采用甲狀腺專用表面線圈的術前多參數MRI特征對甲狀腺癌區域淋巴結轉移狀態的預測價值

謝永生，王士旭，張妙如，劉周，胡爾曼·巴合提別克，梁龍飛，龍莉，鄧文明，魏明輝*，羅德紅，3*

近年來，中國乃至世界范圍內甲狀腺癌的發病率呈逐漸上升趨勢，在我國城市地區女性人群中位居所有惡性腫瘤的第4位[1-2]。臨床上對于分化型甲狀腺癌(包括乳頭狀癌和濾泡狀癌)主要以外科治療為主，采取甲狀腺癌根治術及頸部淋巴結清掃術[3]。甲狀腺癌淋巴結轉移是影響患者生存期、局部復發和遠處轉移的危險因素之一[4-6]。因此，通過完善的術前檢查對轉移淋巴結進行精確診斷具有重大臨床意義，協助外科醫生制定最佳的淋巴結清掃范圍和術后輔助治療方式。

隨著MRI硬件、軟件的不斷發展，掃描序列的不斷完善優化，MRI逐漸成為評估甲狀腺癌區域淋巴結轉移的重要手段[7-10]。目前臨床上對甲狀腺的MRI掃描多采用傳統的頭頸聯合容積線圈，此種線圈對于甲狀腺、頸部淋巴結等軟組織的成像質量較差，影響診斷效果。隨著技術成熟，頸部表面線圈的臨床應用越來越多。有研究表明，表面線圈用于頸部淺表軟組織(如甲狀腺)的成像可以獲得比容積線圈更好的圖像均勻度和信噪比，提高臨床診斷圖像的質量[11-12]。國內目前采用甲狀腺專用表面線圈的MRI技術應用較少，本文主要目的是對采用甲狀腺專用表面線圈的術前MRI影像資料與術后病理結果進行對照分析，探討甲狀腺癌轉移淋巴結的MR鑒別征象，進而為患者的外科手術方式及后續治療方案的選擇提供依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2018年12月至2020年5月于中國醫學科學院腫瘤醫院深圳醫院經手術病理證實為甲狀腺癌的臨床影像資料。納入標準：(1)術后病理為甲狀腺癌；(2)術前2周內行頸部MRI平掃+增強掃描，且影像資料完整；(3)手術方式為甲狀腺病灶切除+頸部淋巴結清掃術，且清掃的淋巴結有明確病理結果。排除標準：(1)術前甲狀腺病灶有放化療或其他治療史；(2)合并其他惡性腫瘤；(3)術前MRI圖像質量不佳，不能用于分析。最終納入甲狀腺癌患者51例，其中乳頭狀癌50例，濾泡狀癌1例，男性17例，女性34例，平均年齡(38.8±12.4)歲。本研究經本院倫理委員會審批通過。

1.2 MRI掃描方案

采用GE 3.0 T超導磁共振成像掃描儀(GE Discovery MR 750w)，8通道甲狀腺專用表面線圈(蘇州眾志，Medcoil TL80)。患者體位為頭先進、仰臥位，頭部輕微后仰以貼合線圈，將甲狀腺充分暴露，囑患者在掃描過程中平靜呼吸，避免吞咽、咳嗽等動作。(1)常規MRI掃描：掃描范圍口咽部至主動脈弓上1～1.5 cm，T1WI采用PROPELLER序列(TR 527 ms，TE 7.8 ms)、T2WI采用PROPELLER抑脂序列(TR 5619 ms，TE 54 ms)、冠狀位T2WI采用PROPELLER序列(TR 2056 ms，TE 76 ms)，層厚3.5 mm，層間距2 mm，FOV 20 cm×20 cm，矩陣256×256，激勵次數(NEX)1.5，層數24。(2)擴散加權成像(dif f usion weight ed imaging，DWI)：采用STIR序列，b值取0、700 s/mm2，TR 3480 ms，TE 73.4 ms，層厚4 mm，矩陣128×96。DWI原始圖像經工作站后處理獲得ADC圖。(3)動態增強掃描：采用3D-LAVA-DCE序列，TR/TE=4.4/1.6 ms，層厚4.0 mm，矩陣192×192，FOV不變，設定重復掃描50期，每期掃描時間7 s，首期為平掃，平掃結束后經肘靜脈推注對比劑釓特酸葡胺(Gd-DOTA，Guer bet，法國)，劑量0.2 mmol/kg，注射速率2.5 mL/s，對比劑注射完后以相同速率10 mL生理鹽水進行沖洗，隨后連續掃描。

