B1場校正T1 mapping可作為肺結(jié)節(jié)良惡性診斷及病理分型的有效影像學(xué)檢查方法

摘要：目的" 探討B(tài)1場校正T1 mapping在肺結(jié)節(jié)診斷及病理分型中的臨床價值。方法" 收集2020年8月～2022年7月在鹽城市第一人民醫(yī)院行肺部B1場校正T1 mapping掃描的54例患者，共計57個肺結(jié)節(jié)，其中良性17個，惡性40個。由2位獨(dú)立測量者A、B手動勾畫測量病灶的初始T1均值，測量者之間可重復(fù)性使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行評價；比較T1均值在良惡性肺結(jié)節(jié)之間的差異；采用ROC曲線分析區(qū)分良惡性肺結(jié)節(jié)的最佳閾值；采用單因素方差分析評估T1均值在不同病理學(xué)類型肺結(jié)節(jié)之間的差異。結(jié)果" 肺結(jié)節(jié)的T1均值在觀察者內(nèi)及觀察者之間均顯示了較好的測量可重復(fù)性（組內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.977、0.953）。測量者A及測量者B測得良性肺結(jié)節(jié)的T1均值分別為1615.98±337.28 ms、1618.52±362.82 ms，測得惡性肺結(jié)節(jié)的T1均值分別為1376.87±262.50 ms、1392.51±301.30 ms；良性肺結(jié)節(jié)的T1均值比惡性肺結(jié)節(jié)更高（P=0.006、P=0.020）。ROC曲線顯示，以T1=1350.33 ms為界值進(jìn)行診斷，惡性肺結(jié)節(jié)的敏感度為53.66%，特異度為87.50%，ROC曲線下面積為0.720（95% CI：0.586～0.831）。其中T1均值在腺癌、鱗癌及小細(xì)胞肺癌中存在差異（測量者A、B：P=0.009、P=0.010）。小細(xì)胞肺癌的T1均值高于腺癌和鱗癌的T1均值（P=0.003、P=0.049），但是腺癌和鱗癌之間的T1均值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.944、P=0.774）。結(jié)論" B1場校正T1 mapping成像具有良好的可重復(fù)性，可成為肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別及病理診斷的快速的、無輻射的定量影像學(xué)檢查方法。

關(guān)鍵詞：肺癌；肺結(jié)節(jié)；T1 mapping；診斷；病理

Clinical value of B1-corrected T1 mapping in the diagnosis of benign and malignant lung nodules and pathological classification

HONG Qin， XIAO Yong， FU Yigang， ZHOU Xiao， ZHU Mingming， JIANG Jianqin

Department of Radiology， Yancheng No.1 People's Hospital， Affiliated Hospital of Medical School， Nanjing University （The First People’s Hospital of Yancheng），Yancheng 224000， China

Abstract： Objective To explore the clinical value of B1-corrected T1 mapping in the diagnosis of benign and malignant lung nodules and the identification of the pathological types of lung cancer. Methods Fifty-four patients with a total of 57 lung nodules underwent chest B1-corrected T1 mapping were collected in Yancheng No.1 People's Hospital from August 2020 to July 2022， including 17 cases of benign and 40 cases of malignant lung nodules. The native T1 values of lesions were manually measured by two independent radiologists （observers A and B）. The intra- and inter-observer reproducibility were evaluated with intraclass correlation coefficients. The differences of T1 values between the benign and malignant lung nodules were compared. ROC curves were identified the best threshold value for distinguishing the benign and malignant lung nodules. The native T1 values among different pathological types of lung cancer were compared by one-way analysis of variance. Results The native T1 values of lung nodules showed good reproducibility both within and between observers （intraclass correlation coefficients=0.977， 0.953）. The native T1 values of benign pulmonary nodules measured by observers A and B were 1615.98±337.28 ms and 1618.52±362.82 ms， respectively. The native T1 values of malignant pulmonary nodules measured by observers A and B were 1376.87±262.50 ms and 1392.51±301.30 ms， respectively. The native T1 values of benign lung nodules was significantly higher than those of malignant lung nodules （P=0.006 and 0.020）. ROC curve analysis showed that when the threshold value was 1350.33 ms， the sensitivity and specificity of the diagnosis of malignant pulmonary nodules were 53.66% and 87.50%， and the AUC was 0.720 （95%CI： 0.586?0.831）. The native T1 values were different among adenocarcinoma， squamous cell carcinoma and small-cell lung cancer （observer A and B： P=0.009 and P=0.010）. The native T1 values of small-cell lung cancer were significantly higher than those of adenocarcinoma and squamous cell carcinoma （P=0.003 and P=0.049）， but there was no statistically significant difference between adenocarcinoma and squamous cell carcinoma （P=0.944 and P=0.774）. Conclusion B1-corrected T1 mapping is a rapid， non-invasive quantitative imaging technique with a good repeatability that can be used to distinguish between benign and malignant lung nodules and identify the pathological types of lung cancer.

