MR擴散加權(quán)成像在甲狀腺疾病診斷及監(jiān)測中的應(yīng)用研究進展

周靖宇　黃穗喬

頭頸部放射學(xué)

MR擴散加權(quán)成像在甲狀腺疾病診斷及監(jiān)測中的應(yīng)用研究進展

周靖宇黃穗喬*

甲狀腺疾病是臨床常見的疾病，在內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病發(fā)病率最高，早發(fā)現(xiàn)、早診斷對指導(dǎo)臨床治療具有重要意義，其影像診斷是臨床和影像科醫(yī)生關(guān)注的重點和難點。MR擴散加權(quán)成像通過檢測水分子擴散運動可實現(xiàn)對器官結(jié)構(gòu)及功能改變的檢測，近年來MR擴散加權(quán)成像在甲狀腺疾病中診斷及監(jiān)測的應(yīng)用價值越來越受到認可。對近5年擴散加權(quán)成像技術(shù)的發(fā)展及其在甲狀腺疾病中的應(yīng)用作一綜述。

磁共振成像；擴散；表觀擴散系數(shù)；甲狀腺炎；甲狀腺結(jié)節(jié)；甲狀腺腫瘤

DOI:10.19300/j.2016.Z3879

甲狀腺是機體內(nèi)最重要的內(nèi)分泌器官之一，甲狀腺分泌的激素可調(diào)節(jié)機體的基礎(chǔ)代謝并影響機體的生長發(fā)育，對骨骼和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育尤為重要。甲狀腺疾病是臨床常見的疾病，在內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病發(fā)病率最高，目前甲狀腺的檢查主要包括超聲、核醫(yī)學(xué)及CT檢查［1］。常規(guī)超聲檢查應(yīng)用廣泛，是最常用的篩查及診斷手段，超聲造影、彈性成像、聲觸診組織量化技術(shù)等新技術(shù)也在快速發(fā)展，但診斷標準仍待進一步探討。核醫(yī)學(xué)檢查可體現(xiàn)甲狀腺的功能改變，但是所提供信息有限，常需聯(lián)合其他檢查才能滿足臨床所需的診斷信息。甲狀腺疾病，尤其是甲狀腺結(jié)節(jié)病變在CT上的表現(xiàn)復(fù)雜多樣，良惡性病變CT表現(xiàn)有很多重疊，形成“同病異影”或“異病同影”，對診斷造成較大困擾；CT能譜成像技術(shù)的診斷尚不成熟，距臨床廣泛應(yīng)用仍有一段距離。目前認為MRI常規(guī)序列的信號強度改變雖然無法準確界定甲狀腺病變的性質(zhì)，但極高的組織分辨力能夠?qū)Σ∽冃螒B(tài)、邊界、與周圍組織關(guān)系等清晰顯示，是其他檢查所無法取代的［2-3］。MR擴散加權(quán)成像（DWI）是目前能最有效提供組織內(nèi)水分子分布及運動信息的檢查手段，在神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、前列腺等臟器檢查中已經(jīng)成為常規(guī)序列，DWI常用的平面回波成像序列對磁場均勻性要求較高且容易產(chǎn)生化學(xué)位移偽影，易受呼吸、吞咽、血管搏動等生理運動偽影影響，使其在頭頸部病變的應(yīng)用受到一定限制［4-5］。隨著頭頸部DWI的成像質(zhì)量提高［6-7］，越來越多的研究者著手于甲狀腺疾病的DWI研究，探討DWI在甲狀腺疾病診斷及鑒別診斷價值，評估其作為新的病情監(jiān)測和治療效果評價的手段的可行性。

