黨珊,段海峰,郭炎兵,陳媛媛,于勇,2,于楠,2*
1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,陜西 咸陽 712000;2.陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 咸陽 712046;*通信作者 于楠yunan0512@sina.com
肺癌是我國發(fā)病率及病死率最高的癌癥[1],早期準(zhǔn)確診斷至關(guān)重要。機(jī)化性肺炎又稱閉塞性細(xì)支氣管炎機(jī)化性肺炎,是肺實(shí)質(zhì)對各種病理?xiàng)l件(如感染或腫瘤)及各種物理和化學(xué)刺激的一種常見反應(yīng)形式,發(fā)病率約1.96/10萬[2]。局灶性機(jī)化性肺炎(focal organizational pneumonia,F(xiàn)OP)占機(jī)化性肺炎的10%~15%[3],表現(xiàn)為孤立的局灶性病變[4],其CT表現(xiàn)與周圍型肺癌(peripheral lung cancer,PLC)有重疊。MRI可用于鑒別肺結(jié)節(jié)/腫塊的良、惡性,并評估FOP的影像學(xué)特征[5]。刀鋒偽影校正技術(shù)(BLADE)能有效抑制運(yùn)動(dòng)偽影;T2 BLADE序列具有中心k空間過采樣的優(yōu)點(diǎn),可有效地降低呼吸運(yùn)動(dòng)和血管搏動(dòng)偽影[6];且T2WI能定量評估病變內(nèi)水含量,既往使用T2WI鑒別多部位腫瘤,但肺結(jié)節(jié)/腫塊相關(guān)研究較少。此外,F(xiàn)leischner協(xié)會(huì)立場文件指出,擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)可用來鑒別肺結(jié)節(jié)的良、惡性,甚至在診斷肺結(jié)節(jié)方面優(yōu)于FDG PET/CT[7];但機(jī)化性肺炎病變內(nèi)膿腫與肺癌實(shí)性成分DWI均表現(xiàn)為高信號、表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)低信號,而T2WI膿腫為明顯高信號,聯(lián)合DWI與T2WI可很好地鑒別兩者。因此,本研究擬探索DWI聯(lián)合T2對比度比(T2 contrast ratio,T2 CR)對FOP與PLC的鑒別診斷價(jià)值。
1.1 研究對象 回顧性收集陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院2016年11月—2021年12月的FOP患者M(jìn)RI圖像。所有患者在活檢前48 h行MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):①M(fèi)RI檢查禁忌證(心臟起搏器、鐵磁植入物、幽閉恐懼癥等);②MRI圖像質(zhì)量差。最終納入36例FOP患者。FOP患者最常見的癥狀是咳嗽、咳痰、胸痛、發(fā)熱、咯血、無癥狀、氣短、乏力、高血糖。男27例,女9例,年齡39~80歲,其中單發(fā)病灶32例(1例有頜下腺癌病史),多發(fā)病灶4例(1例胃癌術(shù)后,1例直腸癌術(shù)后,1例無腫瘤史;1例為多處穿刺,其中一處為腺癌,有膿腔的病灶為FOP)。所有FOP患者均經(jīng)CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活檢證實(shí),其中8例患者進(jìn)行隨訪,CT示病灶減少或消失。
從253例經(jīng)病理確診的肺癌患者中選擇36例年齡、性別及最大徑與FOP組相匹配的PLC患者,男23例,女13例,年齡48~83歲。31例PLC患者經(jīng)CT引導(dǎo)下穿刺活檢證實(shí),5例經(jīng)外科手術(shù)切除。本組PLC中,腺癌22例,鱗狀細(xì)胞癌5例,小細(xì)胞癌7例,巨細(xì)胞癌1例,腺鱗癌1例。本研究經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(SZFYIEC-YJ-2019第[19]號),豁免患者知情同意。
1.2 儀器與方法
1.2.1 CT檢查 使用GE Discovery CT 750 HD多層螺旋CT掃描儀,在吸氣末屏氣掃描。掃描參數(shù):管電壓80/140 kV,瞬時(shí)開關(guān),管電流260 mA,旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/rot,矩陣512×512。使用層厚1.2 mm進(jìn)行軸位圖像重建。
