體素內不相干運動彌散加權成像在兒童腹部良惡性腫瘤診斷中的應用價值

崔鵬翔 楊凱華 周綺

目前，兒童腹部腫瘤檢查方式較多，通過CT、MRI、B 超均能判斷患兒病情情況，但B 超更多的被應用于腫瘤初篩、超聲引導手術穿刺活檢術中，而CT 檢查存在一定的電離輻射，對身體可能會造成不利影響，因此，在兒童疾病的臨床診斷中存在較多限制[1]。近年來，隨著現代影像技術的不斷發展，MRI 檢查已被廣泛應用于神經系統疾病和腹部腫瘤檢查中，通過分子水平彌散加權成像（DWI），并借助組織內水分子布朗運動能清晰地觀察到病變組織內小分子熱運動，而體素內不相干運動彌散加權成像（IVIM-DWI）借助雙指數模型，通過計算獲得組織真實彌散系數（D）、灌注相關彌散系數（D*）以及灌注分數（f）[2]。本研究收集我院收治的110 例腹部腫瘤患兒為研究對象，分析IVIM-DWI 檢查在兒童腹部良惡性腫瘤診斷中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料選取2020 年1 月～2022 年12 月我院收治的110 例腹部腫瘤患兒為研究對象，其中良性腫瘤42 例（良性組），男22 例，女20 例，年齡4d～13 歲，平均（6.5±1.2）歲；惡性腫瘤68 例（惡性組），男36 例，女32 例，年齡6d～14 歲，平均（7.0±1.1）歲，兩組患兒一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

納入標準：①所有患兒均為腹部占位性病變并確定在我院接受手術治療；②檢查前未接受化療、放療；③家屬均對研究內容完全知情，自愿參與研究且已簽署知情同意書。排除標準：①病灶位置脂肪豐富、純囊性病變；②檢查前存在放、化療史；③依從性特別差、家屬不同意參與本研究者。本研究已經獲得我院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 MRI 數據獲取 選擇1.5T 磁共振系統，頭顱線圈為8 通道，梯度場強為40mT/m，梯度切換率為150mT·m-1·ms-1。層厚參數為3.0mm，層間距參數為0.3mm，FOV 參數為230mm×230mm。對患兒行T1WI 和T2WI 軸位及T2WI 冠狀位、T1WI 增強軸位數據采集。

1.2.2 IVIM-DWI 數據獲取 選擇EPI 序列于平行前后和間線平面掃描聯合獲取DWI。13 個彌散敏感系數（b）值=0、10、20、30、40、60、100、120、160、200、300、500、1 000s/mm2，掃描時間共計12min。

1.2.3 圖像處理、分析 由影像科2 名具有5 年以上影像診斷經驗的醫生通過后處理平臺分析工具對數據進行處理分析，并在感興趣區（ROI）勾畫病灶，顯示最大層面實性部分，注意避開出血、囊變、壞死區域、信號極高、信號極低的區域，通過雙指數模型對參數進行計算，獲得D、D*、f 值及表現彌散系數（ADC），測量3 次取平均值[3]。

1.2.4 病理檢查 術中取出腫瘤組織并送檢。脫水、包埋、切片、染色后通過顯微鏡對切片進行觀察。

1.3 統計學方法采用SPSS 24.0 統計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（）表示，兩組間比較采用t檢驗；計數資料采用率表示，組間比較采用χ2檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。通過繪制受試者工作特征（ROC）曲線，求特異度、敏感度及診斷準確率。

2 結果

2.1 病理結果分析以病理檢查結果為金標準，檢查結果發現42 例良性腫瘤患者中良性成熟畸胎瘤20 例，肝血管瘤10 例，節細胞神經瘤8 例，肝臟局灶性結節增生4 例。68 例惡性腫瘤患者中神經母細胞瘤30 例，肝母細胞瘤14 例，腎母細胞瘤10 例，淋巴瘤8 例，未成熟畸胎瘤、橫紋肌肉瘤、腎透明細胞肉瘤各2 例。

2.2 兩組患兒IVIM-DWI 圖像特征參數比較兩組患兒f 值比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；良性組ADC、D 值高于惡性組（P＜0.05），D*值低于惡性組（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組患兒IVIM-DWI 圖像特征參數比較（）

表1 兩組患兒IVIM-DWI 圖像特征參數比較（）

2.3 IVIM-DWI 對兒童腹部良惡性腫瘤的診斷效能ROC 曲線分析結果顯示，ADC 診斷兒童腹部良惡性腫瘤的曲線下面積（AUC）為0.952，特異度為87.40%，診斷準確率為86.90%，均高于D 值、D*值。見表2、圖1。

圖1 lVlM-DWI 不同參數在兒童腹部良惡性腫瘤中的診斷價值

表2 IVIM-DWI 對兒童腹部良惡性腫瘤的診斷效能

3 討論

IVIM 是在DWI 基礎上建立的雙指數模型，通過計算即可獲取D*、D 以及f 值，其中通過D 值可以觀察到細胞中真實水分子彌散情況、腫瘤細胞空間大小、腫瘤細胞成分與腫瘤基質情況[4]。f、D*屬于IVIM-DWI 灌注參數，經過動物實驗[5]表明，f、D*和腫瘤微血管密度密切相關，但D 值與微血管密度沒有關聯。在血管性病變、腫瘤疾病診斷中，IVIM-DWI 灌注參數和MR 動態增強、CT 灌注成像參數有著明顯關聯，無需借助對比劑就能獲得分辨率較高的灌注圖，且和其他成像方式保持著非常高的一致性[5]。

