3.0 T MRI不同序列診斷腎細胞癌亞型的應用價值

孟慶成，夏威利，閆亮亮，黎海亮*，曲金榮，趙二江

腎細胞癌是腎臟最常見的原發(fā)性惡性腫瘤，占所有成人腫瘤的2%～3%，世界上腫瘤死亡原因中占據(jù)第6位，病理主要分為透明細胞型、乳頭狀細胞型、嫌色細胞型及嗜酸粒細胞型等。既往研究證實，乳頭狀細胞型及嫌色細胞型腎癌的預后明顯好于透明細胞型腎癌[1]。MRI因其具有局部高分辨力、組織對比度好及能夠準確顯示病變的組織成分等優(yōu)勢而被廣泛應用于腎細胞癌的診斷，其中研究較多的是擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值及動態(tài)增強特征[2-3]，但由于ADC值受主、客觀的影響因素較多及動態(tài)增強的特征差異較大[4-5]，從而限制了其在臨床的應用。本研究采用MRI的不同檢查序列進行定量評估，探討MRI不同評價指標鑒別診斷透明細胞型及非透明細胞型腎癌的應用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析河南省腫瘤醫(yī)院放射科自2014年3月至2017年3月在本院經(jīng)手術(shù)病理證實的40例腎癌患者資料，其中男28例，女12例，年齡36～79歲，平均(56.4±8.7)歲。均為單腎單發(fā)病灶，所有患者術(shù)前均行腎臟的3.0 T MR平掃及動態(tài)增強。根據(jù)病理情況分為透明細胞型腎癌組21例(術(shù)后病理分期Ⅰ期2例，Ⅱ期12例，Ⅲ期5例，Ⅳ期2例)及非透明細胞型腎癌組19例(乳頭狀細胞型11例，嫌色細胞型8例，Ⅰ期1例，Ⅱ期3例，Ⅲ期14例，Ⅳ期1例)，兩組患者一般情況差異無統(tǒng)計學意義，具有可比性。患者檢查前均對檢查情況知情同意并簽署了知情同意書。

1.2 檢查方法

采用3.0 T MR 掃描儀(Signa HDx，GE Healthcare，Waukesha，WI，USA)，使用腹部相控陣線圈，患者平靜呼吸，加呼吸門控，腎臟軸位、冠狀位快速恢復快速自旋回波序列T2WI：TR/TE 3000～7000 ms/110～115 ms，層厚4～5 mm，層距0.5～1.0 mm，F(xiàn)OV (26～35) cm×(35～40) cm，矩陣320×224，采集時間為2 min 48 s。DWI成像：采用軸面掃描，選用體部矩陣線圈，采用平面回波DWI (echo planar imaging DWI，EPIDWI)，掃描參數(shù)：TR 5000 ms，TE 55.2 ms，矩陣128×128，層厚4 mm，層距l(xiāng) mm，F(xiàn)OV (35～40) cm×(35～40) cm，激勵次數(shù)1，呼氣末屏氣狀態(tài)下掃描，掃描時間為20 s。b值為0、700 s/mm2，3個方向均施加擴散梯度。增強掃描采用對比劑Gd-DTPA，劑量為0.1 mmoL/kg，經(jīng)肘靜脈以2 mL/s的流率團注。訓練患者屏氣幅度盡可能前后一致，一次屏氣時間內(nèi)完成腎區(qū)掃描。增強掃描時間為注射對比劑后30 s (皮質(zhì)期)、100 s (實質(zhì)期)及5 min (延遲期)。掃描參數(shù)：層厚8.0 mm，層間距0.8 mm，采集矩陣292×164，重建矩陣512×512，F(xiàn)OV 380 mm×265 mm。