1.2.2 MRI檢查 使用Siemens MAGNETOM Skyra 3.0T MR掃描儀,18通道體線圈。掃描序列包括軸位radial VIBE、T2 BLADE及DWI,掃描范圍自胸廓入口至肝頂平面。軸位radial VIBE:TR 2.79 ms,TE 1.39 ms,體素大小1.2 mm×1.2 mm×1.2 mm,翻轉(zhuǎn)角5°,激勵(lì)次數(shù)(NEX)1,矩陣320×320,視野380 mm×380 mm,掃描時(shí)間5 min 30 s;軸位T2 BLADE序列:TR 2 200 ms,TE 89 ms,層厚4 mm,翻轉(zhuǎn)角103°,NEX 1,矩陣320×320,掃描時(shí)間2 min 55 s(具體掃描時(shí)間視患者呼吸狀態(tài)決定);自由呼吸DWI(b=50、800 s/mm2):TR 7 100 ms,TE 58 ms,體素大小1.6 mm×1.6 mm×5.0 mm,翻轉(zhuǎn)角5°;NEX 1(b=50 s/mm2)、4(b=800 s/mm2),矩陣400×320,視野380 mm×306 mm,掃描時(shí)間2 min 43 s。
1.3 圖像分析 T2CR即肺結(jié)節(jié)/腫塊的T2信號強(qiáng)度值與右側(cè)菱形肌的T2信號強(qiáng)度值比值:對比度比(contrast ratio,CR)=肺結(jié)節(jié)信號強(qiáng)度(signal intensity,SI)/菱形肌SI[8]。由1名有21年經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師和1名有10年經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師采用盲法測量T2CR及ADC值;測量時(shí)將盡可能大的感興趣區(qū)放在病灶實(shí)性區(qū)域(DWI高信號、ADC低信號、T2WI非壞死區(qū)),避開壞死與血管,在不同層面測量3次取平均值。肺外周分布定義為:病變主要位于肺外1/3、肺尖或膈上的肺基底。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS 24.0和GraphPad Prism 8.0.2軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示,使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)評估2名醫(yī)師測量T2CR和ADC值的一致性。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)表示,采用χ2檢驗(yàn)。使用二元Logistic回歸建立聯(lián)合使用DWI與T2CR值的MR診斷模型,并比較兩者單獨(dú)使用及聯(lián)合使用對FOP及PLC的鑒別診斷價(jià)值;使用受試者工作特征(ROC)曲線評估診斷敏感度、特異度、曲線下面積(AUC)及閾值;使用Delong檢驗(yàn)比較單變量與聯(lián)合變量的診斷效能,并計(jì)算假陽性率、假陰性率、真陽性率及真陰性率。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 一般資料 72例患者病變最大徑為1.0~8.4 cm,平均最大徑(3.6±1.7)cm。所有患者一般狀況見表1。兩組間年齡、性別及最大徑差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。78%(28/36)的FOP位于肺外周,兩組肺葉分布差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
表1 FOP和PLC患者的一般資料及MRI參數(shù)比較
2.2 一致性檢驗(yàn) 2名放射科醫(yī)師對T2CR及ADC值測量的一致性好(ICC=0.951、0.955,P均<0.001)。
2.3 兩組T2CR與ADC值的診斷效能 FOP組T2CR和ADC值顯著大于PLC組(P均<0.001,表1)。典型FOP與PLC病例見圖1、2。ROC曲線見圖3,T2CR,ADC值的診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、假陽性率及假陰性率見表2。ADC值鑒別兩者敏感度最高,為91.7%;T2CR診斷兩者特異度高,為91.7%。聯(lián)合T2CR與ADC值(AUC為0.924、診斷準(zhǔn)確度86.1%)較單獨(dú)使用T2CR 可提高AUC 及診斷準(zhǔn)確度(Z=3.078,P=0.002),與單獨(dú)使用ADC相比,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.149,Z=1.441)。T2CR及ADC值的閾值分別為2.29、1 048×10-6mm2/s。
圖1 男,51歲,F(xiàn)OP。CT示左肺上葉結(jié)節(jié),最大徑約2.5 cm(A);T2WI示結(jié)節(jié)呈稍高信號,T2CR=2.86(B);DWI(b=800 s/mm2)示結(jié)節(jié)擴(kuò)散受限不顯著(C);ADC呈略低信號,ADC值為1 450×10-6 mm2/s(b=0、800 s/mm2,D)
圖2 男,65歲,肺腺癌。CT示右肺上葉胸膜下結(jié)節(jié)伴空泡征(A);T2WI示結(jié)節(jié)呈較高信號,T2CR=2.19(B);DWI(b=800 s/mm2)示結(jié)節(jié)呈擴(kuò)散受限更高信號(C);ADC圖呈低信號,ADC值為1 014×10-6 mm2/s(b=0、800 s/mm2,D)
圖3 ADC值、T2CR值及兩者聯(lián)合鑒別FOP與PLC的ROC曲線
