集兩個回波分離水-脂，可同時得到四個對比度的圖：IP（同相位圖），OP（反相位圖），Water（水圖，即脂肪抑制圖），Fat（脂肪圖，即水抑制圖）。最新常用的mDixon XD TSE可在常規掃描時間和分辨率下，可獲得均勻，完整和一致的無脂肪成像，又與抗運動偽影序列（MultiVane）相結合進行成像，運用放射狀填充K空間進行運動偽影的校正，這樣可大幅度較少掃描時間，提高圖像穩定性，脂肪抑制更徹底，不會有明顯運動偽影[3]，在頭頸部疾病診斷作用大。目前尚未有Dixon技術結合抗偽影MultiVane序列用于舌癌術前評估的報道。本研究通過收集41例舌鱗狀細胞癌患者的影像學資料，分析T2W-mDixon、彌散加權成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）及動態對比增強（Dynamic Contrast Enhancement，DCE）主觀圖像質量，對比三者對腫瘤最大徑、腫瘤厚度和淋巴結轉移的評估價值，探討舌部占位的術前影像學診斷的準確性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性搜集2020年1_5月間在我院經手術病理證實為41例舌鱗狀細胞癌患者的資料，所有患者均接受頜面部MRI檢查，掃描序列包括mDixon、DWI及DCE。患者意識清楚，配合度高，且無MRI檢查的相關禁忌癥、口內金屬義齒等鐵磁性物質，就診前均未進行任何腫瘤相關治療。共計納入患者41例，男20例，女21例，年齡25～67歲，平均（45.2±23.2）歲，所有患者均行手術治療。所有入組患者及其家屬檢查前均簽署知情同意書。

1.2 檢查與方法

1.2.1 檢查方法及參數

41例受試者均采用Philips Ingenia 3.0T超導型磁共振掃描儀行頜面部MRI檢查，取仰臥位用頭頸部專用線圈：① 快速自旋多回波Dixon橫斷面T1WI（TR/TE 500/11.8 ms）、橫斷位T2WI（TR/TE 4430/101 ms）和冠狀位T2WI（TR/TE 5660/88 ms），FOV 23 cm×20 cm，矩陣304×304，NEX 2，層厚3 mm，激勵2次，均結合抗偽影MultiVane序列；② 擴散系數b值為0、1000 s/mm2時行DWI檢查，橫斷面單次激發，掃描參數：TR/TE 2225～4000/55～70 ms，層厚3 mm，FOV 23 cm×20 cm，矩陣128×128，對3個方向施加擴散敏感梯度場消除各向異性對DWI信號的影響，后處理軟件自動處理DWI圖像；③ 靜脈注射釓噴酸葡胺行增強掃描（TE/TR 450/9.96 ms，層厚3.0 mm，采集期相7～10，每期采集時間15～17 s），劑量為0.1 mmol/kg，速率2.0 mL/s。

1.2.2 圖像處理及分析

由2名具有5年以上頭頸部疾病影像診斷經驗的醫師使用Philips EWS后處理和GE PACS工作站，雙盲下獨立完成圖像分析和數據測量，分析意見不一致時共同商討后決定一致結果。主要觀察病灶的大小范圍、形態、邊界、信號特點、與周圍組織關系、頸部淋巴結等。主觀評價根據圖像質量分為5級：5分，腫瘤結構清晰，邊緣顯示清晰，背景信號抑制良好；4分，腫瘤結構清晰，邊緣顯示清晰，背景邊緣銳利，背景信號抑制不徹底；3分，腫瘤結構尚可，邊緣顯示稍模糊，有較明顯背景信號；2分，部分腫瘤結構不清，邊緣模糊，或本底信號與腫瘤對比差，影響診斷；1分，腫瘤結構不清，邊緣顯示模糊，或本底信號與腫瘤缺乏對比，不能診斷。

選取相同大小的感興趣區分別置于病灶及背景場強區，原則上避開出血、壞死、囊變及正常血管的區域，測量T2W-mDixon、DWI圖像的信號強度和背景噪聲S1、S2、S0，分別計算信噪比SNR=（S1/S2）和相對噪聲比C N R =（| S1-S2 | / S）。取腫瘤最大截面測量病灶最大徑、腫瘤厚度（Tumour Thickness，即腫瘤表面到腫瘤浸潤最深點的距離）、ADC值，測量三次取平均值。T2W-mDixon、DWI及DCE圖像中對符合以下標準之一者診斷為淋巴結轉移：① 咽后淋巴結短徑≥8 mm，其他頸部淋巴結短徑≥10 mm；② 淋巴結中央壞死、淋巴門結構消失；③ 淋巴結見包膜外侵犯；④ 對于可疑淋巴結及10 mm≥短徑≥8 mm的淋巴結加測ADC值。

