李浩杰， 梁麗麗， 李安琴， 胡瑤， 胡道予， 李震

·腹部影像學(xué)·

定量IVIM參數(shù)對腎臟乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤與乳頭狀細(xì)胞癌的鑒別診斷價(jià)值

李浩杰， 梁麗麗， 李安琴， 胡瑤， 胡道予， 李震

目的：評價(jià)定量IVIM參數(shù)對腎乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤與乳頭狀腎細(xì)胞癌的鑒別診斷價(jià)值。方法：47例經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的腎臟乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤(n=21)與腎乳頭狀細(xì)胞癌(n=26)患者術(shù)前采用3.0T MR進(jìn)行多b值DWI(b值為0～1700 s/mm2)掃描?；陔p指數(shù)模型計(jì)算相應(yīng)的IVIM參數(shù)：純擴(kuò)散系數(shù)(D)，假擴(kuò)散系數(shù)(D*)，灌注分?jǐn)?shù)(f)。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn)進(jìn)行分析兩組腫瘤的IVIM參數(shù)，采用受試者工作特征曲線分析IVIM參數(shù)對兩組腫瘤的鑒別價(jià)值。結(jié)果：乳頭狀腎細(xì)胞癌f值明顯低于腎乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤(0.227±0.077 vs 0.417±0.117，P<0.001)；D值明顯高于腎乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤[(0.745±0.197)×10-3mm2/s vs (0.610±0.117)×10-3mm2/s，P<0.05]，D*在兩種腫瘤間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.085)。IVIM參數(shù)值鑒別兩者的AUC、敏感度、特異度和診斷閾值分別為f：0.918、91.3%、85.2%和0.312，D：0.684、51.9%、95.7%和0.789×10-3mm2/s。結(jié)論：腎乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤與乳頭狀腎細(xì)胞癌的定量IVIM擴(kuò)散與灌注參數(shù)值具有一定差異。灌注分?jǐn)?shù) f可用于術(shù)前兩者的鑒別診斷。

體素不相干運(yùn)動(dòng)； 腎腫瘤； 乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤； 乳頭狀腎細(xì)胞癌； 磁共振成像

腎錯(cuò)構(gòu)瘤，又稱腎血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma，AML)，是腎臟最常見的良性腫瘤，由不同比例的平滑肌細(xì)胞、畸形血管和脂肪組織構(gòu)成[1]。典型的腎AML由于脂肪成分存在在影像學(xué)上容易診斷，然而大約5%的腎AML因不含脂肪或含少量脂肪在影像上很難識(shí)別，被稱為腎臟乏脂肪性錯(cuò)構(gòu)瘤(minimal fat angiomyolipoma，MFAML)[2-4]。而這種MFAML很難與其它腎惡性腫瘤區(qū)分，尤其是乳頭狀腎細(xì)胞癌(papillary renal cell carcinoma，PRCC)。PRCC為腎臟第二常見惡性腫瘤，約占10%～15%[5]。術(shù)前準(zhǔn)確鑒別MFAML和PRCC對于選擇合適的治療策略至關(guān)重要，前者需要定期隨訪觀察，而后者則往往需要手術(shù)切除。然而在常規(guī)MRI上，這兩種腫瘤常表現(xiàn)為T2WI稍低信號(hào)，且相對于腎皮質(zhì)強(qiáng)化不明顯，因此很難在術(shù)前準(zhǔn)確鑒別兩者。

表1 在腎MFAML與PRCC間IVIM定量參數(shù)的比較

表2 IVIM定量參數(shù)鑒別腎MFAML與PRCC的準(zhǔn)確性

MRI擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)在腎腫瘤術(shù)前診斷、良惡性鑒別及組織學(xué)分級都有廣泛應(yīng)用[6-7]，然而由單指數(shù)模型獲得的ADC值受毛細(xì)血管微循環(huán)的影響，不能準(zhǔn)確地反映體素內(nèi)水分子擴(kuò)散。而Le Bihan等[8]提出的體素不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)可以分離簡單擴(kuò)散和微血管灌注，得到相應(yīng)的灌注與擴(kuò)散參數(shù)，已被證明在腎腫瘤中有很好的應(yīng)用前景[9-11]。到目前為止，還沒有文獻(xiàn)報(bào)道IVIM-MRI在腎MFAML與PRCC中的應(yīng)用，因此本研究的目的是評估定量IVIM參數(shù)在術(shù)前鑒別腎臟乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤與乳頭狀腎細(xì)胞癌的臨床價(jià)值。

