動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI在判斷眼眶惡性腫瘤對骨質(zhì)及眼外肌侵犯中的應(yīng)用研究

閆 鑠 王 健 冀曉東 郭瑜 吳 桐 夏 爽

動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI在判斷眼眶惡性腫瘤對骨質(zhì)及眼外肌侵犯中的應(yīng)用研究

閆 鑠 王 健 冀曉東 郭瑜 吳 桐 夏 爽

目的 探討動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI在判斷眼眶惡性腫瘤對周圍結(jié)構(gòu)累及情況中的作用。方法 回顧分析2010年12月—2014年5月間就診的17例眶內(nèi)惡性腫瘤病人資料，所有病人診斷以及骨質(zhì)、眼外肌受累與否均經(jīng)臨床病理證實(shí)。17例病人術(shù)前均行常規(guī)MRI及DCE-MRI檢查。采用影像后處理軟件分別得到腫瘤、相鄰骨質(zhì)、眼外肌的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線（TIC）和定量參數(shù)值。以臨床病理診斷結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，分析腫瘤、相鄰受累結(jié)構(gòu)、水腫結(jié)構(gòu)曲線類型及定量參數(shù)值的特點(diǎn)。3組間比較采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，兩組間比較采用Mann-Whitney檢驗(yàn)。采用Pearson相關(guān)分析受累骨質(zhì)、受累眼外肌與腫瘤定量參數(shù)值間的相關(guān)性，Spearman相關(guān)分析水腫骨髓、水腫眼外肌與腫瘤各定量參數(shù)值間的相關(guān)性。結(jié)果 腫瘤周圍結(jié)構(gòu)DCE-MRI強(qiáng)化特點(diǎn)：①受累結(jié)構(gòu)與腫瘤TIC類型高度一致；Ⅲ型曲線僅見于相鄰受累結(jié)構(gòu)。②受累骨質(zhì)的Ktrans、ve、iAUC與腫瘤相應(yīng)參數(shù)呈正相關(guān)，r=0.849、0.790、0.641（P＜0.05）；腫瘤各定量參數(shù)均大于水腫骨髓（P＜0.05），兩者參數(shù)無相關(guān)性（P＞0.05）。③受累眼外肌Ktrans、iAUC值與腫瘤相應(yīng)參數(shù)間具有相關(guān)性，r=0.830、0.692（P＜0.05）；腫瘤的Ktrans、iAUC值均大于水腫眼外?。≒＜0.05），各參數(shù)間無相關(guān)性（P＞0.05）。結(jié)論 DCE-MRI可作為常規(guī)MRI的重要補(bǔ)充，明確眼眶惡性腫瘤累及范圍。

動(dòng)態(tài)增強(qiáng)；磁共振成像；眼眶；惡性腫瘤

有文獻(xiàn)[1]報(bào)道，11.7%的眼眶腫瘤為惡性。常見的眼眶惡性腫瘤包括腺樣囊性癌、腺癌、橫紋肌肉瘤、纖維肉瘤、鱗狀細(xì)胞癌等，這些腫瘤浸潤性強(qiáng)、術(shù)后復(fù)發(fā)率高、預(yù)后不佳。腫瘤大小及范圍與其復(fù)發(fā)、預(yù)后相關(guān)。第7版美國癌癥聯(lián)合委員會(huì)（American Joint Committee on Cancer,AJCC）對淚腺區(qū)腫瘤的分類標(biāo)準(zhǔn)提出，不論腫瘤直徑大小，只要累及眶壁骨質(zhì)即歸為T4期[2]。雖然該標(biāo)準(zhǔn)僅針對淚腺區(qū)腫瘤，但一般認(rèn)為眼眶內(nèi)腫瘤的眶壁骨質(zhì)受累與否與預(yù)后密切相關(guān)。眼外肌受累與否對于手術(shù)范圍的確定，以及術(shù)后放化療方案的制定同樣具有重要影響。本研究收集經(jīng)病理證實(shí)的17例眼眶惡性腫瘤病人資料，回顧性比較眶壁受累骨質(zhì)、水腫骨質(zhì)、受累眼外肌、水腫眼外肌與惡性腫瘤的時(shí)間-信號(hào)曲線（timeintensity curve,TIC）及定量參數(shù)，并分析定量參數(shù)間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2010年12月—2014年5月間，在天津市第一中心醫(yī)院接受手術(shù)治療且術(shù)后病理證實(shí)為眶內(nèi)惡性腫瘤的17例病人資料，其中腺樣囊性癌12例，腺癌3例，黏液性纖維肉瘤1例，鱗狀細(xì)胞癌1例。男11例，女6例，年齡31～ 76歲，平均（52.8±13.9）歲。病人均于術(shù)前行常規(guī)MRI和DCE-MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①腫瘤主體位于眶外者，②影像偽影過重者。

