DWI及動態(tài)增強(qiáng)磁共振成像在口底病變良惡性鑒別中的應(yīng)用

袁瑛， 姜夢達(dá)， 陶曉峰

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·頭頸部MRI新技術(shù)臨床應(yīng)用專題·

DWI及動態(tài)增強(qiáng)磁共振成像在口底病變良惡性鑒別中的應(yīng)用

袁瑛， 姜夢達(dá)， 陶曉峰

目的：評價(jià)擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)和動態(tài)增強(qiáng)MRI(DCE-MRI)在口底病變良惡性鑒別中的價(jià)值。方法：回顧性分析2012-2014年經(jīng)病理確診的75例非囊性口底病變的磁共振圖像。經(jīng)后處理獲得病變的表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)和時(shí)間-信號強(qiáng)度曲線(TIC)，并采用受試者工作特征曲線(ROC)分析和Logistic回歸分析法評價(jià)這兩個(gè)指標(biāo)與口底病變良惡性的相關(guān)性。結(jié)果：良惡性口底病變的ADC值和TIC形態(tài)的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.015和P<0.001)，其曲線下面積(AUC)分別為 0.754和0.704。當(dāng)聯(lián)合應(yīng)用ADC值和TIC形態(tài)進(jìn)行良惡性鑒別時(shí)，診斷效能更佳，最佳診斷標(biāo)準(zhǔn)為ADC≤1.23×10-3mm2/s且平臺/退出型TIC曲線，其AUC值為0.820，敏感度98.3%，特異度88.9%。結(jié)論：磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像和動態(tài)增強(qiáng)掃描對于口底病變的良惡性鑒別具有輔助診斷價(jià)值，兩者聯(lián)合應(yīng)用的診斷價(jià)值更高。

擴(kuò)散加權(quán)成像； 磁共振成像； 動態(tài)增強(qiáng)掃描； 口底腫瘤

根據(jù)中國國家癌癥登記中心(National Central Cancer Registry of China，NCCR)公布的數(shù)據(jù)，口腔癌在中國常見的惡性腫瘤中排名二十，其人群發(fā)病率和死亡率分別為2.93/100000和1.26/100000[1]?？诘撞?floor of the mouth，F(xiàn)OM)是舌下的一個(gè)U型區(qū)域，位于黏膜表面和下頜舌骨肌之間。根據(jù)外科解剖學(xué)的定義，舌下間隙亦屬于口底的一部分[2]?？诘讌^(qū)域主要有唾液腺、舌神經(jīng)、動脈和靜脈，相應(yīng)地，口底病變可有不同組織病理學(xué)來源?？诘撞∽兂１憩F(xiàn)出類似的癥狀，如舌部腫脹和抬高、吞咽、說話甚至呼吸困難，且臨床檢查對黏膜下病變常常難以定性，因此準(zhǔn)確的術(shù)前診斷和疾病范圍評估尤為重要。

MRI對顯示軟組織病變具有一定優(yōu)勢，但是常規(guī)MRI常難以判斷病變的性質(zhì)。DWI和動態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)能反映組織中水分子的布朗運(yùn)動和組織微血管灌注程度，為疾病定性提供更多的功能性數(shù)據(jù)和信息，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于頭頸部疾病的診斷[3,4]，包括原發(fā)性腫瘤的鑒別診斷和特征描述[5,6]、與臨床特征的相關(guān)性[7]、療效的預(yù)測和評估[8,9]等。然而，鮮有報(bào)道評價(jià)DWI和DCE-MRI在鑒別良惡性口底疾病中的價(jià)值。本研究通過回顧性分析口底病變的DWI和DCE-MRI診斷結(jié)果，旨在評價(jià)兩者在非囊性口底疾病定性診斷中的價(jià)值。

表1　 口底病變患者的流行病學(xué)及臨床特征

注：*單位為×10-3mm2/s；括號內(nèi)為百分比。

材料與方法

1.研究對象

回顧性分析2012年1月-2014年12月本院經(jīng)手術(shù)或活檢病理證實(shí)的75例非囊性口底病變患者的臨床和MRI資料。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像偽影明顯，影響后處理和分析；②曾接受過頭頸部手術(shù)或放療；③MRI掃描前接受過針對口底病變的治療；④小于10 mm的病灶，避免部分容積效應(yīng)的影響；⑤純囊性、沒有明顯軟組織成分的病變?！拔鼰熣摺倍x為吸煙總量超過100支的患者；否則為“不吸煙者”?！帮嬀普摺倍x為曾飲酒每周一次、持續(xù)至少一年的患者；否則為“非飲酒者”。