1　DWI的理論基礎(chǔ)

DWI的信號強度與b值關(guān)系為單指數(shù)模型：Sb= S0·exp（-b·ADC），Sb表示特定b值下信號強度，S0表示b=0 s/mm2時的信號強度［5］。而表觀擴散系數(shù)（ADC）表示測得的擴散系數(shù)，包含組織結(jié)構(gòu)特性、微灌注以及擴散等信息。當器官組織發(fā)生病理性改變時（細胞層面上主要表現(xiàn)在細胞大小、密度、胞器數(shù)量、核漿比及細胞外間隙的改變，分子層面上表現(xiàn)為胞膜結(jié)構(gòu)、跨膜通道、細胞間連接以及大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)外分布），水分子在病變組織內(nèi)的擴散系數(shù)會發(fā)生相應(yīng)改變。當b值＜200 s/mm2時ADC主要反映水分子的快速運動如灌注等，而b值為200～1 000 s/mm2時ADC主要反映水分子在組織中的簡單擴散。目前一些甲狀腺病變的DWI研究選擇的b值大多在500 s/mm2以下，國內(nèi)部分研究者通過選擇不同b值對甲狀腺結(jié)節(jié)良、惡性鑒別影響的研究，認為b值為300～500 s/mm2時的鑒別診斷效果最佳［8-9］。該b值范圍明顯低于其他體部器官，原因是甲狀腺癌血供為延遲消退形式，而良性結(jié)節(jié)為快速消退形式，即低b值時惡性病變受血流灌注影響程度要低于良性病變，灌注因素使得兩者ADC值差異增大，從而出現(xiàn)了低b值的鑒別診斷能力高于高b值的現(xiàn)象［10-11］。研究認為甲狀腺檢查DWI最終目的在于診斷及鑒別診斷，并不是準確測量組織的實際擴散系數(shù)，因而不必追求高b值來反映組織的實際擴散系數(shù)，而是要同時兼顧影像質(zhì)量。當b值過高時，影像信噪比降低，信號衰減過大，會使影像變形、模糊。但是有些國外研究者傾向于使用較高的b值（800～1 000 s/mm2）排除灌注效應(yīng)的影響，以準確反映病變的擴散特性［3，12-14］。

2　甲狀腺炎癥性病變

甲狀腺炎癥性病變包括急性化膿性、亞急性非化膿性、慢性甲狀腺炎（包括特殊性的結(jié)核、霉菌感染，以及非特殊性的淋巴性甲狀腺炎和纖維性甲狀腺炎）及自身免疫性甲狀腺炎等。甲狀腺的炎癥性病變多表現(xiàn)為彌漫性病變，其中急性化膿性甲狀腺炎臨床病史及癥狀體征較明確，以小兒多見，成人較少，常能較準確診治，因此其對影像檢查的依賴性較低，目前尚未見相關(guān)影像方面的專題研究報道。亞急性非化膿性甲狀腺炎，典型表現(xiàn)為起病前病毒感染史，急性病程，伴有發(fā)熱及甲狀腺腫痛，實驗室檢查表現(xiàn)為吸碘率減低與血清總甲狀腺素、總?cè)饧谞钕僭彼嵘叩姆蛛x表現(xiàn)，甲狀腺雙側(cè)葉彌漫性增大，不典型者可表現(xiàn)為孤立結(jié)節(jié)性改變。既往的研究認為常規(guī)MRI序列如T1WI、T2WI、增強T1WI用于亞急性甲狀腺炎（subacutethyroiditis，SAT）、橋本氏甲狀腺炎（Hashimoto's thyroiditis，HT）時診斷結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義，也無法揭示甲狀腺活動性的變化。一些研究者［15-16］進行甲狀腺DWI研究時發(fā)現(xiàn)SAT、HT的ADC值均減低但兩者并無差別，而HT的ADC值低于正常甲狀腺實質(zhì)，研究表明雖然SAT、HT的ADC值沒有差別但是其形成的主要原因不同，SAT是由于濾泡上皮細胞的增生肥大而HT是由于大量淋巴細胞浸潤、纖維組織增生以及濾泡萎縮所導(dǎo)致。Meng等［17］研究發(fā)現(xiàn)ADC值與促甲狀腺激素受體抗體及放射性碘攝取呈正相關(guān)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)無痛性甲狀腺炎（painless thyroiditis，PT）的病人會出現(xiàn)ADC值減低，這種現(xiàn)象是由甲狀腺濾泡結(jié)構(gòu)破壞塌陷后細胞密度增高、間質(zhì)內(nèi)大量淋巴細胞浸潤并生發(fā)中心形成共同造成的。綜上，DWI通過反映組織微觀結(jié)構(gòu)的特點和變化，從而能應(yīng)用于HT、SAT及PT的診斷。