1.3 頸部淋巴結分區

頸部淋巴結的區域位置描述采用歐洲放射腫瘤學協會2013年制定的新頸部淋巴結十分區標準[13]。Ⅰ區：頦下及頜下淋巴結；Ⅱ區：頸上深組淋巴結；Ⅲ區：頸中深組淋巴結；Ⅳ區：頸下深組淋巴結；Ⅴ區：頸后三角區淋巴結；Ⅵ區：甲狀腺、氣管周圍淋巴結；Ⅶ區：咽后淋巴結；Ⅷ區：腮腺淋巴結；Ⅸ區：面頰部淋巴結；Ⅹ區：枕后淋巴結。

1.4 圖像分析

根據患者手術記錄中所清掃的淋巴結區域，選取術前MRI圖像上對應區域內短徑最大的淋巴結進行觀察分析。在不知曉淋巴結病理結果的前提下(雙盲法)，由一名低年資和一名高年資放射科醫師在PACS系統終端閱片，觀察記錄各清掃分區內最大短徑淋巴結的位置、信號、大小、縱橫比、形狀、邊緣、強化程度、是否囊變、ADC值、動態增強曲線等。淋巴結的T1WI及抑脂T2WI信號分為均勻信號和混雜信號，以同層面肌肉信號作為等信號，混雜信號定義為淋巴結內部信號不均勻，不均勻范圍大于最大截面積的20%。淋巴結強化程度以正常甲狀腺背景強化為基準，若淋巴結末期強化程度低于正常甲狀腺為輕度強化，高于或等于正常甲狀腺為明顯強化。當兩位醫師的診斷意見不一致時，相互討論得出一致結果。隨后與病理結果對照(揭盲)，若病理提示該分區內存在淋巴結轉移，則將此分區內最大短徑淋巴結視為轉移淋巴結；若病理提示該分區內無淋巴結轉移，則將此分區內最大短徑淋巴結視為非轉移淋巴結。

淋巴結的大小、ADC值及動態增強曲線測量方法。在抑脂T2WI軸位圖像上選定淋巴結橫截面積最大的層面，測量其長徑、短徑(縱橫比=長徑/短徑)；同時在對應的ADC圖、動態增強圖像層面上勾畫ROI，測量ADC值和時間-信號強度曲線(t ime-signal int ensit y cur ve，TIC)，勾畫ROI時注意避開囊變、壞死、出血及鈣化區域，ROI固定范圍約3 mm×3 mm。TIC分為三型[14]：Ⅰ型流入型，動態增強信號強度持續升高，在中后期的增強幅度超過10%；Ⅱ型平臺型，動態增強早期信號強度達到峰值后，在中后期保持相對恒定，其上升或下降幅度在10%以內；Ⅲ型流出型，動態增強早期信號強度達到峰值后，在中后期的下降幅度超過10%。

1.5 統計學方法

應用SPSS 22.0進行統計分析。對于符合正態分布的計量資料，采用均數±標準差表示，兩組間比較采用t檢驗；對于非正態分布的計量資料，采用中位數(四分位數間距)表示，兩組間比較分析采用Mann-Whit ney U檢驗。對于計數資料，兩組間比較采用χ2檢驗。多因素邏輯回歸分析用于建立轉移淋巴結的預測模型，ROC曲線用于評估預測模型的診斷效能。P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 甲狀腺癌患者術后病理結果

納入研究的甲狀腺癌患者51例，平均年齡(38.8±12.4)歲，其中男性17例(33.3%)，女性34例(66.7%)；淋巴結轉移36例(70.6%)，無淋巴結轉移15例(29.4%)；乳頭狀癌50例，濾泡狀癌1例；伴橋本氏甲狀腺炎13例(25.5%)；手術清掃淋巴結135個分區，因此135枚各區的最大短徑淋巴結納入研究，其中轉移淋巴結74枚(54.8%)，非轉移淋巴結61枚(45.2%)。甲狀腺癌患者臨床病理資料見表1。伴與不伴淋巴結轉移的兩組甲狀腺癌患者在性別、年齡、病理類型上不存在差異(P＞0.05)。

表1 伴與不伴淋巴結轉移的兩組甲狀腺癌患者臨床病理資料比較Tab.1 Comparison of theclinicopathological characteristicsin casesof thyroid cancer with/without lymph nodesmetastasis

2.2 轉移淋巴結與非轉移淋巴結的術前MRI征象分析

淋巴結的位置、長徑、短徑、縱橫比、ADC值、T1WI信號、抑脂T2WI信號、形狀、邊緣、是否囊變、強化程度、動態增強曲線的分布情況見表2。根據K-S檢驗分析，長徑、短徑、縱橫比、ADC值的數據分布屬于非正態分布，采用中位數(四分位數間距)表示，兩組間比較分析采用Mann-Whit ney U檢驗。其余數據兩組間比較采用χ2檢驗。

