MRI ADC值鑒別肺部結節良惡性病變的b值優化*

劉彥超,應碧偉

(浙江省寧海縣第一醫院醫學影像科,浙江寧波 315600)

近年，肺癌發病率在惡性腫瘤中較高且呈現逐年上升趨勢[1]。肺癌臨床影像診斷中把握診斷時機可降低漏診誤診的發生，但仍存在鑒別有難度的病情，例如肺部結節良惡性[2]。隨著MRI技術的進步、發展和后處理軟件的不斷更新，肺部結節良惡性無創性檢查手段越來越多地使用MRI技術[3]。該技術具有很多特點，例如肺部成像運動偽影的處理、成像效果與診斷價值較高、綜合診斷肺部結節良惡性優于CT檢查等[4]。因MRI技術可更好地檢測組織代謝和功能信息等，其在臨床上應用范圍逐漸增大。在分子水平反映組織細胞結構的影像學手段中，擴散加權成像(diffusion-weighted imaging,DWI)序列為現在惟一無創技術[5]。早期的DWI存在一系列缺點，例如圖像質量有待提高、ADC值定量測量的可重復性較差等。而隨著新技術如高強度梯度場、平行圖像采集、相控陣線圈等的應用，促使以前的技術得到提升[6-7]。本研究總結了2016年8月至2017年8月間在本院進行肺部結節診治的172例患者的臨床資料，并對MRI檢測ADC值鑒別肺部結節良惡性及b值優化對鑒別的影響進行分析，現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2016年8月至2017年8月間在本院進行檢查的肺部結節患者172例作為研究對象，其中男93例，女79例，年齡35～75歲，平均(47.84±11.76)歲，體質量為50～84 kg，平均(60.26±10.73)kg。其中，肺部惡性腫瘤134例，包括鱗癌55例，腺癌64例，小細胞癌7例，其他類型或不確定類型的為8例；良性病變38例，包括結核球11例，著色霉菌病6例，肺膿腫3例，炎性假瘤4例，硬化性血管瘤5例，肺膿腫2例，錯構瘤4例，其他良性病變3例。所有病例均經病理及臨床證實，所有患者均同意參與本研究并簽署知情同意書，本研究也經本院醫學倫理委員會批準。 納入標準：CT檢測顯示肺內存在結節；年齡35～75歲；患者無MRI檢查禁忌證；掃描前未接受放化療；無其他嚴重并發疾病；患者及家屬同意參加本研究；能夠完成本研究。排除標準：年齡小于35或大于75歲；患有血液病；嚴重肝腎功能障礙；并發其他嚴重疾病；無法參與或完成此研究。

1.2方法

1.2.1MRI檢測方法 采用MAGNETOM Symphony1.5 T型MRI掃描儀(德國西門子公司)對所有患者行MRI平掃和DWI掃描。成像序列和掃描參數如下：常規掃描為T2-tse-rst-tra序列，軸狀位T2-tirm-cor-mbh序列，冠狀位T1-fl2d-tra-mbh序列，并壓脂軸位True FISP。DWI掃描為SE-EPI序列，聯合并行采集技術，在患者不屏氣的狀態下采集3組b值(200、400、800 s/mm2)的圖像。層厚/層距為5.0 mm/0.5 mm，激勵6次，TR/TE分別為1 400 ms/79 ms、1 400 ms/79 ms、1 400 ms/79 ms，FOV為36 cm，矩陣大小為128 mm×128 mm，共掃描11層。

1.2.2影像分析 由2位具有多年MRI檢測經驗的醫師對檢測結果進行評價，當兩人意見不一致時詢問具有多年經驗的第三方，達成共識后再次確定結果。采用GEAW4.0工作站中的ADC相關軟件對檢測圖像和數據進行處理，ADC圖像由相應b值的MRI圖像經過處理后由工作站擬合而成，在病灶同層面手工勾畫感興趣區(region of interest，ROI)，然后測量相應的ADC值及SI值，所有病灶的ADC值均取3次檢測的平均值[8]。

2 結 果

2.1肺部結節不同b值下ADC值情況 對3個b值下肺部結節不同ADC值進行統計，結果顯示，增加肺部結節MRI掃描b值，ADC值會相應降低，惡性病變或良性病變在不同b值下的ADC值比較,差異均有統計學意義(P<0.05)，同一b值下惡性病變與良性病變的ADC值相比較差異也有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 肺部不同病變結節不同b值下ADC值情況

2.2不同b值下的診斷指標 對不同b值下肺部結節良惡性的相關診斷指標進行統計，結果顯示，b值為400 s/mm2時特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值均為最高，而b值為400或800 s/mm2時，其敏感度均為91.28%，不同b值間敏感度相比較差異均有統計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 不同b值下肺部結節良惡性的診斷指標

2.3不同ADC值下肺結節良惡性分布情況 以ADC=1.41×10-3m2/s為臨界值分析肺結節良惡性分布情況，結果顯示，ADC<1.41×103m2/s惡性病變的發生例數明顯高于良性病變，而ADC≥1.41×103m2/s的良性病變的發生例數明顯高于惡性病變，見表3。