2.MRI掃描方案

使用GE Signa Excite 1.5T磁共振掃描儀和頭頸線圈。67例患者行DWI檢查，采用單次激發(fā)平面回波成像技術(shù)，掃描參數(shù)：TR 2200 ms，TE 70 ms，矩陣128×128，視野240 mm×240 mm，層厚5.0 mm，層間距0.5 mm，b值取0和1000 s/mm2。74例患者行DCE-MRI檢查，使用高壓注射器以3 mL/s的流率經(jīng)肘靜脈注射Magnevist(劑量0.1 mmol/kg)和20 mL生理鹽水，掃描參數(shù)：TR 4.8 ms，TE 2.2 ms，矩陣256×192，視野240 mm×240 mm，層厚5.0 mm，層間距0.5 mm。根據(jù)頭頸部磁共振成像常規(guī)操作規(guī)范[10]，同時(shí)進(jìn)行了平掃及增強(qiáng)橫軸面和冠狀面MRI掃描。

3.圖像處理和分析

由三位具有5年以上頭頸部MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師利用Functool后處理軟件(GE Healthcare)對DWI和DCE-MRI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，研究者不知曉患者的病理結(jié)果。在測量ADC值時(shí)，勾畫ROI應(yīng)盡量大，但需避開出血、壞死或囊變以及病灶最外緣的區(qū)域，測量三次，取平均值。在DCE-MRI后處理中， 勾畫的ROI面積為25～50 mm2，將強(qiáng)化峰值最高的ROI及相應(yīng)的TIC曲線定為病灶的TIC曲線[10,11]。TIC曲線分為四型[12,13]：①無強(qiáng)化；②持續(xù)強(qiáng)化：達(dá)峰時(shí)間>120 s；③平臺型：達(dá)峰時(shí)間≤120 s，廓清率(washout rate，WR)≤30%；④流出型：達(dá)峰時(shí)間≤120 s，WR > 30%。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用STATA 10.0統(tǒng)計(jì)分析軟件(TX College Station)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有檢驗(yàn)均為雙側(cè)檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用χ2檢驗(yàn)(或Fisher確切概率法)和t檢驗(yàn)分別比較良惡性口底病變的流行病學(xué)、臨床和影像學(xué)變量的差異。采用受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic，ROC)和曲線下面積(areas under the curve，AUC)來評估ADC值和TIC形態(tài)的診斷效能。采用單變量和多變量Logistic回歸分析，計(jì)算優(yōu)勢比(Odds ratio，OR)和95%置信區(qū)間，來評價(jià)口底病變的良惡性與ADC值和TIC形態(tài)的相關(guān)性。

結(jié)　果

1.患者的臨床特征

本組患者的流行病學(xué)和臨床資料見表1。惡性腫瘤62例，包括鱗狀細(xì)胞癌(圖1)43例、腺樣囊性癌10例、黏液表皮樣癌3例、淋巴瘤和惡性多形性腺瘤各2例、腺泡狀軟組織肉瘤和惡性纖維組織細(xì)胞瘤各1例。良性口底病變13例，分別為慢性炎癥8例、神經(jīng)鞘瘤(圖2)2例、靜脈畸形2例和良性增生1例。惡性腫瘤的直徑大于良性病變(P=0.031)。此外，良惡性口底病變患者的飲酒史有顯著差異(P=0.015)。

2.DWI和DCE-MRI的鑒別診斷能力

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示(表1)，良性和惡性口底病變的ADC值和TIC形態(tài)均有顯著差異(P=0.015和P<0.001)。所有惡性腫瘤在靜脈注射對比劑之后均出現(xiàn)不同程度的強(qiáng)化。ADC值和TIC形態(tài)的ROC曲線見圖3。ADC值的AUC為0.754(95%置信區(qū)間：0.560～0.948)，TIC形態(tài)的AUC為0.560(95%置信區(qū)間：0.545～0.862)。ADC閾值取1.23×10-3mm2/s的鑒別診斷能力最佳，診斷符合率為89.6%，敏感度94.8%，特異度94.8%。在校正患者年齡、性別、吸煙和飲酒史及病灶直徑后，Logistic回歸分析提示ADC≤1.23×10-3mm2/s病灶的惡性危險(xiǎn)性是ADC>1.23×10-3mm2/s病灶的23倍(OR值23.0，95%置信區(qū)間2.2～45.8)。當(dāng)采用平臺型或者流出型TIC曲線為惡性診斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，鑒別診斷的敏感性和特異性分別為62.3%和69.2%。然而，Logistic回歸并沒有發(fā)現(xiàn)惡性危險(xiǎn)與平臺型或者流出型TIC曲線之間存在相關(guān)性(OR值3.4，95%置信區(qū)間0.9～13.2)。

