王上，白巖，王梅云，陳傳亮

作者單位：鄭州大學(xué)人民醫(yī)院 河南省人民醫(yī)院影像科，鄭州450003

眼眶腫瘤包括良性和惡性腫瘤，其中大部分為良性腫瘤，僅根據(jù)臨床癥狀很難鑒別病變的性質(zhì)[1]，腫瘤可影響到患者的視力甚至可致亡，嚴(yán)重威脅患者的身心健康，不同性質(zhì)的腫瘤治療方式及患者預(yù)后情況不同[2]，因此，準(zhǔn)確地鑒別腫瘤的性質(zhì)能夠幫助患者選擇合適的治療方式。目前常規(guī)影像技術(shù)(如CT、MRI-含增強(qiáng)T1)在良、惡性鑒別中存在局限性[3-5]，因此需要MRI 新技術(shù)鑒別診斷。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可反映組織細(xì)胞中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)信息，雙指數(shù)模型[6]和拉伸指數(shù)模型[7]DWI 與傳統(tǒng)單指數(shù)DWI 相比，可以提供組織灌注信息及擴(kuò)散異質(zhì)性信息，可反映更為復(fù)雜的組織生物學(xué)特征，且無(wú)需對(duì)比劑，目前廣泛應(yīng)用于頭頸部、乳腺、肝臟、腎臟、胰腺等疾病的診斷、鑒別診斷及治療反應(yīng)評(píng)估[8-12]。但將雙指數(shù)模型和拉伸指數(shù)模型DWI 應(yīng)用于眼眶腫瘤的研究較少[13]。本研究目的是探索單指數(shù)、雙指數(shù)模型及拉伸指數(shù)模型DWI在眼眶良、惡性腫瘤術(shù)前鑒別診斷中的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

本研究經(jīng)過(guò)本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：201971)，免除受試者知情同意，回顧性收集2019年1月至2019年12月在河南省人民醫(yī)院就診的眼眶占位患者65 例，所有患者均經(jīng)手術(shù)切除病理證實(shí)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)手術(shù)病理診斷為眼眶腫瘤患者；(2)檢查前患者未經(jīng)任何藥物、手術(shù)及放化療等治療；(3)無(wú)精神疾患，配合檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)圖像質(zhì)量差不能滿足瘤體測(cè)量者；(2)病理資料不全者。排除皮樣囊腫(6 例)，術(shù)后復(fù)發(fā)(3 例)及圖像質(zhì)量較差(5 例)，最終納入51 例，良性組(26 例)和惡性組(25 例)，具體統(tǒng)計(jì)學(xué)資料如表1所示。

1.2 掃描序列及參數(shù)

采用3.0 T GE Discovery MR 750 磁共振掃描儀和8 通道相控陣頭線圈，掃描序列包括：(1) MRI 平掃：軸 位T1WI、T2WI：TR 2232 ms，TE 45 ms，F(xiàn)OV 12 cm×12 cm，矩陣384×384，激勵(lì)次數(shù)2.5，層厚3.0 mm，層間距0.3 mm。冠狀位Cor T2WI FSE fs，TR 4000 ms，TE 102 ms，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，矩陣384×384，激勵(lì)次數(shù)2.5，層厚3.0 mm，層間距1 mm。矢狀位Sag T2 FSE TR 4000 ms，TE 102 ms，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，矩陣384×384，激勵(lì)次數(shù)2.5，層厚3.0 mm，層間距0.5 mm。(2) DWI：?jiǎn)沃笖?shù)模型b=0、1000 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)2.5；雙指數(shù)及拉伸指數(shù)模型b=50、100、150、200、500、800、1000、1500 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)對(duì)應(yīng)2、2、2、2、2、4、4、6，TR 2000 ms，TE 95.0 ms，F(xiàn)OV 12 mm×12 mm，矩陣384×384，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，掃描時(shí)間2 min 30 s。

表1 眼眶良、惡性腫瘤人口統(tǒng)計(jì)學(xué)比較Tab.1 Comparison of demographic data of orbital benign and malignant tumors

