MR彌散加權(quán)成像在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別中的應(yīng)用價(jià)值

王曉陽(yáng)　賈慶　高源統(tǒng)　吳偉力

MR彌散加權(quán)成像在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別中的應(yīng)用價(jià)值

王曉陽(yáng)賈慶高源統(tǒng)吳偉力

【摘要】目的探討MR彌散成像（DWI）在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別中的應(yīng)用價(jià)值。 方法回顧性分析35例甲狀腺良性單發(fā)結(jié)節(jié)和13例惡性單發(fā)結(jié)節(jié)實(shí)性部分的ADC值（b值取200、500、800s/mm2），比較其差異，繪制ROC曲線(xiàn)，分析實(shí)驗(yàn)的診斷效能。結(jié)果b值取200和500s/mm2時(shí)惡性組平均ADC值顯著低于良性組（P＜0.01）。b值取800s/mm2時(shí)良惡性組平均ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。b值分別為200,500,800 s/mm2時(shí)ADC值判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的曲線(xiàn)下面積分別為0.98,0.94,0.66。b值為200s/mm2時(shí)價(jià)值最大，診斷閾值1.92×10-3mm2/s時(shí)，診斷敏感度為100.0%，特異度為91.4%，準(zhǔn)確率為93.7%。 結(jié)論DWI對(duì)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，b值取200s/mm2時(shí)更有助于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別。

【關(guān)鍵詞】彌散加權(quán)成像甲狀腺結(jié)節(jié)ADC值

甲狀腺結(jié)節(jié)是臨床常見(jiàn)疾病，4%～8%的成年人觸診可發(fā)現(xiàn)有甲狀腺結(jié)節(jié)，超聲檢查發(fā)現(xiàn)人群中約40%～50%有甲狀腺結(jié)節(jié)，甲狀腺結(jié)節(jié)在女性中更為常見(jiàn)[1]。甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的最有效治療方法為外科手術(shù)。解放軍總醫(yī)院最近報(bào)道手術(shù)治療甲狀腺結(jié)節(jié)2 453例，僅有29.6%的患者細(xì)胞學(xué)檢查結(jié)果為惡性[2]。因此術(shù)前診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性顯得非常重要，可以避免過(guò)度治療或錯(cuò)誤治療。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，功能成像技術(shù)已經(jīng)在臨床應(yīng)用中顯示出重要的價(jià)值。本研究將評(píng)價(jià)MR彌散成像（diffusion weighted imaging，DWI）不同b值的表觀(guān)擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）對(duì)判斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的價(jià)值，旨在為臨床術(shù)前診斷提供更多的信息。

1　對(duì)象和方法

1.1對(duì)象選擇本院2009-08—2013-06曾行甲狀腺M(fèi)RI檢查，并且經(jīng)我院手術(shù)病理證實(shí)甲狀腺單發(fā)結(jié)節(jié)的患者48例，其中男10例，女38例；年齡20～75歲，平均（39±12）歲；甲狀腺良性結(jié)節(jié)35例（包括甲狀腺腺瘤5例、結(jié)節(jié)性甲狀腺腫29例、嗜酸細(xì)胞瘤1例），甲狀腺惡性結(jié)節(jié)13例（包括乳頭狀甲狀腺癌12例、濾泡狀甲狀腺癌1例）。將結(jié)節(jié)直徑＜10mm和偽影較重的病例排除在本研究之外。

1.2檢查方法（1）常規(guī)MRI序列：采用德國(guó)Sinmens公司Avanto 1.5T超導(dǎo)型MR掃描儀，頸部相控陣線(xiàn)圈，軟件版本Syngo MR B15，均采用橫斷位，T1WI（TR548ms, TE10ms），T2WI（TR4000ms,TE98ms），矩陣256×256～320×320，F(xiàn)OV230mm×230mm，層厚4mm，間隔1.2mm。（2）DWI：采用單次激發(fā)平面回波成像技術(shù)，b值設(shè)定為0、200、500、800s/mm2，TR3 200ms，TE83ms，掃描層數(shù)16～20層，層厚4mm，層距1.2mm，F(xiàn)OV223mm×223mm，矩陣128×128，激勵(lì)次數(shù)4次。

