小視野DWI 聯合T2WI 壓脂鑒別肺實性結節的價值

陸杰 徐海 沈杰 高葉祺 王博煊 俞同福

肺癌是我國癌癥相關死亡的主要原因，約占所有癌癥相關死亡人數的27%［1］，因此肺癌的早期診斷極為重要。早期肺癌最常表現為肺結節，提高判斷肺結節性質的能力是早期干預肺癌的前提。目前CT 是發現和鑒別肺結節的首選方法，能有效反映病變大小及形態學特征。由于早期肺癌和部分良性結節如炎性假瘤、結核、錯構瘤等在影像表現存在重疊［2］，故常規CT 檢查對肺結節的良惡性鑒別存在困難。相較于常規CT，MRI 具有較高的軟組織分辨率、無輻射和多參數成像的優勢，近年來，MRI 應用于肺結節鑒別診斷的研究報道逐漸增多［3,4］。但是肺部MRI 仍受到呼吸、心臟搏動等運動偽影影響，導致空間分辨率較低。小視野擴散加權成像（reduced field-of-view diffusion-weighted imaging，r-FOV DWI）使用并行發射技術，可以在更小的視野內選擇性激發興趣區，減少卷褶偽影以及圖像失真，提高了空間分辨率，現較多應用于前列腺、腎臟等［5,6］。本研究旨在探究小視野DWI 聯合T2WI 壓脂對鑒別肺實性結節良惡性的價值。

資料與方法

1.病例資料

回顧性收集我院2020 年4 月～2022 年5 月符合以下標準的患者。納入標準：（1）經手術切除或CT 引導下穿刺活檢病理證實；（2）臨床隨訪證實；（3）術前行高分辨肺MRI 平掃；（4）MRI 檢查前未進行治療；（5）病灶直徑1.0～3.0 cm。排除標準：（1）呼吸或運動偽影造成圖像質量欠佳；（2）磨玻璃結節。最終108 例患者納入研究，男61 例，女47 例，年齡26～78 歲，平均（55±14）歲，結節最大徑1.0～3.0 cm，平均（1.80±0.60）cm。肺癌51 例，包括腺癌43 例，鱗癌6 例，類癌2 例；良性肺結節57 例，包括炎性結節22 例，結核性肉芽腫14 例，肺膿腫8 例，錯構瘤8 例，隱球菌2 例，硬化性肺泡細胞瘤3 例。經手術切除病理證實61 例，CT 引導下穿刺活檢病理證實33 例，隨訪結節體積縮小或消失而診斷為炎性結節14 例。

2.檢查方法

采用3.0 T MR 掃描儀（Magnetom Skyra，Siemens Healthcare，Erlangen）掃描，使用16 通道相控陣體表線圈，患者取仰臥位，頭先進，掃描范圍從胸骨上切跡到膈肌。MRI 成像采用的序列及參數設置：（1）脂肪抑制T1-TARVIBE 序列：TR 3.11 ms，TE 1.54 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，視野340 mm×340 mm；（2）脂肪抑制T2-BLADE 序列，TR 4100 ms，TE 98 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，視野340 mm×340 mm；（3）橫軸位ZOOMit-DWI 序列（b=50、800 s/mm2），TR 4500 ms，TE 63 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，視野192 mm×108 mm。

3.圖像分析

圖像重組后傳至影像歸檔和通信系統（picture archiving and communication systems，PACS）系 統，參照T2WI 或CT 圖像，選擇小視野表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）圖像病變最大層面，以病變中心繪制一個二維圓形或橢圓形興趣區（region of interest，ROI），盡量避開病變邊緣偽影和血管結構，范圍至少為病變的2/3 以上，重復三次，得到平均ADC 值。將壓脂T2WI 圖像經PACS 系統傳送至Siemens Syngo.via 工作站，沿結節邊緣手動繪制興趣體積（volume of interest，VOI），再由軟件自動獲取結節的體積、平均T2信號強度及信號標準差（standard deviation，SD）。同時在主動脈弓水平菱形肌上畫一個直徑8 mm 的二維圓形興趣區獲得菱形肌的T2信號強度。根據Koyama 等［7］研究的定義：結節的T2對比度（T2contrast ratio，T2CR）為結節與菱形肌的T2信號強度的比值。

4.統計學方法

采用SPSS 25.0 和MedCalc 15.2.2 軟件進行統計學分析，連續性變量若符合正態分布用平均值±標準差表示，兩組間的比較采用t 檢驗，否則采用Mann-Whitney U 檢驗，分類變量用百分比表示，兩組間比較采用卡方檢驗。將單因素分析結果中P<0.05 的變量進行多因素邏輯回歸分析，對ADC 值、T2CR 及兩者聯合構建受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線，并獲得ADC 值、T2CR 值及兩者聯合在良惡性結節鑒別診斷中的價值。使用DeLong 檢驗比較各指標ROC 曲線下面積（area under curve，AUC），P<0.05 為差異有統計學意義。

