多參數MRI 對T1 高信號間隔與非T1 高信號間隔的原發性鼻腔鼻竇黑色素瘤的鑒別價值

劉國順 李雯曦 劉 晶 謝安明 黎 蕾

1 廣州市第一人民醫院放射科（廣東廣州 510180）2 廣州市第一人民醫院老年病科（廣東廣州 510180）3 首都醫科大學附屬同仁醫院（北京 100000）4 中國人民解放軍聯勤保障部隊第908 醫院（江西南昌 330000）

原發性鼻腔鼻竇黑色素瘤（primary sinonasal melanoma，PSM）是一種少見的惡性腫瘤，占鼻腔、鼻竇腫瘤性病變中不足4%［1］。早期患者預后較好，中晚期患者5年生存率不足5%［2-3］，早期發現并正確診斷是提高患者生存率的關鍵。

T1高信號間隔被認為是黑色素瘤磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的特征性表現［4］。然而，大約1/3的黑色素瘤沒有或者只有很少的黑色素細胞，其在T1加權成像（T1weighted imaging，T1WI）上并不會表現為高信號間隔［5-7］。單純依靠T1高信號間隔去診斷黑色素瘤是不可靠的。多參數MRI能兼顧腫瘤的信號、形態及血流動力學曲線特征，其作用在全身多個部位已被證實，尤其是被列入前列腺癌和乳腺癌的診斷指南中［8-9］，然而其在頭頸部腫瘤中診斷的價值卻存在一定的爭議。

因此，本研究探討T1高信號間隔與非T1高信號間隔PSM的多參數MRI特征差異，旨在提高其早期診斷率。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2004年1月—2022年12月期間在聯勤保障部隊第908醫院（4例）、廣州市第一人民醫院（24例）和首都醫科大學附屬同仁醫院（16例）經穿刺活組織檢查（8例）及手術病理正常（36例）的原發鼻腔鼻竇黑色瘤44例。本研究納入標準為：（1）MRI顯示鼻腔或鼻竇區域有腫塊，經組織病理學檢查證實為黑色素瘤；（2）術前常規、彌散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）和動態增強掃描（dynamic contrastenhanced，DCE）-MRI可用，術前MRI檢查＜30 d。排除標準為：（1）術后排除放射治療、化學治療及復發腫瘤；（2）病理切片不充分或不可供審查；（3）MRI檢查病變不可見；（4）MRI檢查不同時包括常規MRI、DWI和DCE。44例原發性鼻竇鼻腔黑色素瘤中，男18例，女26例，年齡39～79歲，平均年齡（58.25±1.54）歲。主要臨床癥狀為鼻塞、流涕、鼻出血和嗅覺喪失，少數患者合并眼干、流淚、眼痛、頭痛及面部麻木等癥狀。研究方案經廣州市第一人民醫院倫理委員會審批通過（倫理批件號：K-2021-175-02）。

1.2 磁共振圖像采集

所有M R I 圖像來自3 臺3 T M R I 掃描儀（Siemens，Erlangen，Germany/GE Healthcare，Milwau-kee，Netherlands）和八通道相位陣列腦線圈采集。泡沫墊和耳機分別用于固定頭部降低噪音。

常規MRI序列，采用快速自旋回波序列。T1WI：TR/TE 400～500/10～15 ms，矩陣512×256，視野大小（Field of View，FOV 20 cm ×20 cm；層厚4～5 mm；層間距0.5 mm；T2WI：TR/TE 3 500～4 000/90～120 ms，矩陣512×256，FOV 20 cm×20 cm；層厚4～5 mm；層間距0.5 mm。

磁共振彌散加權成像DWI序列，采用自旋回波平面回波序列：TR/TE 4 000～4 200/60～75 ms，矩陣128×128，FOV 20 cm×20 cm，層厚4～5 mm，層間距0.5 mm，b值取0和1 000 s/mm2。使用b=0和1 000 sec/mm2的DWI構建出表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）圖像。

DCE序列，采用使用三維快速擾相梯度回波（3D fast spoiled phase gradient echo，3D-FSPGE）。TR/TE 8～10/4～6 ms，翻轉角15°～30°，FOV 20 cm×20 cm，矩陣256×160～180，層厚2.5～3.0 mm，層間距0 mm，激發1次。共采集12個時相，每個時相掃描約12 s，總掃描時間約為5 min。按0.1 mmol/kg靜脈注射馬根維顯（Magnevist，Bayer Schering，Berlin，Germany），注射流速為2 mL/s，然后再用20 mL生理鹽水沖洗。

