王曉陽　賈慶　高源統(tǒng)　吳偉力

MR彌散加權成像在甲狀腺結節(jié)良惡性鑒別中的應用價值

王曉陽賈慶高源統(tǒng)吳偉力

【摘要】目的探討MR彌散成像（DWI）在甲狀腺結節(jié)良惡性鑒別中的應用價值。 方法回顧性分析35例甲狀腺良性單發(fā)結節(jié)和13例惡性單發(fā)結節(jié)實性部分的ADC值（b值取200、500、800s/mm2），比較其差異，繪制ROC曲線，分析實驗的診斷效能。結果b值取200和500s/mm2時惡性組平均ADC值顯著低于良性組（P＜0.01）。b值取800s/mm2時良惡性組平均ADC值差異無統(tǒng)計學意義。b值分別為200,500,800 s/mm2時ADC值判斷甲狀腺惡性結節(jié)的曲線下面積分別為0.98,0.94,0.66。b值為200s/mm2時價值最大，診斷閾值1.92×10-3mm2/s時，診斷敏感度為100.0%，特異度為91.4%，準確率為93.7%。 結論DWI對甲狀腺良惡性結節(jié)鑒別有重要的臨床應用價值，b值取200s/mm2時更有助于甲狀腺良惡性結節(jié)的鑒別。

【關鍵詞】彌散加權成像甲狀腺結節(jié)ADC值

甲狀腺結節(jié)是臨床常見疾病，4%～8%的成年人觸診可發(fā)現(xiàn)有甲狀腺結節(jié)，超聲檢查發(fā)現(xiàn)人群中約40%～50%有甲狀腺結節(jié)，甲狀腺結節(jié)在女性中更為常見[1]。甲狀腺惡性結節(jié)的最有效治療方法為外科手術。解放軍總醫(yī)院最近報道手術治療甲狀腺結節(jié)2 453例，僅有29.6%的患者細胞學檢查結果為惡性[2]。因此術前診斷甲狀腺結節(jié)的良惡性顯得非常重要，可以避免過度治療或錯誤治療。隨著MRI技術的發(fā)展，功能成像技術已經(jīng)在臨床應用中顯示出重要的價值。本研究將評價MR彌散成像（diffusion weighted imaging，DWI）不同b值的表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）對判斷甲狀腺結節(jié)良惡性的價值，旨在為臨床術前診斷提供更多的信息。

1　對象和方法

1.1對象選擇本院2009-08—2013-06曾行甲狀腺MRI檢查，并且經(jīng)我院手術病理證實甲狀腺單發(fā)結節(jié)的患者48例，其中男10例，女38例；年齡20～75歲，平均（39±12）歲；甲狀腺良性結節(jié)35例（包括甲狀腺腺瘤5例、結節(jié)性甲狀腺腫29例、嗜酸細胞瘤1例），甲狀腺惡性結節(jié)13例（包括乳頭狀甲狀腺癌12例、濾泡狀甲狀腺癌1例）。將結節(jié)直徑＜10mm和偽影較重的病例排除在本研究之外。

1.2檢查方法（1）常規(guī)MRI序列：采用德國Sinmens公司Avanto 1.5T超導型MR掃描儀，頸部相控陣線圈，軟件版本Syngo MR B15，均采用橫斷位，T1WI（TR548ms, TE10ms），T2WI（TR4000ms,TE98ms），矩陣256×256～320×320，F(xiàn)OV230mm×230mm，層厚4mm，間隔1.2mm。（2）DWI：采用單次激發(fā)平面回波成像技術，b值設定為0、200、500、800s/mm2，TR3 200ms，TE83ms，掃描層數(shù)16～20層，層厚4mm，層距1.2mm，F(xiàn)OV223mm×223mm，矩陣128×128，激勵次數(shù)4次。

