Dixon技術(shù)鑒別乏脂肪腎血管平滑肌脂肪瘤與腎癌的價值

孫 軍SUN Jun

邢 偉1XING Wei

陳 杰1CHEN Jie

范 敏2FAN Min

陳銅兵3CHEN Tongbing

張麗君1ZHANG Lijun

Dixon技術(shù)鑒別乏脂肪腎血管平滑肌脂肪瘤與腎癌的價值

孫 軍1SUN Jun

邢 偉1XING Wei

陳 杰1CHEN Jie

范 敏2FAN Min

陳銅兵3CHEN Tongbing

張麗君1ZHANG Lijun

目的探討Dixon技術(shù)在乏脂肪腎血管平滑肌脂肪瘤（RAML）與腎癌（RCC）鑒別診斷中的價值。資料與方法分析16例乏脂肪RAML與36例RCC的Dixon圖像，測量同相位（IP）、反相位（OP）、純脂肪（FO）及純水（WO）圖像上腫瘤信號強度，計算腫瘤信號強度指數(shù)（TSII）、腫瘤脂肪分數(shù)（TFF），分別對兩種腫瘤的TSII、TFF行獨立樣本t檢驗及ROC曲線分析。結(jié)果以腫瘤OP較IP圖信號下降及相應(yīng)FO較WO圖信號增高為依據(jù)診斷乏脂肪RAML的準確度、敏感度、特異度分別為82.69%、87.50%、80.56%。乏脂肪RAML與RCC之間的TSII、TFF差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（t=8.638、11.179, P＜0.05）；利用TSII鑒別的ROC曲線下面積為0.944，診斷乏脂肪RAML的準確度、敏感度、特異度分別為86.54%、93.75%、83.33%；利用TFF鑒別的ROC曲線下面積為0.986，診斷乏脂肪RAML的準確度、敏感度、特異度分別為94.23%、93.75%、94.44%。結(jié)論Dixon技術(shù)，特別是其定量分析，對鑒別乏脂肪RAML與RCC具有重要價值。

腎腫瘤；脂肪瘤；平滑肌瘤；磁共振成像；Dixon技術(shù)；診斷，鑒別

腎血管平滑肌脂肪瘤（renal angiomyolipoma, RAML）是腎臟最常見的良性腫瘤，大多因含有明顯的脂肪成分容易診斷，但約4.5%的RAML所含脂肪在常規(guī)CT或MRI上難以辨別，稱為乏脂肪RAML[1]。乏脂肪RAML的影像表現(xiàn)多樣，易誤診為腎癌（renal cell carcinoma, RCC）[2]，近年來，磁共振Dixon技術(shù)及其產(chǎn)生的同相位（IP）、反相位（OP）、純脂肪（FO）及純水（WO）圖可以成功用于研究含脂性組織或病灶，如骨髓、脂肪肝、RAML等[3-7]。本研究采用Dixon技術(shù)對乏脂肪RAML及RCC進行定性、定量評價，旨在探討該技術(shù)對上述兩種腫瘤的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2011-03～2012-10蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院行MR檢查的52例腎腫瘤患者。16例為乏脂肪RAML，男6例，女10例；年齡29～66歲，平均（47.4±12.2）歲；瘤體最大徑1.1～4.5 cm，平均（2.8±1.0）cm。36例為RCC，男22例，女14例；年齡27～77歲，平均（55.5±13.7）歲；瘤體最大徑1.0～11.0 cm，平均（5.7±2.9）cm；其中透明細胞癌25例，嫌色細胞癌5例，乳頭狀細胞癌3例，黏液性小管狀和梭形細胞癌2例，集合管癌1例。所有病例均經(jīng)手術(shù)病理證實。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Verio 3.0T超導(dǎo)型MRI儀，體部陣列線圈，取仰臥位，頭先進。掃描范圍從腎上極至腎下極，所有患者均先行常規(guī)MRI掃描（冠狀位T2WI、橫斷面T2WI、T1WI），然后行Dixon掃描。橫斷面T2WI采用半傅立葉采集單次激發(fā)FSE序列，TR 700 ms，TE 96 ms；T1WI采用二維快速小角度激發(fā)成像序列，TR 161 ms，TE 2.5 ms。T1加權(quán)三維容積內(nèi)插屏氣檢查雙回波Dixon序列，TR 5.470 ms，TE 1.225/2.450 ms，采集帶寬500 Hz/Px，視野380 mm×249 mm，矩陣370×141，層數(shù)64，層厚2 mm，層間距0.4 mm，單次屏氣狀態(tài)下掃描，采集時間為22 s。