1.3 圖像觀察及數(shù)據(jù)測量

由2名資深腹部影像診斷醫(yī)生復閱MR圖像，記錄患者病灶出血、壞死、囊變及靜脈癌栓的出現(xiàn)情況。采用AW4.4工作站的FuncTool軟件進行DWI數(shù)據(jù)的后處理：調(diào)整域值范圍以包含整個腎臟，由工作站自動生成腎臟ADC偽彩圖。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)的選擇：對于腎實質(zhì)，ROI盡量放在腎門水平腎臟前外側(cè)皮髓質(zhì)交界區(qū)，ROI為圓形或橢圓形，包括腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)各約50%；對于病灶，ROI的位置需根據(jù)腫瘤的增強皮質(zhì)期選取病變的實性成分區(qū)，盡量避開壞死、出血、變性及鈣化區(qū)域(圖1～3)。病灶及腎皮質(zhì)信號強度均通過對ROI測定獲得，以病灶各期強化最明顯處為ROI，腎皮質(zhì)的ROI盡量選病變同側(cè)未受累的腎臟中部皮質(zhì)，如病灶較大且累及腎臟中部時則選對側(cè)腎臟中部皮質(zhì)。ROI平均大小為1.5 cm2。同一患者所測定ROI的位置、大小保持一致。信號強度變化(△sI)=(sI增強后-sI增強前)/sI增強前×100%；腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)=△SI腫瘤/△SI皮質(zhì)[6]。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行分析，計量資料采用t檢驗分析，分類資料采用卡方檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。界值的確定采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線。

2 結(jié)果

2.1 透明細胞型腎癌組與非透明細胞型腎癌組患者MR平掃及動態(tài)增強表現(xiàn)

圖1 患者，男，56歲。A：壓脂T2WI混雜高信號；B：增強掃描動脈期實性成分強化明顯，囊性成分未見強化；C：ADC圖呈混雜高信號；D：病理示透明細胞型腎癌 圖2 患者，女，43歲。A：壓脂T2WI低信號；B：增強掃描略強化；C：ADC圖低信號；D：病理示乳頭狀細胞型腎癌 圖3 患者，男，67歲。A：壓脂T2WI混雜等信號；B：增強掃描略強化；C：ADC圖混雜低信號；D：病理示嫌色細胞型腎癌Fig. 1 Male, 56 years old. A: Mixed high signal of lipid-pressing T2WI; B: Enhanced scanning arterial phase solid component was significantly enhanced, while cystic component was not enhanced; C: The ADC graph shows mixed high signal; D: Pathological examination showed clear cell type renal carcinoma. Fig. 2 Female, 43 years old. A: Low signal of lipid-pressing T2WI; B: Enhanced scan slightly enhanced; C: Low signal in ADC; D: Shows papillary cell type renal cancer. Fig. 3 Male, 67 years old. A: Lipid-pressing T2WI mixed signals; B: Enhanced scanning slightly enhanced; C: ADC mixed low signal; D: Pathologic manifestations of chromophobe cell renal carcinoma.

圖4 MRI不同影像征象的ROC曲線 圖5 增強MRI不同期相的ROC曲線 圖6 不同MRI診斷指標組合的ROC曲線Fig. 4 ROC curve of MRI different image signs. Fig. 5 ROC curve of enhanced MRI at different phases. Fig. 6 ROC curve of different MRI diagnostic indicators combination.

MR平掃征象中，與非透明細胞型腎癌組患者比較，透明細胞型腎癌患者的壞死、囊變的出現(xiàn)率明顯高于非透明細胞型腎癌組患者，出血的出現(xiàn)率低于非透明細胞型腎癌組患者，差異有統(tǒng)計學意義(χ2=17.378、5.414、4.043，P=0.00、0.020、0.044)；而兩組靜脈癌栓的出現(xiàn)率的差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.380，P=0.240)；出血、壞死、囊變及靜脈癌栓的ROC曲線下面積分別為0.663、0.828、0.680、0.585(圖4)。DWI序列中，透明細胞型腎癌患者病變的ADC值高于非透明細胞型腎癌組患者，二者差異有統(tǒng)計學意義(t=6.269，P=0.00)。詳見表1。

2.2 透明細胞型腎癌患者MR平掃及動態(tài)增強評價指標的ROC曲線

透明細胞型腎癌患者的皮質(zhì)期、實質(zhì)期及延遲期腫瘤-皮質(zhì)強化指數(shù)均明顯高于非透明細胞型腎癌組，差異有統(tǒng)計學意義(t=4.082、6.509、6.083，P均=0.00)。動態(tài)增強皮質(zhì)期、實質(zhì)期及延遲期腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)對診斷透明細胞型腎癌ROC曲線下面積分別為0.817、0.929、0.897；實質(zhì)期ROC曲線下面積最大，以0.77為臨界值，敏感度為0.952，特異度為0.789(圖5)。詳見表2。

