IVIM 模型的擴(kuò)散加權(quán)成像在小兒腹部實(shí)體良惡性腫瘤診斷中的價(jià)值＊

黎斌，胡琳鳳，余秋月，鄔鶯鶯，朱雪超，何玉麟

（1.南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院；2.江西省人民醫(yī)院，南昌330006）

兒童腹部實(shí)體腫瘤盡早明確腫瘤類型、 性質(zhì)對(duì)指導(dǎo)治療、估計(jì)預(yù)后、提高患兒存活率有重要意義[1]。 由于一些兒童腫瘤具有相似的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)，僅憑常規(guī)影像學(xué)難以定性診斷[2]。 而病理活檢具有侵襲性， 且在腹部等大型異質(zhì)性病變中存在發(fā)病率和采樣錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)[3]。 多排螺旋CT 血管成像在腹部腫瘤定位診斷及侵襲范圍有一定幫助[4]，但是具有輻射損傷。 MRI 軟組織分辨率高、無電離輻射損傷，越來越多地用于兒科實(shí)體腫瘤的診斷、分期和治療[5]。 本研究的目的是回顧性評(píng)估使用IVIM模型分析來區(qū)分小兒個(gè)體實(shí)體腫瘤惡性和良性的可行性和診斷潛力。

1 資料與方法

1.1 一般資料 搜集2014 年5 月-2015 年10 月期間在我院發(fā)現(xiàn)小兒腹部占位病變且擬在本院進(jìn)行手術(shù)的患者共55 例，其中良性腫瘤21 例，平均年齡6 歲，惡性腫瘤34 例，平均年齡1.8 歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴腹部占位并確定手術(shù)者。 ⑵未接受化療或放療。 ⑶監(jiān)護(hù)人簽署知情同意書，并能完成相應(yīng)檢查。⑷檢查后一周內(nèi)取得病理標(biāo)本。排除標(biāo)準(zhǔn)： ⑴純囊性病變， 病灶含有豐富的脂肪組織(如脂肪瘤)。⑵放化療后復(fù)查。⑶無法配合完成相應(yīng)磁共振檢查患者。

1.2 檢查方法

1.2.1 獲取常規(guī)MRI(cMRI)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集使用1.5T 磁共振系統(tǒng)，8 通道頭顱線圈， 梯度場強(qiáng)為40mT/m，梯度切換率為150mT/m/ms，層厚/層間距=3.0 /0.3 mm，F(xiàn)OV=230 mm×230 mm。 包括T1WI 軸位、T2WI 軸位、T2WI 冠狀位及T1WI 增強(qiáng)軸位。

1.2.2 磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）數(shù)據(jù)采集 采用EPI 序列在平行前后聯(lián)合間線平面掃描獲得彌散加權(quán)成像。 擴(kuò)散敏感梯度方向3 個(gè)，擴(kuò)散敏感系數(shù)b 值共包含13 個(gè)，分別為0、10、20、30、40、60、100、120、160、200、300、500 和1000 s/mm2，掃描時(shí)間共需12min。

1.2.3 圖像處理及分析 使用在后處理平臺(tái)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理。由兩名具有5 年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生分別將感興趣區(qū)(ROI)放置于病灶顯示最大層面的實(shí)性部分，避開囊變、出血和壞死區(qū)域，以及信號(hào)極高或極低區(qū)域，進(jìn)行雙指數(shù)模型計(jì)算分別生成參數(shù)。所有數(shù)據(jù)均測量3 次并取其平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)均應(yīng)用SPSS24.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 計(jì)量數(shù)據(jù)采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s） 表示， 組間均數(shù)采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn) 及Mann-Whitney 檢驗(yàn)分析。檢驗(yàn)校準(zhǔn)值取a=0.05，組間以P<0.05 為結(jié)果具有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 繪制ROC 曲線分別求出診斷率、敏感度、特異度。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 良性腫瘤21 例，平均年齡6 歲，包括良性成熟畸胎瘤10 例，肝血管瘤5 例,節(jié)細(xì)胞神經(jīng)瘤4 例，肝臟局灶性結(jié)節(jié)增生2 例；惡性腫瘤34例,平均年齡1.8 歲,包括神經(jīng)母細(xì)胞瘤15 例,肝母細(xì)胞瘤7 例,腎母細(xì)胞瘤5 例,淋巴瘤4 例,未成熟畸胎瘤、腎透明細(xì)胞肉瘤及橫紋肌肉瘤各1 例。

2.2 將腹部良、惡性腫瘤IVIM 圖像特征參數(shù)通過統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行對(duì)比分析， 腹部良惡性腫瘤組的參數(shù)值（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）及秩和檢驗(yàn)P 值(表1) 。

