多路敏感編碼擴散加權成像直方圖鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的價值

秦方輝 張衡 陳林 蔡煒 汪洋

鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤是東南亞地區，尤其是中國南部最常見的鼻咽惡性腫瘤[1]。兩種疾病均可表現為鼻塞、慢性頭痛以及頸部腫塊等非特異性癥狀[2]。然而，兩者的生物學行為、治療方案以及生存預后都存在明顯差異[3]。因此，早期鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤是個體化治療決策制定的關鍵。目前，鼻咽活檢的組織病理學評估仍然是診斷鼻咽部腫瘤的金標準[4]。但活檢是一種局部和侵入性操作，可能導致取樣誤差以及出血等[5]。因此，迫切需要一種客觀、無創的鑒別方法。已有學者采用常規擴散加權成像（DWI）用于鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的鑒別[6，7]。然而，常規DWI 在鼻咽部成像時多容易產生磁敏感偽影且圖像信噪比較低[8]。與常規DWI 相比，多路敏感編碼擴散加權成像（Multiexed sensitivity encoding diffusion-weighted imaging，MUSE-DWI）開發了靈敏度編碼技術，采用交錯軌跡獲取k 空間數據，可以提供更好的空間分辨率，以此獲得的表觀擴散系數圖（ADC）具有更高的分辨率和信噪比，從而顯著提高了ADC 值的診斷可靠性和效率[9]。本研究擬探討基于MUSE-DWI 直方圖鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象本研究經我院倫理委員會批準。收集2020 年10 月～2022 年12 月經病理確診為鼻咽癌或鼻咽淋巴瘤的患者。納入標準：①組織學證實為鼻咽癌或鼻咽淋巴瘤；②治療前行鼻咽或頸部MRI 檢查；③MUSE-DWI 無明顯偽影。排除標準：①任何惡性腫瘤史；②MRI 掃描前已接受過放療或化療；③未接受MUSE-DWI 檢查；④原發腫瘤直徑＜5mm。最終，本研究共納入82 例鼻咽部腫瘤患者。

1.2 圖像采集采用3.0T MRI（Architect，GE Healthcare）對所有患者進行圖像采集，使用28 通道頭頸部相控陣線圈，掃描序列包括軸位T1WI、軸 位T2WI、軸 位MUSE-DWI 以及軸位T1WI 增強。掃描參數如下：軸位T1WI:TR 550ms，TE 10ms，層厚3mm，層間距1mm；FOV 240×240mm2；軸 位T2WI:TR 3 700ms，TE 120ms，層厚3mm，層間距1mm；FOV 240×240mm2；軸位MUSE-DWI：TR 3 864ms，TE 78.5ms，層厚3mm，層間距1mm，FOV 240×240 mm2，b=0/1 000mm2/s，激勵次數3。T1WI 增強檢查經肘前靜脈注射對比劑（Gd-DTPA），劑量0.2ml/kg，注射流率2ml/s。

1.3 圖像分析由2 名分別具有5 年和13 年頭頸MRI 診斷經驗的醫師獨立分析。將每位患者的ADC 圖導入Image J，使用Image J 沿腫瘤邊緣手動勾畫感興趣區（ROI），對照患者T2WI 及增強T1WI圖像，盡可能避開腫瘤壞死、囊變區域，勾畫ROI 后行直方圖分析。自動獲得均值、標準差、偏度以及峰度4 個直方圖特征參數。每位患者分別由兩位醫師各測量3 次，取測量平均值進行最后分析。此外，具有5 年頭頸MRI 診斷經驗的醫師在1 個月后重新測量所有參數，以評估觀察者間以及觀察者內部一致性。

1.4 統計學分析所有連續數據均進行正態性檢驗。定量參數使用Mann-Whitney U 檢驗或獨立樣本t檢驗。分類變量則使用Pearson 卡方檢驗或Fisher's 精確檢驗。使用受試者工作特征（ROC）曲線分析評估區分能力。計算曲線下面積（AUC）評估所有參數的診斷準確性。在所有統計分析中，使 用IBM SPSS statistics for windows，v.19.0（IBM，Armonk，NY）。P＜0.05 為差異具有統計學意義。ICC＞0.75 表示具有較好的一致性。

2 結果

2.1 臨床資料比較本研究共納入82 例患者，其中男59 例，女23 例；年 齡22～84 歲，平 均（55±15）歲。分為鼻咽癌組（51 例）與鼻咽淋巴瘤組（31例），兩組在性別、年齡以及病灶信號等臨床特征上差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 組內及組間的一致性評估一致性用于評估兩位放射科醫生或同一放射科醫生在不同時間測量的一致性。每個參數都表現出良好的觀察者間一致性（ICC＞0.8）。

2.3 定量分析將其中2 例患者的ADC 圖導入Image J 后沿腫瘤邊緣手動勾畫ROI 后，自動獲得均值、標準差、偏度以及峰度4 個直方圖特征參數，見圖1、圖2。結果表明，鼻咽癌患者MUSE-DWI直方圖中均值以及標準差均大于鼻咽淋巴瘤患者，差異有統計學意義（P＜0.001），兩組間峰度以及偏度比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。均值、標準差鑒別兩者的AUC 值分別為0.805、0.761，其中均值的診斷效能最佳，當均值取754.95×10-3mm2/s 時，鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的敏感度與特異度分別為76.5%和74.2%,見圖3。

