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        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

        2014-04-14 01:21:34王曉陽賈慶高源統(tǒng)吳偉力
        浙江醫(yī)學 2014年12期
        關鍵詞:惡性結節(jié)曲線

        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。

        4 參考文獻

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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

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