1.3 圖像分析 由2位影像科副主任醫(yī)師應(yīng)用Siemens Syngo工作站對圖像進行分析，意見不一致時，2位醫(yī)師討論達成一致。在同一層面的同一位置測量，IP、OP、FO及WO圖上腫瘤實性部分的信號強度，感興趣區(qū)（ROI）盡可能覆蓋整個腫瘤，但不包括腫瘤的邊緣部分以避免容積效應(yīng)的影響，ROI完全避開出血、壞死、囊變及鈣化區(qū)域。為了減少由于測量導(dǎo)致的偏倚，采取測量3次取平均值的方法。

參數(shù)的計算公式：①腫瘤信號強度指數(shù)（tumor signal intensity index, TSII）=［（IP腫瘤信號強度-OP腫瘤信號強度）/IP腫瘤信號強度］×100%；②腫瘤脂肪分數(shù)（tumor fat fraction, TFF）=［FO腫瘤信號強度/（FO腫瘤信號強度+WO腫瘤信號強度）］×100%[3,8,9]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，以病理診斷為標準，計算應(yīng)用Dixon技術(shù)診斷乏脂肪RAML的效能，包括準確率、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值；兩類腫瘤之間TSII、TFF的比較采用獨立樣本t檢驗，并分別應(yīng)用ROC曲線進行分析，確定TSII、TFF鑒別兩類腫瘤的閾值及相應(yīng)閾值下診斷乏脂肪RAML的效能，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 Dixon表現(xiàn) 16例乏脂肪RAML中，14例病灶OP較IP圖信號下降，相應(yīng)FO較WO圖信號增高（圖1）；2例病灶OP較IP圖未出現(xiàn)信號下降，且相應(yīng)FO較WO圖未信號增高。36例RCC中，7例病灶OP較IP圖出現(xiàn)信號下降，相應(yīng)FO較WO圖信號增高；29例病灶OP較IP圖未出現(xiàn)信號下降，相應(yīng)FO較WO圖未出現(xiàn)信號增高（圖2）。以病灶Dixon表現(xiàn)即OP較IP圖信號下降，相應(yīng)FO較WO圖信號增高為依據(jù)診斷乏脂肪RAML的效能見表1。

圖1 患者女，33歲，右腎乏脂肪RAML，病灶（箭）最大徑為2.5 cm。病灶OP（B）較IP（A）出現(xiàn)點、片狀信號下降區(qū)（箭頭），病灶FO（C）較WO（D）出現(xiàn)點、片狀信號增高區(qū)（箭頭）

圖2 患者男，29歲，右腎RCC，病灶（箭）最大徑為3.3 cm。病灶OP（B）較IP（A）未出現(xiàn)信號下降區(qū)，病灶FO（C）較WO（D）未出現(xiàn)信號增高區(qū)

表1 不同方法對乏脂肪RAML的診斷效能（%）

2.2 TSII及TFF數(shù)據(jù)分析 乏脂肪RAML與RCC的TSII、TFF比較差異均有顯著統(tǒng)計學(xué)意義（t=8.638、11.179, P＜0.05），見表2。根據(jù)ROC曲線（圖3），利用TSII鑒別乏脂肪RAML與RCC的曲線下面積為0.944，最佳鑒別閾值為24.08%，此時診斷乏脂肪RAML的效能見表1；利用TFF鑒別的曲線下面積為0.986，最佳鑒別閾值為28.42%，此時診斷乏脂肪RAML的效能見表1。

表2 乏脂肪RAML與RCC的平均TSII、TFF值（%）

圖3 TSII、TFF鑒別乏脂肪RAML與RCC的ROC曲線

3 討論

3.1 常規(guī)方法鑒別乏脂肪RAML與RCC的局限性常規(guī)CT或MRI鑒別乏脂肪RAML與RCC主要依賴病灶形態(tài)學(xué)變化，如密度、信號、壞死、強化方式等。單純依靠形態(tài)學(xué)診斷，標準不易掌握，往往不能同時兼顧敏感度與特異度。特別是對于小病灶RCC，由于其壞死、囊變及出血等繼發(fā)改變相對少見，與乏脂肪RAML的影像學(xué)表現(xiàn)相似，最易混淆。

