體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像鑒別診斷肝臟實(shí)性局灶性病變

張 晨，鄭卓肇，趙本琦

(清華大學(xué)附屬北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院 清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院放射科，北京 102218)

近年來(lái)，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)DWI(intra-voxel incoherent motion DWI, IVIM-DWI)在臨床的應(yīng)用日益增多，有學(xué)者[1-2]將其用于診斷肝臟病變，但結(jié)果不盡相同，尤其對(duì)于IVIM-DWI鑒別診斷肝內(nèi)良惡性腫瘤的價(jià)值存在較大分歧[3-4]。本研究探討IVIM-DWI對(duì)肝血管瘤和3種常見(jiàn)肝內(nèi)惡性病變的鑒別診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年12月—2016年7月在我院就診的60例肝臟局灶性病變(focal hepatic lesions, FHL)患者共61個(gè)病灶，男46例，女14例，年齡31～80歲，平均(54.2±11.4)歲。60例中，肝血管瘤17例，肝惡性病變43例，包括肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma， HCC) 30例(其中1例有2個(gè)病灶)、肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma, ICC) 6例、肝轉(zhuǎn)移瘤7例(每例均有多個(gè)病灶，僅選取其中1個(gè)有代表性病灶)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①實(shí)性FHL，且其最小徑線≥1.0 cm；②經(jīng)病理證實(shí)或影像學(xué)表現(xiàn)典型、且經(jīng)臨床資料和隨訪確診；③IVIM-DWI圖像無(wú)嚴(yán)重偽影。

肝血管瘤均經(jīng)典型影像學(xué)表現(xiàn)及隨訪確診。HCC、ICC均由手術(shù)/穿刺病理證實(shí)，肝轉(zhuǎn)移瘤中5例經(jīng)手術(shù)/穿刺病理證實(shí)、2例經(jīng)隨訪證實(shí)。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery MR 750 3.0T MR儀，8通道體部相控陣表面線圈。掃描前禁食水4 h并訓(xùn)練患者呼氣末屏氣。囑患者仰臥，放置呼吸門控軟管，以劍突為中心定位，掃描范圍覆蓋全肝。掃描序列：①呼吸觸發(fā)軸位脂肪抑制FSE T2W，TR 4 000 ms，TE 72 ms，矩陣320×320，層厚6 mm，層間距0.5 mm，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm；②呼吸觸發(fā)軸位IVIM-DWI，b=0、30、50、100、150、200、300、500、800、1 000、1 500 s/mm2，擴(kuò)散方向?yàn)?，TE minimum，F(xiàn)OV 26.6 cm×38.0 cm～38.0 cm×38.0 cm，矩陣128×128，層厚5 mm，層間距0.5 mm；③屏氣軸位LAVA-FLEX T1W，TR 3.7 ms，TE 1.2～2.3 ms，屏氣12～15 s，矩陣260×224，層厚5 mm，F(xiàn)OV 34 cm×34 cm。采用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射對(duì)比劑Gd-BOPTA，劑量0.2 ml/kg體質(zhì)量，流率2 ml/s，后以相同流率跟注20 ml生理鹽水，采用屏氣軸位LAVA-FLEX T1W進(jìn)行動(dòng)脈期、門靜脈期和延遲期成像，掃描時(shí)間分別為注射對(duì)比劑后25、70、180 s。

1.3 圖像處理及測(cè)量 將IVIM-DWI圖像傳至GE AW 4.6工作站，利用Functool軟件包中的MADC軟件進(jìn)行后處理，獲得常規(guī)ADC圖后，選擇雙指數(shù)模型生成真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)圖(true diffusion, D)、假性擴(kuò)散系數(shù)圖(pseudo diffusion, D*)和灌注分?jǐn)?shù)圖(perfusion fraction, f)，之后勾畫ROI。如病灶內(nèi)部信號(hào)均勻，于病變最大層面勾畫ROI，測(cè)量3次后取均值；如病灶內(nèi)部信號(hào)不均勻，則在病變實(shí)性區(qū)域分別放置3個(gè)ROI，測(cè)量后取平均值；使ROI盡量避開(kāi)囊變壞死區(qū)、血管及偽影。根據(jù)病變大小不同，ROI面積的范圍約28～4 451 mm2。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，以Kolmogorov-Smirnov對(duì)計(jì)量資料行正態(tài)性檢驗(yàn)，各參數(shù)均呈非正態(tài)分布，以中位數(shù)和四分位數(shù)間距表示。采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較肝血管瘤和肝惡性病變間各參數(shù)值。4種病變各參數(shù)值的比較采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，將數(shù)據(jù)編秩正態(tài)化后，再采用單因素方差分析進(jìn)行兩兩比較。采用ROC曲線確定各參數(shù)鑒別診斷肝惡性腫瘤的最佳閾值、敏感度和特異度，采用MedCalc 18.2軟件比較AUC。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