Keywords： lung cancer; lung nodule; T1 mapping; diagnosis; pathology

我國肺癌發(fā)病率和病死率居惡性腫瘤的首位［1］ 。早期鑒別其良惡性可以減少不必要的隨診，從而降低人群輻射暴露和減輕社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。磁共振無輻射，近年來在肺結(jié)節(jié)檢出及診斷方面表現(xiàn)出了較大的臨床價值。T1容積內(nèi)插屏氣序列屬于3D梯度回波序列，是一項分辨率高、掃描時間短的肺部MR常規(guī)掃描序列。但傳統(tǒng)MR成像僅能以信號強(qiáng)度來間接反映組織的T1。T1 mapping可以定量測量組織的T1值。T1 mapping成像最先運(yùn)用于心血管系統(tǒng)［2， 3］ ，可以定量心肌細(xì)胞的活性。近年研究發(fā)現(xiàn)T1 mapping在腦部［4， 5］ 、腮腺［6］ 、乳腺［7， 8］ 、肝臟［9， 10］ 、腎臟［11， 12］ 及直腸［13］ 等疾病方面也存在一定的臨床價值，在肺部主要運(yùn)用于肺功能評估［14-16］ 。近期有研究將T1 mapping成像運(yùn)用于肺病灶評估中［17］ ，有研究發(fā)現(xiàn)T1 mapping成像的初始T1值在肺癌中獲得了良好的測量可重復(fù)性［18］ 。T1 mapping成像多采用多翻轉(zhuǎn)角梯度回波成像，但受B1場強(qiáng)的不均勻性影響較大。B1場校正T1 mapping成像技術(shù)可以降低B1場強(qiáng)不均勻性。由于肺MRI空間分辨率低，易受到呼吸、心跳等運(yùn)動偽影的影像，且部分容積效應(yīng)隨著病灶的減小而增大，故小病灶中T1 mapping定量參數(shù)測量的可重復(fù)性有待進(jìn)一步研究。目前還未有研究探討B(tài)1場校正T1 mapping成像在肺結(jié)節(jié)中的成像可行性及測量可重復(fù)性。

研究認(rèn)為T1 mapping成像可用于區(qū)分良性非結(jié)核病變及惡性肺病變［17］ 、肺癌的病理學(xué)分型及分級［19-20］ ，提示T1 mapping可潛在反應(yīng)肺病灶的病理學(xué)特征。然而，既往研究均不是按照病灶的大小來分組的，未考慮到結(jié)節(jié)大小對T1 mapping診斷效能的影響。且以往研究表明，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像的定量參數(shù)診斷良惡性肺結(jié)節(jié)的效能各不相同［21］ ，而T1 mapping對肺結(jié)節(jié)的良惡性及病理分型的診斷價值尚未知。基于此，本研究選取病灶大小1～3 cm的肺結(jié)節(jié)，旨在探討B(tài)1場校正T1 mapping成像在肺結(jié)節(jié)中的測量可重復(fù)性及在肺結(jié)節(jié)良惡性診斷及病理分型中的臨床價值，為臨床診療提供依據(jù)。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