3.2 雙回波Dixon技術(shù)的應(yīng)用 Dixon技術(shù)是一種MRI水-脂分離成像法，于1984年由Dixon首先提出，其原理是基于化學(xué)位移現(xiàn)象，通過回波時間的調(diào)整，采集IP與OP圖；將IP與OP兩種圖像信息相減或相加后再除以2的不同運算，重建得到FO與WO圖[5]。本研究Dixon技術(shù)采用雙回波序列成像，掃描速度快，一次屏氣即可完成檢查，且能獲得同一層面相互匹配的IP、OP、FO及WO圖，便于4種圖像間的對照研究。Ma等[10,11]認為Dixon技術(shù)采用雙回波序列能產(chǎn)生穩(wěn)定的FO及WO圖。與常用的短反轉(zhuǎn)時間的反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)及頻率選擇脂肪飽和等抑脂技術(shù)相比，Dixon技術(shù)更適用于檢測含少量脂質(zhì)的病灶[12,13]。

3.3 Dixon定性分析鑒別乏脂肪RAML與RCC的價值 Israel等[14]采用化學(xué)位移成像研究腎臟腫瘤，認為病灶OP較IP圖信號下降，可以推測該腫塊內(nèi)含有脂質(zhì)，從而提示RAML。本研究采用Dixon技術(shù)，較化學(xué)位移成像增加了FO及WO兩個序列，F(xiàn)O較WO圖信號增高亦提示病灶內(nèi)含有脂質(zhì)，故Dixon技術(shù)診斷RAML更可靠。本組2例乏脂肪RAML未觀察到OP圖信號下降及相應(yīng)FO圖信號增高，推測原因可能與腫塊內(nèi)脂質(zhì)含量少且分布稀疏有關(guān)。部分RCC如透明細胞癌、乳頭狀細胞癌等細胞胞質(zhì)內(nèi)也可能存在脂質(zhì)成分，是腫瘤組織發(fā)生脂肪變性形成的脂滴，稱為“細胞內(nèi)脂質(zhì)（intracellular lipid）”，其OP亦較IP圖信號下降，與乏脂肪RAML表現(xiàn)相似[3-5,12]。本組7例RCC的OP圖信號下降，易誤診為乏脂肪RAML。因此，僅憑感官定性分析病灶OP與IP圖、FO與WO圖的灰度差鑒別乏脂肪RAML與RCC缺乏客觀性，陽性預(yù)測值較低。而本研究顯示，Dixon定量分析可對兩者進行鑒別診斷。

3.4 Dixon定量分析鑒別乏脂肪RAML與RCC的價值 Rosenkrantz等[3]同時應(yīng)用同-反相位信號強度指數(shù)（SIindex）與水-脂相位脂肪分數(shù)（FF）診斷RAML，發(fā)現(xiàn)FF的診斷準確率高于SIindex。本研究結(jié)果顯示，TSII與TFF均可準確鑒別乏脂肪RAML與RCC，且TFF的準確率更高，與Rosenkrantz等[3]的結(jié)果相似。本組參數(shù)TSII由IP及OP信號測算得來，OP信號大小取決于腫瘤內(nèi)水與脂質(zhì)信號抵消后剩余的水或脂質(zhì)的信號強度，故TSII易受病灶內(nèi)水-脂含量的影響[3]；而參數(shù)TFF由FO及WO信號測算得來，不受病灶內(nèi)水-脂含量的影響，因此診斷可靠性更高，在臨床工作中推薦采用TFF定量評價腎臟腫瘤內(nèi)脂質(zhì)含量。

乏脂肪RAML內(nèi)存在的成熟脂肪組織與RCC內(nèi)存在的細胞內(nèi)脂質(zhì)是腫瘤的兩種主要含脂形式[12]。本組TSII、TFF本質(zhì)上反映了腫瘤內(nèi)脂質(zhì)成分的含量：數(shù)值大，表示脂質(zhì)含量高；反之，表示脂質(zhì)含量低。本研究表明，乏脂肪RAML內(nèi)的脂質(zhì)含量顯著高于RCC，應(yīng)用Dixon定量分析可以對兩者進行鑒別。與定性分析相比，Dixon定量分析采用參數(shù)進行評價，為鑒別診斷提供了客觀依據(jù)，并能同時兼顧多項診斷效能指標。

