磁共振多b值彌散加權(quán)成像評價直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值

李健明，劉云霞，張孟超，曲陽春

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磁共振多b值彌散加權(quán)成像評價直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值

李健明，劉云霞*，張孟超，曲陽春

［摘要］目的 探究磁共振多b值彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging， DWI）在直腸癌淋巴結(jié)診斷方面的臨床意義。材料與方法 回顧性分析吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院80例經(jīng)腸鏡及術(shù)后病理證實為直腸癌患者的DWI圖像；DWI多b值掃描，b=0、20、30、50、600、800、1000 s/mm2；通過工作站分析軟件后處理，基于多b值生成表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient， ADC）圖。將淋巴結(jié)病理結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，將患者分為A、B兩組（轉(zhuǎn)移/非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組），回顧性分析不同b值下淋巴結(jié)檢出率；測量大小不同淋巴結(jié)，多b值A(chǔ)DC圖的淋巴結(jié)檢出率；測量A、B兩組淋巴結(jié)多b值A(chǔ)DC值，測量轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)鑒別診斷敏感性、特異性。結(jié)果 （1）隨b值增加（0～1000 s/mm2），淋巴結(jié)檢出率遞減；DWI圖像淋巴結(jié)信噪比遞增。（2）直徑8 mm以上淋巴結(jié)，多b值DWI圖像檢出率一致，無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。（3）高場強(qiáng)多b值彌散加權(quán)成像，A組與B組淋巴結(jié)ADC有統(tǒng)計學(xué)差異。（4）當(dāng)ADC值為0.98×10–3mm2/s時，診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)敏感度為63.7%、特異度為93.2%。結(jié)論 高場強(qiáng)多b值彌散加權(quán)成像鑒別直腸癌淋巴結(jié)性質(zhì)，具有中等敏感性、高度特異性。

［關(guān)鍵詞］直腸腫瘤；淋巴結(jié)；磁共振成像；彌散加權(quán)成像

作者單位：吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院放射線科，長春 130033

接受日期：2015-12-23

李健明， 劉云霞， 張孟超， 等. 磁共振多b值彌散加權(quán)成像評價直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的價值. 磁共振成像， 2016， 7（2）: 96–101.

*Correspondence to: Liu YX， E-mail: 854732649@qq.com

Received 11 Aug 2015， Accepted 23 Dec 2015

ACKNOWLEDGMENTS This work was part of scientific research project of Health and Family Planning Commission of Jilin Province（No. 2011I109）.

近些年直腸癌發(fā)生率及病死率逐年升高，與各類腫瘤疾病相比穩(wěn)居于高峰。外科手術(shù)切除病灶是直腸癌主要的治療方式，目前術(shù)后 5 年生存率不高，主要是由于較高淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率，嚴(yán)重影響直腸癌患者術(shù)后的生存率。

在淋巴結(jié)性質(zhì)、位置及比鄰關(guān)系上，磁共振較其他影像技術(shù)具有較高優(yōu)勢。近年磁共振成像迅速發(fā)展，各類序列不斷進(jìn)步，尤其彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging， DWI）和表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient， ADC）逐步呈現(xiàn)出嶄新面貌，同時提供形態(tài)學(xué)及功能學(xué)診斷。磁共振彌散加權(quán)成像是一種快速發(fā)展的磁共振功能成像，用于評估組織生理學(xué)特點；ADC值是彌散加權(quán)成像的定量分析方法，可以反映病變的組織學(xué)特點，鑒別病變的良、惡性程度［1］。研究臟器腫瘤及轉(zhuǎn)移灶病理生理學(xué)方面，其方法及測定值得深入探討。本研究以多b值彌散加權(quán)成像為基礎(chǔ)，探究轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的檢出率，對臨床直腸癌預(yù)后具有顯著意義。