1.3影像分析及統(tǒng)計學處理所有圖像均由影像科有豐富經(jīng)驗的2位醫(yī)生進行分析，利用Siemens公司數(shù)據(jù)測量軟件包直接測量結節(jié)ADC值。首選在T2WI選取結節(jié)實性成分最多層面確認感興趣區(qū)（ROI）位置和大小，然后復制ROI至ADC圖進行測量，盡量避開壞死、囊變、出血區(qū)及血管，每個結節(jié)測量3次取其均值。不同b值時甲狀腺良惡性結節(jié)ADC值的差異進行獨立樣本t檢驗分析，同時繪制ROC曲線，計算ROC的曲線下面積（AUC），檢驗有效診斷閾值及相應的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值，并比較不同b值之間AUC值。使用的統(tǒng)計軟件為SPSS12.0和MedCalc for Windows（version 9.6.4.0）。

2　結果

2.1甲狀腺良惡性結節(jié)的MRI表現(xiàn) （1）甲狀腺癌：DWI圖像表現(xiàn)為高信號（圖1），隨b值增高，背景抑制后高信號更為明顯；ADC圖像呈低信號8例，略低信號5例；直徑約10～43mm，平均（23.5±7.4）mm；邊界清晰2例，模糊11例，其中1例伴多發(fā)淋巴結腫大。（2）結節(jié)性甲狀腺腫：DWI圖像呈稍高信號18例，等信號10例；ADC圖像呈稍低信號28例；直徑約11～32mm，平均（17.5±4.4）mm；1例伴出血均呈高信號（圖2）；邊界清晰13例，模糊16例。（3）腺瘤：直徑18～27mm，平均（22.5± 2.7）mm，DWI圖像呈高信號、ADC圖像呈低信號、邊界清晰4例，DWI圖像呈等低信號、ADC圖像呈略高信號1例（圖3）。（4）嗜酸細胞瘤：DWI圖像呈略高信號，ADC圖像呈略低信號，邊界清楚，長徑約20mm（圖4）。

2.2不同b值時甲狀腺良惡性結節(jié)平均ADC值比較見表1。

由表1可見，當b值為200和500s/mm2時，惡性結節(jié)的ADC值明顯低于良性結節(jié)的ADC值，差異均有統(tǒng)計學意義），當b值為800s/mm2時，良惡性結節(jié)ADC值的差異無統(tǒng)計學意義。

圖1　乳頭狀癌（A：T2WI示右側甲狀腺腫瘤呈略高信號；B：b=200s/mm2時DWI示腫瘤呈高信號；C：b=200s/mm2時ADC圖示腫瘤呈略低信號，ADC值為1.52×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示腫瘤呈乳頭狀生長，乳頭內(nèi)可見纖維血管軸心，細胞核呈毛玻璃樣，HE染色，×200）

圖2　結節(jié)性甲狀腺腫（A：T2WI示左側甲狀腺腫大，病變囊性變伴出血為主；B：DWI呈高信號為主；C：b=200s/mm2時ADC圖示腫瘤呈高信號為主，ADC值為2.92×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示濾泡大小不一，部分濾泡內(nèi)見大量的吞噬含鐵血黃素的組織細胞，左下角為囊性區(qū)，HE染色，×40）

圖3　甲狀腺腺瘤（A：T2WI示左側甲狀腺腫大，腫瘤呈等高新號，邊界尚清楚；B：b=200s/mm2時DWI示腫瘤呈等高信號；C：b=200s/mm2時ADC圖示腫瘤呈略低信號，ADC值為2.37×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示腫瘤由小濾泡構成，膠質(zhì)較少，有包膜，HE染色，×100）

圖4　甲狀腺嗜酸細胞瘤（A：T2WI示右側甲狀腺腫大，腫瘤呈略高信號，邊界清楚；B：b=200s/mm2時DWI示腫瘤呈略高信號；C：b=200s/mm2時ADC圖示腫瘤呈略高信號，ADC值為2.81×10-3mm2/s；D：病理檢查鏡下示瘤細胞胞質(zhì)豐富，強嗜酸性，部分細胞核大，可見核仁，HE染色，×400）

表1　不同b值時甲狀腺良惡性結節(jié)ADC值的比較（×10-3mm2/s）

2.3繪制ROC曲線和分析以病理診斷為金標準，繪制ROC曲線見圖5。不同b值時ADC值判斷甲狀腺惡性結節(jié)的AUC及相應的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值見表2。