結果

對108 例肺結節的ADC 值、T2CR 及SD 值單因素分析，51 例肺癌與57 例良性結節的ADC 值和T2CR 均存在統計學差異，SD 值無統計學差異（表1、圖1～3），結節體積為0.25～19.91 cm3，平均（3.71±3.88）cm3。肺癌和各類良性結節的ADC 值和T2CR（表2）。

圖1 男，32 歲，肺腺癌。a)CT 肺窗和b)縱隔窗軸位示右肺上葉縱隔旁實性結節（箭）；c)T2WI BLADE 序列軸位示不均勻稍高信號；d)T2WI BLADE 序列勾畫病灶VOI；e)r-FOV DWI 軸位示稍高信號；f)r-FOV ADC 軸位示稍低信號：ADC 值=0.899×10-3 mm2/s

表1 良惡性肺結節的ADC 值、T2CR 及SD 值比較

表2 肺癌與各類良性結節的ADC 值和T2CR 比較

多因素分析發現ADC 值和T2CR 在良惡性肺結節的鑒別中具有重要意義（表3）。分別繪制ADC 值和T2CR ROC，ADC 值的AUC 值為86.2%，當ADC 值取1.34×10-3mm2/s 時，敏感度80.4%，特異度79.0%。T2CR 的AUC 值為72.8%，當T2CR取2.25 時，敏感度72.6%，特異度64.9%。然后用Logistic 回歸對上述因素進行聯合，并生成聯合曲線概率值，其AUC 值為93.1%，敏感度82.4%，特異度87.7%（圖4）。

圖4 ADC 值、T2CR、兩者聯合對于肺實性結節良惡性鑒別的ROC 曲線

表3 二元Logistic 回歸分析良惡性肺結節鑒別的獨立預測因素

圖2 男，53 歲，肺膿腫。a)CT 肺窗和b)縱隔窗軸位示左肺上葉前段軟組織影（箭）；c)T2WI BLADE 序列軸位示混雜高信號，病灶中心見類圓形高信號；d)T2WI BLADE 序列勾畫病灶VOI；e)r-FOV DWI 軸位示高信號；f)r-FOV ADC 軸位示病灶中心信號減低：ADC 值=0.926×10-3mm2/s

圖3 男，38 歲，肺錯構瘤。a)CT 肺窗和b)縱隔窗軸位示左肺上葉實性結節（箭）；c)T2WI BLADE 序列軸位示高信號影；d)T2WI BLADE 序列勾畫病灶VOI；e)r-FOV DWI 軸位示高信號；f)r-FOV ADC 軸位示高信號：ADC 值=2.012×10-3 mm2/s

討論

隨著低劑量螺旋CT 篩查的廣泛開展，肺結節的檢出率增高。鑒別肺結節良惡性仍是臨床面臨的重要問題。有研究發現小于6 mm 的結節惡性風險小于1%，6～8 mm 的結節平均風險約為0.5%～2.0%，而在大于8 mm 的結節中，惡性風險超過3%［8］。近年來，隨著磁共振技術發展，包括呼吸觸發、心電門控及并行采集等掃描技術的發展，進一步提高了時間和空間分辨率，對于大于8 mm結節的檢出率達到了100%［9］。此外包含擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）在內的多種MRI 功能成像技術不僅能評估結節的形態學特點，還可以量化結節各種客觀指標［10］，對于鑒別良惡性、區分肺癌病理類型都具有一定價值。

DWI 是能夠檢測活體組織中水分子擴散運動的一種MRI 成像技術，其ADC 值反映了水分子在生物組織中擴散的定量參數。r-FOV DWI 序列采用的是二維空間選擇性回波平面射頻脈沖和180°回聚脈沖技術，通過2 個方向射頻脈沖的同時激發，減少相位編碼的次數，提高了空間分辨率的同時，又保證了掃描時間不延長。Peng 等［11］研究表明在直腸癌的分期中r-FOV DWI 序列的扭曲、變形少，圖像的銳利度、清晰度和信號噪聲比（signal to noise ratio，SNR）評分均高于常規視野擴散加權成像（conventional field-of-view diffusion-weighted imaging，c-FOV DWI）。在宮頸癌的研究中，r-FOV DWI 可有效減少圖像變形、偽影以獲得較c-FOV DWI 更高的圖像質量和更佳病變顯示效果［12］。目前r-FOV DWI 在肺部研究較少。