表1 兩組患者MR平掃及ADC值表現(xiàn)比較(x±s)Tab. 1 Comparison of MR plain scan and ADC values between the two groups (±s)

表1 兩組患者MR平掃及ADC值表現(xiàn)比較(x±s)Tab. 1 Comparison of MR plain scan and ADC values between the two groups (±s)

注：兩組比較，ADC值采用χ2檢驗；出血、囊變、壞死及靜脈癌栓采用t檢驗

組別 例數(shù) ADC值(×10-3 mm/s)MR平掃征象(n/%)出血 壞死 囊變 靜脈癌栓透明細胞癌組 21 2.01±0.33 2/9.5 16/76.2 9/42.9 8/38.1非透明細胞癌組 19 1.49±0.13 8/42.1 2/10.5 15/78.9 4/21.1 χ2值/t值 6.269 4.043 17.378 5.414 1.380 P值 0.000 0.044 0.000 0.020 0.240

表2 兩組患者的腫瘤-皮質(zhì)強化指數(shù)比較(x±s)Tab. 2 Comparison of tumor-cortical enhancement index between the two groups of patients (±s)

表2 兩組患者的腫瘤-皮質(zhì)強化指數(shù)比較(x±s)Tab. 2 Comparison of tumor-cortical enhancement index between the two groups of patients (±s)

注：本表采用t檢驗

組別 例數(shù) 皮質(zhì)期 實質(zhì)期 延遲期透明細胞癌組 21 1.09±0.16 0.92±0.10 0.81±0.11非透明細胞癌組 19 0.84±0.23 0.65±0.15 0.56±0.14 t值 4.082 6.509 6.083 P值 0.000 0.000 0.000

表3 不同MRI診斷指標組合的ROC曲線Tab. 3 ROC curves of different MRI diagnostic indicators

2.3 不同診斷指標組合診斷透明細胞型腎癌的特異性及敏感性

選取診斷透明細胞型腎癌敏感性、特異性較高的指標如壞死、實質(zhì)期腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)及病變ADC值為組合元素，篩選出診斷透明細胞型腎癌的最佳診斷方法。結(jié)果顯示：ADC值結(jié)合實質(zhì)期腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)對診斷透明細胞型腎癌的ROC曲線下面積為0.976，敏感度及特異度分別為0.952、1.0(圖6)。詳見表3。

3 討論

3.1 腎細胞癌的不同亞型的MRI征象差異

不同細胞亞型腎癌的生長速度和轉(zhuǎn)移發(fā)生率差異大，因而各亞型的腎細胞癌的影像學表現(xiàn)不盡相同，其手術(shù)方式及預后也不同。研究表明，乳頭狀腎細胞癌和嫌色細胞癌5年生存率為80%～90%，而透明細胞癌只有50%～60%，其中嫌色細胞癌的預后更好[7]。因此，術(shù)前正確診斷對手術(shù)方式的選擇和預后判斷具有重要意義。本研究顯示，與腎臟的乳頭狀或嫌色細胞癌相對而言，透明細胞型腎癌起源于腎近曲小管，腫瘤細胞胞質(zhì)透亮，瘤內(nèi)血管網(wǎng)豐富，多同時含有實性和囊性結(jié)構(gòu)。本研究顯示，透明細胞型腎癌21例，乳頭狀細胞型12例，嫌色細胞型8例，由于透明細胞型腎癌的預后明顯低于其他亞型，因而把乳頭狀細胞型、嫌色細胞型歸為非透明細胞型腎癌組。與非透明細胞型腎癌組患者比較，透明細胞型腎癌患者的壞死、囊變的出現(xiàn)率明顯高于非透明細胞型腎癌組患者，出血的出現(xiàn)率低于非透明細胞型腎癌組患者，各種影像學征象ROC曲線顯示，壞死的敏感性及特異性最高。MRI對病變出血、壞死診斷的敏感性及特異性均很高[8-9]，Beddy等[10]研究發(fā)現(xiàn)壞死與透明細胞型腎癌及其預后不佳密切相關(guān)，本組結(jié)果與該研究相仿；與透明細胞腎癌比較，乳頭狀及嫌色細胞腎癌為少血供腫瘤[11]，無或輕度強化，嫌色細胞癌少有壞死、出血及囊性變，腫瘤質(zhì)地相對比較均勻[12]。另外，靜脈癌栓作為腎臟腫瘤的獨立影響因素，與腎癌的分型、分期及預后密切相關(guān)[13]，但本研究靜脈癌栓的出現(xiàn)率兩組的差異無統(tǒng)計學意義，可能與研究中透明細胞型腎癌的分期較早及例數(shù)較少有關(guān)。