本回顧性研究獲得鹽城市第一人民醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)（審批號：2022-k-115），無需患者知情同意。回顧性分析于鹽城市第一人民醫(yī)院2020年8月～2022年7月就診的54例患者，其中男36例，女18例，年齡32～82歲，平均63.7歲；3例為多發(fā)病灶，共57個病灶。病灶大小為2.17±0.15 cm。惡性肺結(jié)節(jié)均由病理確認(rèn)，其中16個經(jīng)手術(shù)，14個經(jīng)穿刺活檢，7個經(jīng)纖維支氣管鏡活檢，3個經(jīng)胸水找到癌細(xì)胞確認(rèn)。良性肺結(jié)節(jié)經(jīng)手術(shù)證實4個，經(jīng)抗炎治療有效4個，經(jīng)抗結(jié)核治療有效2個，經(jīng)結(jié)核T細(xì)胞陽性1個，經(jīng)穿刺活檢證實1個，經(jīng)隨訪1年以上無明顯變化者5個。其中，惡性40個（腺癌25個、鱗癌7個、小細(xì)胞癌3個、小細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌癌4個及非典型肺癌1個）；良性病灶17個（結(jié)核4個、錯構(gòu)瘤2個、局灶性炎癥2個、肺膿腫2個、平滑肌瘤1個、肉芽腫性炎1個及隨訪無明顯變化者5個）。

納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)胸部CT擬診為肺結(jié)節(jié)，病灶最大徑gt;1.0 cm，且病灶內(nèi)實性成分大于病灶體積的1/2；無MR檢查禁忌證，能配合憋氣完成胸部T1 mapping檢查者；胸部MR及CT檢查間隔2周以內(nèi)，MR檢查沒有進(jìn)行抗腫瘤治療及侵入性檢查，如病灶穿刺、支氣管鏡等。排除標(biāo)準(zhǔn)：缺乏病理證實者或隨訪時間少于1年；T1 mapping圖像質(zhì)量差，存在嚴(yán)重變形、偽影。

1.2" 檢查方法

肺部磁共振采用Siemens掃描儀（MAGNETOM Skyra 3.0T）。T1 mapping參數(shù)為：TR 5.01 ms，TE 2.3 ms，矩陣135×224，F(xiàn)OV 380 mm×380 mm，層厚4 mm，層數(shù)64，屏氣掃描，掃描時間20 s。T1 mapping采用了3D多翻轉(zhuǎn)角法成像，F(xiàn)A為3°和15°。在掃描前增加T1快速小角度激發(fā)梯度回波序列，進(jìn)行B1場校正，約10 s。T1 mapping偽彩圖由西門子掃描儀自帶的MapIt軟件自動生成。

1.3" 圖像處理及分析

T1值由2位放射科醫(yī)生（分別有17年、10年的MR閱片經(jīng)驗，對病理結(jié)果未知）于Siemens后處理工作站（syngoMMWP）獨(dú)立進(jìn)行測量。參照T1WI和T2WI圖像，在T1 mapping偽彩圖上病灶的最大層面沿病灶邊緣手動勾畫感興趣區(qū)，避開病灶內(nèi)的出血、壞死、鈣化、大血管、支氣管以及偽影區(qū)域，并將軟件自動測量的T1均值記錄下來，測量3次取平均值。間隔2周后，觀察者A用同樣的畫法再次測量T1值，間隔時間為2周。

1.4" 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS20.0及MedCalc12.3.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用配對樣本t檢驗比較T1值在觀測者內(nèi)及觀測者之間的測量差異，采用獨(dú)立樣本t檢驗比較T1均值在良惡性肺結(jié)節(jié)之間的差異，采用單因素方差分析對不同病理學(xué)類型肺結(jié)節(jié)間的T1值進(jìn)行比較；采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評估其在觀察者內(nèi)及觀察者間的可重復(fù)性，ICCgt;0.75為一致性較好。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2" 結(jié)果

