肺結節磁共振DWI的最優b值

王蘭菁，朱紅春，王艷萍

（珠海市人民醫院放射科 廣東 珠海 519000）

擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）作為目前唯一能夠觀察活體組織內水分子擴散運動的無創性檢查方法，也可應用在肺結節的診斷。已有研究表明，DWI有助于提高肺結節良惡性診斷的準確性[1]。關于肺部DWI最佳b值的選擇目前尚不統一。本研究設計多個b值用于肺部DWI掃描，以探尋最佳b值，從而達到優化b值的目的。

1 材料與方法

1.1 研究對象

病例入選標準：①經胸部CT掃描發現的肺結節，實性或大部分實性；②惡性結節均經手術病理證實；良性結節均經手術、穿刺或治療兩年追蹤復查大于／等于2次；③無胸部手術史；④所有患者均知情同意，經CT檢查后一周內行MRI DWI掃描。

研究對象：符合上述標準患者62例，男性35例，女性27例，年齡24～73歲，平均年齡53.3歲。

1.2 檢查方法

GE discovery 750W 3.0T磁共振，8通道體部相控陣線圈成像，采用呼吸觸發并聯合心電門控掃描。掃描參數：BH Ax DWI：TR/TE 2000ms/minimum，矩陣128×128，BW 83.33，FOV 40cm，Thickness 5mm，Spacing 0.5mm，NEX 4，b值0、200、500、800、1000s/mm2，diffusion direction：ALL。多b值DWI成像僅掃描病灶區域。

1.3 圖像后處理及數據測量

1.3.1 圖像處理 DWI圖像發送至Function tool軟件，選取病灶實性部分面積最大、信號強度最強最均勻層面，設定直徑為5mm圓形ROI，取最大信號強度中心區域，避開病灶邊緣、供血血管等，同一病例測量3個數值，取平均值作最終測量值；取相同大小ROI置于同層面豎棘肌及體外空氣背景處（頻率編碼方向），用以測量肌肉DWI信號強度值（S肌肉）、圖像背景噪聲（SD噪聲）。DWI圖像CNR和SNR計算公式分別為：CNR=（S病變-S肌肉）/SD噪聲，SNR=S病變/SD噪聲。ADC值計算公式：ADC=（1nS1/S2）/b2-b1。

1.3.2 由兩位經驗豐富的醫師在未知病理結果下作獨立測量，取平均值作最終數值。

1.4 統計學分析方法

使用SPSS for windows 20.0統計分析軟件。數值型變量采用單因素方差分析、t檢驗；分類變量采用χ2檢驗。采用受試者操作特征曲線ROC分析不同b值下ADC值對肺良、惡性結節的診斷效能。以P＜0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1 病理結果

62例病例中，48例經病理證實，6例經治療后病灶消失或好轉，8例追蹤2年、復查CT次數至少2次病灶無明顯變化。惡性結節42例，良性結節20例。

2.2 統計學結果

2.2.1 不同b值間DWI圖像的SNR比較 經統計學分析（表1），隨著b值的增加，SNR及圖像質量下降，差異有統計學意義（F=17.876，P=0.000）。經LSD分析兩兩檢驗，除b=800s/mm2與b=1000s/mm2間SNR差異無統計學意義外，其余b值間兩兩對比均有統計學差異（P＜0.05）。

表1 不同b值間DWI圖像的SNR比較

2.2.2 不同b值間DWI圖像的CNR比較 經統計學分析（表2），隨著b值增加，CNR減小，差異有統計學意義（F=6.346，P=0.000）。經LSD分析兩兩檢驗，除b=200s/mm2與b=500s/mm2、b=500s/mm2與b=800s/mm2、b=800s/mm2與b=1000s/mm2間SNR差異無統計學意義（P值分別為0.117、0.132、0.325）外，其余b值間兩兩對比均有統計學差異（P＜0.05）。

表2 不同b值間DWI圖像的CNR比較

2.2.3 不同b值下良、惡性肺結節ADC值的ROC曲線分析 應用ROC分析4個不同b值下的ROC曲線下面積（area under curve，AUC），由圖1～圖4可知，4個b值組的AUC分別為0.687、0.747、0.767、0.744，均有診斷意義，b=800s/mm2時曲線下面積最大。

圖1 b=200s/mm2時ROC曲線分析

圖2 b=500s/mm2時ROC曲線分析

圖3 b=800s/mm2時ROC曲線分析

圖4 b=1000s/mm2時ROC曲線分析

3 結論

肺結節DWI成像圖像的SNR、CNR及ADC值均隨b值增大而下降，當b取800s/mm2時ROC曲線下面積最大，對肺結節診斷效能最高。

女性患者，47歲，病理為腺癌，A圖b=200s/mm2，B圖b=500s/mm2，C圖b=800s/mm2，D圖b=1000s/mm2。

4 討論

b值范圍的選擇應當能清晰顯示并分辨受檢組織，能有效抑制T2穿透效應的影響。在圖像質量滿足診斷要求的同時，應采用盡可能大的b值，以使受檢組織的ADC值更接近組織的真實擴散。然若b值過大則易使圖像變形，使ADC值的測量不準確。

病變組織的細胞數量多、排列緊密[4]，細胞外間隙小，水分子的擴散受限，因此DWI圖上呈高信號，ADC圖呈低信號，ADC值減低[5]，尤其是惡性病變組織表現明顯。因此，DWI可用于鑒別病變組織與正常組織，以及病變組織的良惡性。有學者認為b值取1000s/mm2時，DWI可以鑒別肺內良惡性結節，并能獲得較高的敏感性和特異性。有文獻[6]研究發現肺內惡性結節DWI的信號強度要比良性結節高[7]，肺良惡性病變ADC值隨b值增加而逐漸變小，差異有統計學意義；而各b值組ADC均可作為良惡性病變鑒別的診斷有效指標。有研究發現b值為200～1000s/mm2不同的ROC曲線下面積均有診斷意義。本研究發現，良、惡性病變的平均ADC值均隨b值的增大而下降，與鄧啟明等[8,9,10]的結果一致。本研究以4個不同b值的ROC曲線下面積評價ADC值對肺內良、惡性結節病變的鑒別診斷效能，得出b值范圍為0～800s/mm2時，隨著b值增大AUC值逐漸增高，b=800s/mm2時診斷效能最高，而b取1000s/mm2時AUC下降。

綜合SNR、CNR及ROC曲線分析結果，本研究認為可選擇b=800s/mm2作為肺部DWI成像的最優b值，此b值時的DWI成像信噪比、對比噪聲比及圖像質量相對較好的同時，ADC值的測量較準確，圖像變形偽影及信號缺失部分較小，最接近肺內結節真實的ADC值，且該b值測得的ADC值對肺內良、惡性病變的鑒別診斷效能最高。