表2　ADC值和TIC 形態(tài)對口底病變的聯(lián)合診斷價(jià)值

3.DWI和DCE-MRI的聯(lián)合應(yīng)用價(jià)值

本組中共66例患者同時(shí)接受了DWI和DCE-MRI檢查。ADC和TIC形態(tài)二者聯(lián)合使用時(shí)對口底病變的鑒別診斷價(jià)值見表2。ADC>1.23×10-3mm2/s且呈持續(xù)強(qiáng)化或平臺型TIC曲線的口底病變，惡性可能性最低。以ADC>1.23×10-3mm2/s且持續(xù)強(qiáng)化或平臺型TIC曲線作為對照組，以下各組中惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)逐步增加：ADC>1.23×10-3mm2/s，且平臺型或流出型TIC曲線(OR值8.0，95%置信區(qū)間0.3～206.4)；ADC≤1.23×10-3mm2/s，且持續(xù)強(qiáng)化或平臺型TIC曲線(OR值28.0，95%置信區(qū)間2.3～243.1)；ADC≤1.23×10-3mm2/s，且平臺型或流出型TIC曲線(OR值132，95%可信區(qū)間6.8～2546.5)。ADC值和TIC形態(tài)聯(lián)合使用的ROC曲線見圖1c，AUC值為0.820(95%可信區(qū)間0.667～0.972)。取ADC<1.23×10-3mm2/s或平臺型或流出型TIC曲線時(shí)，診斷惡性病變的效能最大，達(dá)到最大敏感度98.3%；當(dāng)惡性診斷標(biāo)準(zhǔn)為ADC<1.23×10-3mm2/s且平臺型或流出型TIC曲線時(shí)，達(dá)到最大診斷特異度88.9%。

討　論

口底病變可有多種不同的組織來源，現(xiàn)代成像技術(shù)有助于口底病變的術(shù)前評估和診斷。在本研究中，我們初步探討了DWI和DCE-MRI單獨(dú)使用以及聯(lián)合使用對鑒別良惡性口底病變的準(zhǔn)確性。盡管良惡性病變的ADC值和TIC形態(tài)有一定的重疊，我們?nèi)园l(fā)現(xiàn)，口底良惡性病變的ADC值和TIC形態(tài)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且ADC值降低與惡性病變間具有顯著相關(guān)性。ADC和TIC曲線聯(lián)合應(yīng)用可以進(jìn)一步提高鑒別診斷能力。當(dāng)惡性病變的診斷標(biāo)準(zhǔn)為ADC<1.23×10-3mm2/s和/或平臺型或流出型TIC曲線時(shí)，達(dá)到最大敏感度98.3%；當(dāng)惡性診斷標(biāo)準(zhǔn)為ADC<1.23×10-3mm2/s且平臺型或流出型TIC曲線時(shí)，達(dá)到最大診斷特異度88.9%。

DWI和DCE-MRI能夠定量或半定量評估腫瘤細(xì)胞結(jié)構(gòu)和腫瘤內(nèi)部的血流灌注特征。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)成像技術(shù)相比，這些新的MRI技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出對頭頸部病變良惡性鑒別的獨(dú)特價(jià)值。在既往的研究中，我們曾提出DWI和DCE-MRI可應(yīng)用于眼眶[14]、甲狀腺[15,16]、腭[10]和腮腺病變[11]的良惡性鑒別診斷中，單獨(dú)使用或與常規(guī)MRI聯(lián)合應(yīng)用，可以提高M(jìn)RI的鑒別診斷能力。

擴(kuò)散特征受細(xì)胞大小、密度和完整性的影響。在惡性病變中，細(xì)胞數(shù)量、細(xì)胞體積和微結(jié)構(gòu)密度的增加使得彌散受限、ADC值降低。雖然由于良惡性病變間存在異質(zhì)性，良惡性病變的ADC值和TIC曲線結(jié)果存在部分重疊交叉，但研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)頭頸部惡性病變的ADC值減低[17]。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)惡性病變的ADC值(0.92×10-3mm2/s)明顯低于良性病變(1.25×10-3mm2/s)，且ADC≤1.23×10-3mm2/s的病灶的惡性風(fēng)險(xiǎn)是ADC>1.23×10-3mm2/s病灶的23倍。然而，ADC值的診斷特異度(敏感度為94.8%時(shí)特異度為55.6%)仍未達(dá)到臨床診斷要求。本研究中分別有2例腺樣囊性癌和1例腺泡狀軟組織肉瘤的ADC值高于1.23×10-3mm2/s，而4例良性病變的ADC低于1.23×10-3mm2/s，包括慢性炎癥2例、良性增生1例和靜脈畸形1例。不足10%的唾液腺腫瘤源于舌下腺和小唾液腺，而其中大多數(shù)是惡性的。在本研究中，腺樣囊性癌是最常見的唾液腺來源的惡性腫瘤。在2例ADC>1.23×10-3mm2/s的腺樣囊性癌中，1例表現(xiàn)為持續(xù)強(qiáng)化型TIC曲線，1例表現(xiàn)為平臺型TIC曲線。因此，根據(jù)ADC和TIC形態(tài)聯(lián)合應(yīng)用的診斷標(biāo)準(zhǔn)，后者可以正確診斷為惡性，而前者則為假陰性。在該假陰性病例中，常規(guī)MRI未見沿神經(jīng)生長、“鉆孔”等典型表現(xiàn)，但頸部可見一枚短徑大于1cm伴中央壞死的淋巴結(jié)，可以輔助診斷。腺泡狀軟組織肉瘤是一種軟組織肉瘤，在口腔極為罕見，主要見于青少年和年輕成年人，既往研究認(rèn)為其不具備特征性影像學(xué)表現(xiàn)[18,19]，然而未見DWI和DCE-MRI報(bào)道。在本研究中，腺泡狀軟組織肉瘤患者為一14歲女性患者，病灶的ADC值為1.28×10-3mm2/s，TIC曲線為平臺型。因此根據(jù)ADC和TIC形態(tài)聯(lián)合應(yīng)用的診斷標(biāo)準(zhǔn)，可以正確診斷為惡性。同樣的，ADC低于1.23×10-3mm2/s的2例慢性炎癥表現(xiàn)為持續(xù)強(qiáng)化的TIC曲線，有助于正確診斷。而1例靜脈畸形，雖然表現(xiàn)為平臺型TIC曲線而容易診斷錯(cuò)誤，但是其臨床和傳統(tǒng)MRI表現(xiàn)，如皮膚青紫色、T2壓脂相上呈顯著高信號、可見靜脈石等，將有助于診斷。

本研究存在幾點(diǎn)不足。首先，雖然我們根據(jù)納入患者的結(jié)果設(shè)定了鑒別診斷的閾值，但需要注意的是，這個(gè)閾值只適用于特定的情況，事實(shí)上ADC閾值可能受到不同的掃描儀器和成像參數(shù)的影響而改變[20-22]。其次，我們采用的手動勾畫ROI法容易受研究者主觀因素的影響或造成偏倚，為此我們采用多次測量取平均值、取強(qiáng)化峰值最高TIC曲線的方法盡可能降低其影響。最近有文獻(xiàn)報(bào)道，采用直方圖分析DCE-MRI參數(shù)，對整個(gè)病灶所有層面信息進(jìn)行匯總分析，充分考慮病灶內(nèi)部異質(zhì)性的影響，可以有效避免選擇偏倚的存在，得到更加客觀和可靠的結(jié)果[23]。另外，由于研究納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，符合研究目的的樣本數(shù)較少。此外，本研究屬于回顧性、單個(gè)醫(yī)院的數(shù)據(jù)分析，研究結(jié)果尚需要通過更大規(guī)模的多中心前瞻性研究來驗(yàn)證。

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Application of diffusion-weighted imaging and dynamic contrast-enhanced MRI in differentiating benign from malignant lesions in the floor of the mouth

YUAN Ying，JIANG Meng-da，TAO Xiao-feng.Department of Radiology，Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200011,China

Objective:To evaluate the potential use of diffusion-weighted imaging (DWI) and dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) in differentiating benign from malignant lesions in floor of the mouth (FOM).Methods:A retrospective analysis was conducted on MRI data of 75 patients with pathologically confirmed non-cystic FOM lesions from January 2010 to December 2014.Apparent diffusion coefficient (ADC) and time-signal intensity curve (TIC) were obtained by post-processing.Receiver operating characteristic curve (ROC) and logistic regression analysis were performed to evaluate their correlation with malignant and benign FOM lesions.Results:Significant differences were detected between benign and malignant lesions in ADC value and TIC pattern (P=0.015 andP<0.001).The areas under the curve (AUC) for ADC and TIC pattern were 0.754 and 0.704,respectively.Combination of ADC and TIC pattern for differential diagnosis of benign and malignant FOM lesions had best efficacy with threshold of ADC≤1.23×10-3mm2/s and plateau/washout TIC pattern.The corresponding AUC was 0.820,sensitivity was 98.3%,and specificity was 88.9%.Conclusion:Our results suggest that DWI and DCE-MRI can contribute to differential diagnosis of non-cystic FOM lesions,especially when used in combination.

Diffusion weighted imaging； Magnetic resonance imaging； Dynamic contrast enhanced scan； Neoplasm of floor of the mouth

200011上海，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院放射科

袁瑛(1983-)，女，安徽合肥人，博士研究生，主治醫(yī)師，主要從事頭頸部腫瘤的磁共振成像工作。

陶曉峰，E-mail：cjr.taoxiaofeng@vip.163.com

國家自然科學(xué)基金(81402461，81471709)

R445.2； R739.8

A

1000-0313(2016)08-0689-06

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.004

2016-07-01

2016-07-25)