1.3影像分析及統(tǒng)計(jì)學(xué)處理所有圖像均由影像科有豐富經(jīng)驗(yàn)的2位醫(yī)生進(jìn)行分析，利用Siemens公司數(shù)據(jù)測(cè)量軟件包直接測(cè)量結(jié)節(jié)ADC值。首選在T2WI選取結(jié)節(jié)實(shí)性成分最多層面確認(rèn)感興趣區(qū)（ROI）位置和大小，然后復(fù)制ROI至ADC圖進(jìn)行測(cè)量，盡量避開(kāi)壞死、囊變、出血區(qū)及血管，每個(gè)結(jié)節(jié)測(cè)量3次取其均值。不同b值時(shí)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)ADC值的差異進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，同時(shí)繪制ROC曲線(xiàn)，計(jì)算ROC的曲線(xiàn)下面積（AUC），檢驗(yàn)有效診斷閾值及相應(yīng)的敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值，并比較不同b值之間AUC值。使用的統(tǒng)計(jì)軟件為SPSS12.0和MedCalc for Windows（version 9.6.4.0）。

2　結(jié)果

2.1甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的MRI表現(xiàn) （1）甲狀腺癌：DWI圖像表現(xiàn)為高信號(hào)（圖1），隨b值增高，背景抑制后高信號(hào)更為明顯；ADC圖像呈低信號(hào)8例，略低信號(hào)5例；直徑約10～43mm，平均（23.5±7.4）mm；邊界清晰2例，模糊11例，其中1例伴多發(fā)淋巴結(jié)腫大。（2）結(jié)節(jié)性甲狀腺腫：DWI圖像呈稍高信號(hào)18例，等信號(hào)10例；ADC圖像呈稍低信號(hào)28例；直徑約11～32mm，平均（17.5±4.4）mm；1例伴出血均呈高信號(hào)（圖2）；邊界清晰13例，模糊16例。（3）腺瘤：直徑18～27mm，平均（22.5± 2.7）mm，DWI圖像呈高信號(hào)、ADC圖像呈低信號(hào)、邊界清晰4例，DWI圖像呈等低信號(hào)、ADC圖像呈略高信號(hào)1例（圖3）。（4）嗜酸細(xì)胞瘤：DWI圖像呈略高信號(hào)，ADC圖像呈略低信號(hào)，邊界清楚，長(zhǎng)徑約20mm（圖4）。

2.2不同b值時(shí)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)平均ADC值比較見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，當(dāng)b值為200和500s/mm2時(shí)，惡性結(jié)節(jié)的ADC值明顯低于良性結(jié)節(jié)的ADC值，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義），當(dāng)b值為800s/mm2時(shí)，良惡性結(jié)節(jié)ADC值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1　乳頭狀癌（A：T2WI示右側(cè)甲狀腺腫瘤呈略高信號(hào)；B：b=200s/mm2時(shí)DWI示腫瘤呈高信號(hào)；C：b=200s/mm2時(shí)ADC圖示腫瘤呈略低信號(hào)，ADC值為1.52×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示腫瘤呈乳頭狀生長(zhǎng)，乳頭內(nèi)可見(jiàn)纖維血管軸心，細(xì)胞核呈毛玻璃樣，HE染色，×200）

圖2　結(jié)節(jié)性甲狀腺腫（A：T2WI示左側(cè)甲狀腺腫大，病變囊性變伴出血為主；B：DWI呈高信號(hào)為主；C：b=200s/mm2時(shí)ADC圖示腫瘤呈高信號(hào)為主，ADC值為2.92×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示濾泡大小不一，部分濾泡內(nèi)見(jiàn)大量的吞噬含鐵血黃素的組織細(xì)胞，左下角為囊性區(qū)，HE染色，×40）

圖3　甲狀腺腺瘤（A：T2WI示左側(cè)甲狀腺腫大，腫瘤呈等高新號(hào)，邊界尚清楚；B：b=200s/mm2時(shí)DWI示腫瘤呈等高信號(hào)；C：b=200s/mm2時(shí)ADC圖示腫瘤呈略低信號(hào)，ADC值為2.37×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示腫瘤由小濾泡構(gòu)成，膠質(zhì)較少，有包膜，HE染色，×100）

圖4　甲狀腺嗜酸細(xì)胞瘤（A：T2WI示右側(cè)甲狀腺腫大，腫瘤呈略高信號(hào)，邊界清楚；B：b=200s/mm2時(shí)DWI示腫瘤呈略高信號(hào)；C：b=200s/mm2時(shí)ADC圖示腫瘤呈略高信號(hào)，ADC值為2.81×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示瘤細(xì)胞胞質(zhì)豐富，強(qiáng)嗜酸性，部分細(xì)胞核大，可見(jiàn)核仁，HE染色，×400）

表1　不同b值時(shí)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)ADC值的比較（×10-3mm2/s）

