馮會，時高峰，劉輝，匡婕

孤立性肺結(jié)節(jié)(solitary pulmonary nodules，SPN)的診斷和鑒別診斷一直是影像學(xué)關(guān)注的重要內(nèi)容，臨床中常應(yīng)用CT形態(tài)學(xué)和強化特點進行鑒別，但某些病變的影像表現(xiàn)往往存在異病同影。近年來，隨著MRI技術(shù)和后處理軟件的不斷更新和發(fā)展，肺部MRI的應(yīng)用越來越廣泛[1-2]，動態(tài)增強(dynamic contrast-enhanced，DCE)MRI通過評估病變血供和間質(zhì)的特點，可以為良惡性鑒別提供有價值的信息，但是會受到心臟及呼吸偽影的影響。容積內(nèi)插屏氣檢查(volumetric interpolated breath-hold examination，VIBE)成像時間短，信噪比和空間分辨力高，已經(jīng)應(yīng)用于多個部位的掃描。Star-VIBE序列是三維梯度序列，運動偽影低，在自由呼吸下進行掃描[3-5]。本研究旨在應(yīng)用Star-VIBE DCE-MRI聯(lián)合DWI序列分析SPN內(nèi)部的血流動力學(xué)、水分子擴散運動情況，探討其在結(jié)節(jié)良惡性鑒別及肺癌分型中的應(yīng)用價值。

材料與方法

1.臨床資料

搜集2017年7月-2018年10月CT檢查發(fā)現(xiàn)的肺內(nèi)實性SPN患者56例，男32例，女24例，年齡20～75歲，平均53±11.25歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：①實性SPN，直徑范圍1～3 cm；②結(jié)節(jié)內(nèi)無壞死、鈣化、空洞；③檢查前未接受過放化療及穿刺檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①體內(nèi)有金屬置入物；②圖像質(zhì)量差，存在較重的偽影，影響數(shù)據(jù)測量。所有病例均經(jīng)手術(shù)或穿刺活檢確診，MRI檢查與手術(shù)間隔時間不超過1周。本組中惡性病變32例，良性病變24例，其中39例經(jīng)手術(shù)證實，17例經(jīng)穿刺活檢證實。

2.MRI檢查方法

使用Siemens MAGNETOM Skyra 3.0T磁共振掃描儀，18通道相控陣體線圈?；颊邫z查前禁食4～6 h。囑患者仰臥，頭先進，雙手置于身體兩側(cè)。線圈中心對準(zhǔn)胸骨下緣水平，外加呼吸門控。掃描前訓(xùn)練患者呼吸。常規(guī)序列參數(shù)：橫軸面T2-BLADE序列：TR 4000 ms，TE 79 ms，層厚3 mm，F(xiàn)OV 380 mm；橫軸面T1-VIBE序列：TR 6.65 ms，TE 3.17 ms，層厚3 mm，F(xiàn)OV 420 mm；軸位T2-HASTE序列：TR 1600 ms，TE 96 ms，層厚4 mm，F(xiàn)OV 380 mm；DWI序列，b值選取800 s/mm2。DCE-MRI采用Star-VIBE序列，患者平靜呼吸下完成，先采集2個翻轉(zhuǎn)角橫軸面圖像，TR 6.65 ms，TE 3.17 ms，層厚2 mm，F(xiàn)OV 420 mm，翻轉(zhuǎn)角為3°和15°，注射對比劑后進行無間隔重復(fù)掃描，共36期，掃描時間共250 s。對比劑注射流率3 mL/s，劑量0.1 mmol/kg，再以相同流率注射0.9%的生理鹽水20 mL。

3.圖像后處理及參數(shù)分析

平掃信號值測定：選擇結(jié)節(jié)最大層面測量信號強度值，同時測量同層面胸背部肌肉信號值作為參考值，計算結(jié)節(jié)與肌肉信號比值。

ADC值測量：將DWI序列圖像數(shù)據(jù)傳輸至后處理工作站，在ADC圖像上參照DWI及T2WI圖像選取病灶最大層面，沿病灶的輪廓勾劃興趣區(qū)(region of interest，ROI)。測量ADC值，3次測量取平均值。

DCE-MRI定量參數(shù)測定：采用Siemens syngo MultiModality Workplace后處理工作平臺上進行，將動態(tài)增強圖像導(dǎo)入Tissues 4D軟件內(nèi)，首先對圖像進行運動校正，選取藥代動力學(xué)雙室模型(Tofts模型)；選取病變的最大層面，沿病灶輪廓手動勾劃病灶ROI，通過模型計算得到反映腫瘤內(nèi)部灌注特性的定量參數(shù)：容積轉(zhuǎn)移常數(shù)(volume transfer coefficient，Ktrans),血管外間隙容積比(exravascular space volume fraction, Ve),速率常數(shù)(rate constant，Kep)。ROI選取強化明顯的區(qū)域，避開壞死囊變、血管區(qū)域，測量3次取平均值。