1.3 統計學分析

采用SPSS 26.0統計軟件進行統計學分析，測量值以均數±標準差（±s）表示，統計數據均符合正態分布。利用方差分析比較T2W-mDixon同相位圖和水圖、DWI的SNR、CNR值；利用獨立樣本和成對樣本t檢驗，分析比較T2W-mDixon、DWI及DCE對腫瘤最大徑、腫瘤厚度評估的差異；以病理診斷為金標準，計算診斷淋巴結轉移的靈敏度、特異度、陽性預測值、Youden指數，準確度采用Fisher確切概率檢驗，P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 方法

2.1 圖像質量的評估

41名受試者所得圖像清晰、偽影較少，滿足診斷要求（主觀圖像評分≥3分）。對比T2W-mDixon、DWI和DCE序列圖像顯示，病灶在T2W-mDixon序列上主觀圖像質量評分最高，顯示解剖結構最佳，能清晰顯示腫瘤及周圍的解剖結構，其中對舌口底肌肉的優勢明顯（表1，圖1）。T2W-mDixon水圖的SNR和CNR均高于其同相位圖，DWI的SNR和CNR均高于T2W-mDixon同相位圖及水圖，三者差異具有明顯統計學意義（P＜0.001，表2）。

表1 主觀圖像質量評分（分）

圖1 舌鱗狀細胞癌典型影像學表現

表2 T2W-mDixon、DWI序列圖像SNR、CNR比較

2.2 對病灶內部信號、最大徑、腫瘤厚度的評估

本研究中，20例患者腫塊位于舌體部，16例腫塊位于舌根部，5例腫塊累及舌體及舌根部。① 腫塊在T2W-mDixon水圖上均勻高信號16例（16/41，39%），不均高信號25例（25/41，61%），測得最大徑為（31.43±9.18）mm，腫瘤厚度為（19.6±7.59）mm；② DWI上均勻高信號 8例（8/41，19.5%），不均高信號33例（33/41，80.5%），病灶的最大徑為（29.70±8.99）mm，腫瘤厚度為（17.58±7.28）mm；③ DCE序列上均勻高信號16例（16/41，39%），不均高信號24例（24/41，61%），測得最大徑為（29.68±8.65）mm，腫瘤厚度為（17.09±7.01）mm；④ 病理所測病灶的最大徑為（27.43±8.70）mm，腫瘤厚度為（15.65±7.16）mm。配對比較發現對病灶最大徑、腫瘤厚度的估計，DCE、DWI較T2W-mDixon水圖更接近病理結果（表3）。

表3 MRI與病理對舌癌的最大徑、腫瘤厚度評估的一致性分析（mm）

2.3 對淋巴結轉移的評估

41例患者經手術證實淋巴結轉移19例（19/41，46.3%，圖2）；① T2W-mDixon診斷淋巴結轉移21例，其中15例證實淋巴結轉移，6例證實未見明顯淋巴結轉移；② 對于可疑淋巴結加測ADC值，DWI序列將1.15×10-3mm2/s作為ADC鑒別良惡性淋巴結的閾值，診斷淋巴結轉移19例，其中17例證實淋巴結轉移，2例淋巴結未見轉移；③ 將1.20×10-3mm2/s作為ADC閾值診斷20例淋巴結轉移，18例證實淋巴結轉移，2例淋巴結未見轉移；④ DCE診斷淋巴結轉移20例，其中17例證實淋巴結轉移，3例淋巴結未見轉移（表4）。當選取ADC閾值為1.20×10-3mm2/s，靈敏度、Youden指數最高，但四組準確度的差異不具有顯著性差異（P＞0.999）。

圖2 舌鱗狀細胞癌淋巴結轉移典型影像學表現

表4 T2W-mDixon、DWI及DCE對淋巴結轉移診斷效能

3 結論

3.1 mDixon的原理及其在舌部疾病檢查中的優勢

Dixon水脂分離技術分別在同相位（水-脂相位差為0或360°的倍數）采集一次信號，在反相位（水-脂相位差為180°的倍數）采集一次信號，從而達到分離水、脂肪信號的目的，可同時得到四個對比度的圖[2-3]，其中水圖因脂肪被抑制而獲得較好的對比度，在臨床得到廣泛應用。舌是位于口腔底部的由骨骼肌構成的肌性器官，表面被覆黏膜，能靈活運動，與咀嚼、味覺、吞咽和語言有關，運動偽影、假牙和內固定偽影常影響圖像的質量。本研究，通過運用mDixon與抗抗偽影MultiVane序列相結合，在常規掃描時間和分辨率下，克服了運動偽影干擾等缺點，同時脂肪抑制更徹底。病灶在T2W-mDixon序列上顯示解剖結構最佳，特別是同相位圖顯示舌口底肌肉優勢明顯，水圖上腫瘤組織信號與背景舌組織之間信號差增大，更加易于鑒別和劃定界線，從而可清晰顯示腫瘤及周圍的解剖結構。DWI的SNR和CNR雖高于其他平掃序列，但其無法提供清晰準確的解剖分層，也存在磁敏感性差、易受呼吸和吞咽運動影響成像質量等缺點。DCE基于順磁性對比劑注入血管導致組織T1縮短，對比劑隨著時間擴散到周圍組織中，從而形成病灶與正常組織之間形成良好的對比，但其對舌口底結構的肌肉顯示不如T2W-mDixon序列。