2.3繪制ROC曲線(xiàn)和分析以病理診斷為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制ROC曲線(xiàn)見(jiàn)圖5。不同b值時(shí)ADC值判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的AUC及相應(yīng)的敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值見(jiàn)表2。

圖5　不同b值的ROC曲線(xiàn)

表2　不同b值A(chǔ)DC值判斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的ROC曲線(xiàn)分析

由表2可見(jiàn)，當(dāng)b值為200和500s/mm2時(shí)，AUC的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但均明顯高于b值為800s/ mm2時(shí)的AUC，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01）。當(dāng)b=200s/mm2時(shí)AUC最大，為0.98。選取ADC=1.92× 10-3mm2/s為閾值，診斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的敏感度為100.0%，特異度為91.4%，準(zhǔn)確率為93.7%。

3　討論

3.1甲狀腺傳統(tǒng)檢查方法的不足超聲作為最常用的檢查方法，簡(jiǎn)便、價(jià)廉、敏感性高，但診斷的準(zhǔn)確性與個(gè)人操作的手法和經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)。核素掃描對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)的檢出和定性均有一定的限度，且有一定的輻射損傷[3]。CT平掃不易發(fā)現(xiàn)病灶，增強(qiáng)掃描因使用含碘對(duì)比劑，對(duì)較多伴有甲狀腺功能亢進(jìn)的患者不適用；另外良惡性病灶血供常常交叉重疊，定性困難，而且CT存在射線(xiàn)的危害。常規(guī)MRI檢查的T1WI、T2WI序列信號(hào)差異小，對(duì)病灶定性困難。以上影像學(xué)檢查主要是側(cè)重于形態(tài)學(xué)觀(guān)察，診斷準(zhǔn)確性不夠理想。近年來(lái)有學(xué)者致力于應(yīng)用MR動(dòng)態(tài)增強(qiáng)、MR波譜分析等功能影像學(xué)技術(shù)鑒別甲狀腺良惡性病變，但良惡性病變動(dòng)態(tài)增強(qiáng)曲線(xiàn)之間存在較大重疊，實(shí)際臨床應(yīng)用尚有困難；MR波譜分析顯示膽堿峰是甲狀腺癌的特征性標(biāo)志，但受吞咽、呼吸運(yùn)動(dòng)影響較大。

3.2DWI的原理和鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的優(yōu)勢(shì)DWI是唯一能夠檢測(cè)活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的無(wú)創(chuàng)性方法[4]。DWI技術(shù)中把施加的擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)參數(shù)稱(chēng)為b值或稱(chēng)擴(kuò)散敏感系數(shù)[5]。組織細(xì)胞內(nèi)外水分子的擴(kuò)散速度不同，細(xì)胞內(nèi)水分子由于受到胞膜的限制而擴(kuò)散相對(duì)較慢，因此組織的擴(kuò)散特性與細(xì)胞內(nèi)外成分密切相關(guān)，其定量方法即ADC值隨著組織細(xì)胞數(shù)目和密度增加而下降。由于ADC值的計(jì)算法可以基本剔除T2穿透效應(yīng)的影響，故臨床上用ADC值作為定量描述活體組織擴(kuò)散特征的指標(biāo)。

本研究結(jié)果顯示，b值選取200或500s/mm2時(shí)，惡性結(jié)節(jié)的ADC值明顯低于良性結(jié)節(jié)的ADC值，兩者之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，判斷良惡性腫瘤的AUC很高（分別為0.98和0.94）。本文患者的惡性結(jié)節(jié)主要為乳頭狀甲狀腺癌，其細(xì)胞核比例增高，細(xì)胞豐富、排列緊密，這些組織學(xué)特性縮小了細(xì)胞外間隙，引起水分子在細(xì)胞外間隙彌散受限，是導(dǎo)致ADC值降低的主要原因[6]。甲狀腺惡性腫瘤的微小鈣化與ADC值降低也存在著密切關(guān)系[6-7]。隨著b值的增加，圖像的背景組織得到進(jìn)一步抑制，但病變的顯示質(zhì)量也隨之降低，相比之下，b值取200s/mm2時(shí)，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于500s/mm2時(shí)的質(zhì)量；而且本研究結(jié)果顯示b值200s/ mm2時(shí)，ROC曲線(xiàn)分析提示AUC最大，因此筆者推薦使用b值200s/mm2作為最佳b值。本研究中當(dāng)b值選取800s/mm2時(shí)，良惡性結(jié)節(jié)ADC值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而且判斷良惡性結(jié)節(jié)的AUC值明顯低于b值為200和500s/mm2的AUC值。分析原因可能為b值越大圖像質(zhì)量越差，尤其由于甲狀腺鄰近氣管，受氣體磁敏感偽影及吞咽動(dòng)作移動(dòng)偽影的影響比較大，因此ADC值的準(zhǔn)確性受到一定的限制；亦可能為血流灌注和細(xì)胞外空間共同作用的結(jié)果，因?yàn)閻盒阅[瘤的血流灌注比良性結(jié)節(jié)明顯，水分子運(yùn)動(dòng)越快，ADC值越大；但是惡性腫瘤細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞外空間小，又使ADC值減小[8-9]。

