楊 波，康 錚，付金鳳，周士波，沈文榮，吳夢(mèng)婕，史 丹，尹 娜

0 引 言

中央型肺癌易伴發(fā)阻塞性肺炎及肺不張[1]。CT是目前肺部病變最常用的檢查手段之一；但在部分病例中，CT圖像難以區(qū)分阻塞性肺炎肺不張與肺癌。臨床上，CT也是目前肺癌放射治療、熱消融等局部治療最主要放療靶區(qū)勾畫(huà)及影像定位引導(dǎo)方式之一。部分肺癌合并阻塞性肺病變，即阻塞性肺炎和(或)肺不張患者在CT引導(dǎo)下進(jìn)行局部治療時(shí)，CT難以將病灶和周?chē)枞苑尾∽冞M(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分，從而導(dǎo)致治療過(guò)度，并對(duì)患者帶來(lái)一定的損傷或治療不徹底，導(dǎo)致病變殘留等情況發(fā)生。目前，PET-CT和MRI擴(kuò)散加權(quán)成像序列(diffusion weighted imaging,DWI)已被證實(shí)在區(qū)分肺癌和阻塞性肺病變方面具有較高的敏感度[2-3]。但PET-CT檢查過(guò)程比較復(fù)雜，檢查時(shí)間較長(zhǎng)、費(fèi)用較高，對(duì)病變邊界顯示不夠精準(zhǔn)，故其臨床應(yīng)用受到一定限制[4]。隨著DWI成像技術(shù)的不斷進(jìn)步，DWI在肺部病變良惡性鑒別、肺癌與肺不張的區(qū)分等方面展現(xiàn)出較高的臨床應(yīng)用價(jià)值[5]。本研究對(duì)肺癌同時(shí)合并阻塞性肺病變患者采用多個(gè)b值行DWI成像，探討不同b值下所得表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值在鑒別肺癌與阻塞性肺病變中的應(yīng)用價(jià)值，不同b值對(duì)DWI圖像質(zhì)量及ADC值測(cè)量的影響，進(jìn)而分析不同b值DWI成像在區(qū)分肺癌及阻塞性肺病變的臨床診斷效能，進(jìn)一步輔助肺癌合并阻塞性肺病變患者合理進(jìn)行局部治療。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象回顧性分析2019年1月至2020年12月收治肺癌合并阻塞性肺病變患者59例。其中，6例患者無(wú)法配合完成阻塞性肺病變部位穿刺活檢、4例DWI圖像質(zhì)量差而被排除。最終納入研究患者49例。其中，男33例(67.35%)、女16例(32.65%)，年齡32～82歲，平均(59.96±10.92)歲。所有患者均經(jīng)穿刺活檢獲得病理診斷，其中鱗癌26例(53.06%)、腺癌18例(36.74%)、腺鱗癌2例(4.08%)、小細(xì)胞癌2例(4.08%)、神經(jīng)內(nèi)分泌癌1例(2.04%)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)穿刺活檢病理診斷為肺癌患者，且經(jīng)CT平掃+增強(qiáng)掃描顯示存在阻塞性肺病變患者；②腫瘤實(shí)體短徑≥1.0 cm以便MRI掃描明確顯示腫瘤組織。排除標(biāo)準(zhǔn)：①基礎(chǔ)條件不佳及神志不清等導(dǎo)致無(wú)法配合者；②對(duì)造影劑過(guò)敏者；③帶有心臟起搏器等磁共振檢查絕對(duì)禁忌證患者；④DWI圖像質(zhì)量差。

1.2檢查方法所有患者均使用飛利浦公司Ingenia 3.0T MRI掃描儀進(jìn)行檢查。常規(guī)應(yīng)用TI加權(quán)成像(T1 weighted imaging,T1WI)快速場(chǎng)回波(fast field echo,FFE)改良DIXON序列(modified DIXON, mDIXON)、T2加權(quán)成像(T2 weighted imaging，T2WI)頻率選擇預(yù)飽和序列(spectral presaturaton with inversion recovery，SPIR)平掃、多b值DWI及增強(qiáng)掃描序列進(jìn)行圖像采集。MRI檢查完成后，所有患者均在增強(qiáng)CT引導(dǎo)下對(duì)相應(yīng)ADC圖可疑病灶區(qū)域及肺不張測(cè)量感興趣區(qū)分別進(jìn)行穿刺活檢，活檢部位均與ADC圖所顯示的可疑病灶區(qū)域及肺不張測(cè)量感興趣區(qū)保持一致。

TIWI-FFEmDIXON序列：TR 3.6 ms、TE 1.31 ms、視野(FOV)380 mm×300 mm，層厚5.0 mm，矩陣240×174,層數(shù)50；T2WI-SPIR序列：TR 2500 ms、TE 78 ms、FOV 320 mm×320 mm，層厚5.0 mm，矩陣236×236,層數(shù)32；DWI序列：TR 3140 ms、TE 73 ms、FOV 300 mm×324 mm，層厚5.0 mm，矩陣100×107,層數(shù)32。b值選擇200、500、800、1000、1200 s/mm2。增強(qiáng)掃描選用軸位T1高分辨率各向同性容積激發(fā)序列：TR 3.5 ms、TE 1.69 ms、FOV 300 mm×450 mm，層厚5.0 mm。造影劑應(yīng)用釓噴酸葡胺注射液，注射流率2.0 mL/s，劑量0.2 mmol/kg。

