軟組織腫瘤MR擴(kuò)散成像與灌注成像的比較研究完整版

軟組織腫瘤MR擴(kuò)散成像與

灌注成像的比較研究

背景MRI是目前診斷軟組織腫瘤的最佳影像手段,常規(guī)MRI通過(guò)顯示軟組織腫瘤的形態(tài)和信號(hào)特征用于臨床診斷已得到了廣泛認(rèn)可。但實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn),這種方法對(duì)于軟組織腫瘤的定性診斷的限度仍然很大。背景近年來(lái)快速發(fā)展的MRDWI、PWI因能提供靶組織的生理、生化信息和動(dòng)態(tài)的定量信息,可以彌補(bǔ)常規(guī)MRI在軟組織腫瘤定性及判斷腫瘤的惡性程度等方面的不足,軟組織腫瘤的MR功能影像.研究已成為熱點(diǎn)方向之一。背景目前的研究認(rèn)為,DWI通過(guò)ADC值在不同組織中的差異對(duì)鑒別軟組織腫瘤良、惡性有意義，PWI通過(guò)分析時(shí)間-信號(hào)曲線的線性斜率可用于軟組織腫瘤良、惡性的鑒別。本文旨在比較同一病例2種MR功能成像技術(shù)提供的信息,評(píng)價(jià)其應(yīng)用于軟組織腫瘤影像診斷中的價(jià)值。目的通過(guò)分析一組軟組織腫瘤同一病例相同ROI的MRDWI及PWI的影像信息,比較這2種MR功能成像技術(shù)用于軟組織腫瘤的定性診斷價(jià)值。資料與方法1.病例資料:前瞻性研究了2004年5月至2006年3月在大連醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院術(shù)前同時(shí)行常規(guī)MRI、DWI、PWI的全身各部位軟組織腫瘤共50例,均經(jīng)手術(shù)(43例)或針吸穿刺活檢(7例)病理證實(shí)資料與方法13.0~86.0歲,中位年齡47.6歲,男28例,女22例。良性腫瘤分別為脂肪瘤、血管脂肪瘤、海綿狀血管瘤、肌內(nèi)血管瘤、動(dòng)靜脈性(蔓狀)血管瘤、血管瘤合并增生性肌炎、混合型血管瘤、神經(jīng)鞘瘤、神經(jīng)纖維瘤、韌帶瘤、纖維瘤、增生性肌炎、彌漫型腱鞘巨細(xì)胞瘤。資料與方法惡性腫瘤分別為黏液型脂肪肉瘤、普通型脂肪肉瘤、平滑肌肉瘤、惡性纖維組織細(xì)胞瘤、纖維肉瘤、惡性神經(jīng)鞘瘤、多形性橫紋肌肉瘤、骨外軟骨肉瘤、滑膜肉瘤、轉(zhuǎn)移瘤。資料與方法2、MRI技術(shù):采用GESigna1.5TMR/I超導(dǎo)型掃描儀,最大梯度場(chǎng)為33.3mT/m,梯度切換率為120mT·m-1·s-1。采用表面線圈,其中四肢采用3in(1in=2.54cm)線圈,頸、肩部采用柔軟或肩線圈,軀干和臀部采用體線圈,所有患者均先行常規(guī)T1WI、快速SE(FSE)T2WI,必要時(shí)行T1WI和(或)T2WI抑脂序列;資料與方法再行DWI,單次激勵(lì)SE-EPI序列,TR5000~8000ms,TE50~80ms,NEX為1次,矩陣128×128,FOV35cm×35cm~40cm×40cm,層厚、層間隔及層數(shù)同常規(guī)掃描,b值取600s/mm2。資料與方法注射對(duì)比劑的同時(shí)行PWI,GRE~EPI序列TR2000ms,TE60ms,反轉(zhuǎn)角(FA)90°,NEX為1次,矩陣128×128。時(shí)間分辨率2s,FOV25×25cm~40×40cm,層數(shù)8,層厚、層間隔同常規(guī)掃描,掃描時(shí)間為70s。資料與方法對(duì)比劑為Gd-DTPA,用高壓注射器通過(guò)前臂靜脈注藥,注射流率2.5ml/s,劑量0.2ml/kg,對(duì)比劑注射完畢后注入20ml生理鹽水沖洗管道,注藥的同時(shí)開(kāi)始掃描;最后行增強(qiáng)掃描,其參數(shù)同平掃T1WI。資料與方法3、ROI的選定:根據(jù)T1WI、T2WI和增強(qiáng)T1WI的信號(hào)特點(diǎn)可以明確腫瘤的實(shí)質(zhì)部分、壞死或囊變區(qū)、鈣化、瘤內(nèi)出血以及周圍正常組織。選擇腫瘤實(shí)質(zhì)的同一層面作為ROI,分析其DWI和PWI。資料與方法4、圖像分析:利用工作站的圖像后處理Functool2(9.1版本)軟件,可直接得到腫瘤組織的ADC值、TIC及信號(hào)強(qiáng)度值、TIC最大線性斜率(maximumlinearitysloperateofTICSSmax)值。