MR磁敏感加權成像在舌鱗狀細胞癌及靜脈畸形中的應用

楊星，諸晉煜，楊功鑫，戴勇鳴，饒敏，吳穎為

舌癌是較為常見的惡性腫瘤之一，居口腔癌之首，其中約90%為鱗狀細胞癌，其惡性程度高，預后較差[1-2]。雖然口腔位置表淺，易于觀察及進行活檢取得病理結果，但是對于發生于舌根和舌體組織深部的疾病診斷、病灶浸潤范圍情況的判定存在一定的困難，易與舌部靜脈畸形等常見病變產生混淆。

MRI是頜面部首選的影像學檢查方法[3]。磁敏感加權成像(susceptibility-weighted imaging,SWI)利用不同組織間磁化率差異進行對比成像，對靜脈血管及血液降解產物十分敏感[4]。此技術在腦內微出血評價、微靜脈顯示及膠質瘤等腫瘤成像方面已得到了廣泛應用，但其在頜面部卻鮮有報道，本研究旨在探討SWI在舌鱗狀細胞癌及靜脈畸形中的應用價值。

材料與方法

1.臨床資料

前瞻性搜集2016年10月-2017年3月手術病理或介入硬化治療證實舌部病變患者36例(舌鱗狀細胞癌23例，舌靜脈畸形13例)，其中男21例，女15例，年齡介于19～80歲，平均年齡50.9歲。舌鱗狀細胞癌根據臨床TNM分期[5](Ⅰ-Ⅳ期)分成TNM早期組(Ⅰ-Ⅱ期)和TNM晚期組(Ⅲ-Ⅳ期)。所有患者均接受頜面部MRI檢查，掃描序列包括常規頜面部MRI平掃、SWI檢查以及MRI增強檢查。患者入組條件：①無MRI檢查相關禁忌癥；②所有患者均為初次就診，檢查前均沒有接受過穿刺活檢、介入硬化治療及手術治療史；③患者口內無金屬義齒、矯治器等鐵磁性物質；④檢查過程中無運動偽影。

2.MRI設備及檢查方法

檢查設備為聯影(United Imaging,Shanghai,China)1.5T超導型磁共振儀，采用12通道頭頸聯合線圈。所有患者檢查前均交代注意事項(囑其檢查過程中保持平靜呼吸，盡力避免吞咽及移動)并進行模擬訓練，在兩側顳部加塞海綿墊以固定其頭部。所有患者均行常規MRI、SWI序列檢查及增強檢查。

常規MRI平掃:快速自旋回波橫斷面T1WI(TR 500 ms，TE 11.84 ms)、T2WI(TR 4000 ms，TE 72.1 ms)和冠狀面T2WI(TR 3800 ms，TE 96.66 ms)掃描。視野230 mm×200 mm，矩陣304×304，層厚3 mm，激勵次數2次。

SWI序列檢查：采用高分辨率三維梯度回波序列，翻轉角18°，TR 25 ms， TE 18 ms，層厚2 mm，矩陣320×320，視野220 mm×220 mm。

T1WI增強檢查：經肘靜脈高壓注射器注射對比劑釓噴酸葡胺，注射劑量按0.2 mL/kg體重計算，注射流率2.0 mL/s。成像參數：橫軸面(TR 450 ms，TE 9.96 ms)，冠狀面(TR 500 ms，TE 9.64 ms)，矢狀面(TR 500 ms，TE 9.64 ms)，層厚3 mm，矩陣304×304，視野230 mm×210 mm。

3.圖像分析及數據測量

由兩位高年資醫師對常規MRI圖像及SWI圖像進行逐層對比分析，主要觀察內容包括病灶的顯示效果、邊界、信號特征、信噪比(signal noise ratio， SNR)及內部結構特點等并記錄。分析結果不一致時共同商討后得出一致結果。通過復制相同大小的感興趣區(ROI)分別置于病灶及背景場強區，測量其信號強度分別記錄S1、S2及S0，計算病變的信噪比(SNR=S1/S0)、相對信噪比(CNR=|S1-S2|/S0)。同時，統計所有病灶SWI圖像上是否存在磁敏感信號區域(intratumoral susceptibility signal intensities，ITSS)以及整個瘤體內ITSS的數量。ITSS表現為在SWI圖上病變內部呈點狀、細線狀或小片狀低信號影，可聚集或不聚集成簇[6]。根據ITSS數量分成0～3分,其評分標準[7]：0分，無ITSS結構；1分，1～5個ITSSs；2分：6～10個ITSSs；3分:ITSS數>10個。比較ITSS評分及舌癌臨床分期之間的相關性。

4、統計學方法

對所得的數據用SPSS 22.0統計學軟件進行處理分析。對常規MRI序列與SWI 上內部結構檢出率的比較采用χ2檢驗計算；舌癌與靜脈畸形在SWI上ITSS檢出率的比較采用Fisher精確概率法計算；利用Mann-Whitney檢驗評價ITSS評分與舌癌臨床分期的關系，以P<0.05有統計學意義。