1　材料與方法

1.1研究對象

本研究選取吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院2013年2月至2015年2月期間經(jīng)MRI及DWI檢查的患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床高度懷疑并術(shù)后病理證實的直腸癌患者；（2）內(nèi)鏡組織學(xué)檢查證實為直腸癌，需明確病灶組織間關(guān)系；（3）術(shù)后病理學(xué)證實并無放、化療的直腸癌患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）手術(shù)及MRI檢查時間間隔超過3周者；（2）DWI及ADC圖淋巴結(jié)顯示不清；（3）DWI圖像偽影較重；（4）具有嚴(yán)重全身系統(tǒng)性疾病及MR檢查禁忌。經(jīng)醫(yī)院倫理委員會同意，被檢者均簽署知情同意書，回顧性分析80例直腸癌患者的彌散加權(quán)成像。

1.2檢查方法

檢查前一天少進(jìn)食，檢查前12 h患者均空腹?fàn)顟B(tài)，必要時進(jìn)行腸道清理；掃描前患者左側(cè)臥位經(jīng)肛門注入少量空氣（約400 ml）。采用PHILIPS 3.0 T磁共振；所有直腸癌患者均進(jìn)行常規(guī)MRI及 DWI多b值成像掃描，掃描序列范圍從腰5椎體下緣至肛緣。（1）常規(guī)MRI掃描序列包括：冠/矢/軸狀位T2 WI、橫斷面T1 WI、脂肪抑制T2 WI；（2）DWI功能成像，b=0、20、30、50、600、800、1000 s/mm2。掃描層厚/層間距均為3 mm/0 mm；T1WI/T2WI/脂肪抑制T2WI矩陣=280×280，冠狀位T2WI矩陣=300×351；DWI序列；體素大小= 3 mm，NSA=2。

1.3圖像分析及數(shù)據(jù)測量

術(shù)中定位并詳細(xì)測量目標(biāo)淋巴結(jié)的具體位置及比鄰關(guān)系，術(shù)后測量目標(biāo)淋巴結(jié)并送往病理學(xué)檢查。目標(biāo)淋巴結(jié)ADC值測量，主觀標(biāo)準(zhǔn)：目標(biāo)淋巴結(jié)形態(tài)：淋巴結(jié)呈類圓形；邊界模糊；不均勻低信號。客觀標(biāo)準(zhǔn)：目標(biāo)淋巴結(jié)ADC值：基于磁共振 T2WI平掃明確目標(biāo)淋巴結(jié)，結(jié)合DWI圖像對其進(jìn)行ADC值測量，取感興趣區(qū)域（region of interest， ROI）面積為5～10 mm2，ROI范圍盡量覆蓋淋巴結(jié)，避開邊緣組織。DWI圖像信噪比（signalto-noise ratio， SNR）測定：SNR淋巴結(jié)=S 淋巴結(jié)/SD 噪聲（S 淋巴結(jié)為所測淋巴結(jié)的信號強(qiáng)度，SD噪聲為相應(yīng)層面背景噪聲信號強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差），計算不同 b 值下的 SNR。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析

利用SPSS 18.0統(tǒng)計學(xué)軟件，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。所得數(shù)據(jù)結(jié)果與診斷醫(yī)師診斷一致性采取Kappa檢驗。測量不同b值下淋巴結(jié)檢出率；測量相應(yīng)不同b值下大小淋巴結(jié)區(qū)別；將淋巴結(jié)病理結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，將患者分為A、B兩組（即轉(zhuǎn)移、非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組），測量直腸癌A組轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)、B組非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)ADC值；對數(shù)據(jù)結(jié)果行獨立樣本t檢驗，判斷二者間有無統(tǒng)計學(xué)意義，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制非參數(shù)法感受性曲線（receiver operating characteristic curve， ROC），判斷多b值彌散加權(quán)成像對轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)診斷準(zhǔn)確性，確定最佳閾值。