資料與方法根據(jù)公式(SI-SIC)/SI×100%,計(jì)算團(tuán)注對(duì)比劑后前30s內(nèi)的首過(guò)灌注(first-passperfusion,FP)期最大信號(hào)強(qiáng)度丟失率(signalintensitydecreaseduringthefirst-passperfusion,SIdecrease)公式中,SI、SIC分別代表對(duì)比劑注射前后病灶的信號(hào)強(qiáng)度。資料與方法對(duì)PWI的首過(guò)灌注T2*WI的TIC形態(tài),采用Tacikowska分型法分為2型:Ⅰ型,曲線先出現(xiàn)快速的下降,而后出現(xiàn)回升。資料與方法根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度恢復(fù)時(shí)相不同,又分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc3個(gè)亞型:Ⅰa型為雙時(shí)相恢復(fù),即下降到最低值后先出現(xiàn)快速的上升,緊跟著是緩慢的回升;Ⅰb型為單時(shí)相恢復(fù),即下降到最低值后出現(xiàn)緩慢的回升;Ⅰc型為無(wú)信號(hào)強(qiáng)度恢復(fù),即下降到最低值后不出現(xiàn)回升。Ⅱ型,不出現(xiàn)或僅出現(xiàn)輕微而緩慢的下降趨勢(shì)。資料與方法5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:對(duì)所有資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)描述,應(yīng)用SPSS13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。通過(guò)t檢驗(yàn)分析DWI和PWI的各種參數(shù),采用受試者操作特征曲線(ROC曲線)確定診斷閾值,并利用曲線下面積(areaundercurve,AUC)評(píng)價(jià)2種方法的診斷準(zhǔn)確性。AUC為0.5~0.7,表示診斷準(zhǔn)確性較低;AUC為0.7~0.9,表示診斷準(zhǔn)確性為中等;AUC為0.9以上,表示診斷準(zhǔn)確性較高。對(duì)兩種方法的診斷符合率進(jìn)行χ2檢驗(yàn)。結(jié)果1、良、惡性軟組織腫瘤的ADC值、SSmax及SIdecrease比較:對(duì)24例良性腫瘤和26例惡性腫瘤行DWI和PWI,其ADC值、SSmax及SIdecrease三者比較見(jiàn)表1。結(jié)果從表1可看出,良、惡性腫瘤的ADC和SIdecrease值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2、DWI及PWI的應(yīng)用價(jià)值比較:通過(guò)對(duì)24例良性軟組織腫瘤和26例惡性軟組織腫瘤的DWI及PWI研究,兩者的ROC曲線見(jiàn)圖1,2。由圖1.2可得:用于診斷惡性軟組織腫瘤的ADC和SIdecrease值的閾值分別為1.866×10-3mm2/s及40.33%；DWI及PWI診斷惡性軟組織腫瘤的準(zhǔn)確度分別為81.7%及83.6%，其診斷準(zhǔn)確性均位于中等水平。結(jié)果結(jié)果結(jié)果DWI和PWI對(duì)良惡性軟組織腫瘤的診斷符合情況見(jiàn)表2。結(jié)果分別以ADC值1.866×10-3mm2/sSIdecrease40.33%為閾值,DWI、PWI診斷惡性腫瘤（圖3-7)的敏感度分別為84.6%、88.5%特異度分別為83.3%、75%DWI與PWI的診斷符合率分別為84%、82%,兩者的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=0.8，P>0.05）。結(jié)果3.良、惡性軟組織腫瘤的TIC類型比較:50例軟組織腫瘤的TIC形態(tài)分布見(jiàn)圖8~11。Ⅰa型在良性性腫瘤中占3/24,在惡性腫瘤中占20/26、Ⅰb型在良性性腫瘤中占14/24、在惡性腫瘤中占3/26，Ⅰc型在惡性腫瘤中占3/26；Ⅱ型在良性性腫瘤中占7/24。討論