結 果

1.常規MRI與SWI在病灶檢出及內部結構顯示方面的比較

本研究23例舌癌及13例靜脈畸形中的所有病灶均可在SWI上檢出。對于不同序列的顯示效果，病灶在T2WI抑脂序列上顯示最佳，其SNR、CNR(28.0±2.6、12.4±3.4)顯著優于T1WI(14.7±2.6、4.4±2.6)及SWI(12.2±2.7、4.3±1.3)序列，病灶在SWI上的顯示效果與T1WI相近。

在內部結構顯示方面23例舌癌組中9例在常規MRI上顯示點簇狀結構影，16例在SWI圖見點簇樣或片狀低信號區；13例靜脈畸形組中7例在常規MRI上見點簇狀信號影，而在SWI上所有的病灶均見點簇狀、線樣低信號區。SWI在病灶內部微觀結構的顯示上明顯優于常規MRI(表1，圖1、2)，差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 舌癌及靜脈畸形病灶內部微觀結構檢出率的比較

2.舌鱗狀細胞癌及靜脈畸形SWI特征比較

舌癌及靜脈畸形在SWI上均表現為稍高信號影或高信號影，兩者無顯著差異。23例舌癌中有16例在SWI上見ITSS結構，檢出率為16/23；13例靜脈畸形在SWI上均可以見到ITSS結構，檢出率為100%，兩者差異有統計學意義(P=0.034<0.05)。ITSS形態上舌癌更多的是以點簇狀為主，較少看到線樣低信號影，而靜脈畸形除點簇狀結構外，線樣結構出現的比例較高。此外，靜脈畸形內ITSS數量較多，評分以1、2分為主；而舌癌組的ITSS數量較少，評分以0、1分為主。

3.比較ITSS評分與舌癌臨床分期之間的相關性

本研究中23例舌癌患者依據其臨床分期分為早期組(12例)和晚期組(11例)。分別計數瘤體內ITSS數量并對ITSS計數進行評分。結果在早期組ITSS評分分別為0分7例、1分4例、2分1例，3分0例；晚期組ITSS評分分別為0分0例、1分7例、2分3例、3分1例(表2)。

在早期組中的ITSS檢出率(5/12)低于晚期組(11/11)，其中ITSS評分在早期組ITSS評分以0、1分為主(圖3)，晚期組以1、2分為主，且出現2、3分的比例增多(圖4)，ITSS半定量評分與舌癌臨床分期之間存在相關性(P=0.006<0.05)。

表2 ITSS評分與舌癌臨床分期之間的關系

4.增強前與增強后SWI的比較

本研究對6例患者(舌癌及靜脈畸形各3例)同時行增強前后SWI掃描，對比兩者在病變信號強度、邊界及內部結構的顯示方面的差異。結果發現所有病灶在增強后SWI上的信號強度均高于平掃SWI，而且增強后SWI對病灶邊界及輪廓的顯示更為清晰；同時，其對于內部ITSS顯示效果也有一定的優勢：增強后SWI可以顯示平掃不能顯示的區域，對內部低信號區域的邊界顯示也更為清晰(圖5)。

圖1右舌鱗狀細胞癌。a) T2WI示腫瘤內部少許小片狀低信號區，邊界不清； b) SWI見腫瘤內片狀低信號區及腫瘤邊緣點狀低信號影，邊界清晰。 圖2右舌體靜脈畸形。a) T2WI病灶呈高信號影，內部未見明顯點、線樣信號結構； b) SWI病灶呈高信號，病變內部見多條細線樣結構及少許點狀低信號。 圖3右舌鱗狀細胞癌早期患者(T1MONO)。SWI見腫瘤內一點狀低信號，ITSS評分1分。

圖4右舌鱗狀細胞癌晚期患者(T3N2bM0)。SWI病變內部見多發點狀、線狀低信號區，ITSS評分3分。圖5右舌緣鱗癌。a) SWI病灶呈邊界清晰的高信號影，內見點狀及小片狀低信號區，邊緣欠清； b) CE-SWI病灶示平掃無法顯示低信號區(箭)，且邊界清晰。

討 論

1.SWI原理及其在顯示靜脈血管及血液代謝產物中的優勢

SWI利用組織之間磁敏感性的差異以及血氧水平依賴效應的不同來成像，通過高分辨率、完全流體補償的三維梯度回波序列與每個體素中的相位信息結合，使磁敏感性效應最大化以增強圖像的對比度，最初稱為“高分辨率血氧水平依賴靜脈成像”[4]。SWI對靜脈結構及血液降解產物的顯示較常規MRI具有明顯的優勢，這是由于小靜脈與微出血灶中含有去氧血紅蛋白及含鐵血紅素等順磁性物質，可與周邊組織形成顯著的磁化率差異，且小靜脈由于其流速低不易受血液流行效應及方向的影響[8]。根據這一優勢，SWI在血管畸形及微出血方面已取得了很好的成效，能夠檢出終末小靜脈及直徑<3mm的微出血灶[9]。