1.3 圖像處理與數(shù)據(jù)測(cè)量

將DWI、多b 值DWI 序列原始圖像傳至GE ADW 4.6 工作站，應(yīng)用GE Functool 中ADC、MADC 進(jìn)行后處理分析，自動(dòng)生成單指數(shù)模型ADC 值，雙指數(shù)模型ADCslow值、ADCfast值、f 值，以及拉伸指數(shù)模型DDC 值、α值。避開(kāi)壞死、出血、囊變區(qū)，在腫瘤最大層面勾畫(huà)ROI，包括腫瘤的實(shí)性部分。ROI放置由2名放射科醫(yī)師分別采用盲法獨(dú)立進(jìn)行，各影像參數(shù)的測(cè)量結(jié)果取平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 22.0 軟件，采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)各參數(shù)是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，符合偏態(tài)分布者以中位數(shù)(四分位數(shù))表示，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)，定性資料采用卡方檢驗(yàn)，比較兩組不同指數(shù)模型參數(shù)值的差異，P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。應(yīng)用ROC 曲線圖比較各參數(shù)鑒別眼眶腫瘤良惡性的診斷效能，并根據(jù)最大約登指數(shù)確定其臨界值、敏感度和特異度；比較上述參數(shù)ROC曲線下面積(area under the ROC，AUC)差異。采用Spearman進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

表1 所示人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料，兩組間年齡、性別均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。ADC、ADCslow、DDC、α 之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，ADCfast、f值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.083、0.064)。具體參數(shù)如表2 所示，眼眶良、惡性腫瘤影像表現(xiàn)見(jiàn)圖1、2。

ADC、ADCslow、f、α、DDC 的ROC 曲線圖見(jiàn)圖3A，曲線結(jié)果見(jiàn)表3，ADCfast及ADCslow、DDC、α 聯(lián)合變量的ROC曲線圖見(jiàn)圖3B，曲線結(jié)果見(jiàn)表3。ADC、ADCslow、DDC、α在兩組腫瘤中均有良好的診斷效能(AUC 均＞0.70)，DDC、ADCslow值 診斷 效能 較高，其AUC 分 別 為0.84、0.81，其相應(yīng)的敏感度和特異度分別為79.20%、92.60%和87.50%、66.70%，鑒別良、惡性病變的臨界值 分 別 為1.15×10－3mm2/s 和0.60×10－3mm2/s。ADCslow、DDC、α 聯(lián)合變量的AUC 為0.89，診斷效能最高，敏感度、特異度分別為79.17%、92.59%，而ADC 和α在鑒別眼眶腫瘤良、惡性病變中的效能接近。

眼眶良、惡性腫瘤組的ADC 與ADCslow、DDC 之間呈正相關(guān)(r=0.601/0.597、0.875/0.960，P＜0.05)。

3 討論

本研究結(jié)果顯示，在鑒別眼眶腫瘤良、惡性中，ADCslow、DDC 與常規(guī)擴(kuò)散成像參數(shù)ADC 相比，具有更高的診斷效能。在所有擴(kuò)散成像參數(shù)中，ADCslow具有較高的敏感度，DDC具有較高的特異度。

表2 眼眶良、惡性腫瘤不同指數(shù)模型參數(shù)值比較Tab.2 Comparison of parameter values of different index models for orbital benign and malignant tumors