1.3 圖像分析

所有常規、DWI和DCE-MRI圖像由兩位有10年以上頭頸部診斷放射學領域經驗的專科醫師獨立分析，如有分歧，通過協商達成一致。

常規MRI（非增強和靜態對比增強）分析腫瘤部位、最大徑、累及結構（包括鼻腔、上頜竇、篩竇、蝶竇、頜面軟組織、眼眶、鼻咽及顱內受累）、T1高信號間隔、T2低信號間隔、強化類型及程度。

對于ADC值測量，對于T1高信號間隔黑色素瘤（圖1），比較T1WI平掃的明顯高信號區域（1A）和b=1 000 s/mm2的DWI圖像的高信號區域（1D），對應ADC圖低信號區域（圖1C）；對于非T1高信號間隔黑色素瘤（圖2），比較T1WI強化區域（2B）和b=1 000 s/mm2的DWI圖像的高信號區域（2D），對應ADC圖低信號區域（圖2C），在ADC圖像上繪制感興趣區（region of interest，ROI），在含有腫瘤最大實體成分的軸切面上手動勾畫，盡量避開囊性部分。同時，在橋小腦角中央水平測量橋小腦腳的ADC值，ROI面積為15 mm2，相對ADC值（relative ADC，rADC）等于腫瘤的ADC值除以橋小腦角的ADC值。

圖1 右側鼻腔T1 間隔高信號黑色瘤

圖2 左側鼻腔非T1 間隔高信號黑色瘤

對于DCE-MRI分析，對于T1高信號間隔黑色素瘤，比較T1WI平掃的明顯高信號區域（1A）和b=1 000 s/mm2的DWI圖像的高信號區域，對應ADC圖低信號區域，手動繪制同一ROI區域（1E）；對于非T1高信號間隔黑色素瘤，比較T1WI強化區域和b=1 000 s/mm2的DWI圖像的高信號區域，對應ADC圖的低信號區域，手動繪制同一ROI區域（圖2E）；顯示動態圖像上最活躍和早期增強的實體成分。分析DCE-MRI T1灌注半定量參數，包括相對增強率（relative enhancement ratio，rER）、到達時間（T0）、達峰時間（Tp）、最大增強（maximum enhancement，ME，T0和Tp強度之間的差異）、最大相對增強率（maximum relative enhancement ratio，MRER）、流入率（inflow rate，IR，到達時間和峰值強度時間之間的最大斜率）、流出率（outflow rate，OR，峰值強度時間和測量結束時間之間的最大斜率）、短期增強時間（short enhancement time，SET，最大流入速率點和最大流出速率點之間的時間）和峰值下面積（area under the signal intensity，AUP，曲線下所有強度信號的總和）。時間-信號強度曲線（timeintensity curve，TIC）分為流入型（I型）、流出型（II型）或平臺型（III型）［7］。

所有ADC值和動態增強半定量參數均測量3次，結果取平均值。

1.4 統計分析

采用Kolmogorov-Smirnov對計量資料進行正態檢驗。服從正態分布數據用（±s）表示，組間比較采用兩個獨立樣本t檢驗；偏態分布的用中位數［M（Q1，Q3）］表示，組間比較使用Mann-WhitneyU檢驗。計數數據采用χ2檢驗。在單變量和多變量模型中，通過Logistic回歸評估T1高信號間隔和非T1高信號間隔之間多參數MRI指標的差異，并計算95%置信區間（confidence intervals，CI）的優勢比（odds ratio，OR）。通過受試者操作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲線預測ADC值的檢測效能。P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤常規MRI特征比較

由表1可見：在44例PSM中，在T1WI上出現T1高信號間隔PSM 25例（圖1），無T1高信號間隔PSM 19例（圖2）。兩者僅在T2低信號間隔中，差異存在統計學意義（P＜0.001），在性別、年齡、邊界、部位、最大徑、受累結構、強化方式及程度上比較差異均無統計學意義（P均＞0.05）。

表1 T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤常規MRI特征比較

2.2 T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤ADC值及DCE-MRI半定量參數比較

由表2可見：T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤兩者的ADC值及rADC比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）。而在DCE-MRI中，兩者僅在MRER及Tp參數中比較差異有統計學意義（均P＜0.05），余半定量參數指標比較差異均無統計學意義（P均＞0.05）。兩者動態增強時間信號強化曲線均以Ⅲ型多見，共占52.27%（23/44）。