1.2 MR設(shè)備及檢查方法 采用Siemens Trio Tim 3.0 T MRI設(shè)備，頭8通道線圈。病人仰臥位，頭先進(jìn)，頭部用海綿固定位置，并囑被檢查者在掃描中閉雙目，保持頭部及眼球不動(dòng)。所有病人均依次進(jìn)行常規(guī)冠狀面T1WI（TR=600 ms,TE=8.2 ms,層厚3.0 mm）、冠狀面T2WI（TR=4 000 ms,TE=84.0 ms,層厚3 mm）、橫斷面T1WI（TR=500 ms,TE=8.2 ms,層厚2.5 mm）、橫斷面T2WI（TR=6 000 ms,TE=94.0 ms,層厚2.5 mm）、橫斷面或矢狀面T2WI脂肪抑制序列（TR=4 000 ms,TE=84.0 ms,層厚：橫斷面2.5 mm/矢狀面3.0 mm,層間距0.5/0.6 mm）掃描，及DCEMRI掃描。DCE-MRI均采用三維時(shí)間分辨隨機(jī)軌道 成 像 （3D time-resolved angiographywith interleaved stochastic trajectorie，3D-TWIST）序列行冠狀面掃描，掃描參數(shù)如下：TR 5.0 ms，TE 2.0 ms，翻轉(zhuǎn)角12°，激勵(lì)次數(shù)1，矩陣320×189，F(xiàn)OV 170× 240，層厚3 mm，層間距3 mm，接收帶寬250 Hz。掃描范圍包括雙側(cè)眼瞼至雙側(cè)海綿竇，掃描幀數(shù)50幀，時(shí)間分辨率6.4 s。對比劑為釓噴替酸葡甲胺（Gd-DTPA，德國拜耳公司），劑量0.1 mmol/kg，采用高壓注射器經(jīng)前臂靜脈注射，流率2.5 mL/s，20 mL生理鹽水沖管。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描序列前3幀為平掃，第4幀開始給藥。

1.3 影像分析及影像后處理 影像由1名低年資（2年）和1名高年資（15年）神經(jīng)放射科醫(yī)師分析，結(jié)果以討論意見為準(zhǔn)。主要評價(jià)眶內(nèi)惡性腫瘤對眶壁骨質(zhì)及相鄰眼外肌的侵犯。常規(guī)MRI影像上異常結(jié)構(gòu)判斷標(biāo)準(zhǔn)如下：T1WI、T2WI、脂肪抑制序列上低信號(hào)骨皮質(zhì)連續(xù)性中斷，局部呈等信號(hào)（圖1），或骨髓T1WI、T2WI信號(hào)減低，脂肪抑制序列信號(hào)增高者為異常骨質(zhì)（圖2）。眼外肌與腫瘤分界不清者為異常眼外?。▓D1B，2）。其中，上述結(jié)構(gòu)形態(tài)不可辨，原解剖位置被腫瘤占據(jù)者，不作為研究對象。