圖5　不同b值的ROC曲線

表2　不同b值ADC值判斷甲狀腺良惡性結節(jié)的ROC曲線分析

由表2可見，當b值為200和500s/mm2時，AUC的差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但均明顯高于b值為800s/ mm2時的AUC，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.01）。當b=200s/mm2時AUC最大，為0.98。選取ADC=1.92× 10-3mm2/s為閾值，診斷甲狀腺惡性結節(jié)的敏感度為100.0%，特異度為91.4%，準確率為93.7%。

3　討論

3.1甲狀腺傳統(tǒng)檢查方法的不足超聲作為最常用的檢查方法，簡便、價廉、敏感性高，但診斷的準確性與個人操作的手法和經(jīng)驗密切相關。核素掃描對于甲狀腺結節(jié)的檢出和定性均有一定的限度，且有一定的輻射損傷[3]。CT平掃不易發(fā)現(xiàn)病灶，增強掃描因使用含碘對比劑，對較多伴有甲狀腺功能亢進的患者不適用；另外良惡性病灶血供常常交叉重疊，定性困難，而且CT存在射線的危害。常規(guī)MRI檢查的T1WI、T2WI序列信號差異小，對病灶定性困難。以上影像學檢查主要是側重于形態(tài)學觀察，診斷準確性不夠理想。近年來有學者致力于應用MR動態(tài)增強、MR波譜分析等功能影像學技術鑒別甲狀腺良惡性病變，但良惡性病變動態(tài)增強曲線之間存在較大重疊，實際臨床應用尚有困難；MR波譜分析顯示膽堿峰是甲狀腺癌的特征性標志，但受吞咽、呼吸運動影響較大。

3.2DWI的原理和鑒別甲狀腺結節(jié)良惡性的優(yōu)勢DWI是唯一能夠檢測活體組織內(nèi)水分子擴散運動的無創(chuàng)性方法[4]。DWI技術中把施加的擴散敏感梯度場參數(shù)稱為b值或稱擴散敏感系數(shù)[5]。組織細胞內(nèi)外水分子的擴散速度不同，細胞內(nèi)水分子由于受到胞膜的限制而擴散相對較慢，因此組織的擴散特性與細胞內(nèi)外成分密切相關，其定量方法即ADC值隨著組織細胞數(shù)目和密度增加而下降。由于ADC值的計算法可以基本剔除T2穿透效應的影響，故臨床上用ADC值作為定量描述活體組織擴散特征的指標。

本研究結果顯示，b值選取200或500s/mm2時，惡性結節(jié)的ADC值明顯低于良性結節(jié)的ADC值，兩者之間的差異均有統(tǒng)計學意義，判斷良惡性腫瘤的AUC很高（分別為0.98和0.94）。本文患者的惡性結節(jié)主要為乳頭狀甲狀腺癌，其細胞核比例增高，細胞豐富、排列緊密，這些組織學特性縮小了細胞外間隙，引起水分子在細胞外間隙彌散受限，是導致ADC值降低的主要原因[6]。甲狀腺惡性腫瘤的微小鈣化與ADC值降低也存在著密切關系[6-7]。隨著b值的增加，圖像的背景組織得到進一步抑制，但病變的顯示質(zhì)量也隨之降低，相比之下，b值取200s/mm2時，圖像質(zhì)量優(yōu)于500s/mm2時的質(zhì)量；而且本研究結果顯示b值200s/ mm2時，ROC曲線分析提示AUC最大，因此筆者推薦使用b值200s/mm2作為最佳b值。本研究中當b值選取800s/mm2時，良惡性結節(jié)ADC值的差異無統(tǒng)計學意義，而且判斷良惡性結節(jié)的AUC值明顯低于b值為200和500s/mm2的AUC值。分析原因可能為b值越大圖像質(zhì)量越差，尤其由于甲狀腺鄰近氣管，受氣體磁敏感偽影及吞咽動作移動偽影的影響比較大，因此ADC值的準確性受到一定的限制；亦可能為血流灌注和細胞外空間共同作用的結果，因為惡性腫瘤的血流灌注比良性結節(jié)明顯，水分子運動越快，ADC值越大；但是惡性腫瘤細胞排列緊密，細胞外空間小，又使ADC值減小[8-9]。

