陳嬌，姜利伶，劉代洪，吳劍，張俊斌，張久權(quán)*

作者單位：1.重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院影像科，重慶 400030；2.重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院頭頸腫瘤中心，重慶 400030

甲狀腺結(jié)節(jié)屬臨床常見病，發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)后鑒別其良惡性是臨床醫(yī)生和患者迫切關(guān)注的問題。在2020年的全球癌癥發(fā)病率中，甲狀腺癌已成為第5位女性好發(fā)腫瘤[1]。甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別有助于緩解患者的焦慮情緒，并且指導(dǎo)臨床后續(xù)治療。目前超聲是鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的一種常用方法，但結(jié)果可能因評(píng)估者的經(jīng)驗(yàn)不同而存在主觀差異[2]。CT 可用于顯示結(jié)節(jié)與周圍結(jié)構(gòu)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系，但存在鑒別診斷能力不佳和輻射危害的問題[3]。常規(guī)磁共振成像提供的形態(tài)學(xué)和信號(hào)特征對(duì)于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷價(jià)值有限[4]。彌散成像對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別有著非常重要的作用，但是常用的彌散序列單次激勵(lì)平面回波成像用于甲狀腺圖像質(zhì)量并不好。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast enhanced-magnetic resonance imaging，DCE-MRI)作為一種描述對(duì)比劑進(jìn)入和排出腫瘤血流動(dòng)力學(xué)過程的技術(shù)，可以對(duì)病變微循環(huán)病理特征進(jìn)行影像學(xué)評(píng)價(jià)，主要反映微血管灌注、滲透性及血管外細(xì)胞外間隙的大小。DCE-MRI 是一種以病變、組織中的微血管系統(tǒng)為生理基礎(chǔ)，來評(píng)估病變、組織生理性質(zhì)的功能成像技術(shù)。DCE-MRI雖然不是臨床常規(guī)檢查，但近年來已有報(bào)道將其用于甲狀腺病變的診斷和評(píng)價(jià)[5-6]。常規(guī)的甲狀腺DCE-MRI 檢查一般采用3D容積內(nèi)插(3D-volumetric-interpolated breath-hold examination，3D-VIBE)梯度回波序列，易受運(yùn)動(dòng)偽影的影響。因?yàn)榧谞钕偈且粋€(gè)會(huì)隨呼吸、吞咽運(yùn)動(dòng)的器官，所以運(yùn)動(dòng)偽影會(huì)影響圖像質(zhì)量和后處理結(jié)果。壓縮感知容積掃描(compressed sensing volumetric interpolated breath-hold examination，CS-VIBE)作為一種壓縮感知技術(shù)，通過直接采集壓縮后的圖像，實(shí)現(xiàn)磁共振掃描時(shí)間的成倍縮短。然而，目前尚未見基于CS-VIBE 的DCE-MRI 在甲狀腺成像中的研究報(bào)道。本研究旨在探討CS-VIBE 與DCE-MRI 聯(lián)合使用對(duì)于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷價(jià)值，其創(chuàng)新性在于首次聯(lián)合CS-VIBE 與DCE-MRI 用于甲狀腺，該序列可以避免運(yùn)動(dòng)偽影的影響，并且減少了掃描時(shí)間，其臨床應(yīng)用前景可觀。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性分析重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院2020 年9 月至2021 年5 月行甲狀腺磁共振檢查的患者病例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1) MRI 顯示甲狀腺結(jié)節(jié)并且有病理結(jié)果；(2)術(shù)前沒有接受活檢或其他治療；(3)一側(cè)葉有多個(gè)結(jié)節(jié)者，選擇較大結(jié)節(jié)；(4)所有患者均行基于CS-VIBE 的DCE-MRI 掃描。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)圖像偽影嚴(yán)重；(2)囊性結(jié)節(jié)；(3)短徑＜5 mm。本研究為回顧性研究，已獲得重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理批號(hào)：CZLS2021207)，免除受試者知情同意。