3　甲狀腺增生性病變

甲狀腺腫根據(jù)病程分為3期:彌漫性增生期、膠質(zhì)貯存期和結(jié)節(jié)期，前2期表現(xiàn)為甲狀腺的單純性腫大，隨著病程進展甲狀腺不同部分的濾泡上皮增生、萎縮不一致，形成不規(guī)則的結(jié)節(jié)，演變?yōu)榻Y(jié)節(jié)期。研究表明毒性彌漫性甲狀腺腫（Graves'disease，GD）病人甲狀腺的ADC值高于正常甲狀腺，這種現(xiàn)象與其濾泡增生肥大、膠質(zhì)減少、吸收空泡出現(xiàn)所導(dǎo)致細胞密度減小以及甲狀腺球蛋白含量增高有關(guān)［16］。陳等［18］研究彌漫性增生期GD病人甲狀腺ADC值發(fā)現(xiàn)，重癥GD病人甲狀腺實質(zhì)的ADC值明顯高于輕癥病人，ADC值有隨病情加重而增高的趨勢，且 ADC值與血清游離三碘甲狀腺原氨酸（free triiodothyronine，F(xiàn)T3）、游離甲狀腺素（free thyroxine，F(xiàn)T4）呈正相關(guān)，反映組織中甲狀腺激素作用水平，因此DWI可用于GD疾病的診斷及進展程度評估和監(jiān)測。Razek等［19］則通過研究揭示了GD病人經(jīng)甲硫咪唑治療前和治療后ADC值的變化規(guī)律，治療有效者隨著病情改善ADC值增加，ADC值與促甲狀腺激素呈正相關(guān)，與FT3、FT4呈較強負相關(guān)關(guān)系，研究者認為DWI對于甲狀腺疾病和功能狀態(tài)的判斷很有價值，但是b值的選擇對結(jié)果影響較大。甲狀腺腫結(jié)節(jié)期常常合并出血或鈣化、囊變或壞死、纖維化，因此信號表現(xiàn)多種多樣，并且合并惡性病變的情況并不少見。大部分研究均表明甲狀腺腫結(jié)節(jié)ADC值較高并認為其原因是甲狀腺腫結(jié)節(jié)大多具有組織學(xué)上可見的大量完整濾泡結(jié)構(gòu)、細胞增殖低下、細胞密度低且細胞外間隙較大的特點，因此DWI可以提示甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性［11，13，20-21］。

4　腫瘤性病變

甲狀腺良性腫瘤性病變主要為腺瘤，而甲狀腺惡性腫瘤性病變包括原發(fā)性甲狀腺癌（乳頭狀甲狀腺癌、濾泡狀甲狀腺癌、甲狀腺髓樣癌、未分化癌）、轉(zhuǎn)移瘤、淋巴瘤等，其中乳頭狀甲狀腺癌占70%～80%，濾泡狀甲狀腺癌次之，其余髓樣癌（5%）、未分化癌（1%）、淋巴瘤等較少見，轉(zhuǎn)移瘤占甲狀腺惡性腫瘤1.4%～3%［22］。Shi等［11］選擇b=150、300、500 s/mm2研究顯示甲狀腺腺瘤ADC值升高而甲狀腺癌ADC值則明顯減低，通過與病理對照，認為甲狀腺腺瘤ADC值升高是由于濾泡結(jié)構(gòu)、細胞外間隙的增加造成，而甲狀腺癌的ADC值減低與腫瘤細胞密度高、反應(yīng)性致密結(jié)締組織增生有關(guān)。然而，Schueller-Weidekamm等［12］研究卻發(fā)現(xiàn)甲狀腺腺瘤的ADC值明顯減低而甲狀腺癌ADC值升高，因此認為甲狀腺癌的ADC值升高與甲狀腺惡性腫瘤濾泡中甲狀腺球蛋白的含量及細胞外間隙增加有關(guān)，而甲狀腺腺瘤的ADC值減低與微小鈣化有關(guān)。上述兩個研究結(jié)果的矛盾可能與選擇性偏倚和樣本量不足等有關(guān)，因此需要更大的樣本量研究來進一步評估甲狀腺瘤與甲狀腺癌的ADC值變化。從前面提及的研究闡述可知ADC值除了受細胞密度、核漿比及細胞外間隙大小的影響，還與甲狀腺內(nèi)濾泡的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、甲狀腺球蛋白含量及微小鈣化密切相關(guān)。但是Dilli等［23］研究表明乳頭狀甲狀腺癌與濾泡狀甲狀腺癌的ADC值并無差異，因此濾泡結(jié)構(gòu)對ADC值的影響仍需進一步探討。目前的研究由于樣本量等原因，在惡性病變組病理類型主要為乳頭狀甲狀腺癌，而其余病理類型大多是個例，因此不同惡性病變之間ADC值差異仍待進一步研究。