肝血管瘤的ADC值、D值和f值均高于肝惡性病變，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；D*值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.499)；見(jiàn)表1和圖1、2。

IVIM-DWI各參數(shù)對(duì)肝惡性病變的診斷效能見(jiàn)表2、圖3。以ADC、D和f值最佳閾值分別為1.30×10-3mm2/s、0.78×10-3mm2/s、0.345；診斷肝惡性病變的敏感度和特異度分別為76.47%和79.55%、88.24%和52.27%、52.94%和79.55%，三者AUC分別為0.820、0.727、0.672(P均<0.05)，兩兩比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(AUCADCvs AUCD：Z=1.383，P=0.167；AUCDvs AUCf：Z=0.458，P=0.647；AUCADCvs AUCf：Z=1.830，P=0.067)。

4種類型FHL的ADC值(χ2=18.553，P<0.001)和D值(χ2=8.569，P=0.036)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，余參數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表3；其中肝血管瘤與HCC的ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，肝血管瘤與HCC和ICC的D值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.010、0.014)，余兩兩比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

表1 肝血管瘤、肝惡性病變各參數(shù)值的比較[中位數(shù)(四分位數(shù)間距)]

表2 IVIM-DWI各參數(shù)對(duì)肝惡性病變的診斷效能

表3 不同類型肝臟實(shí)性局灶病變各參數(shù)值[中位數(shù)(四分位數(shù)間距)]

圖1 患者男，46歲，肝血管瘤 A.DWI(b=1 500 s/mm2)示肝左葉圓形結(jié)節(jié)，邊界清楚，呈明顯高信號(hào)； B.病灶A(yù)DC圖，ADC值為1.76×10-3 mm2/s； C.病灶D圖，D值為1.53×10-3 mm2/s 圖2 患者男，51歲，中-低分化HCC A.DWI(b=1 500 s/mm2)示肝右葉不規(guī)則形腫塊，邊界清楚，呈欠均勻高信號(hào); B.病灶A(yù)DC圖，ADC值為1.07×10-3 mm2/s; C.病灶D圖，D值為0.72×10-3 mm2/s

圖3 ADC、D、D*和f值的ROC曲線，其AUC分別為0.820、0.727、0.556、0.672

3 討論

DWI是一種無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的技術(shù)，臨床應(yīng)用廣泛，但基于單指數(shù)模型擬合數(shù)據(jù)的DWI過(guò)于簡(jiǎn)單，不能全面反映活體組織內(nèi)復(fù)雜的分子運(yùn)動(dòng)情況?；陔p指數(shù)模型擬合多b值數(shù)據(jù)的IVIM-DWI可在一定程度上區(qū)分真正的水分子擴(kuò)散和毛細(xì)血管網(wǎng)灌注引發(fā)的擴(kuò)散[5]。在IVIM-DWI中，參數(shù)D代表真正的分子擴(kuò)散速度，又稱慢擴(kuò)散系數(shù)，通?；诟遙值(>200 s/mm2)數(shù)據(jù)算出；D*值代表體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)擴(kuò)散效應(yīng)，其速度較D快得多，所以又稱快擴(kuò)散系數(shù)，通常基于低b值(<200 s/mm2)數(shù)據(jù)算出，與毛細(xì)血管平均長(zhǎng)度及血管內(nèi)血液流速有關(guān)；f值代表灌注相關(guān)體積分?jǐn)?shù)，指總體擴(kuò)散效應(yīng)中灌注效應(yīng)所占的比例，反映組織內(nèi)毛細(xì)血管的豐富程度。目前擴(kuò)散成像技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于肝臟病變的檢出和定性[6]，通過(guò)測(cè)量擴(kuò)散參數(shù)值可對(duì)病變進(jìn)行定量分析，能較常規(guī)形態(tài)學(xué)檢查提供更客觀的參考依據(jù)。