3.3DWI檢查甲狀腺結節(jié)中的若干問題過小的b值因受灌注的影響（甲狀腺本身血供豐富）不能真實反應病變組織中水分子的彌散情況，大b值受條件限制，圖像質(zhì)量不能保證。因設備不同，技術有差別，掃描參數(shù)亦有差別。不少作者認為，在b值的選取原則上，應有利于對病灶作出診斷和鑒別診斷，同時盡量兼顧圖像的信噪比，而不必強求高b值以真實反應組織的實際擴散系數(shù)，因為DWI研究的目的是診斷和鑒別診斷，并非準確測量組織的實際擴散系數(shù)[10]。筆者在預實驗中b值選取1 000，結果圖像信噪比很差，難以觀察，故調(diào)整b值為0、200、500、800，信噪比明顯提高，對病灶的顯示亦較為理想，但是ADC值除了與結節(jié)的彌散有關外，還與組織的血流灌注有關。不同b值時ADC值所受的血流灌注的影響不同，本研究提示在判斷甲狀腺良惡性結節(jié)所用的有效閾值不一樣，因此在使用ADC值判斷甲狀腺結節(jié)時需考慮不同b值的因素。本研究還存在一些不足：惡性結節(jié)樣本量太小，對于病灶直徑＜10mm的甲狀腺結節(jié)未進行分析。

綜上所述，DWI是一項簡便、迅速、無創(chuàng)性的檢查，并且無需對比劑；在b值為200和500s/mm2時甲狀腺惡性結節(jié)的ADC值明顯低于良性結節(jié)的ADC值，而且b值為200s/mm2時圖像質(zhì)量及診斷效能均優(yōu)于500s/ mm2時，可為鑒別甲狀腺良惡性結節(jié)提供一種新的手段。相信隨著MR技術的發(fā)展，DWI在臨床中的應用將越來越廣泛。

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（本文編輯：沈叔洪）

收稿日期：（2014-02-27）

作者單位：325200瑞安，溫州醫(yī)科大學附屬第三醫(yī)院影像科

Value of diffusion-weighted MR imaging in differential diagnosis of malignant thyroid nodules

WANG Xiaoyang，JIA Qing，GAO Yuantong，et al.Department of Radiology,the Third Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University，Rui'an 325200,China

【 Abstract】 ObjectiveTo assess the value of MR diffusion weighted imaging(DWI)in differential diagnosis of malignant thyroid nodules.MethodsThe imaging findings of Thirty-five patients with solitary thyroid nodules(13 malignant and 35 benign nodules)who underwent DWI were analyzed retrospectively.The apparent diffusion coefficient(ADC)values(b=200,500,800 s/mm2)of thyroid nodules were measured.The differences were compared between malignant and benign thyroid nodules.Receiver operating characteristics(ROC)analyses were also performed.ResultsWhen the b values were 200 and 500s/mm2,the ADC values were significantly lower in malignant nodules compared with those in the benign nodules(P＜0.01).However,there was no difference between malignant and benign nodules in mean ADC value when b value was 800s/mm2.Areas under the ROC curve for identification of malignant nodules were 0.98(b=200s/mm2),0.94(b=500s/mm2),and 0.66(b=800s/mm2),respectively. When b was 200s/mm2and taking ADC 1.92×10-3mm2/s as the cutoff value in differentiating malignant from benign nodules,the sensitivity,specificity and accuracy were 100.0%,91.4%and 93.7%,respectively.ConclusionDWI is a promising method for differentiation between malignant and benign thyroid nodules and when b value is 200s/mm2ADC provides higher diagnostic performance.

【Key words】Diffusion weighted imagingNodular thyroid lesionsApparent diffusion coefficient value