2.1" T1均值在測量者內(nèi)及測量者間的可重復(fù)性

肺結(jié)節(jié)的初始T1均值在測量者內(nèi)及測量者間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.372、0.504）；均表現(xiàn)出較好的測量可重復(fù)性。觀測者內(nèi)的ICC為0.977（95% CI：0.961～0.986），觀測者間的ICC為0.953（95% CI：0.921～0.972）。

2.2" T1均值在鑒別良惡性肺結(jié)節(jié)中的價值

測量者A和B測得良性肺結(jié)節(jié)的T1均值分別為1615.98±337.28 ms、1618.52±362.82 ms；惡性肺結(jié)節(jié)的T1均值分別為1376.87±262.50 ms、1392.51±301.30 ms；與惡性肺結(jié)節(jié)相比，良性肺結(jié)節(jié)的T1均值偏高（P=0.006、0.020）。ROC曲線分析顯示，測量者A所測T1均值鑒別良惡性肺結(jié)節(jié)的ROC曲線下面積為0.720（95% CI：0.586～0.831）。其中，以T1=1350.33 ms為界值診斷惡性肺結(jié)節(jié)的敏感度為53.66%，特異度為87.50%，陽性似然比為4.29，陰性似然比為0.53。良性肺結(jié)節(jié)和惡性肺結(jié)節(jié)的MR檢查圖像（圖1～2）。

2.3" 肺癌初始T1均值在區(qū)分不同病理學(xué)類型肺結(jié)節(jié)中的價值

測量者A和B所測T1均值在腺癌、鱗癌及小細(xì)胞肺癌的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.009、0.010）。其中，小細(xì)胞肺癌的T1均值高于腺癌和鱗癌的T1均值（P=0.003、0.049），但是腺癌和鱗癌之間的T1均值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.944、0.774）。經(jīng)手術(shù)診斷為右肺上葉浸潤性腺癌的MR檢查圖像（圖2）。

3" 討論

本研究中采用了B1場校正T1 mapping成像技術(shù)，具有無輻射、無對比劑、掃描時間短及范圍大的優(yōu)點(diǎn)。B1場校正技術(shù)可降低B1場強(qiáng)的不均勻性，使T1測量的準(zhǔn)確性得到提高。本研究也發(fā)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)的初始T1均值表現(xiàn)出良好的測量可重復(fù)性，證實了B1場校正T1 mapping在肺結(jié)節(jié)中臨床應(yīng)用的可行性；也與文獻(xiàn)報道肺癌［18， 22］ 、乳腺癌［23］ 較為一致，說明B1場校正T1 mapping是一項穩(wěn)定的定量成像技術(shù)，可應(yīng)用于臨床常規(guī)掃描中。

T1值的大小與多種因素有關(guān)［24］ ，比如細(xì)胞間質(zhì)含水量、水結(jié)合狀態(tài)、細(xì)胞密度等，可以通過T1 mapping偽彩圖上不同色階來描述。本研究中，良性肺結(jié)節(jié)的初始T1均值約1615.98～1618.52 ms，惡性肺結(jié)節(jié)的初始T1均值約1376.87～1392.51 ms，比既往文獻(xiàn)［17］ 報道的肺病灶T1均值（非結(jié)核良性：2019.49 ms、惡性：1454.19 ms）稍低，可能是因為本項研究將較小的肺結(jié)節(jié)作為研究樣本，部分容積效應(yīng)較大；不同的檢查設(shè)備、T1 mapping的成像方式也可能導(dǎo)致T1值的測量差異［8］ ；也有研究認(rèn)為肺癌的病理學(xué)分型和分化程度影響其初始T1值［18］ 。本研究證實了不同的病理學(xué)類型對肺結(jié)節(jié)T1值的影響，但未對不同分化程度肺結(jié)節(jié)的T1值進(jìn)一步分層分析，未來有待進(jìn)一步探討。此外，也有研究認(rèn)為T1值是個復(fù)雜的變量，患者的性別、年齡及吸煙狀態(tài)影響著全肺T1值［25， 26］ 。但是，T1 mapping成像速度快，和CT、PET-CT相比，無輻射風(fēng)險、無需外源性對比劑，故未來有待多中心、大樣本研究進(jìn)一步探討T1值在肺結(jié)節(jié)中的臨床應(yīng)用價值。