圖1 右側(cè)眼眶腺癌病人T2WI橫斷面（A）、冠狀面（圖B）影像。右側(cè)眼眶外側(cè)壁局部骨髓信號(hào)減低（白色箭頭），為異常骨髓；局部與腫瘤分界不清者（黑色箭頭）為異常眼外肌

圖2 左側(cè)淚腺腺樣囊性癌病人冠狀面T2WI影像?？梢娧劭敉鈧?cè)壁、外上壁骨髓信號(hào)減低（白色箭頭），為異常骨質(zhì)；右側(cè)外直?。ê谏^）受壓向內(nèi)側(cè)移位，與腫瘤間脂肪間隙消失，為異常眼外肌

采用西門子Syngo工作站進(jìn)行影像后處理，利用 Tissue 4D軟件包打開增強(qiáng)前冠狀面 T1WI及DCE-MRI影像，通過以下步驟獲得DCE-MRI曲線及定量參數(shù)值：①運(yùn)動(dòng)校準(zhǔn)，去除運(yùn)動(dòng)偽影。②選取興趣區(qū) （region of interest,ROI）（圖3），結(jié)合常規(guī)MRI影像，避開血管、囊變、壞死及邊緣區(qū)域，逐層繪制。排除因DCE-MRI空間分辨率限制不能辨別者。另選病變對側(cè)的眶外肌肉作為參照。③獲得TIC曲線，根據(jù)TIC形態(tài)，將曲線分為3型（圖4）：Ⅰ型為持續(xù)上升型，信號(hào)強(qiáng)度在觀察時(shí)間內(nèi)持續(xù)增加，上升斜率小，未見明顯平臺(tái)形成；Ⅱ型為上升平臺(tái)型，上升斜率大于Ⅰ型，小于Ⅲ型，早期信號(hào)強(qiáng)度增加，信號(hào)強(qiáng)度達(dá)峰值后，維持此水平形成平臺(tái)或下降程度小于20%；Ⅲ型為速升-速降型，信號(hào)強(qiáng)度在對比劑到達(dá)后2幀內(nèi)達(dá)峰值，隨后信號(hào)強(qiáng)度下降大于20%。依據(jù)對側(cè)眶外肌肉曲線上升點(diǎn)設(shè)定對比劑到達(dá)時(shí)間。④基于Tofts模型計(jì)算各ROI定量參數(shù)值，包括血漿與血管外細(xì)胞外間隙 （extra-vascular extra-cellular space,EES）轉(zhuǎn)移常數(shù)[volume transfer constant,Ktrans（min-1）]，每單位體積組織中血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù) （volume fraction of the extravascularextracellular space,ve），初始曲線下面積（initial area under curve,iAUC）。

