龔紅霞,路 青,朱 炯,范 瑜,許建榮
淋巴瘤是血液系統(tǒng)較為常見(jiàn)的惡性腫瘤之一,臨床以無(wú)痛性淋巴結(jié)腫大最常見(jiàn),影像檢查是淋巴瘤診斷的重要依據(jù)之一。在全世界,非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin lymphoma, NHL)的發(fā)病率在不斷上升,美國(guó)以每年3%遞增[1]?,F(xiàn)代影像檢查方法對(duì)淋巴結(jié)的良、惡性鑒別仍然存在困難。單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(SPECT)和正電子發(fā)射斷層成像(PET)可以幫助區(qū)分淋巴結(jié)的良、惡性[2],但是這些檢查價(jià)格昂貴、耗時(shí)長(zhǎng)、空間分辨率低。用超微型順磁性氧化鐵(USPIOs)作為MRI對(duì)比劑有利于淋巴結(jié)的性質(zhì)判定和分期[3],但除了上面所述缺點(diǎn)外還存在對(duì)比劑副作用的風(fēng)險(xiǎn)[4]。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusionweighted MR imaging, DWI)是目前惟一能觀察活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的成像方法,它從分子水平反映了人體各組織水分子的功能變化,可以檢測(cè)出與組織含水量改變有關(guān)的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)的早期改變。DWI最早使用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)檢查,但越來(lái)越多的研究[5-6]開(kāi)始關(guān)注顱外臟器的應(yīng)用,尤其是在腫瘤中的應(yīng)用。橫向弛豫時(shí)間T2值對(duì)生物系統(tǒng)中氫質(zhì)子的分子動(dòng)力學(xué)以及氫質(zhì)子的化學(xué)和物理環(huán)境非常敏感[7]。有學(xué)者報(bào)道通過(guò)T2WI 掃描進(jìn)行精確的T2值測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)腫瘤進(jìn)展及治療反應(yīng)[8]。
本研究中筆者探索和比較ADC值和T2值定量測(cè)量對(duì)頸部淋巴瘤的診斷價(jià)值。
搜集仁濟(jì)醫(yī)院2009年7月至2011年10月間頸部淋巴瘤初發(fā)病例24例(初發(fā)組),所有患者均有單發(fā)或多發(fā)頸部淋巴結(jié)腫大。其中男15例,女9例 年齡22~79歲,平均(51±16)歲。最終診斷通過(guò)淋巴結(jié)活檢證實(shí)。病變病理分型:彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤12例,外周T細(xì)胞淋巴瘤6例,濾泡性淋巴瘤3例,小淋巴細(xì)胞淋巴瘤1例,套細(xì)胞淋巴瘤1例,邊緣B細(xì)胞1例。收集正常對(duì)照24例(正常對(duì)照組),其中女10例,男14例,年齡22~62歲,平均年齡(48±13)歲。所有初發(fā)病例在治療前進(jìn)行MR掃描,治療后3個(gè)月(治療后)再次進(jìn)行MR掃描。本組淋巴瘤病例使用環(huán)磷酰胺+多柔比星+長(zhǎng)春新堿+潑尼松(CHOP)方案治療3個(gè)月后臨床評(píng)估淋巴瘤均緩解。正常對(duì)照組也用相同方法進(jìn)行MR掃描,且對(duì)MRI檢查知情同意,并填寫(xiě)知情同意書(shū)。
使用Philips Intera Archieve 3.0 T雙梯度超導(dǎo)型MR掃描儀(Philips)及配備的相應(yīng)軟件。DWI掃描參數(shù):b=600 s/mm2:TR 1 1453 ms,TE 48 ms,層厚4.0 mm,層間距0 mm,F(xiàn)OV 325 mm×325 mm,平面回波成像加速因子EPI factor為35,快速因子Turbo factor為35,信號(hào)平均次數(shù)NSA為4,矩陣159×224,行預(yù)飽和反轉(zhuǎn)恢復(fù)脂肪抑制(SAT SPIR),掃描時(shí)間6min 52 s。T2值測(cè)量掃描參數(shù):TR 2600 ms,8回波(20~160ms,間隔20 ms),層厚5.0 mm,層間距0 mm,F(xiàn)OV 250 mm×250 mm,平面回波成像加速因子(EPI factor)為1,快速因子(turbo factor)為8,信號(hào)平均次數(shù)NSA為1, 矩陣203×320,掃描時(shí)間10 min 37 s。
ADC值及T2值測(cè)量在Philips Intera Archieva 3.0 T雙梯度超導(dǎo)MR掃描儀主機(jī)上進(jìn)行。ADC值及T2值分別從ADC圖及T2圖上直接獲得。在淋巴瘤患者頸部多發(fā)腫大的淋巴結(jié)中選取3個(gè)病變最明顯的淋巴結(jié)放置感興趣區(qū)(ROI),獲得ADC值和T2值,每個(gè)ROI不小于7 mm×7 mm 。在放置ROI時(shí)應(yīng)包括盡可能多的淋巴結(jié)皮質(zhì),選擇時(shí)盡量避免發(fā)生壞死和囊變的區(qū)域,取3個(gè)淋巴結(jié)的平均值作為該淋巴瘤患者的ADC值和T2值。治療后淋巴瘤患者和正常志愿者淋巴結(jié)ADC值測(cè)量方法與淋巴瘤患者相似。由于治療后緩解期淋巴瘤患者和正常志愿者的淋巴結(jié)較小且較少,所取ROI面積根據(jù)顯示淋巴結(jié)的大小作相應(yīng)調(diào)整,確保所取的每個(gè)ROI都在淋巴結(jié)范圍之內(nèi)。