表2 T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤ADC值及DCE半定量參數比較

2.2 T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤的多參數MRI單變量及多變量回歸分析

為了排除多個變量之間的交互效應，對表1～2中差異有統計學意義的變量進行了Pearson相關性分析，結果表明，ADC1與rADC之間差異存在相關（P＜0.001，r=0.961），其余變量沒有相關性或相關性較低。此外，從ROC曲線（圖3）可以看出，ADC1與rADC對T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤均有較好的區別（AUC=0.752，P＜0.001；AUC=0.745，P＜0.001）。當腫瘤的ADC1值為0.718×103mm2/s 時，靈敏度為78.9%，特異度為64.0%（圖3）。由于ADC1值更能反映腫瘤本身的異質性，因此，僅將ADC1作為變量納入后續Logistic回歸模型分析。

由表3可見：在單變量Logistic回歸分析中，T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤兩者ADC1值、MRER及Tp比較差異均存在統計學意義（P均＜0.05），T2低信號間隔比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。而在多變量Logistic回歸分析中，T2低信號間隔、ADC1值、MRER及Tp差異均無統計學意義（P均＞0.05）。

表3 多參數MRI對T1間隔高信號與非T1高信號間隔黑色瘤的Logistic回歸分析

3 討 論

PSM是起源為鼻腔黏膜異位中樞神經嵴黑色素細胞，其發病率低，且臨床癥狀不典型，經常被誤診為慢性鼻炎、鼻竇炎及鼻息肉而延誤治療。如能早期診斷并進行積極治療，則可改善其預后［8］。目前PSM確診主要依靠組織病理學活檢，然而這一操作會加重黑色素瘤細胞的擴散而影響患者預后［9］。

MRI作為一種非侵入性成像方法，越來越多地應用于頭頸部腫瘤的早期診斷，能夠很好地評價腫瘤的異質性、分期和療效［10-11］。目前關于PSM的MRI報道較少，先前研究一致認為T1高信號間隔是MRI診斷黑色素瘤的關鍵，雖然具有較高的特異度（87%），但是靈敏度較低（57%）［5，12］。本研究希望通過多參數MRI研究T1高信號間隔與非T1高信號間隔PSM的差異，以期提高對黑色瘤的診斷，尤其是對非T1高信號間隔黑色素瘤的早期診斷水平，同時為臨床制定治療方案和評估預后提供更準確、可靠的依據。

本研究發現，在原發性鼻竇鼻腔黑色素瘤中，非T1高信號間隔黑色瘤占比43.18%（19/44），高于文獻報道，其原因可能與樣本選擇的隨機性有關［13-15］。相比較非T1高信號間隔黑色素瘤，T1高信號間隔黑色素瘤具有相對更低的ADC值，考慮與T1高信號間隔黑色素瘤含有更多黑色素細胞、核漿比高，而非T1高信號間隔黑色素瘤含纖維基質多、核漿比低有關［16-18］。研究還表明，在DCE-MRI中，相比較非T1高信號間隔黑色素瘤，T1高信號間隔黑色素瘤具有更低的最大相對增強率及更短的達峰時間，其原因考慮與T1高信號間隔黑色素瘤含有更多黑色素細胞及容易出血，可顯著縮短T1弛豫時間，其在動態增強掃描時本底信號較高，而非T1高信號間隔黑色素瘤含有較少的或無黑色素細胞，對T1弛豫時間影響較小，其在動態增強掃描時本底信號較低有關；另外，非T1高信號間隔黑色素瘤具有更為豐富的纖維基質成分，纖維基質在動態增強時表現為持續漸進性強化，因此，其達峰時間較T1高信號間隔黑色素瘤延長［19-20］。盡管ADC值、最大相對增強率、達峰時間對鑒別T1高信號間隔黑色素瘤與非T1高信號間隔黑色素瘤具有一定的鑒別價值，然而在多因素回歸分析中發現，其并不可以作為區分兩者的獨立預測因子。

本研究的局限性：第一，沒有將T1高信號間隔黑色素瘤與非T1高信號間隔黑色素瘤與病理指標密切結合，從病理學角度揭示和驗證兩者影像表現差異的原因。第二，ADC值和DCE半定量參數測量也可能受到3臺不同的MR掃描儀和ROI放置方法的影響。在某種程度上，這些因素也可能影響分析結果和我們研究結果的再現性。第三，DCE僅停留在半定量參數的評價上，沒有定量評價Ktrans、Ve、Kep和Vp指標。

綜上所述，多參數MRI對區分T1高信號間隔與否的PSM具有一定的指導價值，但并不能作為區分兩者的獨立預測指標。