1.2 檢查方法

采用德國西門子Prisma 3 T MRI 成像儀和16通道甲狀腺專用表面線圈(眾志醫(yī)療，江蘇)。常規(guī)掃描序列包括冠狀位Fast DIXION，橫斷位T1壓脂和T2壓脂。Fast DIXION參數(shù)：TR：4320 ms；TE：77 ms；層厚：3 mm；層間距：0.6 mm；FOV：280×280 mm2。T1 壓脂參數(shù)：TR：610 ms；TE：14 ms；層厚：3 mm；層間距：0.3 mm；FOV：160×85 mm2。T2 壓脂 參數(shù)：TR：3000 ms；TE：88 ms；層厚：3 mm；層間距：0.3 mm；FOV：160×85 mm2。DCE-MRI 采用CS-VIBE 序列，掃描參數(shù)為TR：3.56 ms；TE：1.38 ms；FOV：340×244 mm2；激勵(lì)次數(shù)：1；矩陣：320×224；層厚：3 mm；層間距：0.3 mm；平均掃描時(shí)間：5.33 s；總共掃描30 期。掃描第5 期于手背靜脈以2 mL/s 的速度注入20 mL 對(duì)比劑(釓特酸葡胺注射液，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司)，然后以2 mL/s 的速度注入20 mL 生理鹽水(氯化鈉注射液，重慶西南藥業(yè)股份有限公司)。

1.3 圖像分析

采用西門子Syngo.via后處理工作站。選擇結(jié)節(jié)顯示最佳層面，避開偽影及囊性病變區(qū)域，沿結(jié)節(jié)邊緣手動(dòng)勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，獲取定量參數(shù)轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(volume transfer constant，Ktrans)，血液回流常數(shù)(rate constant，Kep)，血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(extracellular space volume fraction，Ve)，初始曲線下面積(initial area under curve，iAUC) (圖1)。感興趣區(qū)勾畫由觀察者1 (初級(jí)，三年工作經(jīng)驗(yàn))和觀察者2 (中級(jí)，七年工作經(jīng)驗(yàn))完成。觀察者只知道病灶的位置和大小，對(duì)病理結(jié)果是未知的。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采 用SPSS 25.0 R 軟 件4.0.1 及GraphPad Prism 7.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料數(shù)據(jù)以±s描述，P＜0.05 認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分析比較觀察者測量結(jié)果之間的一致性，最后采用觀察者2 的測量結(jié)果進(jìn)行分析。采用K-S檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，否則采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。采用二元邏輯回歸分析進(jìn)行參數(shù)聯(lián)合鑒別良惡性結(jié)節(jié)。組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)，再進(jìn)行單因素和多因素二元邏輯回歸分析。繪出各參數(shù)和聯(lián)合參數(shù)的受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，分別得到預(yù)測模型的曲線下面積(area under the curve，AUC)、敏感度和特異度。Delong檢驗(yàn)比較各模型診斷價(jià)值。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料

本研究共納入73 名患者，年齡為21～75 歲，其中女55 名、男18 名。總共有結(jié)節(jié)84 個(gè)，依據(jù)術(shù)后病理結(jié)果將結(jié)節(jié)分為良性組和惡性組，其中惡性結(jié)節(jié)43 個(gè)(乳頭狀癌40 個(gè)，髓樣癌2 個(gè)，濾泡細(xì)胞腺癌1 個(gè))、良性結(jié)節(jié)41 個(gè)(結(jié)節(jié)性甲狀腺腫18 個(gè)，濾泡細(xì)胞腺瘤21個(gè)，甲狀腺腫伴腺瘤樣增生2個(gè))。

2.2 良惡性結(jié)節(jié)的定量參數(shù)組間比較

在DCE-MRI 定量參數(shù)的一致性分析中，觀察者1 和2 之間具有較高的一致性。在惡性組中，Ktrans為(0.54±0.30) min-1，Kep為(1.69±0.46) min-1，Ve為0.31±0.17，iAUC 為0.57±0.31。在良性組中，Ktrans為(0.30±0.22) min-1，Kep為(1.23±0.43) min-1，Ve為0.25±0.19，iAUC 為0.36±0.24。甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的Ktrans(P＜0.001)、Kep(P＜0.001)、iAUC (P=0.001)值均大于甲狀腺良性結(jié)節(jié)，組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；Ve值(P=0.177)組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