在本研究中所有的病灶在SWI均可檢出，這說明病灶本身與周圍正常組織之間存在磁敏感差異，并且SWI可以檢測出這種差異。我們統計了舌癌及靜脈畸形在SWI上的SNR值，發現同種疾病之間的SNR差異較大，而不同疾病之間SNR存在很大重疊部分，故而得出無法單純依靠SNR來鑒別疾病性質。筆者猜想這可能與病灶內部組織學分化及細胞密度等因素有關。在病變內微觀結構檢出方面，我們比較了靜脈畸形與舌癌兩組病例在常規MRI及SWI上的表現，發現SWI能檢出更多的靜脈結構、微出血灶及鈣化灶等結構，特別是靜脈畸形組檢出率更是高達100%，這可能與靜脈畸形的本身特征有關。靜脈畸形內含形態不一、大小不等的血竇，竇腔內血液凝固而成血栓，并可鈣化成為靜脈石[10]，而這些成分在SWI均表現為低信號區。本研究說明SWI能夠有效地檢出舌部疾病中的小靜脈、微出血灶及鈣化等結構,且敏感性明顯高于常規MRI檢查，這與SWI在中樞神經系統疾病應用及肝細胞癌、腎透明細胞癌出血灶的顯示等方面具有相似的結果[11-13]。

2.SWI在腫瘤良惡性判定及分期中的應用

提高發現腫瘤內部新生血管及出血等微觀結構的能力，將有助于鑒別腫瘤性質及惡性程度，并決定腫瘤的治療方案選擇[14-15]。

既往研究發現SWI對腫瘤分級具有良好的應用價值。Hsu等[16]認為SWI有助于識別膠質瘤病灶內的出血、鈣化或腫瘤新生血管，并可以有效評估膠質瘤病理分級及預后；同時，SWI還可用于區分高級別膠質瘤與原發性中樞神經系統淋巴瘤等。Chen[17]回顧性分析了35例經病理證實的腎透明細胞癌患者，以評估ITSS對低級別和高級別透明細胞癌壞死的差異，結果發現35例患者中有31例出現ITSS，且低級別患者的ITSS評分(1.24±0.72)明顯低于高級患者(2.70±0.48)，兩者之間有著顯著性差異。但是，以上研究多是采用ITSS評分與腫瘤病理分級之間相關性的研究。本研究我們則是以ITSS評分與舌癌臨床分期為切入點進行研究。這是因為舌癌的臨床分期相對于病理分級來說對其診療方案的選擇具有更重要的作用及意義，早期患者往往僅需行單純手術即可根治，而對于中晚期患者往往采取以手術為主、輔以術前術后放化療等綜合治療方式。同病理分級研究結果相似，我們的結果也發現早期舌癌組ITSS檢出率低于晚期組，ITSS評分與舌癌臨床分期也同樣存在相關性，且差異有統計學意義。但是與中樞神經系統比較，舌癌SWI上顯示的點線樣結構沒有膠質瘤清晰及明顯。筆者分析可能是由于舌癌的瘤體相對膠質瘤較小，內部腫瘤血管也較為細小，且膠質瘤較舌癌更易發生出血改變，再加上口腔結構較復雜，SWI的成像效果也不如中樞神經系統所致。

3.增強前后SWI比較

在SWI掃描模式上，既往研究多采用增強前掃描，學者提出SWI應該進行增強后掃描，這是因為對比劑有順磁性可以明顯縮短T1時間[18]，增強后血管結構可吸收對比劑而改變其信號值而出血區域則無法吸收對比劑，以此來區分出血及靜脈結構。Hori[19]運用常規MRI及增強前后SWI對17例腦腫瘤患者進行研究，發現腫瘤在增強后SWI上的信號強度有顯著提高，還可顯示常規T1WI增強掃描所顯示的病灶強化及壞死部分，而不會掩蓋內部腫瘤結構。Fahrendorf[20]對29例多形性膠質母細胞瘤進行增強前后SWI的信號特征分析，比較對比劑引起的相位位移改變和ITSS之間的關系，發現增強后SWI可顯示更多的低信號區，而這些信號較易在體積較小的膠質瘤中出現。本研究我們發現增強后SWI除了能更好地顯示病變邊界外，還能較增強前SWI顯示更大、更為清晰的低信號區范圍。這可能與腫瘤組織較周邊正常組織有更多的對比劑聚集，而順磁性的對比劑引起整個病灶區域相位位移所致。本研究增強前后SWI病例較少，其MRI對比劑對舌部病灶SWI序列的作用機制還有待進一步的探究。

本研究存在局限性，首先是樣本量偏少，給實驗結果造成選擇偏倚誤差；其次，本研究對ITSS的分析采取的是形態學、半定量研究方法，且除了上述結構外，鐵、銅等結構也會引起相位位移改變，需要更大的樣本量得以進一步檢驗。