采用SPSS 11.5 for windows統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用受試者工作特性曲線(receiver operating characteristic, ROC)來(lái)找出ADC值及T2值最佳診斷界值,并根據(jù)ROC曲線下面積來(lái)判斷診斷準(zhǔn)確性。用單因素方差分析進(jìn)行淋巴瘤初發(fā)組、治療后組及正常對(duì)照組之間頸部相關(guān)測(cè)量指標(biāo)的比較。用LSD檢驗(yàn)進(jìn)行均數(shù)間兩兩比較。P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
無(wú)論在24例頸部淋巴瘤患者還是正常志愿者,DWI偽影均較小,可進(jìn)行ADC值的定量測(cè)量。在DWI上,無(wú)論是淋巴瘤患者或正常志愿者,淋巴結(jié)均呈高信號(hào),在ADC圖上淋巴結(jié)呈低信號(hào)(圖1)。在T2掃描序列,在不同的T2回波時(shí)間淋巴結(jié)呈高信號(hào),在T2圖上淋巴結(jié)呈等信號(hào)(圖2)。
淋巴瘤初發(fā)組、治療后組及正常對(duì)照組ADC值及T2值見(jiàn)表1。ADC值和T2值在淋巴瘤初發(fā)組、治療后組及正常對(duì)照組三組間差異均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F值分別為57.970和4.343,P值分別為0.000和0.016)。各組間兩兩比較,ADC值在淋巴瘤初發(fā)組與治療后組、正常對(duì)照組及治療后組與正常對(duì)照組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05);T2值在淋巴瘤初發(fā)組與治療后組、正常對(duì)照組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05),在治療后組與正常對(duì)照組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
本研究中,淋巴瘤患者淋巴結(jié)ADC值和T2值低于正常對(duì)照組,根據(jù)ROC曲線,選取敏感度(sensitivity)最高,而特異度(specificity)最小的數(shù)值作為診斷界值。ADC值的最佳診斷界值是1003.065×10-6mm2/s,此時(shí)敏感度為100%,特異度為91.7%;ADC值曲線下面積為0.993 (P=0.009);說(shuō)明ADC值診斷淋巴瘤的準(zhǔn)確度高,且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。T2值的最佳診斷界值為90.92 ms時(shí),敏感度為62.5%,特異度為91.7%;T2值曲線下面積為0.799(P=0.004);說(shuō)明T2的異常診斷淋巴瘤的準(zhǔn)確度中等(曲線下面積0.7~0.9為中等,低于下限為差,高于上限為高)。ADC值與T2值比較,ADC值對(duì)淋巴瘤的準(zhǔn)確性更高 (圖3)。
淋巴瘤是血液系統(tǒng)的一種惡性腫瘤,以無(wú)痛性淋巴結(jié)腫大為特征。影像檢查是淋巴瘤診斷的重要依據(jù)之一。過(guò)去淋巴瘤的診斷及隨訪主要依賴于CT檢查,但隨著MRI普及,尤其是3.0 T MRI的應(yīng)用,MRI越來(lái)越多的用于淋巴瘤的診斷及隨訪中。
淋巴結(jié)的大小、形狀等形態(tài)學(xué)的改變對(duì)區(qū)分正常淋巴結(jié)或是惡性淋巴結(jié)存在困難。本研究中,重點(diǎn)探索MRI定量測(cè)量在淋巴結(jié)病變鑒別中的作用。DWI是目前少數(shù)能觀察活體水分子微觀運(yùn)動(dòng)的成像方法,從分子水平反映了人體各組織水分子的功能變化,可以檢測(cè)出與組織含水量改變有關(guān)的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)的早期改變。越來(lái)越多的研究開(kāi)始關(guān)注DWI,尤其是在腫瘤診斷中的應(yīng)用[9-11]。報(bào)道顯示惡性腫瘤由于細(xì)胞直徑大、密度高,其ADC值較正常組織降低,ADC值與腫瘤細(xì)胞的分布密度和組織結(jié)構(gòu)有關(guān)[12-14]。ADC值的降低反映了細(xì)胞密度高、細(xì)胞增殖快以及組織中細(xì)胞的腫脹引起的水分子活動(dòng)受限[15]。ADC值的測(cè)量為淋巴瘤的診斷提供了量化的指標(biāo)。ADC值高低反映了淋巴瘤細(xì)胞在淋巴結(jié)內(nèi)的分布和密度。通過(guò)觀察ADC值的變化,可以間接反應(yīng)腫瘤在體內(nèi)的變化(圖4)。