2　結(jié)果

在0～1000 s/mm2范圍內(nèi)，b=0 s/mm2時，淋巴結(jié)顯示數(shù)目最多；b=1000 s/mm2時，圖像淋巴結(jié)信噪比最高。隨b值的增加，淋巴結(jié)檢出率遞減，多個b值DWI圖像比較，淋巴結(jié)SNR遞增（不同b值下SNR兩兩比較P＜0.05），有統(tǒng)計學(xué)差異。見圖1、2。

b值=0 s/mm2時，各個大小的淋巴結(jié)均可以顯示，但圖像良、惡性淋巴結(jié)SNR相對減低；b值= 1000 s/mm2時，直徑＜8 mm以下的淋巴結(jié)部分未見顯示，直徑＞8 mm以上的淋巴結(jié)均可以清楚顯示，圖像良、惡性淋巴結(jié)SNR最高，經(jīng)病理活檢證實，惡性淋巴結(jié)DWI圖像呈明顯高信號。在0～1000 s/mm2范圍內(nèi)，隨b值的增加，小淋巴結(jié)（直徑＜8 mm）逐漸顯示不清，大淋巴結(jié)（直徑＞8 mm）多個b值DWI圖像均可顯示，淋巴結(jié)檢出率無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。見表1。

T2WI平掃確定淋巴結(jié)并經(jīng)術(shù)后病理證實，應(yīng)用多b值DWI圖像，計算平均ADC值結(jié)果：非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)是（1.06±0.72）×10–3mm2/s，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)是（0.74±0.19）×10–3mm2/s，二者差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見圖3、4。

根據(jù)數(shù)據(jù)繪制ROC曲線所測得的ADC值為0.98 × 10–3mm2/s時，是淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否的最佳鑒別點，敏感性是63.7%，特異性是93.2%。

表1　不同b值下淋巴結(jié)數(shù)目、大小、檢出率、SNR比較Tab. 1 The lymph node number， size， detection rate， SNR comparison under different b values

3　討論

淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否用于判斷結(jié)直腸癌臨床分期，對結(jié)直腸癌患者的治療計劃及預(yù)后判斷至關(guān)重要。過去影像學(xué)判斷良、惡性淋巴結(jié)通常以淋巴結(jié)大小、形態(tài)、分布，淋巴結(jié)內(nèi)有無壞死等作為參考，但這些形態(tài)學(xué)改變敏感性和準(zhǔn)確性不穩(wěn)定，且缺乏客觀定量指標(biāo)，對于腫大的非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)及小淋巴結(jié)的微轉(zhuǎn)移病灶有很大的局限性，而DWI-MRI功能成像的出現(xiàn)，實現(xiàn)了客觀定量指標(biāo)。

當(dāng)淋巴結(jié)發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移，腫瘤細(xì)胞侵犯正常組織，惡性病變組織細(xì)胞增殖迅速，細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)改變，細(xì)胞外間隙縮小，同時由于生物膜結(jié)構(gòu)的阻擋和大分子蛋白的吸附作用限制了水分子的擴(kuò)散，水分子間運動發(fā)生了變化，DWI能直接反映細(xì)胞內(nèi)水分子彌散運動情況，通過水分子運動情況，可靠地判斷出淋巴結(jié)變化；導(dǎo)致DWI影像上高信號，ADC值降低。ADC值及淋巴結(jié)大小在診斷方面的臨床應(yīng)用及價值，在國內(nèi)外廣泛討論。Seung Ho Kim認(rèn)為ADC值及淋巴結(jié)大小都能鑒別診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，并認(rèn)為ADC值定量價值與淋巴結(jié)大小診斷價值相當(dāng)［2］；多數(shù)學(xué)者研究證實ADC值定量對小淋巴結(jié)定性診斷明顯優(yōu)于大小及形態(tài)學(xué)診斷。多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)DWI掃描序列用于判斷淋巴結(jié)性質(zhì)具有重要意義［2-6］。筆者的研究結(jié)果與多數(shù)學(xué)者大相近庭。