5　鑒別診斷

表1　甲狀腺良惡性疾病鑒別診斷的基本情況

盡管Noda等［24］在對比T1WI、T2WI及DWI之后，認為T2WI對甲狀腺疾病具有良好的診斷價值，但是國內(nèi)外大多數(shù)研究均認為MRI常規(guī)序列的信號改變所提供的診斷信息有限，而DWI序列被認為在甲狀腺疾病的診斷及鑒別診斷極具實用價值［11-15］。表1為2011—2015年文獻中報道的DWI用于甲狀腺良惡性疾病鑒別診斷的基本情況。研究表明在良性彌漫性病變中，炎癥性病變HT、SAT和PT的ADC值低于增生性病變GD的ADC值，可鑒別兩類疾?。?5-17］；在良性結(jié)節(jié)性病變中，甲狀腺腺瘤與甲狀腺腫結(jié)節(jié)的ADC值并沒有明顯差異，因為兩者均存在較多完整的濾泡結(jié)構(gòu)、細胞密度低以及細胞外間隙大的特點［11，20，27］。而在甲狀腺良惡性疾病的診斷及鑒別診斷方面，雖然目前國內(nèi)研究者傾向于300～500s/mm2的b值，而國外研究者傾向于選擇≥800 s/mm2的b值，但是研究結(jié)果均顯示DWI鑒別甲狀腺良惡性病變具有較高的敏感度和特異度［29］。目前在3 T MRI上所做的研究較少，Ilica等［28］在3 T MRI上采用b= 1 500 s/mm2得出DWI可應(yīng)用于甲狀腺良惡性病變鑒別的結(jié)論。此外，聯(lián)合應(yīng)用DWI和MRS可進一步提高DWI鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的準確率［27，29-30］。

6　小結(jié)

隨著MRI技術(shù)不斷改進，DWI的磁敏感性、化學(xué)位移、運動等偽影得到很大的改善，使其在腮腺、甲狀腺等體表器官的應(yīng)用得以逐步深入并獲得認可。DWI目前可用于甲狀腺良性病變病程及治療效果的監(jiān)控、良惡性疾病的診斷及鑒別診斷等，但仍存在亟需克服的困難以及挑戰(zhàn)：如＜1 cm的病灶難以準確評估；單指數(shù)模型ADC值混雜灌注及擴散信息，目前國內(nèi)外研究者對于b值的選擇存在較大分歧。關(guān)于能同時獲得灌注及擴散信息的體素內(nèi)不相干運動成像雙指數(shù)模型、拉伸指數(shù)模型應(yīng)用于甲狀腺疾病評價的報道尚未見?？傊珼WI作為最有效的檢測活體組織內(nèi)水分子的運動從而反映器官組織結(jié)構(gòu)及功能改變，具有極高的實用價值且還有很大的潛力尚待挖掘。

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（收稿2015-10-26）

Advances in the utility of diffusion-weighted imaging in diagnosing and monitoring thyroid diseases

Zhou Jingyu，Huang Suiqiao.Department of Radiology，Sun Yat-Sen Memorial Hospital，Guangzhou，Guangzhou 510120，China

Thyroid disease is a common disease and has the highest incidence rate among endocrine diseases.An early and accurate diagnosis can guide clinical therapy.However，the imaging diagnosis has been always the emphasis and difficulty of clinicians and radiologists.MR diffusion-weighted imaging（DWI）is sensitive to the water diffusion movements which makes it possible to exam the structural and functional changes of organs.The utility of DWI in diagnosing and monitoring of thyroid diseases is widely recognized.In this article we made a summary on the development of DWI and its application in thyroid disease in recent five years.

Magnetic resonance imaging；Diffusion；Apparent diffusion coefficient；Thyroiditis；Nodular thyroid lesions；Thyroid tumor Int J Med Radiol，2016，39（3）：245-249

中山大學(xué)孫逸仙紀念醫(yī)院放射科，廣州 510120

黃穗喬，E-mail：huang_sq2@aliyun.com
*審校者