IVIM-DWI 不僅可以檢測到水分子發生布朗運動的擴散數據，還能獲得毛細循環網里的各項灌注數據，其中DWI 為單指數模型，僅憑DWI 進行灌注參數數據獲取無法充分考慮組織灌注影響，且由于腹部組織血流灌注比較豐富，因此，單獨使用DWI 的診斷效能有限。而IVIM 聯合DWI 能更好地考慮組織內水分子彌散運動、血流灌注與MR 信號衰減之間的關系，因此可以更真實的展現體素內運動狀態[6]。IVIM 憑借對腫瘤組織擴散運動、血流灌注進行無創性定量評估，可以對腫瘤進行鑒別、診斷，并評估其病理、生理狀態。通過DWI 量化分析，臨床醫生可以獲取到常規MRI 檢查所無法獲取的信息。通過對ADC 值進行測量，可以判斷實體腫瘤的性質。但是針對腹部腫瘤異質組織，通過測量ADC 值卻無法判斷性質，因受血流灌注、水分子彌散運動等影響，獲得的ADC 值可能偏高[7]。在DWI 圖像量化中IVIM 成像充分考慮到組織內水分子彌散運動及血流灌注可能會造成MR 信號衰減，因此，在成像過程中需要盡量對低b 值、高b 值DWI 圖像進行采樣，確保D 值、f 值、D*值的真實性，才能更準確地評估患者的病情。

目前，IVIM-DWI 已經被廣泛用于乳腺癌、宮頸癌、自身免疫性胰腺炎、大腦膠質瘤等疾病診斷中。在肝臟良惡性腫瘤診斷中，除了受灌注因素影響，D 值相較于ADC 值敏感度更高，特別是在血供比較豐富的病變鑒別診斷中優勢更加明顯。f 值在血供豐富與血供缺乏的腫瘤診斷中也存在明顯差異。有研究表明，D 值在肝臟血管瘤與惡性腫瘤鑒別診斷中的ROC 曲線下面積（QUC）也更大，因此，通過AUC 值可以鑒別肝臟良惡性病變，而肝細胞肝癌患者與膽管細胞癌患者及轉移瘤更低的患者相比，D 值更低，f 值則更高[8]，因此，通過D 值、f 值能觀察到動脈期肝結節強化程度及血供情況。

在直腸癌肝轉移中，D 值和腫瘤壞死率密切相關，但是f 值、D*值和腫瘤殘存組織、腫瘤壞死沒有直接的關系，因此，在對不同病理分化程度肝臟腫瘤進行區分時，通過ADC 值、D 值可判斷肝細胞肝癌分化高低情況，且和ADC 值相比，D 值有著更高的準確性[9]。另外，研究發現，f 值和腫瘤動脈期強化程度密切相關[10]，肝癌組織中動態對比增強磁場共振成像（DCE-MRI）參數與IVIM-DWI 灌注參數目前未發現有明顯的關聯，而在相鄰正常肝組織內，DCE-MRI 參數與IVIM-DWI 灌注參數卻存在一定的關聯，因此，ADC 值、f 值在高、低分化肝細胞癌鑒別方面診斷效能較好，而f 值、ADC 值、D 值與組織學分級密切相關，因此，IVIM-DWI 參數和腫瘤病理生理改變也有著一定的關聯，D 值則與肝臟腫瘤病理分級存在關聯性[10]。

在胰腺腫瘤診斷中，胰腺炎性病變與腫瘤鑒別難度較高。研究表明，實性假乳頭狀腫瘤、胰腺癌、自身免疫性胰腺炎、急性胰腺炎患者灌注參數f、D*值明顯低于神經內分泌腫瘤患者，可以鑒別胰腺癌與神經內分泌腫瘤[11]。相關研究表明[12]，胰腺癌患者f 值明顯低于自身免疫性胰腺炎患者，特別是在患者治療后第1 周期、第2 周期時差異更明顯，表明通過IVIM-DWI 灌注參數可以鑒別胰腺癌與自身免疫性胰腺炎。

本研究結果顯示，良性腫瘤與惡性腫瘤患兒f值比較，差異無統計學意義（P＞0.05），良性組患兒ADC、D 值高于惡性組（P＜0.05），D*值低于惡性組（P＜0.05）；ADC 診斷兒童腹部良惡性腫瘤的特異度與準確率高于D、D*。經過ROC 曲線分析得出，在小兒腹部實體腫瘤臨床診斷中可以先借助D 值對病情進行初篩，再通過ADC 值進一步對患兒病情進行鑒別，因為ADC 同時受到了D、D*值的影響，合并彌散、灌注參數，因此，診斷效能更高。而f 值雖然無法判斷患者腫瘤性質，但是通過f 值可以判斷病變中血管環境，評估脈管系統差異，對血管瘤、血管畸形等良性病變進行準確鑒別。

但是本研究也存在局限性，受研究時間限制，抽取樣本量較少的影響，且收集的患者以腹部實體腫瘤類型居多，不能全面覆蓋腫瘤的所有特點，但是，本研究仍為兒童腹部良惡性腫瘤的初步鑒別提供參考。另外，灌注分數沒有使用T2 校正，因此，結果可能會受到血液、組織T2 弛豫時間的影響，而且在良惡性腫瘤鑒別中出現組群大小不平衡的情況，在未來研究中還需要進一步證明。最后，關于病理學指標是否能判斷腫瘤組織和IVIM-DWI 參數關系，目前也尚未證實。后續在研究中可以將研究時間延長，進一步擴大樣本量，并在研究中納入免疫組織化學結果進行分析，從而為組織病理學診斷提供更多參考依據。

綜上所述，在兒童腹部實體腫瘤良惡性診斷中，IVIM-DWI 參數中ADC、D 及D*值均具有一定意義，尤其是ADC 可以作為無創成像鑒別診斷兒童腹部良惡性腫瘤的重要參考依據。