1.DWI中的ADC值問(wèn)題:ADC值是反映組織整體結(jié)構(gòu)特征的擴(kuò)散常數(shù),正常肌肉組織內(nèi)水分子自由擴(kuò)散程度低,而腫瘤組織微循環(huán)較正常組織快,其間質(zhì)所占比率遠(yuǎn)高于正常組織,故瘤組織細(xì)胞外水分子比率增加導(dǎo)致瘤組織內(nèi)水分子自由擴(kuò)散程度較正常組織高，即ADC值高。討論

Einarsdottir等發(fā)現(xiàn)ADC值在良、惡性軟組織腫瘤中有重疊,尤其在對(duì)腫瘤體積較大者,其鑒別存在困難,認(rèn)為原因在于惡性者所含細(xì)胞成分多,腫瘤血管的特點(diǎn)受灌注的影響更大,進(jìn)而影響組織的ADC值。目前的研究認(rèn)為通過(guò)提高b值的方法可有效降低灌注效應(yīng)對(duì)擴(kuò)散的影響。討論wang等對(duì)頭頸區(qū)腫瘤的DWI研究表明,良性腫瘤的ADC值明顯高于惡性腫瘤者,認(rèn)為造成惡性腫瘤實(shí)質(zhì)ADC值低的原因除與惡性腫瘤多具有核大、邊緣成角、深染及核分裂旺盛等組織學(xué)特性有關(guān)外,惡性腫瘤的細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)外水分子活動(dòng)空間明顯較良性者減少也是其主要原因。討論本組選取b值為600mm2/s,降低灌注效應(yīng)影響的同時(shí)又保證了圖像信噪比,結(jié)果顯示在良性腫瘤中ADC值明顯高于惡性者,且兩者間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明ADC值可用于軟組織腫瘤良、惡性的鑒別診斷。討論2.PWI中的TIC形態(tài)、SSmax及SIdecrease：正常軟組織血管壁完整,通透性良好,負(fù)增強(qiáng)效應(yīng)低,腫瘤組織則因血管通透性明顯高于正常組織,早期會(huì)出現(xiàn)血流高灌注現(xiàn)象。Tacikowska認(rèn)為軟組織腫瘤早期的強(qiáng)化形式與其組織學(xué)類型有一定關(guān)系,TIC起始部可反映病變的微血管灌注和微血管對(duì)對(duì)比劑的通透性,惡性腫瘤中微血管數(shù)量增多及微血管直徑增大,血管內(nèi)局部容積增加,導(dǎo)致灌注效應(yīng)明顯,TIC呈現(xiàn)速降型;討論TIC后部可反映對(duì)比劑的流出效應(yīng),其信號(hào)強(qiáng)度的恢復(fù)時(shí)相不同正反映了血管壁通透性的不同,即隨著對(duì)比劑從血管內(nèi)進(jìn)入血管外可導(dǎo)致血管內(nèi)外濃度梯度減少,對(duì)T2*效應(yīng)影響減少。討論在惡性腫瘤中因更易受對(duì)比劑擴(kuò)散到組織間隙的影響,TIC表現(xiàn)較良性腫瘤更明顯。本組20/26的惡性腫瘤TIC呈Ⅰa型,其中曲線上升的水平均低于基線;而14/24的良性腫瘤TIC呈Ⅰb型,表明TIC形態(tài)有利于軟組織腫瘤良、惡性的鑒別。討論良、惡性軟組織腫瘤的血管分布類型不同,惡性者在腫瘤血管生長(zhǎng)因子的作用下趨于快速增殖,其基質(zhì)比良性者更廣泛,內(nèi)部間質(zhì)壓力明顯高于良性者,繼而導(dǎo)致腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)灌注減低,血容量發(fā)生改變。由于信號(hào)強(qiáng)度下降程度與最大對(duì)比劑濃度有關(guān),因此可通過(guò)SIdecrease來(lái)反映局部血容量本組SIdecrease在良、惡性軟組織腫瘤中的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而SSmax在兩者間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。討論3、本研究通過(guò)ROC曲線可直觀確定診斷閾值。ROC曲線是以不同的診斷臨界值下的真陽(yáng)性率(敏感度)為縱坐標(biāo),假陽(yáng)性率(1-特異度)為橫坐標(biāo),連接各點(diǎn)繪制而成的曲線。ROC的AUC是客觀評(píng)價(jià)診斷準(zhǔn)確性的手段之一。通過(guò)AUC的計(jì)算和假設(shè)檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)DWI與PWI診斷惡性軟組織腫瘤準(zhǔn)確度的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其診斷準(zhǔn)確性均位于中等水平,故臨床上應(yīng)選擇敏感度較高的PWI。病例病例病例MRI:右前臂軟組織內(nèi)占位，考慮惡性腫瘤，PNET可能