表1 淋巴瘤初發(fā)組、治療后組及正常對(duì)照組ADC值及T2值統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab.1 The statistical result of ADC value and T2 value among incipient lymphoma patients,posttreatment patients and normal controls
圖3 ADC值與T2值ROC曲線。ADC值曲線下面積大于T2值面積,ADC值診斷準(zhǔn)確性高于T2值Fig.3 The ROC curve of ADC value and T2 value.The area of ADC value under the curve is larger than T2 value.The diagnostic accuracy is higher in ADC value than T2 value.
T2弛豫是用于觀察組織微結(jié)構(gòu)和生理狀況的MRI對(duì)比方法。隨著病灶內(nèi)水分含量的變化,T2值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。有報(bào)道顯示通過(guò)T2WI進(jìn)行精確的T2值測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)腫瘤進(jìn)展及對(duì)治療的反應(yīng)[11]。本研究中頸部T2值的掃描結(jié)果顯示,淋巴瘤初發(fā)組、治療后組和正常對(duì)照組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,兩兩比較顯示,初發(fā)組與治療后組、初發(fā)組與正常對(duì)照組均間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而治療后組與正常對(duì)照組間則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在一定的場(chǎng)強(qiáng)下,人體各組織均有特定的T1、T2值范圍,不同病變組織或病變不同狀態(tài)的T1、T2值也必然有一定的差異。治療前后淋巴結(jié)腫瘤細(xì)胞狀態(tài)及周圍環(huán)境的變化必然會(huì)導(dǎo)致組織內(nèi)水分含量的變化,如化療引起腫瘤組織壞死,那么這些變化在T2值上應(yīng)該能顯示出來(lái)。
ADC值及T2值都是能反應(yīng)腫瘤微環(huán)境變化的有效MRI測(cè)量指標(biāo)。ADC值在淋巴瘤的生長(zhǎng)過(guò)程中及治療前后都會(huì)發(fā)生變化,可以很好的反應(yīng)腫瘤生長(zhǎng)、治療的變化。本組淋巴瘤初發(fā)組淋巴結(jié)的ADC值和T2值與正常對(duì)照組和治療后組間存在著顯著性差異,初發(fā)淋巴瘤病例腫大淋巴結(jié)的ADC值明顯低于正常對(duì)照及經(jīng)過(guò)治療后的緩解病例。惡性腫瘤細(xì)胞繁殖旺盛、細(xì)胞密度高,細(xì)胞外容積減少,同時(shí)細(xì)胞生物膜的限制和大分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì))對(duì)水分子的吸附作用也增強(qiáng),這些因素綜合的作用阻止了惡性腫瘤內(nèi)水分子的有效運(yùn)動(dòng),限制了其擴(kuò)散,導(dǎo)致ADC值降低。而治療后緩解病例和正常對(duì)照組淋巴結(jié)內(nèi)細(xì)胞的不同及淋巴結(jié)內(nèi)微環(huán)境的改變,使其ADC值明顯較初發(fā)病例增高;正常淋巴結(jié)和病變淋巴結(jié)內(nèi)水分含量的不同導(dǎo)致T2值的差異;本組淋巴瘤初發(fā)病例淋巴結(jié)的T2值低于治療后組和正常對(duì)照組??梢钥闯鯝DC值和T2值測(cè)量的結(jié)果是直接反應(yīng)腫瘤本身及其周圍微環(huán)境的變化,這2個(gè)指標(biāo)哪個(gè)對(duì)淋巴瘤的診斷準(zhǔn)確性更高?這些測(cè)量指標(biāo)的診斷界值到底是多少?為了很好解決這些問(wèn)題,筆者采用ROC來(lái)評(píng)價(jià)其對(duì)淋巴瘤診斷的價(jià)值及進(jìn)行診斷界值的確定。
在ROC曲線中,筆者選取圖像中最靠近左上角的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的值作為診斷的界值,這時(shí)診斷的敏感度和特異度最好。根據(jù)ROC曲線,ADC值的最佳診斷界值是1003.065×10-6mm2/s,此時(shí)敏感度為100%,特異度為91.7%。T2值的最佳診斷界值為90.92 ms,此時(shí)敏感度為62.5%,特異度為91.7%。同時(shí)根據(jù)ROC曲線也可以得到峰下面積,曲線下面積越大,診斷的準(zhǔn)確度越高。ADC值曲線下面積為0.993,T2值曲線下面積為0.799。ADC值曲線下面積大于T2值曲線下面積,因此ADC值對(duì)淋巴瘤診斷的準(zhǔn)確性更高。
總之,ADC值及T2值都是用于淋巴瘤診斷的重要MRI測(cè)量指標(biāo),能反應(yīng)腫瘤微環(huán)境變化及細(xì)胞膜的完整性。兩者相比較,ADC值的診斷敏感度及特異度優(yōu)于T2值。
[Refereences]
[1]American Cancer Society.Cancer Facts & Figures 2006.Atlanta: American Cancer Society, 2006: 15.