另外，透明細胞型腎癌血供豐富，增強掃描強化程度高，動態(tài)增強掃描各期透明細胞型腎癌強化程度均最顯著，腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)亦最高，以中重度強化為主[14]，均體現(xiàn)其血管生成活躍、血供豐富的特點。兩組患者病變各期強化指數(shù)呈遞減型，體現(xiàn)了腎癌強化的快進快出的特征，但透明細胞型腎癌的下降速率高于非透明細胞型腎癌患者，間接證實了透明細胞型腎癌的富血供特性。本研究結(jié)果支持透明細胞型腎癌的強化特征，尤其以實質(zhì)期腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)為著，與Kim等[15]的研究結(jié)果相仿。

3.2 MRI功能成像序列DWI區(qū)分腎細胞癌亞型的應用

DWI是目前唯一的一種無創(chuàng)性反映活體水分子擴散運動的成像方法?；铙w組織的擴散系數(shù)值受許多因素如細胞的生物學行為、體液的流動、溫度等宏觀因素以及臟器的運動影響。從掃描技術(shù)角度來看，DWI的圖像質(zhì)量主要與b值選擇有關(guān)。大部分研究結(jié)果將b值范圍確定為500～1000 s/mm2[16]，在本研究中，將b值確定為700 s/mm2。ROI的設(shè)置對ADC值的測量結(jié)果也有較大的影響。既往的研究中，ROI范圍的劃分一般包括整個病變，由于腎臟腫瘤多數(shù)伴有不同程度的壞死、出血、變性及鈣化區(qū)，并不能真實反映腎癌壓型腫瘤細胞的特征。本研究采用動態(tài)增強實質(zhì)期病變實質(zhì)部分的最大截面作為ROI，平均大小為1.5 cm2，在相應DWI序列圖像中測量ADC值。本研究結(jié)果顯示，透明細胞型腎癌組患者病變的ADC值為(2.01±0.33)×10-3mm2/s，非透明細胞型腎癌組患者病變的ADC值為(1.49±0.13)×10-3mm2/s，二者差異有統(tǒng)計學意義，與前人的研究相仿[17]?？赡茉蚴菑慕M織病理學上來講，腎透明細胞癌較其他亞型的腎癌更易出現(xiàn)壞死和出血，筆者傾向于腎透明細胞癌ADC值高于其他亞型的原因是腫瘤更多的發(fā)生鏡下可見的壞死和出血導致了ADC值的升高[18]。

3.3 MRI多參數(shù)指標模型鑒別腎細胞癌亞型的意義

為進一步分析不同MRI表現(xiàn)診斷腎癌壓型的臨床應用價值，本研究選用了壞死、實質(zhì)期腫瘤-皮質(zhì)強化指數(shù)及ADC值作為評價指標，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ADC值結(jié)合實質(zhì)期腫瘤-皮質(zhì)增強指數(shù)對診斷透明細胞型腎癌的敏感度及特異度最高，ROC曲線下面積為0.976，敏感度為0.952，特異度為1.0，與Notohamiprodjo等[19]的研究結(jié)果相仿。這說明多參數(shù)指標對于MRI鑒別腎癌壓型具有一定的臨床應用價值。本研究尚存在一些缺陷。首先本組資料較少，不能夠定量統(tǒng)計出鑒別腎癌壓型的可借鑒的ADC臨界值。其次，DWI的測量區(qū)域與病理結(jié)果缺乏準確的對應關(guān)系，很難從組織病理學方面解釋研究所得結(jié)果。

利益沖突：無。