圖1 鼻咽淋巴瘤患者的MUSE-DWI 直方圖

圖2 鼻咽癌患者的MUSE-DWI 直方圖

圖3 均值及標準差鑒別鼻咽癌和鼻炎淋巴瘤的ROC 曲線

表2 兩組ADC 直方圖參數比較

3 討論

本研究主要探討基于MUSE-DWI 直方圖鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的可行性，以此為臨床診斷與治療提供輔助決策信息。本研究結果表明標準差以及均值在兩組間差異有統計學意義，其中均值的診斷效能最佳，ADC 直方圖分析可以有效鑒別兩者。

鼻咽癌是起源于鼻咽上皮的惡性腫瘤，臨床表現通常為鼻出血、頭痛或頸部淋巴結腫大，研究表明放療是該病首選治療方案，此外，早期診斷和治療是患者獲益的關鍵[3，10]。鼻咽淋巴瘤多起自韋氏環，以彌漫大B 細胞型非霍奇金淋巴瘤最多見，臨床亦可表現為頭痛、頸部淋巴結腫大等非特異癥狀，與鼻咽癌相似。然而，研究表明單純放療難以控制鼻咽淋巴瘤的進展，化療是其臨床治療的主要手段[3]。因此，早期鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤是臨床治療方案選擇的關鍵。MRI 有多種優點，如任意平面成像、高軟組織分辨率以及多參數成像，這些優點對于鼻咽部腫瘤的早期診斷和初步評價具有極其重要的作用。然而，常規MRI 有時很難區分鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤，因為它們通常具有相似的MRI 形態特征，兩者均可以表現為鼻咽壁的增厚、腫塊以及頸部淋巴結腫大。此外，這些圖像特征是非定量的，容易受到觀察者的主觀影響。有研究表明，動態增強MRI 可以定量評估組織血流動力學模式，但需要注射造影劑，存在過敏以及釓腦沉積的風險[11]。因此，臨床急需一種無創、定量的鑒別方法來輔助臨床個體化治療方案的制定。

DWI 通過探測生物組織中水的擴散，可以直觀地顯示組織的微觀結構特征。目前已廣泛應用于頭頸部腫瘤的診斷、分期、表征和治療反應預測。由于鼻咽部特殊組織結構的原因，通常情況下病灶周圍包含顱底骨、肌肉、脂肪等多種組織，因此，相對于頭顱的DWI 成像，鼻咽部DWI 應用受到了一定的限制，這是由于傳統的DWI 基于單次自旋回波平面成像（SS-EPI）技術，SS-EPI 具有較長的回波間隔以及讀出時間，磁敏感差異導致幾何失真以及T2*衰減導致了圖像模糊，從而影響了圖像的信噪比以及空間分辨率。為了獲取具有更高空間分辨率的圖像，目前多個MRI 設備廠商提供了不同的解決方案，包括：西門子的讀出分段讀出回波平面成像、飛利浦的使用圖像空間采樣函數的圖像重建以及GE 的MUSE,已經用于評估人體各個器官疾病[11～14]。然而，基于MUSE-DWI 鑒別鼻咽部腫瘤的研究尚未報道。本研究使用的MUSEDWI 采用一種新的DWI 圖像重建方法，運用多路敏感編碼技術，實現交錯軌跡獲取k 空間數據，與傳統DWI 技術相比，具有更高的信噪比和更高的空間分辨率，并且不會增加采集時間，可以減少磁化偽影、圖像失真，提高圖像空間分辨率，為鼻咽部疾病的診斷提供更高的圖像質量以及更多的組織信息，從而為后期進行直方圖分析提供保證。ADC 直方圖分析是一種更客觀的技術，它提供了關于腫瘤的異質性和組織特征的可測量信息[15]。本研究中，鼻咽淋巴瘤的ADC 均值遠低于鼻咽癌，這與之前的研究一致[7，16]。ADC 均值主要取決于細胞外基質的組成和細胞密度，鼻咽淋巴瘤相對于鼻咽癌有更高的細胞密度，從而限制了水分子的擴散運動，即更低的均值。標準差、偏度和峰度已被認為是與腫瘤異質性相關的定量紋理參數。標準差表示直方圖的離散度，在本研究中，鼻咽癌的標準差高于鼻咽淋巴瘤，這可能表明相對于鼻咽淋巴瘤而言，鼻咽癌的信號在ADC 圖中的異質性更強。既往研究表明基于T2WI 圖像的鼻咽癌的標準差T2WI 更高，與本研究結果一致[17]。然而，本研究在偏度和峰度上兩組差異無統計學意義。因此，可能需要更大樣本量以及更先進的紋理分析方法進一步研究。

本研究有一定的局限性：第一，未與常規的DWI 進行對比，因為已有研究表明了MUSE-DWI在頭頸腫瘤方面的優勢；第二，本研究樣本量相對較小，患者來自單一中心，今后需要在更大樣本量和多個中心的基礎上進行進一步的研究來證實我們的結論；第三，ADC 直方圖分析是基于最大層面的ROI 勾畫，可能不能充分反映腫瘤的微觀特征；第四，本研究MUSE-DWI 序列中只設置了兩個b值，基于多b 值MUSE-DWI 序列的研究還有待于進一步深入。

綜上所述，基于MUSE-DWI 成像的ADC 直方圖分析可以有效鑒別鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤。