DWI在肺癌淋巴結(jié)定性診斷中的臨床研究

張 晰 邢 偉 陳 杰 丁玖樂 高曉玉 沈 楠

肺癌是威脅人類健康及生命的主要惡性腫瘤之一，治療的關(guān)鍵在于早期診斷及分期，而無創(chuàng)性影像學(xué)檢查對(duì)肺癌分期非常重要。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI）的應(yīng)用范圍正逐步向體部拓展，特別是近年來，快速成像技術(shù)的迅速發(fā)展，如單次激發(fā)平面回波成像的發(fā)展，使影響圖像質(zhì)量的呼吸、心跳、脈搏及腸管蠕動(dòng)等均可被有效克服，從而使其能夠應(yīng)用于體部實(shí)體腫瘤，如肝癌、乳腺癌、前列腺癌、胃腸道腫瘤等[1-4]。近年來，有關(guān)DWI在肺部應(yīng)用的報(bào)道也逐漸增多，但是胸部成像的b值使用尚無定論，目前還處于研究階段。因此，探討擴(kuò)散加權(quán)成像在肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用成為研究重點(diǎn)。

方 法

1.臨床資料

選取2011年11月～2012年6月在本院診治的肺癌患者25例，其中男性17例，女性8例，年齡41～72歲，中位年齡為59歲。所有患者均于磁共振檢查結(jié)束后2周內(nèi)手術(shù)治療，術(shù)中均可見縱隔和（或）肺門增大淋巴結(jié)。經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)，其中鱗癌15例，腺癌8例，腺鱗癌2例。所有的縱隔和（或）肺門淋巴結(jié)根據(jù)術(shù)后病理結(jié)果分為轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性兩組。所有患者均簽署書面知情同意書。

2. MRI檢查方法與掃描參數(shù)

采用德國(guó)Siemens Magnetom Verio 3.0T超導(dǎo)型MR掃描儀與腹部相控陣表面線圈，行常規(guī)MRI與DWI檢查。檢查前先訓(xùn)練患者呼吸，囑咐患者盡量保持呼吸均勻，以保證圖像質(zhì)量，檢查時(shí)患者取仰臥位。常規(guī)MR序列采用屏氣掃描：①半傅立葉變換單次激發(fā)快速自旋回波序列（HASTE）的冠狀位及軸位T2WI，掃描參數(shù)：TR/TE 700ms/96ms，層厚/間隔6.0mm/1.8mm，回波鏈長(zhǎng)度 168，視野（field of view,FOV）38cm，矩陣 320×224，激勵(lì)次數(shù)（number of excitation, NEX）1.0；②快速擾相梯度回波的T1WI，掃描參數(shù)：TR/TE 161ms/2.46ms，層厚/間隔6.0mm/1.8mm，F(xiàn)OV 38cm，矩陣 320×240，翻轉(zhuǎn)角64°，NEX=1.0。DWI采用呼吸觸發(fā)的單次激發(fā)自旋回波-回波平面成像（spin echo-echo planar imaging,SE-EPI）序列，在自由呼吸狀態(tài)下采集圖像，TR/TE 3000ms/72ms，層厚/間隔 6.0mm/1.8mm，F(xiàn)OV 35cm，矩陣 128×115，NEX=3.0。同時(shí)在相互垂直的X，Y，Z軸3個(gè)方向上施加擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)，b值取0s/mm2、800s/mm2。

3.圖像后處理與數(shù)據(jù)測(cè)量

利用syngo MR B17工作站對(duì)圖像進(jìn)行后處理,獲得表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient,ADC）圖。由一位高年資醫(yī)師在不知病理結(jié)果及研究方法的前提下，參考常規(guī)軸位T1WI、T2WI圖像，在b值為0的DWI圖像中勾畫感興趣區(qū)（region of interest, ROI），然后拷貝到ADC圖上測(cè)得相應(yīng)淋巴結(jié)的ADC值，ROI盡可能避免壞死區(qū)（壞死區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)：T1WI低信號(hào)，T2WI高信號(hào)）。為了避免測(cè)量所致的偏移，所有的測(cè)量均重復(fù)3次，取其平均值作為最終測(cè)量值。

4. 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。連續(xù)性計(jì)量資料平均值用±s表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)ADC值的差異。通過受試者工作特征曲線（ROC曲線）分析ADC值鑒別轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的診斷價(jià)值，并確定診斷肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的ADC最佳閾值，計(jì)算相應(yīng)的敏感性、特異性、陽性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值。當(dāng)P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

經(jīng)過術(shù)后病理結(jié)果證實(shí)，25例肺癌患者由ADC圖檢出的78枚淋巴結(jié)中，其中轉(zhuǎn)移性35枚，非轉(zhuǎn)移性43枚。具有代表性的淋巴結(jié)見圖1、圖2。

圖1 男，41歲，體檢發(fā)現(xiàn)左肺下葉占位，病理結(jié)果：腺鱗癌，第5組淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。A.軸位T2WI示第5組轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)（箭）；B. 軸位T1WI示第5組轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)（箭）；C. 軸位DWI（b＝800 s/mm2）示第5組轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié),顯示高信號(hào)（圓形）；D.軸位ADC圖示第5組轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié),顯示低信號(hào)（圓形），ADC值為1.237×10-3mm2/s；E.鏡下見淋巴結(jié)的正常結(jié)構(gòu)消失，被核大深染組成的瘤巢取代，部分融合（HE×200）。

兩組淋巴結(jié)ADC值之間的比較：轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的ADC值[（1.804±0.554）×10-3mm2/s]明顯小于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)[（2.509±0.502）×10-3mm2/s]，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t0-800=5.888，P＜0.05）。

通過ROC曲線（圖3）分析，獲得的曲線下面積（AUC）為0.827，95%的可信區(qū)間為0.725～0.903。根據(jù)AUC＞0.5起診斷作用，認(rèn)為b=800 s/mm2可作為鑒別轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的有效指標(biāo)。以ADC=2.210×10-3mm2/s作為轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的鑒別診斷閾值（圖4），其敏感性、特異性、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值分別為82.9%、69.8%、69.0%、83.3%。

圖2 男，66歲，體檢發(fā)現(xiàn)左上肺占位，病理結(jié)果：鱗癌，第4組淋巴結(jié)腫大（非轉(zhuǎn)移）。A.軸位T1WI示第4組非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)（白箭）；B. 軸位T2WI示第4組非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)（白箭）；C. 軸位DWI（b＝800 s/mm2）示第4組非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié),顯示低信號(hào)（圓形）；D.軸位ADC圖示第4組非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié),顯示稍高信號(hào)（圓形），ADC值為2.620×10-3mm2/s。

圖3 ADC值鑒別轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的ROC曲線。

圖4 每個(gè)淋巴結(jié)的ADC值作為閾值時(shí)的敏感性（藍(lán)色）、特異性（綠色），最終選ADC=2.210×10-3mm2/s作為轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的鑒別診斷閾值。

討 論

肺癌的準(zhǔn)確分期對(duì)臨床制定合適的治療方案至關(guān)重要，而淋巴結(jié)的有無轉(zhuǎn)移又是分期的關(guān)鍵。目前淋巴結(jié)評(píng)估主要依賴影像學(xué)檢查，包括CT、PET-CT等檢查，但這兩者均存在著局限性。CT主要通過測(cè)量淋巴結(jié)的大小來診斷有無轉(zhuǎn)移，目前以淋巴結(jié)腫大（短徑大于1cm）診斷為轉(zhuǎn)移[5],但不能用于診斷非小細(xì)胞肺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[6]。盡管PET-CT可通過測(cè)量SUV最大值來判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，Usuda等[7]認(rèn)為SUV最大值≥2.40診斷為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，但一些炎癥、感染也會(huì)使葡萄糖代謝升高，從而使PET-CT存在一定的假陽性率[8]。此外，CT、PET-CT檢查存在放射性輻射，不適合多次復(fù)查。一組對(duì)88個(gè)非小細(xì)胞肺癌患者、734個(gè)淋巴結(jié)的研究[9]表明，在非小細(xì)胞肺癌的淋巴結(jié)分期中，擴(kuò)散加權(quán)成像可以取代PET-CT，因?yàn)镈WI有更低的假陽性率。

ADC為表觀擴(kuò)散系數(shù)，主要反映組織中水分子的擴(kuò)散能力。研究結(jié)果顯示轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)ADC值小于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，這與Gumustas等[10]在縱隔良惡性病變的DWI定量研究結(jié)果一致，認(rèn)為水分子的擴(kuò)散受限程度主要與組織內(nèi)細(xì)胞構(gòu)成（如腫瘤細(xì)胞密度、黏蛋白含量、壞死及細(xì)胞外間隙等）和細(xì)胞膜完整性密切相關(guān)。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞外間隙小，使水分子擴(kuò)散受限，ADC值較?。欢寝D(zhuǎn)移性淋巴結(jié)則相反。因此，不同的ADC值可以反映不同的組織學(xué)類型和特征[11]。