圖1 患者男，52 歲，左眼眶海綿狀血管瘤。A：軸位T2WI 呈高信號(hào)；B：b=1000 s/mm2，DWI 呈高信號(hào)；C～H：分別為ADC、ADCslow、ADCfast、f、DDC、α 偽彩圖，ADC=1.41×10－3 mm2/s、ADCslow=1.01×10－3 mm2/s、ADCfast=53.8×10－3 mm2/s、f=0.381、DDC=1.56×10－3 mm2/s、α=0.788 圖2 患者女，46 歲，右眼眶鱗狀細(xì)胞癌。A：軸位T2WI 呈稍高信號(hào)；B：b=1000s/mm2，DWI 呈稍高信號(hào)，C～H：分別為ADC、ADCslow、ADCfast、f、DDC、α 偽彩圖，ADC=0.882 ×10－3 mm2/s、ADCslow=0.538×10－3 mm2/s、ADCfast=62.2×10－3 mm2/s、f=0.275×10－3 mm2/s、DDC=0.872×10－3 mm2/s、α=0.758Fig.1 Male, 52 years old, cavernous hemangioma of the left orbit. A: Axial T2WI showed high signal density. B: b=1000 s/mm2, DWI showed high signal. C—H:Pseudo-color image of ADC,ADCslow,ADCfast, f, DDC, α,ADC=1.41×10－3 mm2/s,ADCslow=1.01×10－3 mm2/s,ADCfast=53.8×10－3 mm2/s, f=0.381, DDC=1.56×10－3 mm2/s,α=0.788.Fig.2 Female,46 years old,squamous cell carcinoma of the right orbit.A:Axial T2WI showed a slightly high signal.B:b=1000 s/mm2,DWI showed high signal. C—H: Pseudo-color image of ADC,ADCslow,ADCfast, f, DDC, α,ADC=0.882×10－3 mm2/s,ADCslow=0.538×10－3 mm2/s,ADCfast=62.2×10－3 mm2/s, f=0.275×10－3 mm2/s,DDC=0.872×10－3 mm2/s,α=0.758.

3.1 單指數(shù)、雙指數(shù)模型DWI各參數(shù)值鑒別眼眶腫瘤良、惡性的意義和價(jià)值

由單指數(shù)模型導(dǎo)出的ADC 值是測(cè)量生物組織中擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)程度的定量指標(biāo)，而擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)程度與生物組織中的細(xì)胞密度高度相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，ADC 值在惡性組中明顯低于良性組，可能因?yàn)閻盒约?xì)胞快速增殖，導(dǎo)致細(xì)胞密度增高，從而影響水分子的自由運(yùn)動(dòng)，降低了ADC 值。由于組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，水在組織細(xì)胞中的擴(kuò)散行為比自由運(yùn)動(dòng)的水?dāng)U散更復(fù)雜。然而，單指數(shù)模型用相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型研究細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，未考慮影響水分子擴(kuò)散的復(fù)雜因素，單指數(shù)模型ADC值包含微循環(huán)灌注信息，不能反映水分子真實(shí)運(yùn)動(dòng)受限程度[14]。此外，腫瘤細(xì)胞和血管的豐富程度可以以相反的方式影響ADC值。也就是說(shuō)，血管密度高增加ADC 值，而組織細(xì)胞數(shù)量高則降低ADC值[15]。筆者進(jìn)一步比較了AUC值發(fā)現(xiàn)，ADC的診斷效能(AUC=0.79，敏感度79.17%，特異度81.48%)不如ADCslow(AUC=0.81，敏感度87.50%，特異度66.70%)，雙指數(shù)模型的ADCslow值去除了灌注信息，可以反映真實(shí)的彌散狀況[16]。

圖3 A：ADC,ADCslow,f、α,DDC 值預(yù)測(cè)眼眶腫瘤良惡性ROC 曲線；B：ADCfast及ADCslow、DDC、α 聯(lián)合變量值預(yù)測(cè)眼眶腫瘤良惡性ROC曲線Fig.3 A: ADC, ADCslow, f, α, DDC values predict the ROC curve of benign and malignant orbital tumors. B: ADCfast and ADCslow, DDC, α combined variable value predict benign and malignant orbital tumor ROC curve.

表3 各參數(shù)的AUC值、臨界值、敏感度及特異度Tab.3 The AUC value,critical value,sensitivity and specificity of each parameter