表1 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的DCE定量參數(shù)比較Tab.1 Comparison of DCE quantitative parameters between benign and malignant thyroid nodules

2.3 DCE-MRI 單個(gè)定量參數(shù)及聯(lián)合參數(shù)預(yù)測良惡性比較

在單因素二元邏輯回歸分析中，Ktrans(P＜0.001)、Kep(P＜0.001)、iAUC (P=0.002)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。Ktrans、Kep、iAUC 聯(lián)合的多因素二元邏輯回歸分析結(jié)果見表3。Ktrans值預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的敏感度為76.19%，特異度為69.05%，準(zhǔn)確度為72.60%，AUC為0.768；Kep值預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的敏感度為64.29%，準(zhǔn)確度為75.00%，特異度為88.10%，AUC 為0.770；iAUC 值預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的敏感度為83.33%，特異度為59.52%，準(zhǔn)確度為70.20%，AUC 為0.714；Ktrans、Kep、iAUC聯(lián)合參數(shù)預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的敏感度為83.33%，特異度為73.81%，準(zhǔn)確度為73.80%，AUC 為0.807 (表4) (圖2)。Ktrans、Kep、iAUC 聯(lián)合參數(shù)模型平衡了敏感度和特異度，有更好的診斷表現(xiàn)(P＜0.001)。

圖2 DCE不同參數(shù)的ROC曲線。Fig.2 ROC curves of different parameters derived from DCE.

表2 DCE定量參數(shù)的單因素二元邏輯回歸分析Tab.2 Univariate binary logistic regression analysis of DCE quantitative parameters

表3 DCE定量參數(shù)的多因素二元邏輯回歸分析Table 3 Multivariate binary logistic regression analysis of DCE quantitative parameters

表4 DCE定量參數(shù)預(yù)測甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的表現(xiàn)Tab.4 DCE quantitative parameters to predict benign and malignant thyroid nodules

3 討論

本研究采用DCE-MRI鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性，研究結(jié)果表明Ktrans、Kep、iAUC 聯(lián)合參數(shù)模型有較好的診斷價(jià)值。本研究首次采用了CS-VIBE 用于甲狀腺的DCE-MRI，掃描時(shí)間短這一特點(diǎn)有助于臨床工作中進(jìn)一步深入甲狀腺的DCE-MRI研究。

3.1 CS-VIBE技術(shù)優(yōu)勢(shì)

DCE-MRI 利用磁共振成像信號(hào)強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化，依據(jù)藥物動(dòng)力學(xué)模型，得到對(duì)比劑在組織流動(dòng)和從血管內(nèi)到細(xì)胞外間隙滲漏速率相關(guān)的功能參數(shù)。該成像技術(shù)已經(jīng)在多種腫瘤中進(jìn)行了研究，如乳腺癌、前列腺癌及非小細(xì)胞肺癌，并且證明DCE-MRI用于的腫瘤的良惡性鑒別、腫瘤的侵襲性預(yù)測及化療和療效預(yù)測是可行的[7-9]。但是，常規(guī)動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)掃描一般采用3D-VIBE序列，容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，掃描時(shí)間較長、平均掃描時(shí)間約13.33 s[6]，涉及空間分辨率和時(shí)間分辨率之間的權(quán)衡。在直腸癌的研究中報(bào)道了傳統(tǒng)的3D-VIBE序列容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影[10]。由于甲狀腺易受呼吸運(yùn)動(dòng)和吞咽運(yùn)動(dòng)的影響，因此傳統(tǒng)的3D-VIBE序列并不適用于甲狀腺[11]。吳美妮等[12]報(bào)道了LAVA序列用于甲狀腺動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)掃描，但是該序列平均掃描時(shí)間較CS-VIBE長，而且該研究并沒有采用定量分析。壓縮感知(compressed sensing，CS)技術(shù)構(gòu)建了一種新的磁共振信號(hào)采集和圖像重建方法。CS 技術(shù)通過有選擇性地采集K空間內(nèi)少量最重要數(shù)據(jù)，縮短信號(hào)采集時(shí)間，減少計(jì)算量；同時(shí)，采用更新的算法實(shí)現(xiàn)原始信號(hào)的重構(gòu)，保證重建圖像質(zhì)量。在子宮和神經(jīng)方面的研究結(jié)果顯示CS-VIBE 具有提高時(shí)間分辨率的優(yōu)點(diǎn)[13-14]。本研究將CS-VIBE應(yīng)用于甲狀腺的DCE-MRI，該技術(shù)不需要患者配合呼吸，可以在更短的時(shí)間內(nèi)獲得圖像，并且減少運(yùn)動(dòng)對(duì)圖像的影響。