1.3圖像分析及ADC值測(cè)量由2位具有10年以上MRI讀片經(jīng)驗(yàn)的放射診斷醫(yī)師對(duì)患者圖像進(jìn)行分析。以T2WI及增強(qiáng)掃描圖像為標(biāo)準(zhǔn)，判斷DWI圖像質(zhì)量。剔除不合格圖像后，分別于不同b值條件下經(jīng)軟件計(jì)算并獲得不同b值下ADC圖；然后分別測(cè)量肺癌及肺不張區(qū)域各自的ADC值，各部位測(cè)量3次后取平均值。ADC值測(cè)量時(shí)均參照T2WI及增強(qiáng)圖像避開(kāi)出血及液化壞死區(qū)域。

2 結(jié) 果

49例肺癌合并阻塞性肺病變者多b值A(chǔ)DC測(cè)量結(jié)果顯示，隨b值增加，肺癌病灶和阻塞性肺病變ADC值均呈遞減趨勢(shì)，各b值狀態(tài)下肺癌病灶與阻塞性肺病變ADC值之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1。不同b值A(chǔ)DC測(cè)量均可較好地分辨肺癌與合并的阻塞性肺病變。

表1 各b值肺癌病灶與阻塞性肺病變ADC值比較

肺癌病灶b值與ADC值呈負(fù)相關(guān)(r=-0.59)；阻塞性肺病變b值與ADC值呈負(fù)相關(guān)(r=-0.51)。2類(lèi)病灶A(yù)DC值在b=200 s/mm2時(shí)均為最高。隨著b值增加ADC值總體趨于降低。在b=200 s/mm2時(shí)ADC值分布不均衡；隨著b值增加ADC值分布趨于均衡、穩(wěn)定。

b值分別設(shè)定為200、500、800、1000、1200 s/mm2時(shí)，ADC值診斷肺癌與阻塞性肺病變的ROC曲線下面積，即AUC依次為0.841 1、0.90、0.943 1、0.944 4、0.929 0，其中b=200 s/mm2組與其他各組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.02)；其余各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)圖1。

圖1 不同b值DWI-ADC鑒別肺癌-阻塞性肺病變ROC曲線

3 討 論

目前，MRI快速成像序列的開(kāi)發(fā)及呼吸門(mén)控等技術(shù)的應(yīng)用使MRI信號(hào)采集時(shí)間大大縮短，圖像信噪比明顯提高，MRI在肺癌的診斷、分期等方面表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)及廣闊的應(yīng)用前景[6]。文獻(xiàn)報(bào)道DWI序列能夠很好地區(qū)別中央型肺癌與肺不張，為肺癌患者的臨床分期、放療靶區(qū)勾畫(huà)及療效評(píng)價(jià)等提供更多的有用信息[5]。CT作為目前肺癌放射治療及熱消融等局部治療的最主要放療靶區(qū)勾畫(huà)和影像定位引導(dǎo)方式卻很難完全將肺癌與之合并的阻塞性肺病變準(zhǔn)確區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此，臨床上需要更多能夠?qū)烧邊^(qū)分開(kāi)來(lái)的輔助檢查手段以提高局部治療效果。

DWI是以活體組織細(xì)胞內(nèi)外水分子隨機(jī)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，間接反映水分子所處的細(xì)胞結(jié)構(gòu)等微環(huán)境狀態(tài)。ADC值是臨床上最常用來(lái)描述水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的速率和范圍的量化指標(biāo)，間接反映了水分子擴(kuò)散受限的程度。肺癌組織細(xì)胞排列緊密、細(xì)胞外間隙小，癌細(xì)胞核漿比大，細(xì)胞內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)空間亦相對(duì)狹小，自由擴(kuò)散阻力較大，因此擴(kuò)散受限明顯，ADC值降低。肺癌合并的阻塞性肺病變是萎縮實(shí)變的肺組織或不同程度的阻塞性炎癥，均為正常肺組織細(xì)胞或炎性細(xì)胞，細(xì)胞間排列相對(duì)疏松，細(xì)胞核漿比正常，細(xì)胞內(nèi)外水分子自由擴(kuò)散空間正常，水分子擴(kuò)散受限程度輕或不受限，ADC值較高[7]。因此，ADC值可以從微觀水平反應(yīng)不同的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及組織的病理生理狀態(tài)，間接反映腫瘤細(xì)胞密度、核漿比、細(xì)胞外間隙大小以及細(xì)胞膜完整性等細(xì)胞水平的信息，對(duì)辨別腫瘤組織與正常肺組織有較大價(jià)值[8-10]。本研究應(yīng)用不同b值DWI序列測(cè)量肺癌及其合并的阻塞性肺病變的ADC值發(fā)現(xiàn)，當(dāng)b值自200～1200s/mm2取值時(shí)，所測(cè)ADC值在肺癌組與阻塞性肺病變組均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說(shuō)明b值為200～1200s/mm2間的DWI序列在鑒別肺癌與阻塞性肺病變中均具有一定的應(yīng)用價(jià)值。該結(jié)論與喬香梅等[11]研究結(jié)論相一致。因此，可以通過(guò)ADC值測(cè)量將肺癌與伴隨的阻塞性肺病變進(jìn)行區(qū)分。