3.2 在舌鱗狀細胞癌術前評估的應用及對比分析

T2WI、T1WI增強序列是目前術前評估的主要序列之一，對病灶檢出的敏感性較高，腫瘤在T2WI、T1WI增強序列信號不均勻，往往是由于腫瘤內部的出血、壞死等所致[4]，我們研究發現與T2W-mDixon、DCE相比，DWI的腫瘤信號不均勻比例最高，而且腫瘤越大，這種情況出現的比例越高，這與腫瘤內部的細胞生長活躍程度不同有一定的關系，腫瘤細胞增殖越旺盛的區域，細胞密度越增高，水分子的有效擴散運動受限越明顯。而腫瘤內部的出血、壞死等在DWI上也會得到反映，故DWI對評估腫瘤內部情況的方面更具有優勢。

AJCC最新的第8版舌鱗狀細胞癌臨床TNM分期[5]根據腫瘤大小、浸潤深度、區域淋巴結及有無遠處轉移分成I～IV期。本組研究通過測量腫瘤的最大經、腫瘤厚度來評估腫瘤的大小及浸潤深度（Depth Of Invasion，DOI）。腫瘤厚度指從腫瘤表面到腫瘤浸潤最深點的距離[6-9]，這雖與組織學上DOI測量有差異，但在一定程度上反映腫瘤的浸潤程度，利于術前評估腫瘤手術范圍、軟組織皮瓣大小及術中缺損等。本研究通過配對比較發現，T2W-mDixon水圖測得病灶最大徑及腫瘤厚度多大于病理所測的實際大小。DCE、DWI對腫瘤病灶最大徑及腫瘤厚度評估更接近于病理。我們推測這是由于舌癌患者口腔衛生條件較差，常伴有繼發感染等，炎性反應及瘤周水腫在T2WI上往往也呈高信號，造成對腫瘤的最大徑和腫瘤厚度的過度估計。而DWI是通過檢測評價活體組織水分子微觀運動，反映與組織的含水量相關的病理變化[8,10-11]。炎癥組織及瘤周水腫中的水分子多排列疏松，擴散受限較少，而腫瘤內細胞密度高，水分子排列緊密，擴散運動受限，腫瘤實質信號強度明顯高于正常組織及周圍水腫的信號，從而將腫瘤浸潤范圍區別出來。DCE則是通過造影劑改變局部組織的磁環境，反映組織微循環血流灌注情況[12-13]，與正常組織明顯區別開。故在腫瘤的大小、腫瘤浸潤范圍的評估方面，DWI和DCE較T2W-mDixon測得數據更接近于病理。

DCE及T2W-mDixon對于良、惡性淋巴結的鑒別一般基于淋巴結形態學改變，即大小、是否有壞死、包膜有無外侵等情況而進行評估，而淋巴結的形態學改變缺乏特異性，淋巴結增大或壞死可見于炎癥、巨淋巴結增生癥等。本研究T2W-mDixon診斷的病例中，有4例短徑<10 mm且無明顯壞死、包膜侵犯現象的患者出現了淋巴結轉移，6例患者因淋巴結≥10 mm而被過度診斷為淋巴結轉移。DWI雖在觀察淋巴結包膜侵犯情況的有限[11-15]，但通過測定可疑淋巴結的ADC值，特別是本研究b值為1000 s/mm2，組織T2透過效應減小，DWI可更好反映組織的擴散情況。良惡性淋巴結內的細胞成分比例不同，造成水分子擴散運動受限程度有所差異，避免了2例過度評估。曾有學者建議以ADC值1.15×10-3mm2/s為閾值[16-19]鑒別良惡性淋巴結，而本研究對比1.15×10-3、1.20×10-3mm2/s作為ADC閾值鑒別淋巴結轉移的情況，后者得到的靈敏度、Youden指數均高于前者，故建議適當放寬的ADC值到1.20×10-3mm2/s可獲得對于早期舌癌患者的轉移性淋巴結具有較高的靈敏度和正確指數。

綜上所述，mDixon結合抗運動偽影MultiVane序列在舌鱗狀細胞癌術前評估中可獲得穩定的圖像，病灶在T2W-mDixon序列上主觀圖像質量評分高，顯示解剖結構最佳，DCE、DWI對確定腫瘤病灶最大徑、腫瘤厚度的評估更接近病理，對于可疑的淋巴結加測ADC值，并將鑒別舌鱗狀細胞癌淋巴結轉移的閾值適當放寬至1.20×10-3mm2/s，可對早期的轉移性淋巴結具有一定的診斷價值。鑒于三者各具優勢，故聯合使用T2W-mDixon、DWI及DCE有助于提高舌鱗狀細胞癌的術前評估的準確性。