材料與方法

1.病例資料

回顧性分析本院2014年4月-2016年4月符合以下標(biāo)準(zhǔn)的患者的臨床及影像學(xué)資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)后組織病理學(xué)證實(shí)為MFAML或PRCC；②MRI平掃上未見到明顯脂肪成分；③MRI檢查前并未接受其他治療。最終47例患者(年齡18～76歲，平均48歲，男28例，女19例)共50個(gè)腫塊納入研究，腫塊最大直徑1.0～12.6 cm，平均直徑約4.3 cm。其中，PRCC 26例，MFAML 21例，其中1例PRCC患者雙腎各有一個(gè)病灶，2例MFAML患者患側(cè)腎臟各含有兩個(gè)病灶。

2.檢查方法

所有患者均采用GE High Discovery 750 3.0T超導(dǎo)型MRI 掃描儀進(jìn)行檢查，使用32通道體部相控陣線圈。所有受試者檢查前禁食4 h，患者取仰臥位，采用呼吸門控。掃描序列包括常規(guī)冠狀面T2WI、橫軸面T1WI抑脂(LAVA-FLEX)、T2WI Propeller，橫軸面多b值DWI采用單次激發(fā)平面回波技術(shù)，TR 4000 ms，TE 112 ms，層厚5 mm，層間距1 mm，視野36 cm×36 cm，矩陣128×160。采用12個(gè)b值(0，50，100，150，200，300，400，500，800，1000，1500和1700 s/mm2)進(jìn)行掃描，掃描時(shí)間依據(jù)患者呼吸速率而定，大約5 min。

3.圖像分析

在GE Advantage Windows 4.6工作站，應(yīng)用Functool軟件對IVIM-DWI圖像進(jìn)行后處理。將患者的掃描圖像導(dǎo)入ADC分析(MADC)軟件中，MADC軟件通過通過雙指數(shù)模型計(jì)算，分別生成純擴(kuò)散系數(shù)(D)、假擴(kuò)散系數(shù)(D*)和灌注分?jǐn)?shù)(f)值。由兩名具有3年以上腹部影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生選取病灶最大切面，劃取合理的興趣區(qū)(ROI)：原則上根據(jù)T1、T2圖像，在病灶實(shí)體部分放置盡可能大的圓形或橢圓形ROI，同時(shí)盡量避免壞死、出血區(qū)域及腫塊邊緣區(qū)域，將兩次測量的平均值作為每位患者病灶的實(shí)際IVIM參數(shù)定量值。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以P<0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)評定IVIM定量參數(shù)值在兩位醫(yī)師之間的可信度。首先對腎MFAML與PRCC的IVIM定量參數(shù)(D，D*，f)進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn)，然后采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，根據(jù)最大約登指數(shù)繪制受試者工作曲線(ROC曲線)，確定鑒別兩者的最佳截?cái)嘀怠⒚舾卸燃疤禺惗取?/p>

結(jié) 果

IVIM定量參數(shù)值(D，D*，f)在兩位醫(yī)師之間的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分別為0.933、0.922與0.950。

腎MFAML的IVIM參數(shù)值D、D*、f 分別為(0.610±0.117)×10-3mm2/s、(106.979±119.445)×10-3mm2/s、0.417±0.117，腎PRCC的IVIM參數(shù)值D、D*、f 分別為(0.745±0.197)×10-3mm2/s、(76.832±99.211)×10-3mm2/s、0.227±0.077(表1)。MFAML的D值明顯低于PRCC(t=2.980，P<0.05)，而f值則明顯高于PRCC(t=-6.854，P<0.001)，而D*值在兩者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-1.723，P=0.085)。MFAML和PRCC相對應(yīng)的IVIM參數(shù)偽彩圖見圖1、2。ROC曲線分析可以得出D、D*、f 的曲線下面積(area under curve，AUC)分別為0.684、0.643、0.918(表2)。根據(jù)最大約登指數(shù)繪制出的ROC曲線鑒別MFAML與PRCC的敏感度、特異度及最佳截?cái)嘀捣謩e為f：91.3%、85.2%和0.312；D：51.9%、95.7%和0.789×10-3mm2/s。