3.2 DCE-MRI參數(shù)的病理意義

本研究結(jié)果顯示，甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的Ktrans(P＜0.001)、Kep(P＜0.001)、iAUC (P=0.001)值均高于甲狀腺良性結(jié)節(jié)，這與以往的研究結(jié)果相一致[6]。在頭頸部[15-16]、乳腺[17]和直腸[18]、軟組織腫瘤[19]中，惡性病變的Ktrans和Kep值均明顯高于良性病變。在腫瘤性病變中，生長因子介導(dǎo)新生血管形成是一個(gè)常見現(xiàn)象，腫瘤新生血管不具有完整的血管結(jié)構(gòu)，其通透性較正常增高。DCE-MRI 作為一種公認(rèn)的評(píng)估血管通透性的診斷工具，可以間接反映腫瘤內(nèi)的新生血管情況。Ktrans為反映對(duì)比劑從血漿滲透至血管外細(xì)胞外間隙的容量轉(zhuǎn)移常數(shù)，Kep為對(duì)比劑從血管外細(xì)胞外間隙返回至血漿的速率，二者受組織血流量和毛細(xì)血管滲透性及其表面積的影響[20]。本研究結(jié)果表明甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的Ktrans和Kep值均高于甲狀腺良性結(jié)節(jié)，提示甲狀腺惡性結(jié)節(jié)內(nèi)的血管內(nèi)皮通透性較良性結(jié)節(jié)有所增加。本研究發(fā)現(xiàn)Ve值(P=0.177)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與以往的研究結(jié)果相似[6]。Ve值反映了血管外細(xì)胞外間隙對(duì)比劑的體積，受血管滲透性、細(xì)胞密度、囊變壞死程度以及細(xì)胞外基質(zhì)等因素的影響。由于其影響因素眾多，故Ve值是高度不穩(wěn)定的。本研究中的DCE-MRI 定量參數(shù)與部分研究有差異[21]，可能與本研究的后處理模式多選擇性有關(guān)。本研究中后處理是在西門子的Syngo.via進(jìn)行的，該后處理模型可以根據(jù)對(duì)比劑類型、劑量的不同來調(diào)整計(jì)算方式，并且可以根據(jù)不同的血流灌注情況、不同的器官有三種模式可以選擇，本研究后處理中的每一個(gè)結(jié)果都是在不同模式中選擇了擬合曲線最好，即時(shí)間信號(hào)曲線圖中chi2值最小的結(jié)果。

3.3 本研究的局限性

本研究仍存在一些不足之處。首先，樣本量仍然不夠大，未來我們將擴(kuò)大樣本量以驗(yàn)證當(dāng)前的結(jié)果；其次，由于本研究為回顧性研究，所以選擇偏倚是不可避免的；另外，本研究未將DCE-MRI 定量參數(shù)與病理學(xué)免疫組化結(jié)果做相關(guān)分析，未來我們將進(jìn)一步驗(yàn)證定量參數(shù)所代表的病理意義；最后，我們使用的二維ROI 測量平均值，三維的ROI 是否能反映更準(zhǔn)確的結(jié)果，未來我們將繼續(xù)進(jìn)一步研究。

綜上所述，CS-VIBE 用于甲狀腺DCE-MRI 是可行的，在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷中具有一定的價(jià)值，其中Ktrans、Kep、iAUC 聯(lián)合參數(shù)模型平衡了敏感度和特異度，有更好的診斷表現(xiàn)，為甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別提供了另一種參考手段。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。