由表1 可見，ADC、D 及D* 值在腹部良性與惡性腫瘤之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，f 值在腹部良性與惡性腫瘤之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2.3 曲線下面積(AUC) ，最佳診斷界值和敏感性、特異性(表2) 。

由表2 可見， 在腹部良性與惡性腫瘤中D 值敏感度較高但，特異性中等，ADC 值特異性高但敏感度較低，D*值敏感度中等但特異度較低。

表1 腹部良性腫瘤與惡性腫瘤的IVIM-DWI 參數(shù)(±s )

表1 腹部良性腫瘤與惡性腫瘤的IVIM-DWI 參數(shù)(±s )

參數(shù) 良性組 惡性組 P ADC（10-3mm2/s）D（10-3mm2/s）D*（10-3mm2/s）f（%）1.61±0.45 1.55±0.60 11.5±3.2 15.8±6.5 1.31±0.32 0.99±0.24 14.9±2.1 13.5±5.1＜0.001＜0.001＜0.001 0.147

表2 IVIM 參數(shù)鑒別腹部良惡性腫瘤的曲線下面積，最佳診斷界值和敏感性、特異性

3 討論

3.1 理論基礎(chǔ) DWI 量化分析可以提供常規(guī)MRI無法提供的信息，ADC 值測量可以區(qū)分實(shí)體腫瘤良惡性[6]；對(duì)于腹部腫瘤中的異質(zhì)組織，測ADC 值的方法不能最大限度地從DWI 中提取信息[7]。水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和血流灌注導(dǎo)致測得的ADC 值偏高[8,9]，IVIM 成像可用于量化DWI 圖像中的兩種運(yùn)動(dòng)成分[8-10]，充分考慮到組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和血流灌注對(duì)MR 信號(hào)衰減的影響，成像時(shí)采樣足夠多的低b 值和高b 值DWI 圖像, 可以得到更真實(shí)的D 值、f 值和D* 值，可以幫助小兒腹部腫瘤的診斷[11]。 IVIM-DWI 是一種觀察水分子布朗運(yùn)動(dòng)和血液微循環(huán)的敏感方法[12,13]，已廣泛用于自身免疫性胰腺炎、宮頸癌、乳腺癌及大腦膠質(zhì)瘤等疾病的判定[14-18]。

3.2 參數(shù)的意義與價(jià)值 本研究發(fā)現(xiàn)ADC、D 及D*值在小兒腹部實(shí)體腫瘤良惡性鑒別中具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，又通過ROC 曲線分析，得到了各自的診斷價(jià)值。 在臨床工作中可利用D 值做初步篩選，然后利用ADC 值進(jìn)一步確診。在這些參數(shù)中，最佳性能的是ADC。 有可能是ADC 同時(shí)受D 和D*的影響而產(chǎn)生，由于將擴(kuò)散和灌注特性合并為一個(gè)參數(shù)，診斷性能可能更高。雖然f 參數(shù)不能決定良性和惡性病例，但它可能有助于評(píng)估病變內(nèi)的血管環(huán)境[19]這可能反映的是脈管系統(tǒng)的差異， 而不是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異， 特別是當(dāng)評(píng)估的良性病變包括血管瘤和血管畸形時(shí)。

3.3 研究的局限與不足 我們的研究有幾個(gè)局限性。 首先，納入的病例數(shù)較少，腹部實(shí)體腫瘤類型較多，某些類型的腫瘤僅有數(shù)例，不足以反映該腫瘤的全部特點(diǎn)。 然而，初步結(jié)果是有希望的，對(duì)鑒別診斷有幫助。 其次，灌注分?jǐn)?shù)未采用T2 校正，因此其值可能受到血液和組織T2 弛豫時(shí)間的影響。第三,在區(qū)分良惡性腫瘤類型時(shí)，組群大小不平衡，需要進(jìn)一步研究來證實(shí)這些結(jié)果。 最后，尚無明確的病理學(xué)指標(biāo)能明確腫瘤組織與IVIM 參數(shù)之間的關(guān)系，需要進(jìn)一步的探索和論證。 筆者將在之后的研究中擴(kuò)大病例數(shù),并將免疫組織化學(xué)結(jié)果納入分析，以期尋找組織病理學(xué)依據(jù)。

綜上所述，本研究是對(duì)IVIM 參數(shù)在小兒腹部實(shí)體腫瘤良惡性診斷上的初步探索, 結(jié)果表明，ADC、D 及D* 值在鑒別良惡性有一定意義,為診斷提供一套無創(chuàng)成像生物標(biāo)志物,為今后擴(kuò)大樣本量研究以獲取更多臨床意義提供一定的理論依據(jù)。