本研究選擇4種肝臟最常見(jiàn)的實(shí)性FHL，包括良性的肝血管瘤和惡性的HCC、ICC以及肝轉(zhuǎn)移瘤，結(jié)果顯示肝血管瘤的ADC值、D值和f值高于肝內(nèi)常見(jiàn)惡性病變，與既往研究[7-9]的結(jié)果基本一致。在惡性病灶的實(shí)性成分中，其細(xì)胞密度通常更高，且存在腫物內(nèi)纖維化等因素，故水分子擴(kuò)散受限程度通常更重，導(dǎo)致其ADC值和D值更低。肝血管瘤富含血竇、血供豐富，灌注效應(yīng)所占比例較大，f值升高；而惡性病變內(nèi)新生微血管多，但發(fā)育不完整、纖細(xì)、扭曲，導(dǎo)致f值低于肝血管瘤。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，在鑒別診斷良、惡性FHL方面，ADC、D和f值的AUC差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。既往研究[3，8-9]顯示，在4個(gè)IVIM-DWI參數(shù)中，ADC值的診斷效能更高，可能是由于樣本量小所致，有必要增大樣本量進(jìn)一步研究。本研究結(jié)果提示，如僅限于判斷常見(jiàn)FHL的良、惡性，IVIM-DWI的各項(xiàng)參數(shù)并不優(yōu)于傳統(tǒng)ADC值測(cè)量。本研究比較4種類型實(shí)性FHL的IVIM-DWI參數(shù)差異，發(fā)現(xiàn)肝血管瘤與HCC的ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，肝血管瘤與HCC和ICC的D值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示IVIM-DWI的鑒別診斷價(jià)值有限，僅靠該技術(shù)無(wú)法完全區(qū)分病變類型，可能與不同類型病變?cè)趦?nèi)部成分、分子運(yùn)動(dòng)及血流灌注形式、擴(kuò)散影響因素等方面的綜合差異相關(guān)。

總之，鑒于測(cè)量ADC值較IVIM-DWI所用時(shí)間更短、更易實(shí)現(xiàn)，ADC值對(duì)于鑒別常見(jiàn)實(shí)性FHL的良惡性有一定價(jià)值。但ADC值受b值設(shè)定的影響，本研究采用11個(gè)b值(0～1 500 s/mm2)，所得ADC值與臨床采用DWI技術(shù)測(cè)量的ADC值可能存在一定差異。如何合理選擇b值，有待進(jìn)一步探討。本研究中，肝血管瘤的D*值高于惡性病變，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與既往研究[3,10]結(jié)果相仿。國(guó)內(nèi)外關(guān)于D*值的診斷價(jià)值報(bào)道不一，原因包括：①測(cè)量D*值可重復(fù)性較差，受掃描過(guò)程中不同呼吸運(yùn)動(dòng)模式、胃腸道蠕動(dòng)及后處理方式的明顯影響[11]；②D*值主要反映微循環(huán)灌注情況，不同病變灌注狀態(tài)的差異會(huì)導(dǎo)致參數(shù)值的波動(dòng)；③肝內(nèi)膽管的液體流動(dòng)影響灌注參數(shù)[12]。

本研究的不足：①良性病變中僅納入了肝血管瘤，缺乏膿腫、肝局灶性結(jié)節(jié)狀增生和腺瘤等其他良性局灶性病變；②未對(duì)病灶的血供狀態(tài)進(jìn)行分析，而血供差異可能明顯影響D*和f值；③未對(duì)IVIM-DWI參數(shù)測(cè)量的可重復(fù)性進(jìn)行研究。

綜上所述，IVIM-DWI可提供更準(zhǔn)確的水分子擴(kuò)散情況，并提供微循環(huán)灌注信息，但對(duì)于常見(jiàn)實(shí)性FHL的診斷和鑒別診斷價(jià)值有限。