腎臟磁共振小視野高分辨DWI在腎臟腫瘤診斷中的應用

王遠星 白漢林 龔 博

腎臟腫瘤是臨床上比較常見的腫瘤疾病，大多為惡性，其中80%以上為來源于腎實質的腎細胞癌[1]。磁共振(MRI)擴散加權成像(DWI)技術為目前唯一能在活體上從分子水平反映組織結構、代謝異常和功能的無創傷檢查方法，可依據病變組織與正常組織產生的DWI信號和表觀彌散系數(ADC)值的差異性較好地反映組織結構信息，進行腫瘤疾病診斷[2]。然而與常規MRI序列相比，DWI由于受到偏共振和磁敏感效應的影響其圖像分辨率通常偏低，降低了病灶的檢出率[3]。小視野(rFOV)技術可通過二維射頻脈沖選擇性激發掃描小范圍興趣區組織信號而實現高分辨率DWI，目前已廣泛應用于脊髓、胃部、胰腺等部位病變的診斷[4]，其在腎臟腫瘤診斷中的研究報道較少。基于此，本研究旨在探討rFOV DWI檢查技術在腎臟腫瘤診斷中的應用價值，幫助提高臨床上腎臟腫瘤檢查的診斷效能，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2016年5月至2019年12月期間于我院收治的80例疑似腎臟腫瘤病變患者作為研究對象，臨床表現為腰痛、血尿等或無癥狀。納入標準：①臨床資料、超聲或CT提示存在腎臟病變者；②患者均經穿刺活檢或手術后病理組織檢查證實腫瘤的良惡性和病理分型；③均同意行MRI、DWI檢查者。排除標準：①有MRI檢查禁忌證患者；②存在其他系統嚴重疾病患者；③精神及認知異常患者；④腎癌囊性及壞死成分過大無法選擇感興趣區患者。此次研究通過醫學倫理委員會審批，患者均知曉且同意參與本次研究。

1.2 方法

1.2.1 DWI檢查方法 采用Philips Ingenia CX 3.0T磁共振掃描儀(荷蘭Philips公司)對所有患者行常規MRI、rFOV DWI檢查。采用數字化腹部專用線圈采集MRI圖像，檢查前對患者進行呼吸訓練，患者取仰臥位躺下，行橫軸位T1梯度回波序列、橫軸和冠狀位T2快速自旋回波序列、單次激發平面回波成像(single-shot echoplanar-imaging,SS-EPI)DWI及rFOV DWI掃描。T1WI掃描參數：TR 180～220 ms，TE 4～10 ms，層厚6 mm，層間距1 mm；T2WI掃描參數：TR 7000～9000 ms，TE 80～100 ms，層厚6 mm，層間距1 mm；SS-EPI DWI掃描參數：TR 4 615～7500 ms，TE 65.3 ms，b值0、800 s/mm2，層厚6 mm，FOV 360 mm×360 mm，矩陣160×160，層間距1 mm，層數25～33層，b值0、800 s/mm2時激勵次數分別為1和4，帶寬250 kHz，掃描時間3～5 min；rFOV DWI掃描參數：FOV 160 mm×80 mm，矩陣128×64，其余參數同SS-EPI DWI。

1.2.2 圖像分析 將獲取的圖像傳送至Philips IntelliSpace IX/LX Workstations V9星云圖像工作站，由兩名專業且經驗豐富的MR醫師通過Functool軟件對圖像進行后處理，并對獲取的DWI圖像進行圖像質量分級，并選擇選取病變最大層面信號均勻區域為感興趣區(ROI)測量ADC值，注意避開出血、囊變壞死區及鈣化、血管。

1.3 觀察指標

1.3.1 病理診斷結果 以病理組織學診斷作為金標準，參考2008年版《腎臟腫瘤的病理診斷》[5]中病理診斷標準對患者是否出現腎臟腫瘤的良惡性和病理分級進行診斷和鑒別。病理組織學采用HE染色，病理分級采用Fuhrman核分級法標準[3]：Ⅰ級：核小、規則，直徑約10 μm，核仁小或無；Ⅱ級：核略大、輕度不規則，直徑約15 μm，高倍鏡可見核仁；Ⅲ級：核較大、中至重度不規則，直徑約20 μm，低倍鏡見核仁明顯；Ⅳ級：核形態與Ⅲ級相似，可見畸形核，染色塊狀。本研究將Ⅰ級和Ⅱ級分為低級別，Ⅲ級和Ⅳ級劃分為高級別。

1.3.2 DWI圖像質量 由兩名專業MR醫師分別對SS-EPI DWI和rFOV DWI圖像質量進行分級，意見不一致時經討論后協商一致解決，比較兩種序列的DWI圖像質量。圖像質量分級標準[6]：1級(極差)為圖像不能用于診斷；2級(差)為圖像有較多偽影影響診斷，但不是所有解剖結構出現偽影；3 級(中)為有較少的模糊影或重建偽影或磁敏感偽影，但圖像對所有的解剖區域診斷是可信的； 4級(良)為解剖細節較清晰，有少量的磁敏感偽影或重建偽影；5級(優)為解剖細節清晰，沒有偽影。

1.3.3 ADC值 分別測定病灶在SS-EPI DWI和rFOV DWI中的彌散系統(ADC)值，比較不同序列下病灶的ADC值，每個患者均測量3次取平均值作為最終值。

1.4 統計學處理

應用SPSS 22.0軟件統計和分析實驗數據，計數指標用率表示，采用χ2檢驗；計量指標采用“Mean±SD”表示，采用兩獨立樣本t檢驗；通過ROC曲線分析ADC值對不同腎臟腫瘤的診斷效能，均以P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 病理診斷結果