表2 轉移淋巴結與非轉移淋巴結的MRI征象比較Tab.2 Comparison of the MRIfeatures between non-metastatic and metastatic lymph nodes

轉移淋巴結的位置分布：位于Ⅲ區11枚(14.9%)，Ⅳ區22枚(29.7%)，Ⅴ區4枚(5.4%)，Ⅵ區37枚(50%)；轉移與非轉移淋巴結的位置分區差異無統計學意義(P=0.316)。轉移淋巴結的TIC為Ⅰ型5枚(6.8%)，Ⅱ型36枚(48.6%)，Ⅲ型33枚(44.6%)，大部分為Ⅱ+Ⅲ型(93.2%)，但轉移與非轉移淋巴結的TIC類型差異無統計學意義(P=0.623)。單因素分析表明，長徑、短徑、ADC值、T1WI信號、抑脂T2WI信號、形狀、邊緣、是否囊變、強化程度等影響因素在轉移與非轉移淋巴結之間存在顯著差異(P＜0.05)。轉移與非轉移淋巴結MRI圖像見圖1、2。

圖1 男，28歲，甲狀腺乳頭狀癌，白箭所示右頸Ⅵ區轉移淋巴結，邊界清楚，類圓形，長短徑約8.8 mm×8.0 mm，T1WI呈混雜信號(A)，抑脂T2WI呈混雜信號(B)，增強掃描不均勻明顯強化(C)，DWI呈高信號(D)，ADC值約0.70×10-3 mm2/s(E)，TIC曲線為Ⅱ型平臺型(F) 圖2 女，46歲，甲狀腺乳頭狀癌，白箭所示左頸Ⅳ區非轉移淋巴結，卵圓形，邊界清楚，長短徑約9.8 mm×6.2 mm，T1WI呈均勻等信號(A)，抑脂T2WI呈均勻高信號(B)，增強掃描輕度強化(C)，DWI呈高信號(D)，ADC值約0.68×10-3 mm2/s(E)，TIC曲線為Ⅲ型流出型(F)Fig.1 A 28-year-old man with papillary thyroid carcinoma,the white arrow represented a metastatic lymph node located in right levelⅥ,with round and clear boundary,the long and short diameter was 8.8 mm×8.0 mm,T1WI and fat-suppression T2WI showed mixed signal(A,B),with heterogeneous strength enhancement(C),DWIshowed high signal(D),ADC value was about 0.70×10-3 mm2/s(E),TIC curve was typeⅡ(F).Fig.2 A 46-year-old woman with papillary thyroid carcinoma,the white arrow represented a metastatic lymph node located in left levelⅣ,with oval and clear boundary,the long and short diameter was 9.8 mm×6.2 mm,T1WIshowed homogeneousequal signal(A),fat-suppression T2WIshowed homogeneoushigh signal(B),with slightly enhancement(C),DWIshowed high signal(D),ADC value was about 0.68×10-3 mm2/s(E),TIC curve was typeⅢ(F).

多因素邏輯回歸分析發現，抑脂T2WI信號、強化程度、ADC值是預測轉移淋巴結的獨立影響因素。聯合這3個MR特征構建轉移淋巴結的預測模型，其ROC曲線見圖3，AUC為0.93(95%CI：0.89～0.97)，敏感度為82.4%，特異度為88.5%。以ADC值單獨預測轉移淋巴結的ROC曲線見圖4，曲線下面積為0.64(95%CI：0.55～0.74)，敏感度為65.6%，特異度為66.2%，截斷值(cut-of f val ue)為0.91×10-3mm2/s。以抑脂T2WI信號單獨預測轉移淋巴結的ROC曲線見圖5，其曲線下面積為0.74(95%CI：0.65～0.83)，敏感度為97.3%，特異度為50.8%。以強化程度單獨預測轉移淋巴結的ROC曲線見圖6，其曲線下面積為0.76(95%CI：0.67～0.84)，敏感度為74.3%，特異度為77.0%。聯合3個MR參數的預測模型診斷效能高于三者單獨診斷時的效能。

圖3 聯合3個MR征象預測轉移淋巴結的ROC曲線 圖4 ADC值單獨預測轉移淋巴結的ROC曲線 圖5 抑脂T2WI信號單獨預測轉移淋巴結的ROC曲線 圖6 強化程度單獨預測轉移淋巴結的ROC曲線Fig.3 The ROC curve of three combined MR features.Fig.4 The ROC curve of ADCvalue.Fig.5 The ROC curve of fat-suppression T2WIsignal.Fig.6 The ROCcurve of enhancement.