表2 T2CR、ADC對FOP與PLC的診斷敏感度、特異度、AUC及準(zhǔn)確度
ADC值正確診斷FOP 33例(33/36,91.7%),PLC 28例(28/33,85.0%);T2CR正確診斷FOP 20例(20/36,56%),PLC 33例(33/36,91.7%)。T2CR聯(lián)合ADC值正確診斷PLC 29例(29/36,80.6%),F(xiàn)OP 33例(33/36,91.7%)。
3.1 FOP的疾病特征 機(jī)化性肺炎的特點(diǎn)是肺泡導(dǎo)管和支氣管內(nèi)息肉樣肉芽組織導(dǎo)致肺泡間隔增厚,以及不同程度累及細(xì)支氣管的慢性炎癥[9-10];部分患者無需治療即可好轉(zhuǎn),部分患者經(jīng)類固醇治療有效。FOP的CT表現(xiàn)為單發(fā)結(jié)節(jié)或腫塊,部分病變誤診為感染性病變并給予抗生素治療,部分病變誤診為惡性腫瘤接受活檢或手術(shù)切除。因此,早期正確診斷FOP至關(guān)重要。CT是評價(jià)FOP最常用的影像學(xué)方法,但有時(shí)很難區(qū)分FOP與PLC。本研究使用MRI定量評估FOP,發(fā)現(xiàn)更多FOP病灶位于肺外周,與既往研究一致[11-13]。這可能是因?yàn)橥庵芊谓M織支氣管引流不暢,炎癥消退緩慢且不完全。
3.2 FOP與PLC的DWI特征 DWI模型假設(shè)水分子的微觀運(yùn)動(dòng)僅受水分子的影響,ADC值代表水分子的擴(kuò)散情況。惡性腫瘤細(xì)胞增殖速度快,細(xì)胞排列緊密,水分子擴(kuò)散受限程度高于良性腫瘤[14-15],故肺癌ADC值低于良性肺腫塊及肺不張組織。Usuda等[16]使用MRI對314例肺結(jié)節(jié)/腫塊的良、惡性鑒別診斷研究發(fā)現(xiàn),肺癌ADC值顯著低于良性肺結(jié)節(jié)/腫塊,ADC閾值為1.470×10-3mm2/s;本研究中肺癌ADC值顯著低于FOP,與其結(jié)果一致,但ADC閾值約1 048×10-6mm2/s,與既往研究結(jié)果有差異,可能與掃描參數(shù)、儀器及納入病例等因素有關(guān),且本研究FOP病例數(shù)量較少。
3.3 FOP與PLC的T2WI特征 T2WI可以很好地顯示病灶內(nèi)部成分信息,對顯示囊性成分、壞死、富水區(qū)域等有明顯優(yōu)勢。Petrillo等[17]研究發(fā)現(xiàn),T2WI可鑒別乳腺腫瘤與良性病變,且乳腺癌T2WI信號強(qiáng)度低于良性病變;T2WI可預(yù)測子宮內(nèi)膜癌的浸潤深度[18];前列腺外周帶T2低信號取代正常高信號是前列腺癌的特征,且定量T2值可區(qū)分前列腺癌和正常腺體組織或前列腺增生結(jié)節(jié)[19];T2WI信號強(qiáng)度可用于鑒別腎上腺乏脂型腺瘤與轉(zhuǎn)移瘤[20]。本團(tuán)隊(duì)前期對365例肺結(jié)節(jié)/腫塊的良、惡性鑒別診斷研究[21]發(fā)現(xiàn),肺癌T2CR值明顯低于良性肺結(jié)節(jié)/腫塊,診斷閾值為2.14;該研究結(jié)果與本研究結(jié)論一致,而本研究診斷閾值約為2.29,可能與納入病例不同有關(guān),后期將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行研究。本研究中,部分FOP患者形成膿腫,若僅使用DWI,膿腫與肺癌均會(huì)出現(xiàn)顯著擴(kuò)散受限,不易鑒別;而膿腫T2信號高,與肺腫瘤實(shí)性區(qū)域顯著不同,故聯(lián)合T2WI與DWI可以很好地鑒別。
3.4 多模態(tài)MRI的診斷效能及臨床意義 MRI無輻射,對青少年、育齡期女性及孕婦、碘對比劑過敏等人群是一種安全的檢查手段;對CT難以鑒別的孤立性肺結(jié)節(jié)/腫塊,T2WI可額外提供病灶的內(nèi)部成分信息,DWI可提供病灶內(nèi)部功能信息。本研究中聯(lián)合使用DWI與T2WI較單獨(dú)使用兩者可提高對FOP與PLC的鑒別診斷效能,與Usuda等[16]研究結(jié)果一致。臨床工作中僅依靠放射科醫(yī)師觀察T2WI圖像對病變進(jìn)行判斷,主觀性較強(qiáng);本研究定量測量FOP、PLC的T2CR與ADC值可很好地鑒別;較近年流行的影像組學(xué)方法臨床易于推廣,且臨床實(shí)際工作中醫(yī)師可通過觀察病灶的形態(tài)學(xué)征象鑒別,進(jìn)一步提高診斷效能,本研究組在今后的研究中將納入MRI形態(tài)學(xué)征象。
3.5 本研究的局限性 首先,F(xiàn)OP組納入樣本量較小,PLC組與之匹配病例也較少,受限于該病本身發(fā)病率較低;在今后的工作中將繼續(xù)搜集病例,擴(kuò)大樣本量;其次,本研究良性組僅納入FOP,未納入結(jié)節(jié)/腫塊型肺結(jié)核及其他良性病變,今后的研究中將納入多種良性病變。
總之,T2CR不僅可單獨(dú)用來鑒別FOP與PLC;聯(lián)合T2CR及ADC值可提高對兩者的鑒別診斷能力,為放射科醫(yī)師鑒別肺結(jié)節(jié)/腫塊的良惡性提供客觀的影像學(xué)依據(jù),期待將來肺部MRI能更廣泛地應(yīng)用于該領(lǐng)域。