圖1 男，42歲，左腎乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤。a) T2WI上可見左腎中極腫塊呈稍短T2信號(hào)(箭)； b) D值擴(kuò)散偽彩圖，D=0.63×10-3mm2/s； c) D*值擴(kuò)散偽彩圖，D*=39.5×10-3mm2/s； d) f值偽彩圖，f=0.434。

圖2 男，55歲，左腎乳頭狀腎細(xì)胞癌(Ⅰ型，F(xiàn)uhrman II級)。a) T2WI示左腎中極腫塊呈稍短T2信號(hào)(箭)，凸向腎盂； b) D值擴(kuò)散偽彩圖，D=1.05×10-3mm2/s； c) D*值擴(kuò)散偽彩圖，D*=39.9×10-3mm2/s； d) f值偽彩圖，f=0.260。

討 論

DWI作為一種新的磁共振功能成像方法可以在活體從分子水平描述水分子布朗運(yùn)動(dòng)，而基于傳統(tǒng)單指數(shù)模型獲得的ADC值忽略了毛細(xì)血管微灌注影響，當(dāng)選擇b值較低時(shí)，不能準(zhǔn)確反映組織擴(kuò)散水平[9]。IVIM作為一種新的DWI成像方法，可以將體素內(nèi)水分子的擴(kuò)散與毛細(xì)血管微灌注分離，基于體素內(nèi)不相干理論可獲得3個(gè)不同定量參數(shù)D、D*、f，可以更準(zhǔn)確反映組織的擴(kuò)散與灌注信息[9-11]。

本組的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎臟MFAML的D值明顯低于PRCC，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明前者水分子擴(kuò)散受限更加明顯，這與前人研究結(jié)果相似，在Hajime等[12]研究中發(fā)現(xiàn)，MFAML平均ADC值明顯低于腎細(xì)胞癌，在Byron等[11]研究中，錯(cuò)構(gòu)瘤的D值稍低于PRCC，但差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能與他們的病例數(shù)較少有關(guān)(錯(cuò)構(gòu)瘤3例)。D值代表體素內(nèi)水分子真實(shí)擴(kuò)散，腎臟MFAML是由不同比例平滑肌組織、脂肪及畸形血管構(gòu)成的良性實(shí)性腫瘤，其組織學(xué)直接影響由IVIM模型所得到的D值，由于其內(nèi)部的平滑肌及脂肪成分內(nèi)的自由水?dāng)U散的速度較血管內(nèi)慢，其細(xì)胞排列比較致密，故腎臟MFAML得到的D值較腎乳頭狀細(xì)胞癌偏低。

D*值代表體素內(nèi)水分子假性擴(kuò)散，與平均毛細(xì)血管長度及血流速度有關(guān)[13-14]，盡管PRCC的D*高于MFAML，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。D*值區(qū)分兩者的診斷效能最低(AUC=0.643)，這可能與本研究病例數(shù)較少有關(guān)。D*值的標(biāo)準(zhǔn)差較大，說明其變異度高，可重復(fù)性差，這與前人研究結(jié)論相一致[15-16]。