經病理組織學診斷，80例腎臟病變患者中，65例診斷為腎惡性腫瘤，包括腎透明細胞癌51例，腎乳頭狀細胞癌7例，腎嫌色細胞癌5例，多房囊性腎細胞癌2例；15例為腎臟良性腫瘤，腎血管平滑肌脂肪瘤10例，腎嗜酸細胞瘤5例。51例腎透明細胞癌中，病理分級為Ⅰ級9例，Ⅱ級18例，Ⅲ級10例，Ⅳ級14例。

2.2 SS-EPI DWI和rFOV DWI的圖像質量比較

80例患者中，rFOV DWI的3級圖像患者例數低于SS-EPI DWI(P<0.05)，4級+5級的優良質量圖像患者例數高于SS-EPI DWI(P<0.05)，見表1。

表1 SS-EPI DWI和rFOV DWI的圖像質量比較/例

2.3 rFOV DWI和SS-EPI DWI對腎臟腫瘤的ADC值比較

rFOV DWI對良、惡性腎臟腫瘤和不同病理級別腎透明細胞癌的ADC值均明顯高于SS-EPI DWI(P<0.05)，見表2和表3。

表2 SS-EPI DWI和rFOV DWI對不同性質腎臟腫瘤的ADC值比較

表3 SS-EPI DWI和rFOV DWI對不同病理級別腎透明細胞癌的ADC值比較

2.4 rFOV DWI和SS-EPI DWI的ADC值對腎透明細胞癌的診斷效能

結果顯示，rFOV DWI的ADC值診斷腎透明細胞癌和腎臟良性腫瘤的ROC曲線下面積為0.878，高于SS-EPI DWI的0.832(P<0.05)，且rFOV DWI的ADC值診斷高級別腎透明細胞癌和低級別腎臟良性腫瘤的ROC曲線下面積為0.895，高于SS-EPI DWI的0.830(P<0.05)，見表4，圖1和圖2。

圖2 SS-EPI DWI和rFOV DWI的ADC值診斷高級別腎透明細胞癌的ROC曲線

表4 不同序列ADC值對腎透明細胞癌的ROC曲線分析結果

圖1 SS-EPI DWI和rFOV DWI的ADC值診斷腎透明細胞癌的ROC曲線

3 討論

DWI是1種顯示水分子運動的成像技術，主要根據調整擴散敏感因子b值來改變對水分子擴散的敏感程度，進而在其成像上依據反映出的細胞和分子水平的水分子運動狀況來研究病理變化[7]。人體腎臟具有豐富的血供及含水量，腎臟病變可對腎組織內水分子的自由擴散運動造成不同程度的影響，為DWI在腎臟腫瘤診斷中的應用提供了較好的組織學基礎[8]。研究指出[9]，常規DWI對腎臟腫瘤性病變具有一定的診斷價值，但其圖像分辨率不高；rFOV DWI可依據腎臟病變產生的腎組織內水分子擴散運動變化提供準確的定性和定量診斷信息，有助于提高腎透明細胞癌等腎癌的診斷和鑒別能力[10]，對于臨床上制定治療方案及判斷預后具有指導意義。

本研究經腎臟MRI的DWI檢查，結果顯示，rFOV DWI的3級圖像患者例數低于SS-EPI DWI，4級+5級的優良質量圖像患者例數高于SS-EPI DWI，可見rFOV DWI檢查可提高DWI圖像質量。SS-EPI是DWI常規的擴散成像技術，雖可依據b值變化對腎臟腫瘤性病變進行鑒別診斷，但具有分辨率低、脂肪抑制效果差、磁敏感偽影嚴重等不足，一定程度上限制了常規DWI在腎臟腫瘤診斷中的應用。rFOV DWI是通過減小FOV實現圖像分辨年率提高的一種檢查技術，其利用2D選擇性激勵射頻技術僅激發小范圍的感興趣區，可有效避免卷褶偽影的干擾，從而獲得較高質量和分辨率的DWI圖像[11]。通過測量不同DWI序列下病灶的ADC值，本研究結果顯示，rFOV DWI對良、惡性腎臟腫瘤和不同病理級別腎透明細胞癌的ADC值均明顯低于SS-EPI DWI，可見rFOV DWI與SS-EPI DWI下腎臟腫瘤病變ADC值的明顯差異性，這與李晶等[12]在研究rFOV DWI鑒別診斷胰腺實性病變的應用價值中的結果較為一致。SS-EPI DWI成像由于圖像易變形并產生化學位移偽影等造成其測得的病灶ADC值往往偏高。相比于SS-EPI DWI，rFOV DWI對不同性質和病理類型腎臟腫瘤病變診斷的優勢主要在于：rFOV DWI具有較好的磁場均勻性和脂肪壓制效果，更有利于腎臟小病灶的檢出；且rFOV DWI減少了腫瘤與正常組織之間的部分容積效應，能夠獲取更為準確的ADC值[13]；同時，本研究采用的rFOV DWI空間分辨率是SS-EPI DWI的4倍以上，圖像分辨率和質量更高，提高了其診斷效能。研究表明[14]，腎透明細胞癌病理級別越高，其腫瘤細胞中水分子彌散運動越弱，在DWI中的ADC值越低，與本研究結果一致。同時rFOV DWI的ADC值診斷腎透明細胞癌與良性腫瘤、高級別腎透明細胞癌與低級別腎透明細胞癌的ROC曲線下面積比常規序列的更高，說明rFOV DWI對腎透明細胞癌和其病理分級的鑒別診斷價值更高，在臨床上腎臟腫瘤診斷的應用中具有更好的應用價值。綜上所述，相比常規DWI序列檢查，高分辨rFOV DWI診斷腎臟腫瘤可明顯提高DWI圖像質量，其ADC值對腎透明細胞癌及其病理分級具有較高的診斷效能。