3.3DWI檢查甲狀腺結(jié)節(jié)中的若干問(wèn)題過(guò)小的b值因受灌注的影響（甲狀腺本身血供豐富）不能真實(shí)反應(yīng)病變組織中水分子的彌散情況，大b值受條件限制，圖像質(zhì)量不能保證。因設(shè)備不同，技術(shù)有差別，掃描參數(shù)亦有差別。不少作者認(rèn)為，在b值的選取原則上，應(yīng)有利于對(duì)病灶作出診斷和鑒別診斷，同時(shí)盡量兼顧圖像的信噪比，而不必強(qiáng)求高b值以真實(shí)反應(yīng)組織的實(shí)際擴(kuò)散系數(shù)，因?yàn)镈WI研究的目的是診斷和鑒別診斷，并非準(zhǔn)確測(cè)量組織的實(shí)際擴(kuò)散系數(shù)[10]。筆者在預(yù)實(shí)驗(yàn)中b值選取1 000，結(jié)果圖像信噪比很差，難以觀(guān)察，故調(diào)整b值為0、200、500、800，信噪比明顯提高，對(duì)病灶的顯示亦較為理想，但是ADC值除了與結(jié)節(jié)的彌散有關(guān)外，還與組織的血流灌注有關(guān)。不同b值時(shí)ADC值所受的血流灌注的影響不同，本研究提示在判斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)所用的有效閾值不一樣，因此在使用ADC值判斷甲狀腺結(jié)節(jié)時(shí)需考慮不同b值的因素。本研究還存在一些不足：惡性結(jié)節(jié)樣本量太小，對(duì)于病灶直徑＜10mm的甲狀腺結(jié)節(jié)未進(jìn)行分析。

綜上所述，DWI是一項(xiàng)簡(jiǎn)便、迅速、無(wú)創(chuàng)性的檢查，并且無(wú)需對(duì)比劑；在b值為200和500s/mm2時(shí)甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ADC值明顯低于良性結(jié)節(jié)的ADC值，而且b值為200s/mm2時(shí)圖像質(zhì)量及診斷效能均優(yōu)于500s/ mm2時(shí)，可為鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)提供一種新的手段。相信隨著MR技術(shù)的發(fā)展，DWI在臨床中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

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（本文編輯：沈叔洪）

收稿日期：（2014-02-27）

作者單位：325200瑞安，溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院影像科

Value of diffusion-weighted MR imaging in differential diagnosis of malignant thyroid nodules

WANG Xiaoyang，JIA Qing，GAO Yuantong，et al.Department of Radiology,the Third Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University，Rui'an 325200,China

【 Abstract】 ObjectiveTo assess the value of MR diffusion weighted imaging(DWI)in differential diagnosis of malignant thyroid nodules.MethodsThe imaging findings of Thirty-five patients with solitary thyroid nodules(13 malignant and 35 benign nodules)who underwent DWI were analyzed retrospectively.The apparent diffusion coefficient(ADC)values(b=200,500,800 s/mm2)of thyroid nodules were measured.The differences were compared between malignant and benign thyroid nodules.Receiver operating characteristics(ROC)analyses were also performed.ResultsWhen the b values were 200 and 500s/mm2,the ADC values were significantly lower in malignant nodules compared with those in the benign nodules(P＜0.01).However,there was no difference between malignant and benign nodules in mean ADC value when b value was 800s/mm2.Areas under the ROC curve for identification of malignant nodules were 0.98(b=200s/mm2),0.94(b=500s/mm2),and 0.66(b=800s/mm2),respectively. When b was 200s/mm2and taking ADC 1.92×10-3mm2/s as the cutoff value in differentiating malignant from benign nodules,the sensitivity,specificity and accuracy were 100.0%,91.4%and 93.7%,respectively.ConclusionDWI is a promising method for differentiation between malignant and benign thyroid nodules and when b value is 200s/mm2ADC provides higher diagnostic performance.

【Key words】Diffusion weighted imagingNodular thyroid lesionsApparent diffusion coefficient value