圖3 ROI選取

圖4 TIC曲線類型。其中，ROI 4對應(yīng)TIC為Ⅰ型；ROI 1、ROI 3對應(yīng)TIC為Ⅱ型；ROI 2對應(yīng)TIC為Ⅲ型

1.4 臨床病理診斷 所有病人腫瘤診斷均經(jīng)病理證實(shí)。8例病人骨質(zhì)和（或）眼外肌手術(shù)中切除或活檢送病理；其余9例病人術(shù)中未切除骨質(zhì)、眼外肌，其腫瘤周圍組織受累情況以術(shù)中所見及常規(guī)MRI隨訪為準(zhǔn)。術(shù)中骨質(zhì)局部完整性破壞，蟲蝕樣缺損者認(rèn)為骨質(zhì)受累；骨質(zhì)完整與腫瘤分界清，隨訪無復(fù)發(fā)者，認(rèn)為骨質(zhì)未受累。眼外肌與腫瘤間有明顯分隔，隨訪無復(fù)發(fā)者認(rèn)為未受累。比較常規(guī)MRI影像分析結(jié)果和臨床病理資料，T1WI、T2WI及脂肪抑制序列中可見異常信號(hào)而臨床病理證實(shí)未受累的為水腫。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件。采用單樣本K-S檢驗(yàn)對腫瘤與受累結(jié)構(gòu)、未受累結(jié)構(gòu)各定量參數(shù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，非正態(tài)分布資料用M（P25，P75）表示，并采用非參數(shù)檢驗(yàn)。3組間比較采用Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05；組間多重比較采用Mann-Whitney檢驗(yàn)，校正檢驗(yàn)水準(zhǔn)α= 0.017。采用Pearson相關(guān)分析受累骨質(zhì)、受累眼外肌與腫瘤定量參數(shù)值間的相關(guān)性，結(jié)果用r值表示；采用Spearman相關(guān)分析水腫骨質(zhì)、水腫眼外肌與腫瘤各定量參數(shù)值間的相關(guān)性，結(jié)果用rs值表示。

2 結(jié)果

2.1 TIC形態(tài) 17例病人腫瘤的TIC形態(tài)呈Ⅰ型者2例，Ⅱ型者12例，Ⅲ型者3例。伴骨質(zhì)受累的病人共6例，累及骨質(zhì)10處，TIC形態(tài)呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型者分別為2、3、5處；伴眼外肌受累的病人共10例，累及眼外肌15條，TIC形態(tài)呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型者分別為4、5、6條。伴骨髓水腫的病人共2例，水腫骨髓4處，TIC形態(tài)呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型者分別為1、3、0處；伴眼外肌水腫的病人3例，水腫眼外肌8條，TIC形態(tài)呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型者分別為4、4、0條。10處受累骨質(zhì)中，同一病人的受累骨質(zhì)與腫瘤TIC曲線分型一致者8處（8/10）。4處水腫骨髓中，同一病人的水腫骨髓與腫瘤TIC曲線分型一致者3處（3/4）。15條受累眼外肌中，同一病人的受累眼外肌與腫瘤TIC曲線分型一致者13條（13/15）。8條水腫眼外肌中，同一病人的水腫眼外肌與腫瘤TIC曲線分型一致者3條（3/8）。

2.2 定量參數(shù)比較及相關(guān)分析 眶內(nèi)惡性腫瘤、受累骨質(zhì)、水腫骨髓3組間Ktrans、ve、iAUC值比較見表1。其中，腫瘤的Ktrans、ve、iAUC值均大于水腫骨髓的（P＜0.017），受累骨質(zhì)Ktrans、ve、iAUC值均大于水腫骨髓（P＜0.017）?？魞?nèi)惡性腫瘤、受累眼外肌與水腫眼外肌3組間Ktrans、ve、iAUC值比較見表2。其中，眶內(nèi)惡性腫瘤的Ktrans、iAUC值均大于水腫眼外肌的 （P＜0.017），受累眼外肌的Ktrans、iAUC值均大于水腫眼外肌的 （P＜0.017）。受累骨質(zhì)的與腫瘤的Ktrans、ve、iAUC值之間顯著相關(guān)（r=0.849，0.790，0.641；均P＜0.05）；受累眼外肌與腫瘤的Ktrans、iAUC值之間顯著相關(guān)（r=0.830，0.692；均P＜0.05）。水腫骨質(zhì)與腫瘤的Ktrans、ve、iAUC值之間不相關(guān)（rs=0.316，-0.105，0.105；均P＞0.05）；水腫眼外肌的與腫瘤的Ktrans、ve、iAUC值之間不相關(guān)（rs=-0.590，0.602，0.410；均P＞0.05）。