2.3 伴與不伴橋本氏甲狀腺炎的Ⅵ區淋巴結MRI征象分析

51例甲狀腺癌患者中，13例伴有橋本氏甲狀腺炎。本研究中Ⅵ區淋巴結共61枚，其中伴橋本氏甲狀腺炎的Ⅵ區淋巴結共19枚。伴與不伴橋本氏甲狀腺炎的兩組Ⅵ區淋巴結統計分析結果見表3。

表3 伴與不伴橋本氏甲狀腺炎的兩組甲狀腺癌患者Ⅵ區淋巴結大小比較Tab.3 Comparison of the levelⅥlymph nodes in cases of thyroid cancer complicated with/without Hashimoto's thyroiditis

Ⅵ區轉移淋巴結的長徑、短徑、縱橫比在伴橋本與不伴橋本之間差異沒有統計學意義(P＞0.05)。Ⅵ區非轉移淋巴結的長徑、短徑在兩組之間的差異具有統計學意義(P＜0.05)，伴橋本的Ⅵ區非轉移淋巴結其長徑、短徑均大于不伴橋本組。

3 討論

甲狀腺癌在世界范圍內的發病率不斷上升，其中分化型甲狀腺癌屬于低度惡性腫瘤，預后較好，10年生存率可達90%以上，但由于甲狀腺豐富的淋巴結網，早期容易發生淋巴結轉移[15-16]。淋巴結轉移是影響甲狀腺癌患者預后、復發的重要危險因素，因此術前精確診斷轉移淋巴結有助于制定最佳的淋巴結清掃范圍，從而減少患者復發的風險、改善預后。

超聲、CT和MRI是甲狀腺病變的主要檢查方法。超聲具有操作方便、無輻射、價格便宜等優勢，能基本滿足診斷要求；但在評估甲狀腺癌轉移淋巴結方面其準確性并不高[17-18]，超聲診斷結果也與醫師的個人技術和臨床經驗密切相關。CT可在短時間內進行大范圍的檢查判斷有無遠處轉移，并對鈣化敏感，但軟組織分辨率不高、對病灶的侵犯范圍顯示欠清楚，且存在一定的輻射問題。MRI具有多參數、多功能、多序列成像的特點且軟組織分辨率高、無輻射，目前在甲狀腺病變中的應用也越來越廣。國內臨床上MRI檢查頸部線圈大多采用傳統的頭頸聯合容積線圈，成像質量不滿意，影響疾病的診斷[12]。本研究采用8通道甲狀腺專用表面線圈能夠獲得高質量的甲狀腺、淋巴結的診斷圖像。

3.1 術前MRI各參數對轉移與非轉移淋巴結的預測價值

本研究回顧性分析了51例甲狀腺癌患者的術前MRI影像資料，并與術后病理結果對照，總結分析轉移淋巴結與非轉移淋巴結的MRI影像特征。單因素分析表明，轉移淋巴結表現為更大的長短徑、更低的ADC值、T1WI和抑脂T2WI呈混雜信號、類圓形、邊緣毛糙、常伴囊變、明顯強化等特點，部分結論與李勐等[19]、項昆等[20]、Wang等[10]的研究基本一致。經多因素邏輯回歸分析發現，抑脂T2WI混雜信號、明顯強化、低ADC值(＜0.91×10-3mm2/s)是轉移淋巴結的獨立預測因子，聯合這3個MRI征象所建立的預測模型具有較高的預測效能，其AUC為0.93，敏感度為82.4%，特異度為88.5%。囊變作為甲狀腺癌轉移淋巴結的特異性征象[20-21]，目前已經得到廣大放射科醫師的一致認可，本研究中12枚伴有囊變的淋巴結均為轉移淋巴結。而“是否囊變”在多因素邏輯回歸分析中被剔除，其原因可能是本研究中囊變病例較少，雖然特異度為100%，但敏感度低。既往的一項研究發現[9]，淋巴結相互融合、明顯強化是甲狀腺癌轉移淋巴結的獨立預測因子，其中明顯強化這一征象與本研究相一致。