ADC圖及DCE-MRI圖像中ROI區(qū)域的選擇由兩名有5年以上影像診斷經(jīng)驗的高年資醫(yī)師參考T1WI、T2WI及DWI序列圖像分別測量，以兩名醫(yī)生測量值的平均值作為最終的參數(shù)值。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。計數(shù)資料采用卡方檢驗。計量資料采用Mann-WhitneyU檢驗和Kruskal-WallisH檢驗。比較DCE-MRI各測量指標(biāo)、ADC值在良惡性兩組間及肺癌不同病理類型間的差異。采用ROC曲線比較各測量指標(biāo)的診斷效能。通過計算組內(nèi)相關(guān)性系數(shù)(intraclass correlation coeffieient，ICC)評價兩名醫(yī)師測量參數(shù)的一致性。

結(jié) 果

1.手術(shù)及病理結(jié)果

56例SPN患者中：24例良性，其中錯構(gòu)瘤6例，結(jié)核瘤6例(圖1)，增生性炎癥8例，硬化性肺泡細(xì)胞瘤2例，肉芽腫性炎2例；32例惡性，其中鱗癌9例，腺癌18例(圖2)，小細(xì)胞癌5例。結(jié)節(jié)大小1.2～3 cm，平均直徑(2.4±0.6)cm。

圖1 男，69歲，肺結(jié)核。a)T1-VIBE序列示左肺下葉后基底段結(jié)節(jié)呈等低信號；b)T2-HASTE序列示病灶呈稍高信號，大小約2.5cm；c)T2-BLADE序列示病灶呈稍高信號；d)DWI序列示病灶呈稍高信號；e)ADC圖(b=800s/mm2)示病灶呈稍低信號，ADC值1.3×10-3mm2/s；f)灌注圖測量Ktrans、Kep及Ve值分別為0.113/min、0.341/min及0.372。 圖2 男，67歲，肺腺癌。a)T1-VIBE序列示左肺上葉尖后段結(jié)節(jié)呈等低信號，大小約1.5cm；b)T2-HASTE序列示病灶呈稍高信號；c)T2-BLADE序列示病灶呈稍高信號；d)DWI序列示病灶呈稍高信號；e)ADC圖(b=800s/mm2)示病灶呈稍低信號，ADC值0.87×10-3mm2/s；f)灌注圖測量Ktrans、Kep及Ve值分別為0.504/min、0.762/min及0.681。

2.MRI常規(guī)平掃信號比較

良惡性兩組T1WI、T2WI病灶信號值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

表1 良惡性兩組病變常規(guī)平掃信號比較

3.DCE-MRI定量參數(shù)及ADC值比較

惡性組Ktrans、Kep值高于良性組，兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Ve值兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。惡性組ADC值低于良性組，兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2、3)。

表2 良惡性兩組病變DCE-MRI定量參數(shù)及ADC值比較

表3 不同病理類型肺癌DCE-MRI定量參數(shù)及ADC值比較

肺鱗癌、肺腺癌、肺小細(xì)胞癌定量參數(shù)及ADC值比較，Ktrans值在三組間兩兩比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，Ve值在非小細(xì)胞肺癌和肺小細(xì)胞癌間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Kep值和ADC值在三組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

4.各定量參數(shù)診斷效能比較

ADC值取1.12×10-3mm2/s時，AUC為0.903，診斷結(jié)節(jié)良惡性的敏感度和特異度分別為83.3%和84.4%。聯(lián)合應(yīng)用ADC值和Ktrans值，敏感度和特異度分別為93%和84%(表4)。

表4 各定量參數(shù)區(qū)分良惡性診斷效能比較

Ktrans和Ve分別取0.12/min和0.25時，AUC為0.830和0.867，區(qū)分非小細(xì)胞肺癌和小細(xì)胞肺癌的敏感度分別為88.9%和80%，特異度分別為78.7%和80%。

5.圖像質(zhì)量及參考指標(biāo)一致性檢驗

兩名醫(yī)師對Ktrans、Kep、Ve、ADC值測量的一致性較好，ICC分別為0.938、0.923、0.912、0.940(P<0.05)。

討 論

SPN的診斷臨床上主要通過CT形態(tài)學(xué)和強化特點進行鑒別，對于表現(xiàn)不典型的結(jié)節(jié)往往會導(dǎo)致誤診。近年來MRI技術(shù)在胸部疾病的應(yīng)用不斷發(fā)展，特別是功能成像方面，可以提供形態(tài)學(xué)以外的定量測量指標(biāo)，在肺結(jié)節(jié)的鑒別診斷方面顯示出潛在的應(yīng)用價值[6]。