在本研究中，PRCC的f值明顯低于MFAML，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所獲得AUC最高，為0.918，根據(jù)獲得最佳截?cái)嘀?，具有較高的敏感度及特異度，說明f值在鑒別兩者要比D與D*值更敏感。因?yàn)閒值在一定程度反映了組織內(nèi)毛細(xì)血管豐富程度，且隨著生物組織微循環(huán)灌注增加而增加[14,17]，在Hersh等[18]的研究中，發(fā)現(xiàn)IVIM定量參數(shù)f值可有效區(qū)分增強(qiáng)與非增強(qiáng)腎臟腫塊，且f值與增強(qiáng)百分?jǐn)?shù)有很好的相關(guān)性，在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，f值可有效區(qū)分腎臟惡性腫瘤亞型，透明細(xì)胞癌f值要高于腎臟其他兩類乏血供腫瘤[10]。因?yàn)槟I臟PRCC是乏血供腫瘤，增強(qiáng)呈輕度強(qiáng)化，而腎MFAML含有較多畸形血管，是一種血供豐富，灌注較充足的實(shí)性腫瘤，其微循環(huán)灌注要高于腎PRCC，故所得到f值較高，說明f值可作為一種術(shù)前獨(dú)立參數(shù)因子，有效鑒別兩種腫瘤。

本項(xiàng)研究有以下不足之處：①PRCC與MFAML病例數(shù)較少，這與兩者發(fā)病率較低有關(guān)；②本研究是回顧性研究，難免會(huì)有選擇性偏倚；③在本組研究中選擇在腫瘤的最大層面畫ROI獲取腫塊IVIM參數(shù)值，然而這并不能準(zhǔn)確反映整個(gè)腫瘤的不均質(zhì)性；④IVIM定量參數(shù)值缺少與組織病理學(xué)聯(lián)系，包括腫瘤細(xì)胞密度、核質(zhì)比、微血管密度等。

總之，腎乏脂性錯(cuò)構(gòu)瘤與乳頭狀腎細(xì)胞癌具有不同IVIM擴(kuò)散與灌注參數(shù)值；IVIM-MRI可以作為術(shù)前有效鑒別兩者的方法之一；IVIM-MRI定量灌注參數(shù)f值可有效鑒別兩者，具有較高的診斷效能。

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Value of intravoxel incoherent motion parameters in the differential diagnosis of angiomyolipoma with minimal fat tissue and papillary cell carcinoma of kidney

LI Hao-jie,LIANG Li-li,LI An-qin,et al.

Department of Radiology,Tongji Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030,China

Objective:To assess the value of intravoxel incoherent motion (IVIM) parameters in the differential diagnosis of angiomyolipoma with minimal fat tissue (MFAML) and papillary cell carcinoma (PRCC) of kidney.Methods:47 patients with pathology confirmed MFAML (n=21) and PRCC (n=26) were recruited. Multi-b values DWI (0～1700s/mm2) was used on a 3.0T MR scan before surgery.Their respective IVIM parameters (D,pure diffusion;D*,pseudodiffusion coefficient;f,perfusion fraction) were obtained by using a biexponential model.Student'sttest or Mann-Whitney U test was used for analysis,to compare the parameters between MFAML and PRCC.Receiver operating characteristic was used for statistical evaluation.Results:f value of PRCC was significantly lowe than that of MFAML (0.227±0.077 vs 0.417±0.117,P<0.001),while D value of PRCC was significantly higher than of MFAML [ (0.745±0.197)×10-3mm2/s vs (0.610±0.117)×10-3mm2/s,P<0.05].No significant difference could be revealed in the mean D* value between the two groups (P=0.085).The AUC,sensitivity,specificity and the cutoff value for differentiating MFAML and PRCC for f value and D value was as follows:f value,0.918,91.3%,85.2% and 0.312 respectively;D value,0.684,51.9%,95.7%,and 0.789×10-3mm2/s respectively.Conclusion:Certain distinctive differences could be assessed in the IVIM parameters of PRCC and MFAML,f value could be used for the differential diagnosis before surgery.

Intravoxel incoherent motion; Kidney neoplasms; Minimal fat angiomyolipoma; Papillary renal cell carcinoma; Magnetic resonance imaging

430030 武漢，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院放射科

李浩杰(1991-)，男，安徽蚌埠人，碩士研究生，主要從事腹部影像學(xué)研究。

李震，E-mail：zhenli@hust.edu.cn

國家自然科學(xué)基金(81271529)；國家自然科學(xué)青年基金(81501447)

R445.2； R737.11

A

1000-0313(2017)07-0715-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.07.011

2016-07-20)