3.2 DWI對轉移與非轉移淋巴結的預測價值

DWI是能夠在活體狀態下檢測微觀水分子運動狀態的成像方法，惡性組織細胞增殖活躍，細胞密度高，核質比增加，血管外細胞外間隙減少，水分子擴散受限，同時由于大分子蛋白的吸附作用和生物膜結構的阻擋也在一定程度上限制了水分子的擴散，從而導致惡性病灶DWI信號增高、ADC值降低，可通過測量ADC值定量分析組織內水分子擴散受限程度。目前DWI已經廣泛應用于全身各器官腫瘤病變、淋巴結病變的診斷和鑒別診斷。相關文獻表明[22-23]，頸部轉移淋巴結的ADC值明顯低于非轉移淋巴結，當ADC截斷值為1.02×10-3mm2/s[23]，可以獲得較好的敏感度和特異度。在本研究中，ADC值低于0.91×10-3mm2/s提示為轉移淋巴結，與上述文獻大致相同，但其敏感度和特異度較低，分別為65.6%、66.2%，可能是因為轉移和非轉移淋巴結的ADC值存在一定的重疊，這與Seber等[24]的研究相一致。黃濤等[25]研究發現，隨著DWI中b值(400、600、800、1000 s/mm2)的不斷升高，鼻咽癌轉移與非轉移淋巴結的ADC值呈不斷減少趨勢；且當b=800 s/mm2時，其ADC值對于淋巴結良惡性的鑒別診斷價值最大。但Wang等[26]研究表明，高b值(2000 s/mm2)對甲狀腺結節良惡性的鑒別能力優于低b值。目前各項研究對于DWI中b值的最佳取值范圍存在一定的分歧，可能與不同的成像設備、不同的DWI掃描序列及測量方法有關。隨著b值的增高，其ADC值的診斷敏感度會降低，但特異度升高。本研究中b值采用700 s/mm2，屬于較低b值，所測得淋巴結ADC值往往會大于采用高b值的情況，其預測效能也并不理想，需要進一步驗證其他b值情況下ADC值的鑒別診斷價值。

3.3 磁共振動態增強掃描對轉移與非轉移淋巴結的預測價值

MR動態增強掃描(MR dynamic contrast enhancement，MR-DCE)能夠反映病變的微血管分布和血流灌注情況。目前已有相關研究將DCE用于鑒別甲狀腺結節的良惡性[14,27]，但筆者尚未發現DCE在診斷甲狀腺癌轉移淋巴結方面的研究文獻。馬小梅等[28]對直腸癌腸系膜內淋巴結的MR-DCE研究發現，轉移淋巴結的TIC類型多為Ⅱ+Ⅲ型，非轉移淋巴結多為Ⅰ型，部分結果與本研究一致。本研究中轉移淋巴結的TIC類型大部分為Ⅱ+Ⅲ型(93.2%)，轉移與非轉移淋巴結之間的TIC類型無明顯差異，沒有差異的原因可能是本研究只將TIC粗略地分作三型，未對TIC的定量參數如最大強化率、流入/流出速率、達峰時間等進行細致分析，這有待于下一步的繼續研究。

3.4 甲狀腺癌伴橋本氏甲狀腺炎時對診斷淋巴結轉移的影響

橋本氏甲狀腺炎，又稱為慢性淋巴細胞性甲狀腺炎，是一種自身免疫性甲狀腺炎。MRI表現為甲狀腺彌漫性增大，邊緣不規則可有分葉，邊界清楚，T1WI及T2WI上信號不均勻，可見多發小斑片狀T2WI稍高信號。本研究51例甲狀腺癌患者中13例伴有橋本氏甲狀腺炎，伴有橋本的Ⅵ區非轉移淋巴結其長徑、短徑均大于不伴橋本組，伴橋本的Ⅵ區非轉移淋巴結短徑中位數為4.75 mm，大于普遍認可的正常Ⅵ區淋巴結短徑上限3 mm。因此，在臨床工作中，當甲狀腺癌合并橋本氏甲狀腺炎時，Ⅵ區出現的腫大淋巴結并不一定是轉移淋巴結，需根據淋巴結的其他MR特征綜合判斷。

3.5 研究的局限性

本研究尚存在一定的不足之處。(1)本文為回顧性研究，存在一定的數據偏倚，且樣本量不大。(2)鑒于淋巴結的術前MRI定位與術后病理進行一一對應非常困難，本文中將各淋巴結分區內最大短徑淋巴結作為轉移或非轉移淋巴結，并且較小的轉移淋巴結可能被忽略，因此存在一定的誤差。(3)由于樣本量有限，本文中的預測模型沒有設置驗證組進行驗證。

綜上所述，術前多參數MRI特征對甲狀腺癌區域淋巴結轉移有較高的預測價值，抑脂T2WI呈混雜信號、明顯強化、更低的ADC值(＜0.91×10-3mm2/s)是轉移淋巴結的重要MR鑒別征象，幫助臨床醫師制定合理的外科手術方式及后續治療方案。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。