雙指數(shù)模型DWI以體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)為理論基礎(chǔ)，利用多b 值掃描成像來(lái)量化組織中由于隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)引起的水質(zhì)子位移和毛細(xì)血管灌注情況，得到反映體素內(nèi)真實(shí)水分子擴(kuò)散的ADCslow值和反映微循環(huán)血流灌注信息的ADCfast值及灌注分?jǐn)?shù)f 值。Liang 等[17]采用IVIM雙指數(shù)模型在鑒別良、惡性淋巴結(jié)的研究發(fā)現(xiàn)，惡性組淋巴結(jié)的ADCslow值顯著低于良性組，他們認(rèn)為可能因?yàn)楹速|(zhì)比和間質(zhì)組織增加，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限。本研究中，惡性組ADCslow值低于良性組(P＜0.05)，可能是因?yàn)榧?xì)胞密度的增加以及細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)比值的改變導(dǎo)致細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)間隙減少，在惡性病變中高度限制了水分子的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致ADCslow值降低。ADCfast、f 均是用于反映組織灌注信息的參數(shù)，且b 值低于200 s/mm2的數(shù)目越多，灌注結(jié)果越準(zhǔn)確[18]。還有學(xué)者認(rèn)為灌注相關(guān)參數(shù)是毛細(xì)血管與腫瘤組織的信號(hào)強(qiáng)度比，可能是反映血管通透性的指標(biāo)[19]。郝鳳玲等［20］采用雙指數(shù)模型在膠質(zhì)瘤的分級(jí)中發(fā)現(xiàn)，ADCslow和f值在膠質(zhì)瘤的分級(jí)中診斷效能較高。然而，本研究中，兩組ADCfast值和f 值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與郝鳳玲等[20]的結(jié)果略有不同，筆者認(rèn)為一方面可能是因?yàn)樾∮?00 s/mm2的b 值選取較少；另一方面可能與腫瘤病理復(fù)雜性有關(guān)，眼眶不同類型腫瘤的血管復(fù)雜性不同，惡性病變會(huì)出現(xiàn)血管迂曲增生及血管分支紊亂等改變，從而影響灌注參數(shù)。此外，Lecler 等[21]研究發(fā)現(xiàn)ADCfast和f 值的重復(fù)性較差，尤其在眼眶病變中，變異系數(shù)高達(dá)43%，總之，其價(jià)值有待進(jìn)一步探索。

3.2 拉伸指數(shù)模型DWI各參數(shù)值鑒別眼眶腫瘤良、惡性的意義和價(jià)值

拉伸指數(shù)模型是新興的非高斯擴(kuò)散模型，α值代表水分子擴(kuò)散速率的異質(zhì)性，范圍是0～1，α越接近于0，擴(kuò)散異質(zhì)性越高；DDC值代表平均擴(kuò)散速率。本研究結(jié)果顯示，眼眶惡性腫瘤DDC值顯著低于良性腫瘤(P＜0.01)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與之前報(bào)道的拉伸指數(shù)鑒別乳腺病變良、惡性的研究結(jié)果一致[22]，可能因?yàn)閻盒约?xì)胞分裂快導(dǎo)致密度增高，從而影響擴(kuò)散速率，DDC值降低。筆者還將眼眶良性腫瘤和惡性腫瘤的DDC值和ADC值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果均呈正相關(guān)(r=0.875、0.960，P＜0.05)，說(shuō)明DDC與ADC反映組織細(xì)胞擴(kuò)散信息方面具有類似的特征。在本研究中，眼眶惡性腫瘤α值顯著低于良性腫瘤(P＜0.01)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，筆者認(rèn)為可能因?yàn)閻盒阅[瘤細(xì)胞及細(xì)胞核異型性增加以及惡性腫瘤細(xì)胞囊變、壞死、出血及腫瘤微血管增殖等導(dǎo)致擴(kuò)散異質(zhì)性增高，α值減低。本研究結(jié)果顯示DDC和α在眼眶良惡性腫瘤鑒別中均有較好的診斷效能(AUC均＞0.70)，說(shuō)明拉伸指數(shù)模型DWI在鑒別腫瘤良惡性中具有廣闊的應(yīng)用前景及研究意義。

本研究的局限性：(1)低b 值數(shù)量選擇較少，后續(xù)實(shí)驗(yàn)有待優(yōu)化。(2)本研究為回顧性研究，可能存在選擇偏倚。(3)ROI 的人工選擇可能會(huì)降低腫瘤組織的異質(zhì)性，影響α的診斷效能。

綜上所述，雙指數(shù)模型的參數(shù)ADCslow值以及拉伸指數(shù)模型的參數(shù)DDC 和α 有助于提高眼眶腫瘤良、惡性病變的鑒別診斷，ADCslow、DDC、α 三參數(shù)聯(lián)合診斷效能較高，能夠提供更多信息。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。