表1 腫瘤、受累骨質(zhì)、水腫骨髓的MRI定量參數(shù)比較

表2 腫瘤、受累眼外肌、水腫眼外肌的MRI定量參數(shù)比較

3 討論

眼眶惡性腫瘤浸潤性強(qiáng)、術(shù)后復(fù)發(fā)率高、預(yù)后不佳，腫瘤大小及范圍與其復(fù)發(fā)、預(yù)后相關(guān)。一般認(rèn)為，眼眶內(nèi)腫瘤的眶壁骨質(zhì)、眼外肌是否受累與手術(shù)范圍的確定、術(shù)后放化療方案的制定以及預(yù)后密切相關(guān)。CT、常規(guī)MRI檢查雖能通過眶壁骨質(zhì)及軟組織密度、信號(hào)改變來判斷骨質(zhì)受侵犯與否[3]，但兩者表現(xiàn)為異常的原因?yàn)槟[瘤細(xì)胞浸潤或腫瘤壓迫引起組織水腫，常規(guī)檢查方法鑒別的準(zhǔn)確率較低。

DCE-MRI中，對比劑由于在灌注程度、滲透性不同的組織中分布不同而引起信號(hào)變化，從而可間接測量組織的灌注及滲透性等組織學(xué)變化，目前已廣泛應(yīng)用于各種疾病的臨床診斷，尤其在對腫瘤的研究中[4]。有研究者分析了DCE-MRI對前列腺癌范圍的診斷效能，認(rèn)為DCE-MRI對于前列腺癌范圍的評估準(zhǔn)確性高，能夠用于前列腺癌術(shù)前分期[5]。但目前仍未見DCE-MRI用于評估前列腺癌以外的其他惡性腫瘤范圍的研究報(bào)道。本研究采用DCEMRI檢查方法，在對應(yīng)常規(guī)MRI診斷為異常的眶壁骨質(zhì)及眼外肌處繪制ROI。根據(jù)病人手術(shù)、病理資料，將異?？舯诠琴|(zhì)、眼外肌各分為受累組和水腫組。通過對3組TIC曲線類型及定量參數(shù)值比較，分析眼眶惡性腫瘤周圍受累眶壁骨質(zhì)、眼外肌的DCE-MRI表現(xiàn)，研究DCE-MRI對鑒別受累與水腫的價(jià)值。結(jié)果顯示，Ⅰ、Ⅱ型曲線可見于受累骨質(zhì)、水腫骨髓、受累眼外肌及水腫眼外肌，Ⅰ、Ⅱ型曲線不能特異地提示結(jié)構(gòu)受累還是水腫。這與TIC形態(tài)只能反映宏觀ROI信號(hào)強(qiáng)度變化趨勢，不能更微觀地區(qū)分對比劑代謝動(dòng)力學(xué)特性不同的組織，不能反映組織病理基礎(chǔ)相關(guān)[6]。Ⅲ型曲線僅見于受累結(jié)構(gòu)，對于提示受累有價(jià)值。此外，結(jié)果顯示受累骨質(zhì)、受累眼外肌與腫瘤的TIC曲線類型一致比例較高，明顯高于水腫骨髓、水腫眼外肌。因此，可以認(rèn)為當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的TIC曲線類型與腫瘤一致時(shí)，對提示該結(jié)構(gòu)受累有意義。

除TIC曲線類型外，本研究還對定量參數(shù)進(jìn)行組間比較，得出腫瘤的Ktrans、iAUC值與受累結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)無差異，且有明顯相關(guān)性；而其均高于水腫結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)，但無相關(guān)性。綜合上述結(jié)果，受累結(jié)構(gòu)與腫瘤的Ktrans、iAUC值具有較高的一致性，水腫結(jié)構(gòu)的參數(shù)與腫瘤的一致性差，即當(dāng)常規(guī)MRI上所示信號(hào)異常的周圍結(jié)構(gòu)，其上述參數(shù)值與腫瘤本身接近時(shí)，應(yīng)當(dāng)高度懷疑該結(jié)構(gòu)受累。從組織學(xué)角度分析，Ktrans值大，提示血管滲透性高，內(nèi)皮細(xì)胞不完整；iAUC值大，初始強(qiáng)化明顯，初始強(qiáng)化速率快，組織內(nèi)血管化程度高[7-8]。惡性腫瘤累及的結(jié)構(gòu)與腫瘤具有相似的病生理改變，腫瘤細(xì)胞使受累結(jié)構(gòu)新生血管數(shù)目增加，從而導(dǎo)致組織血管化程度增高、內(nèi)皮細(xì)胞不完整。定量參數(shù)ve值與血管外細(xì)胞外間隙容積、組織細(xì)胞壞死程度呈正比[9-10]，即ve值越大，組織細(xì)胞稀疏，或壞死程度高。腫瘤ve值與眼外肌無明顯差異，可能與眼外肌組織細(xì)胞排列較稀疏，與腫瘤細(xì)胞壞死引起的細(xì)胞稀疏差別不明顯有關(guān)。