既往多項研究和Meta 分析均表明肺惡性腫瘤的ADC 值低于正常組織或良性病變［13］，研究對象以較大結節和腫塊為主。目前尚無研究表明肺結節和腫塊大小與ADC 值有關，但在乳腺病變中，有研究表明病變的大小與ADC 值無關聯［14］。呼吸、心臟搏動等運動偽影會影響病灶ADC 值的準確測量，可重復性較差，尤其是位于兩肺下葉及心緣［15］。為減少運動偽影，采用小視野DWI 序列。本研究結果顯示，良惡性肺結節間ADC 值存在統計學差異（P＜0.001）。當ADC 取1.34×10-3mm2/s時，AUC 為86.2%，敏感度80.4%，特異度79.0%，相較于Usuda 等［16］研究結果84.2%、63.5%，敏感度稍下降，特異度顯著提升。較高的假陽性率可能與納入的肺膿腫有關，研究結果顯示肺癌與肺膿腫的ADC 值無統計學差異（P=0.445），因為肺組織液化壞死形成膿腔，導致水分子擴散受限，ADC值減低。DWI 除了能鑒別肺結節的良惡性以外，也可用于肺癌各型之間的鑒別。Koyama 等［17］發現肺腺癌的ADC 值高于鱗癌或小細胞癌，表明鱗癌、小細胞肺癌組織細胞密度高于腺癌。本研究結果中肺腺癌ADC 值與肺鱗癌無統計學差異（P=0.686），可能與納入的鱗癌數量少及不包含腫塊有關。

DWI 目前在臨床應用中仍存在一些局限性，在一些病理過程中，如慢性肺膿腫、慢性肺炎、肺結核、疤痕和其他炎癥性疾病，也表現出擴散限制［18］。T2WI 作為MRI 的常規序列之一，適用于評估與器官損害相關的高信號液體物質，例如壞死、囊腫、黏液、出血或水腫等［19］。通過T2WI 上手動繪制VOI 來獲取病灶平均信號強度，結果顯示良惡性結節間T2CR 存在統計學差異（P＜0.001）。其中肺膿腫的T2CR 高于肺癌（P＜0.001），證明T2WI 對鑒別肺膿腫和肺癌有一定價值。Qi 等［20］研究結果顯示腫塊樣結核和肺癌在T2WI 和T1WI 上的信號強度比明顯不同，本研究結果中結核性肉芽腫的T2CR 也高于肺癌（P=0.004），與既往結果一致。良性結節的疾病譜較廣，其中包含腫瘤及非腫瘤性病變，本研究中非腫瘤性病變的ADC 值低于腫瘤性病變（P=0.026），可能與肺膿腫及其他炎癥性病變也可表現出擴散受限有關，而兩者的T2CR 無統計學差異（P=0.915）。

在本研究中，通過ROC 曲線顯示了DWI 和T2CR對于肺結節良惡性的鑒別診斷能力。DWI 和T2CR聯合評估，其AUC 值為93.1%，敏感度82.4%，特異度87.7%，診斷效能相較于單用ADC 值（P=0.0131）或T2CR（P＜0.001）有提升。在DWI 和T2WI 均判定為惡性的29 個結節中，28 個結節（96.6%）為肺癌，在DWI 和T2WI 均判斷為良性的28 個結節中，26個（92.9%）為良性。其余51 個結節的DWI 和T2WI檢查結果相互矛盾，當結果相互矛盾時，DWI 診斷符合率為58.8%（30/51），T2WI 符合率為41.2%（21/51）。因此在DWI 和T2WI 結果相互矛盾的情況下，應該進行額外的檢查以證實。既往文獻中，有關于DWI 和T2WI 在其他器官的病變應用較多，如前列腺癌以及子宮內膜癌肌層侵犯和分期［21,22］，而在肺部研究相對較少，王菲菲等［23］發現DWI 能顯著提高壓脂T2WI 對于肺癌與肺不張的鑒別能力。

研究的局限性：（1）回顧性研究且受時間限制，可能存在選擇偏倚；（2）樣本量較少，未能對肺癌各亞型進行對比研究；（3）納入的良性結節以非腫瘤性病變為主，尤其是炎性結節和結核性肉芽腫。

綜上所述，ADC 值及T2CR 均有助于鑒別肺小實性結節良惡性，兩者聯合后診斷效能明顯高于單獨使用ADC 值和T2CR，因此小視野DWI 聯合T2WI壓脂后能提高肺實性結節良惡性的診斷效能。