水分子的擴(kuò)散受限程度還受微循環(huán)灌注的影響，有研究表明b＜400 s/mm2時(shí)微血管灌注對(duì)ADC值測(cè)量影響較大[12]，不利于反映組織的擴(kuò)散真實(shí)值。目前，由于MR設(shè)備、掃描序列及參數(shù)不同，因此尚沒有標(biāo)準(zhǔn)的DWI檢查b值。此項(xiàng)研究主要通過測(cè)量ADC值對(duì)肺癌縱隔及肺門淋巴結(jié)進(jìn)行定性診斷，選用了b=800 s/mm2，因?yàn)楦遙值不僅減小了微循環(huán)灌注對(duì)ADC值測(cè)量的影響，而且更準(zhǔn)確地反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散受限情況。最終選取ADC=2.210×10-3mm2/s作為轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的鑒別診斷閾值，其敏感性82.9%，明顯高于賀等研究的DWI診斷肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中以b=500 s/mm2時(shí)的敏感性52.9%[13]。

此研究取得一定的研究成果，但是也存在局限性：樣本例數(shù)仍然較少，有待擴(kuò)大樣本進(jìn)一步證實(shí)所得結(jié)果；相對(duì)ADC值（rADC）可能會(huì)提高轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的診斷準(zhǔn)確性[14]，有待今后進(jìn)一步研究。

總之，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的ADC值明顯小于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，因而，DWI對(duì)肺癌患者的縱隔和(或)肺門淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有一定的鑒別診斷價(jià)值。

[1] 陳玉芳, 程紅巖. DWI在肝癌TACE后療效評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展. 中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志, 2011,17:451-455.

[2] Heusner T A, Kuemmel S, Koeninger A, et al. Diagnostic value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) compared to FDG PET/CT for whole-body breast cancer staging. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2010,37:1077-1086.

[3] Ohgiya Y, Suyama J, Seino N, et al. Diagnostic accuracy of ultrahigh-b-value 3.0-T diffusion-weighted MR imaging for detection of prostate cancer. Clin Imaging, 2012,36:526-531.

[4] Gong N J, Wong C S, Chu Y C, et al. Treatment response monitoring in patients with gastrointestinal stromal tumor using diffusion-weighted imaging: preliminary results in comparison with positron emission tomography/computed tomography. NMR Biomed, 2012, 36:761-766

[5] Nakayama J, Miyasaka K, Omatsu T, et al. Metastases in mediastinal and hilar lymph nodes in patients with non-small cell lung cancer: quantitative assessment with diffusion-weighted magnetic resonance imaging and apparent diffusion coefficient. J Comput Assist Tomogr, 2010,34:1-8.

[6] 劉 林, 蔣仁超, 王卓才, 等. 非小細(xì)胞肺癌淋巴結(jié)大小與轉(zhuǎn)移的關(guān)系. 中國(guó)腫瘤臨床, 2004,31:931-933, 936.

[7] Usuda K, Zhao X T, Sagawa M, et al. Diffusion-weighted imaging is superior to positron emission tomography in the detection and nodal assessment of lung cancers. Ann Thorac Surg, 2011,91:1689-1695.

[8] Pauls S, Schmidt S A, Juchems M S, et al. Diffusion-weighted MR imaging in comparison to integrated [18F]-FDG PET/CT for N-staging in patients with lung cancer. Eur J Radiol, 2012, 81: 178-182.

[9] Nomori H, Mori T, Ikeda K, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging can be used in place of positron emission tomography for N staging of non-small cell lung cancer with fewer false-positive results. J Thorac Cardiovasc Surg, 2008,135:816-822.

[10] Gumustas S, Inan N, Sarisoy H T, et al. Malignant versus benign mediastinal lesions: quantitative assessment with diffusion weighted MR imaging. Eur Radiol, 2011, 21: 2255-2260.

[11] Finelli D A. Diffusion-weighted imaging of acute vertebral compressions: specific diagnosis of benign versus malignant pathologic fractures. AJNR, 2001,22:241-242.

[12] Ichikawa T, Haradome H, Hachiya J, et al. Diffusion-weighted MR imaging with single-shot echo-planar imaging in the upper abdomen: preliminary clinical experience in 61 patients. Abdom Imaging, 1999,24:456-461.

[13] 賀 偉, 周新華, 賀 文, 等. 磁共振彌散加權(quán)成像診斷肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2011, 27: 2013-2016.

[14] Xing W, Sheng J, Chen J, et al. Relative apparent diffusion coefficient: a promising tool to differentiate metastatic from benign lymph nodes in animal models. Chin Med J (Engl), 2011,124:2907-2910.