b值是DWI序列最重要的參數(shù)，代表彌散加權(quán)的權(quán)重，當(dāng)b>100s/mm2時(shí)，b值越大，微循環(huán)血流灌注對(duì)ADC值的影響越小，此時(shí)ADC值更能精確反映細(xì)胞內(nèi)外水分子的彌散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但b值越大信號(hào)衰減也越多，信噪比及對(duì)比噪聲比變低，組織層次模糊，對(duì)小病灶的檢出有一定影響；b值越小(0～100 s/mm2)時(shí)，DWI圖像SNR越高，但微循環(huán)灌注效應(yīng)、T2透過(guò)效應(yīng)的影響越大，所測(cè)ADC值穩(wěn)定性越差，不能真實(shí)反映水分子的彌散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及組織結(jié)構(gòu)特征。因此，b值的選擇需要權(quán)衡ADC值的穩(wěn)定性及圖像信噪比等因素而定[12]。有研究表明，高b值能更準(zhǔn)確反映擴(kuò)散狀況并利于ADC值的精確測(cè)量，b值增加到500～1200 s/mm2時(shí)，ADC值變得穩(wěn)定[13]。本研究肺癌組及阻塞性肺病變組b值與ADC值之間均存在弱的負(fù)相關(guān)，不管是肺癌組還是阻塞性肺病變組，ADC值在b=200 s/mm2時(shí)最高，總體上高于其他各組，隨著b值增加ADC值總體趨于降低，在b=200 s/mm2時(shí)ADC值分布不穩(wěn)定，隨著b值增加ADC值分布趨于穩(wěn)定。b值自200 s/mm2增至500 s/mm2時(shí)，ADC值變化幅度較大；b值自500 s/mm2增加至1200 s/mm2時(shí)，ADC值變化相對(duì)平穩(wěn)。因此，如果想要獲得穩(wěn)定且準(zhǔn)確的ADC值，b值宜在500～1200 s/mm2之間選擇。

部分研究認(rèn)為，應(yīng)用b=1000 s/mm2的高b值可以很好地鑒別肺部結(jié)節(jié)的良惡性，且其敏感度和特異度接近或高于PET/CT[14-16]。多項(xiàng)研究表明，b=800 s/mm2時(shí)DWI對(duì)肺良惡性病變的鑒別效能較大且肺癌病灶平均ADC值的變化率比較穩(wěn)定[17-19]。劉海東等[20]發(fā)現(xiàn)，b=500 s/mm2時(shí)測(cè)得ADC值對(duì)肺部良惡性病變具有最大的鑒別診斷效能。上述多數(shù)研究認(rèn)為b值在取值800 s/mm2或500 s/mm2時(shí)具有最大的診斷效能，也有部分研究認(rèn)為b=1000 s/mm2時(shí)具有較高的診斷效能；分析認(rèn)為與不同的設(shè)備以及b值選擇范圍有關(guān)。不同的研究所使用的設(shè)備不同，成像的具體參數(shù)存在一定的差異，因此結(jié)論也不可能完全一致。另外，部分研究因?yàn)樵O(shè)備相對(duì)陳舊，成像速度較慢，限制了更高b值的應(yīng)用，比如上述大部分研究DWI成像b值未達(dá)到1000 s/mm2及以上。本研究應(yīng)用3.0T磁共振成像設(shè)備依次選擇200、500、800、1000、1200 s/mm2等5個(gè)不同b值進(jìn)行DWI成像，涵蓋了目前DWI序列常規(guī)應(yīng)用的b值范圍。不同b值下ADC值的ROC曲線下面積即AUC依次為0.841 1、0.90、0.943 1、0.944 4、0.929 0，其中b=200 s/mm2組與其他各b值組之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.02)且其診斷效能最小。當(dāng)b值選擇500、800、1000、1200 s/mm2時(shí)，ADC值在肺癌與阻塞性肺病變的鑒別診斷中均具有較高的診斷效能，且各b值組診斷效能間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。另外，本研究顯示以b=800 s/mm2及1000 s/mm2時(shí)診斷效能最高。說(shuō)明，應(yīng)用3.0T MRI成像設(shè)備對(duì)肺部病變進(jìn)行DWI檢查時(shí)，b值選擇500～1200 s/mm2時(shí)均能獲得較好的診斷效能，并且以b值在800～1000 s/mm2之間選擇時(shí)診斷效能最高。

綜合各b值組診斷效能、信噪比、ADC值穩(wěn)定性以及成像時(shí)間等諸多因素，推薦肺部3.0T磁共振DWI成像b值宜在800～1000 s/mm2之間選擇，此b值范圍下DWI/ADC成像均可獲得較好的診斷效果、穩(wěn)定可靠的ADC值及較高的圖像質(zhì)量。