目前磁共振波譜技術(shù)亦用于測定組織內(nèi)脂質(zhì)含量，但其只能對某個點或一個區(qū)域進行代謝分析，不能獲得整個組織的代謝信息，且對設(shè)備要求高，檢查時間長，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，限制了其臨床應(yīng)用[8,9]；而Dixon技術(shù)能對整個腎臟成像，并行定性及定量分析，檢查時間短，數(shù)據(jù)處理簡便。

3.5 不足與展望 ①本研究Dixon技術(shù)采用雙回波法，即兩點Dixon法。近年來，有學(xué)者對Dixon法進行了改進，提出了多點Dixon法，如三點Dixon法及由其改進的采用非對稱回波與最小二乘估算法的水脂分離技術(shù)等，這些技術(shù)通過增加信號采集點，克服磁場不均勻性對脂肪抑制效果的影響，確保產(chǎn)生高質(zhì)量的水-脂分離圖像，但這些技術(shù)完全應(yīng)用于臨床評價腎臟腫瘤內(nèi)脂質(zhì)含量，還需進一步發(fā)展[5,6,8,13]。②作為回顧性分析，本研究主要采用影像學(xué)方法對腎臟腫瘤內(nèi)脂質(zhì)含量進行評價，缺乏腫瘤真正脂質(zhì)含量的組織病理學(xué)對照，有待于進一步探討。③本組資料中乏脂肪RAML與非透明細胞型腎癌樣本量較小，測量指標可能有偏倚。

總之，應(yīng)用Dixon技術(shù)并通過其定量指標評價腫塊內(nèi)脂質(zhì)含量，可以準確鑒別乏脂肪RAML與RCC，為臨床術(shù)前評價腎臟腫瘤的良惡性提供依據(jù)。

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（責(zé)任編輯 唐 潔）

Dixon Technique in Differentiating Lack-fat Renal Angiomyolipoma and Renal Cell Carcinoma

PurposeTo explore the value of Dixon technique in differentiating lackfat renal angiomyolipoma (RAML) and renal cell carcinoma (RCC).Materials and MethodsDixon images of 16 patients with lack-fat RAML and 36 patients with RCC were analyzed, signal intensity of the tumor on the in-phase (IP), oppose-phase, fat-only (FO) and water-only (WO) images were measured, tumor signal intensity index (TSII) and tumor fat fraction (TFF) were calculated and compared, then receiver operating characteristic (ROC) curve was used to analyze.ResultsThe accuracy, sensitivity and specificity for diagnosing lack-fat RAML were 82.69%, 87.50% and 80.56%, respectively when using tumor signal intensity drop in OP images compared with IP images, and the corresponding FO images show higher signal intensity than the WO images. There was significant statistical difference of both TSII and TFF between lack-fat RAML and RCC (t=8.638, 11.179, P＜0.05); area under the ROC curve using TSII for identification was 0.944, the accuracy, sensitivity and specificity were 86.54%, 93.75% and 83.33%, respectively for diagnosing lack-fat RAML; area under the ROC curve using TFF for identification was 0.986, the accuracy, sensitivity and specificity were 94.23%, 93.75% and 94.44%, respectively for diagnosing lack-fat RAML.Conclusion Dixon technology, especially its capability of quantitative analysis, is significantly valuable to differentiate lack-fat RAML from RCC.

Kidney neoplasms; Lipoma; Leiomyoma; Magnetic resonance imaging; Dixon technique; Diagnosis, differential

1. 蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院影像科 江蘇常州213003

2. 蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院泌尿外科 江蘇常州 213003

3. 蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院病理科 江蘇常州213003

邢 偉

Department of Radiology, Affiliated Third Hospital of Soochow University, Changzhou 213003, China

Address Correspondence to: XING Wei

E-mail: suzhxingwei@126.com

常州市衛(wèi)生局重大科技項目（ZD201110）；常州市第十八批科技計劃（應(yīng)用基礎(chǔ)研究）項目（CJ20122019）。

R730.262；R737.11

2013-01-05

修回日期：2013-07-26

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2013年 第21卷 第9期：644-647

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(9): 644-647

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.09.002