總之，眼眶惡性腫瘤對于周圍結(jié)構(gòu)的累及情況與病變的分期及預(yù)后密切相關(guān)，術(shù)前判斷腫瘤侵及范圍對于確定手術(shù)范圍以及臨床分期有重要作用。本研究利用DCE-MRI得出，當(dāng)眼眶惡性腫瘤周圍骨質(zhì)、眼外肌TIC曲線類型、骨質(zhì)Ktrans、ve、iAUC值、眼外肌Ktrans、iAUC值與腫瘤相近時(shí)，常提示該結(jié)構(gòu)受累；反之則為水腫。由于眼眶惡性腫瘤發(fā)病率不高，本研究病例數(shù)也相對較少，因此本研究結(jié)果存在一定局限性。

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（收稿2014-06-26）

The value of dynamic contrast-enhanced MRI in estimating adjacent bones’and extraocular muscles’involvement of orbital malignant neoplasm

YAN Shuo,WANG Jian,JI Xiaodong,GUO Yu,WU Tong,XIA Shuang.Graduate School,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,China

Objective To evaluate characteristics of surrounding bone,extraocular muscles of orbital malignant neoplasm using dynamic contrast-enhanced MRI(DEC-MRI).MethodsThe pattern of time-intensity curve (TIC)and quantitative parameters(Ktrans,ve，and iAUC)of DCE-MRI for 17 cases were studied retrospectively.All of the cases were diagnozed pathologically between Dec.2010 and May 2014.Differences in quantitative parameters among orbital malignant neoplasm,surrounding involved structures and edematous structures were analyzed using Kruskal-Wallis test and Mann-Whitney U test.Pearson and Spearman correlation coefficient were calculated to evaluate the correlation between parameters of involved structures and neoplasm,and between edematous structures and neoplasm,retrospectively.Results ① High consistency in TIC were detected between involved structures and orbital malignant neoplasm.TIC of type-Ⅲwas a sign of involvement.②Correlation coefficients of Ktrans,ve，and iAUC between involved bones and neoplasm were 0.849,0.790,and 0.641,respectively (P＜0.05).Values of Ktrans,ve，and iAUC of bone edema were significantly smaller than the values of the neoplasm(P＜0.05),without correlations between them(P＞0.05).③Correlation coefficients of Ktransand iAUC between involved extraocular muscles were 0.830 and 0.692,respectively (P＜0.05).Values of Ktransand iAUC of edematous muscles were significantly smaller than the values of the neoplasm(P＜0.05),without correlations between them(P＞0.05).Conclusion DCEMRI could be helpful in the diagnosis of structures’involvement and is an important complement of conventional MRI.

Dynamic contrast-enhanced;Magnetic resonance imaging;Orbit;Malignant neoplasm

10.3874/j.issn.1674-1897.2015.01.L0101

300193天津，天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院（閆鑠）；天津市第一中心醫(yī)院放射科（夏爽，王健，冀曉東，郭瑜），眼科（吳桐）

夏爽，E-mail:xiashuang77@163.com