b值是DWI最重要的參數(shù)，反映擴(kuò)散梯度場強(qiáng)度和強(qiáng)度持續(xù)時間，b值越大，DWI的擴(kuò)散權(quán)重越強(qiáng)，毛細(xì)血管內(nèi)血流的灌注對ADC值的影響越小，對良、惡性病變的差別越敏感，但同時空間分辨率降低、信噪比下降，圖像磁敏感偽影越多。小b值容易受微灌注影響，圖像偏重于T2WI，良、惡性病變內(nèi)水分子擴(kuò)散受限差異減少，診斷特異性減弱，但小b值更易于淋巴結(jié)的顯示［7-10］。本研究的結(jié)果與上述結(jié)論相符合，隨著b值的遞增，淋巴結(jié)的顯示數(shù)目逐漸減少，不利于直徑＜8 mm的淋巴結(jié)顯示。但是b=800、1000 s/mm2時，直徑＞8 mm的淋巴結(jié)可以清楚顯示，良惡性淋巴結(jié)在DWI均清楚顯示為高信號，隨b值增大，良性淋巴結(jié)信號減低明顯，惡性淋巴結(jié)信號衰減不明顯，更有利于惡性淋巴結(jié)的顯示。

學(xué)者提出多b值DWI成像技術(shù)可提高診斷準(zhǔn)確性，通過影響水分子擴(kuò)散運動及微循環(huán)灌注，取值高低、變化對ADC值有直接影響，因此b值取值點越多，ADC值更加準(zhǔn)確［7］。國內(nèi)外已有研究證實表觀彌散系數(shù)能無創(chuàng)性鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移［1-3， 7-8， 11-12］。經(jīng)臨床實踐、研究及文獻(xiàn)調(diào)查，小b值圖像的維灌注效應(yīng)和大b值圖像變形、模糊的缺點［13］，難以使ADC圖像顯示清楚、準(zhǔn)確，DWI多b值后處理所得的融合圖像，使得圖像信噪比更高，更加真實，進(jìn)一步增加了ADC值的真實性［14-15］和準(zhǔn)確性［16］，降低測量誤差。過去彌散加權(quán)成像發(fā)生、發(fā)展以來，常以小b值或大b值單獨進(jìn)行研究，面對的問題是無法同時避免小b值和大b值弊端，本研究采取多b值成像這個嶄新的嘗試，用于直腸癌淋巴結(jié)良、惡性鑒別。

許多研究提出DWI-MRI鑒別良、惡性淋巴結(jié)，ADC閾值也不相同。Tamer F研究是1.15× 10–3mm2/s時（敏感性96%， 特異性88%）［4］，Yamaguchi K認(rèn)為閾值是0.852×10–3mm2/s時 （敏感性85%， 特異性81%）［5］，Vag T提出閾值是1.01× 10–3mm2/s時（敏感性69.7%，特異性78.57%）［6］，由此可見，目前對于淋巴結(jié)良惡性的鑒別診斷，ADC閾值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。較常規(guī)DWI成像方法［4-6］，多b值DWI成像判斷腫瘤性質(zhì)具有較高特異性，并且利用多b值后處理生成的ADC圖，其穩(wěn)定性較好。本次研究應(yīng)用多b值方法鑒別直腸癌淋巴結(jié)良、惡性，計算得出非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)平均ADC值為（1.06±0.72）×10–3mm2/s，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)為（0.74±0.19）×10–3mm2/s，差異存在統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。通過ROC曲線計算得出最佳閾值，結(jié)果證實ADC閾值取1.21×10–3mm2/s時，是判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否的最佳鑒別點，其敏感性為63.7%、特異性為93.2%。鑒別診斷淋巴結(jié)性質(zhì)的生理、病理基礎(chǔ)是：惡性淋巴結(jié)內(nèi)含有腫瘤細(xì)胞種植，腫瘤細(xì)胞快速增殖，細(xì)胞密集，核漿比值增加，細(xì)胞外容積減少，組織間隙縮窄，水分子彌散運動及幅度減慢，DWI呈異常稍高或高信號。采用ADC值鑒別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，在國外引起高度重視［11］，目前為止，DWI序列已經(jīng)廣泛應(yīng)用于淋巴結(jié)性質(zhì)鑒別診斷中，特別是頸部淋巴結(jié)的研究中［17-20］，多數(shù)學(xué)者證實ADC值測定在轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中具有重要意義。而筆者此次研究得出，高場強(qiáng)多b值診斷轉(zhuǎn)移、非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的最佳臨界點具有較高的特異性和中度敏感性，證明了多b值DWI成像在判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否的臨床意義、前景［12-13， 20］。