[2]Veit P, Ruehm S, Kuehl H, et al.Lymph node staging with dual-modality PET/CT: enhancing the diagnostic accuracy in oncology.Eur J Radiol, 2006, 583(3): 383-389.
[3]Mack MG, Balzer JO, Straub R, et al.Superparamagnetic iron oxide- enhanced MR imaging of head and neck lymph nodes.Radiology, 2002, 222(1): 239-244.
[4]Anzai Y, Piccoli CW, Outwater EK, et al.Evaluation of neck and body metastases to nodes with ferumoxtran 10-enhanced MR imaging: phase III safety and effi cacy study.Radiology, 2003, 228(3): 777-788.
[5]Wang J, Takashima S, Takayama F, et al.Head and neck lesions:characterization with diffusion-weighted echoplanar MR imaging.Radiology, 2001, 220(3) :621-630.
[6]Sumi M, Sakihama N, Sumi T, et al.Discrimination of metastatic cervical lymph nodes with diffusion-weighted MR imaging in patients with head and neck cancer.AJNR Am J Neuroradiol, 2003, 24(8): 1627-1634.
[7]Stanisz GJ, Odrobina EE, Pun J, et al.T1, T2 relaxation and magnetization transfer in tissue at 3T.Magn Reson Med, 2005, 54(5): 507-512.
[8]Gambarota G, Veltien A, van Laarhoven H, et al.Measurements of T1 and T2 relaxation times of colon cancer metastases in rat liver at 7 T.MAGMA, 2004,17(3-6): 281-287.
[9]Perrone A, Guerrisi P, Izzo L,et al.Diffusion-weighted MRI in cervical lymph nodes: differentiation between benign and malignant lesions.Eur J Radiol, 2011, 77(2):281-286.
[10]Koh DM, Scurr E, Collins DJ, et al.Colorectal hepatic metastases: quantitative measurements using single-shot echoplanar diffusion-weighted MR imaging.Eur Radiol,2006, 16(9): 1898-1905.
[11]Kozlowski P, Chang SD, Jones EC, et al.Combined diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MRI for prostate cancer diagnosis-correlation with biopsy and histopathology.J Magn Reson Imaging, 2006, 24(1):108-113.
[12]Squillaci E, Manenti G, Cova M, et al.Correlation of diffusionweighted MR imaging with cellularity of renal tumours.Anticancer Res, 2004, 24(6): 4175-4179.
[13]Kim T, Murakami T, Takahashi S, et al.Diffusion-weighted single-shot echoplanar MR imaging for liver disease.AJR Am J Roentgenol, 1999, 173(2): 393-398.
[14]Issa B.In vivo measurement of the apparent diffusion coeffi cient in normal and malignant prostatic tissues using echo-planar imaging.J Magn Reson Imaging, 2002, 16(2):196-200.
[15]Pickles MD, Gibbs P, Sreenivas M, et al.Diffusionweighted imaging of normal and malignant prostate tissue at 3.0 T.J Magn Reson Imaging, 2006, 23(2): 130-134.