本研究得出的良性肺結(jié)節(jié)的T1均值顯著高于惡性肺結(jié)節(jié)，可能是因為良性肺結(jié)節(jié)中組織疏松、含水量高，從而導(dǎo)致病灶的縱向弛豫時間增加。有研究也發(fā)現(xiàn)良性肺病變的T1值高于惡性肺病變［27］ ；也有研究證實良性非肺結(jié)核性病變的T1值高于惡性肺病灶［17］ ，但該研究也發(fā)現(xiàn)肺結(jié)核病灶的T1值較低，可能是因為肺結(jié)核中含有干酪樣壞死及鈣化，導(dǎo)致含水量低，T1值偏低。因此，T1值是一個穩(wěn)定的、可潛在定量肺結(jié)節(jié)良惡性病理學(xué)特征的影像學(xué)標(biāo)記因子。但是，在乳腺的研究中，乳腺良性病灶的T1值顯著低于惡性病變［8］ ，這與本研究不一致，可能是由于乳腺癌產(chǎn)生了更多的壞死，相關(guān)大分子釋放到細(xì)胞周圍，延長了T1弛豫時間，而乳腺良性病變以纖維腺瘤為主，和本研究的肺部良性肺結(jié)節(jié)的病理不一致，未來有待多中心、大樣本研究進(jìn)一步探討。

本研究顯示，不同病理類型的肺結(jié)節(jié)，其初始T1值存在差異。其中，小細(xì)胞肺癌的T1均值顯著高于腺癌和鱗癌的T1均值，可能是因為小細(xì)胞肺癌惡性程度高，增殖快，分化程度低，可能伴有肉眼看不見的微壞死，在勾畫感興趣區(qū)時很難去除，因此T1值較高，與文獻(xiàn)［28］ 報道的T1值較一致。也有研究表明肝癌及腎癌中惡性程度高的腫瘤的T1值更高［9， 11， 29］ 。腺癌和鱗癌的T1均值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，這也與既往研究［20， 28］ 結(jié)果類似。但也有研究表明增強(qiáng)前的T1值在腺癌、鱗癌及小細(xì)胞肺癌中并無差異［30］ ，考慮可能與總樣本量、不同病理類型樣本量及病變組織成分的差異有關(guān)，未來可進(jìn)一步增加樣本量進(jìn)行研究。

本研究尚有局限性：本研究為小樣本單中心研究，仍需要大樣本的多中心研究加以證實；本研究采用的是最大層面人工勾畫感興趣區(qū)的方法，全體積半自動勾畫方式理論上穩(wěn)定性更強(qiáng)；本研究僅對不同病理學(xué)類型肺結(jié)節(jié)T1均值進(jìn)行了比較，T1 mapping影像組學(xué)模型在臨床上的價值可能更大，但本研究采用的方法臨床適用性更高，今后還需要進(jìn)一步的研究。

綜上，B1場校正T1 mapping成像在肺結(jié)節(jié)中臨床應(yīng)用是可行性的，且具有可重復(fù)性好、掃描時間短、無輻射及無需對比劑等優(yōu)勢，因此，可應(yīng)用于肺結(jié)節(jié)患者的常規(guī)MR掃描方案中。其中，初始T1均值在肺結(jié)節(jié)的良惡性診斷及病理分型中存在一定的臨床價值，有望成為臨床定量評估肺結(jié)節(jié)的一項影像學(xué)檢查新技術(shù)。

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（編輯：熊一凡）