本研究不足之處：樣本量相對較少，研究時間窗尚短，今后有待于擴(kuò)大樣本研究；在轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)定位方面，術(shù)后病理結(jié)果和MRI定位擬合度欠佳，降低實驗準(zhǔn)確性。多種指標(biāo)用于診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，依靠淋巴結(jié)形態(tài)及ADC值作為診斷標(biāo)準(zhǔn)，缺乏診斷敏感性、特異性。對直腸癌等腫瘤性病變淋巴結(jié)情況，探討綜合多指標(biāo)診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，勢在必行。提高淋巴結(jié)顯示情況，為臨床手術(shù)術(shù)式選擇及預(yù)后，有著更加廣闊的研究和應(yīng)用空間。

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Rectal cancer lymph node can be identified by diffusionweighted MRI with multiple b values

LI Jian-ming， LIU Yun-xia*， ZHANG Meng-chao， QU Yang-chun
Department of Radiology， China-Japan Friendship Hospital Affiliated Jilin University，Changchun 130000， China

Key wordsRectal neoplasms； Lymph nodes； Magnetic resonance imaging； Diffusion weighted imaging

AbstractObjective: To prospectively assess the diagnostic performance of diffusion-weighted （DWI） magnetic resonance imaging（MRI） in the detection of rectal cancer metastasis lymph nodes by using multiple b values and T2 weighted Imaging. Materials and Methods: Review of 80 cases of endoscopic and postoperative pathology confirmed DWI images of rectal cancer patients of China-Japan Friendship Hospital Affiliated Jilin University； DWI multi b scan， b values was 0， 20， 30， 50， 600，800， 1000 s/mm2； Through analysis of workstation software， based on b value generated table apparent diffusion coefficient apparent diffusion coefficient （ADC）diagram. According to pathological results， will be divided into group A/B（metastasis lymph nodes and the metastasis lymph node）， retrospective measurement and analysis of different b values metastasis lymph node detection rate； Measuring the size of different lymph nodes， multiple b value of ADC figure that lymph node detection rate；Analysis of more than two sets of lymph node b value of ADC value， the measurement of lymph node metastasis of sensitivity， specificity， ROC curve drawing. Results: （1）With the increase of b value （0—1000 s/mm2）， lymph node detection rate decline；Ratio that image lymph nodes signal-to-noise of DWI can increasing. （2）More than 8 mm diameter lymph nodes， b value of DWI image detection rate is consistent， be more no significant statistical difference. （3）The high field strength more b value， the difference of group A/B lymph node with ADC values was statistically significant. （4）The best cut-off point for diagnosis the nature of lymph node， ADC values is0.98×10–3mm2/s has a moderate sensitivity， high specificity. Conclusion: Identification the nature of lymph node， high field strength b value of DWI imaging can be more effective with high specificity and medium sensitivity.

基金項目：吉林省衛(wèi)生和計劃生育委員會科研項目（編號：2011I109）

通訊作者：劉云霞，E-mail：854732649@qq.com

收稿日期：2015-08-11

中圖分類號：R445.2；R735.37

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.02.003