肺結(jié)節(jié)的強化程度和方式與其血流灌注、血流量、毛細(xì)血管表面積、血管通透性和血管外間隙等因素有關(guān)[7-9]。與良性結(jié)節(jié)相比，惡性結(jié)節(jié)新生毛細(xì)血管網(wǎng)豐富，血流量大，滲透性高，毛細(xì)血管表面積大，DCE-MRI的血流動力學(xué)參數(shù)(包括Ktrans、Kep、Ve等)可以反映這些血流動力學(xué)的改變[10-11]。Ktrans值與單位體積內(nèi)的血流量、滲透性和血管面積有關(guān)[12]，惡性腫瘤的血供豐富，不成熟血管多，內(nèi)皮細(xì)胞往往不完整，造成Ktrans值的增高[13]。Kep主要反映對比劑從血管外細(xì)胞外間隙回到血漿的速率，新生血管的細(xì)胞外間隙增大，會導(dǎo)致Kep值增高。Chen等[14]應(yīng)用自由呼吸下DCE-MRI評估結(jié)節(jié)的結(jié)果顯示，惡性結(jié)節(jié)的Ktran和Kep值均高于良性結(jié)節(jié)，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。本研究結(jié)果顯示肺癌的Ktrans和Kep值高于良性病灶，Ktrans及Kep值在良、惡性兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，與以往的研究結(jié)果一致[15-16]。ROC曲線分析結(jié)果顯示Ktrans和Kep分別取0.33/min和0.52/min時，AUC分別為0.836和0.860。Ve反映血管外細(xì)胞外間隙占整體體素的容積百分比，在良惡性兩組中差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

肺癌的DCE-MRI增強模式反映了腫瘤血管生成的程度，Ktrans值與微血管密度(MVD)積分呈正相關(guān)[17]，可以反映不同病理類型肺癌間微血管灌注和滲透性的差異，以往的研究表明腺癌的MVD多高于鱗癌[18]。Ve和組織細(xì)胞壞死程度呈正相關(guān)，反映了血管外-細(xì)胞外間隙容積和腫瘤細(xì)胞排列構(gòu)成的差異[19]。腺癌多沿肺泡壁替代式生長，鱗癌多為壓縮式增殖生長，小細(xì)胞癌多為小圓形細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞密集，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙狹小。庫雷志等[20]研究顯示Krans，Kep，Ve值在小細(xì)胞肺癌和非小細(xì)胞肺癌間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，非小細(xì)胞癌高于小細(xì)胞癌，腺癌的Ktrans，Kep，Ve值高于鱗癌。本研究結(jié)果顯示，Ktrans及Ve值在小細(xì)胞癌和非小細(xì)胞癌間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，非小細(xì)胞肺癌高于小細(xì)胞肺癌，Ktran值在腺癌及鱗癌間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，腺癌高于鱗癌。ROC曲線分析顯示，當(dāng)Ktrans及Ve分別取0.12/min和0.25時，Ktrans的診斷效能高于Ve。

DWI可以組織中微觀結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)外水分子的擴散運動，ADC值的高低與細(xì)胞密度和構(gòu)成，細(xì)胞通透性，血流灌注的程度相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，良惡性兩組間ADC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義，ADC取1.12×10-3mm2/s時，AUC為0.903，診斷良惡性的敏感度和特異度分別為83.3%和84.4%，說明惡性結(jié)節(jié)腫瘤細(xì)胞排列緊密，擴散受限明顯，與以往93%和84%。不同類型肺癌三組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與病例數(shù)較少有關(guān)。

Star-VIBE序列在三維K空間填充采用放射狀中心重疊方式，K空間中心的過采樣對運動信息有很好的平均效應(yīng)，提高圖像的信噪比和對比度[23]。李武超等[4]研究結(jié)果顯示Star-VIBE序列對于不同屏氣能力患者均可獲得較好的圖像質(zhì)量。應(yīng)用Star-VIBE序列DCE-MRI分析在一定程度上減少了由于患者心跳和呼吸所造成的偽影對數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的影響，保證定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，因此本序列適用于呼吸配合不佳的患者。本研究結(jié)果顯示DCE-MRI定量參數(shù)觀察者間的一致性較好，研究結(jié)果可靠性更高。

本研究仍存在一些不足，患者樣本數(shù)量較少，可能需要增加病例數(shù)進一步證實，另外DWI序列在肺尖部存在偽影會影響部分病灶顯示和測量。

綜上所述，Star-VIBE序列DCE-MRI動態(tài)增強掃描聯(lián)合ADC值可以更全面評估孤立性肺結(jié)節(jié)的影像特點，提高良惡性病變及肺癌病理類型的診斷和鑒別診斷的準(zhǔn)確性，有較高的臨床應(yīng)用價值。