表3 以ADC=1.41×10-3m2/s為臨界值時肺結節良惡性分布

2.4不同b值下鑒別肺部結節良惡性的ROC曲線分析 將不同b值下ADC 3組鑒別肺部結節良惡性的情況作ROC曲線，ROC曲線顯示同特異性情況下b值為400 s/mm2時的敏感度最高，見圖1。b值為400 s/mm2時ROC曲線下面積最大，不同b值間ADC閾值及敏感度相比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，見表4。

圖1 不同b值下ADC值鑒別肺部結節良惡性的ROC曲線

表4 不同b值下ADC值及ROC曲線下面積

3 討 論

SATOH等[9]研究表明，當b=100 s/mm2時，肺部惡性結節的SI值顯著好于肺良性結節，病灶的SI值對于肺部良惡性病變的鑒別具有一定的幫助作用。UTO等[10]對DWI圖像上的病灶與脊椎的SI值進行了相關研究，試驗結果顯示惡性結節的LSESI值比良性病灶的數據高一些，以1.135作為LSRSI的閾值，得到診斷肺癌的陽性預測率、陰性預測率及符合率分別為86.7%、90.0%、85.7%。針對肺部良惡性病變診斷，LSR具有一定的參考價值，而在b=1 000 s/mm2時，ADC在診斷良惡性病變中沒有實際參考意義。在活體組織中，水分子擴散與很多因素有關，例如細胞質內大分子蛋白的分布、組織細胞的細胞膜、基底膜等膜結構分布、核質比等[11-12]。在惡性腫瘤中，出現較多的變化為細胞密度增大、細胞數量增加、細胞外液減少等，細胞內水分子擴散也會受到一定限制，直接會導致病變信號在DWI上增加顯著，但是良性病變因為組織細胞受影響程度很小，故不存在這種的特點。細胞結構和成像時選擇的b值會影響組織結構在DWI上的信號。b值的升高，病灶信號衰減也會增大，病灶ADC也會隨著減少，毛細血管灌注效應的減小也會高b值變化，故測后的ADC值更靠近真實擴散系統[13-14]。但是隨著b值的增加，也會出現一些狀況使信號強度準確度降低，例如變小的圖像信噪比、信號部分缺失等。劉海東等[15]指出了最大診斷機制和圖像質量最優方式，采用1.5TMR機和b=500 s/mm2圖像質量。KANAUCHI等[16]對肺部良惡性病變的診斷分別運用了b=500和1 000 s/mm2DWI方式進行，結果顯示b值對于肺結節診斷影響很小。與b=1 000 s/mm2診斷相比較，b=500 s/mm2時LSR診斷的敏感度和符合率均較好。

DWI肺部成像的重要過程是b值的選擇，隨著b值的升高，圖像的擴散程度增大，病變部位和正常部位間的對比度也逐漸加大，ADC值與實際擴散值也越相近，同樣也使DWI的敏感度增大，但也造成了圖像信噪比的降低；當b值較小時，DWI信號變化受血流灌注、T2投射效果影響明顯。目前，MRI設備具有一定差異性，成像序列和參數都有一定變化，故最佳b值的判斷并沒有確切的結論[17]。

對小細胞癌組織病理學特征觀察可知，小圓形或卵圓形癌細胞(類似淋巴細胞)構成小細胞肺癌，更大的細胞密度，較小的細胞外間隙，按照理論估計小細胞肺癌的ADC值低于鱗癌和腺癌的對應值。LIU等[18]、RAZEK等[19]對于小細胞肺癌和非小細胞肺癌的試驗結果顯示，這兩種肺癌的ADC值的差異有統計學意義。但是，當前對于小細胞肺癌的研究，ADC的變化結論還需進一步確認。MATOBA等[20]對于ADC值的試驗結論表明，小細胞癌的對應數值大于鱗癌和大細胞癌，而李菲等[17]對于ADC值的研究顯示小細胞癌的對應數值比非小細胞肺癌的對應數值小。

HERNWETH等[21]的研究顯示，組織內細胞密度和組織內壞死成分都決定著組織ADC值的變化，ADC數值的增大與細胞壞死、組織結構微觀改變有直接聯系，ADC數值的變化出現在組織內細胞密度和T2WI變化之前。但是對于小細胞肺癌ADC變異態勢，需要經過大樣本量試驗才可以確定。

本研究顯示，采用MRI掃描獲得的ADC值可以鑒別肺部結節良惡性病變情況，提示ADC值與肺部結節良惡性病變情況呈現負相關性，并且b值為400 s/mm2時檢測的敏感性最高，所以筆者認為，采用MRI掃描獲得的ADC值可以在臨床上對肺部結節良惡性病變進行鑒別，并且對b值進行優化調整后具有較高的檢測靈敏度，可以作為臨床上無損傷檢測的一種重要的檢測手段對肺部結節良惡性病變進行鑒別診斷。