mDixon與DWI、DCE在舌鱗狀細(xì)胞癌術(shù)前評估的對比研究

朱丹，李開成,2

1. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院 放射科，上海 201999；2. 海南西部中心醫(yī)院 放射科，海南 儋州 571700

引言

舌癌位置表淺，易于肉眼觀察及活檢，其中約90%為鱗狀細(xì)胞癌[1]。目前手術(shù)切除仍是根治舌癌最為有效的方法，術(shù)前根據(jù)腫瘤和所累及器官的解剖形態(tài)，進(jìn)行腫瘤手術(shù)范圍、軟組織皮瓣大小的術(shù)前評估、術(shù)中缺損的預(yù)測對于舌癌患者手術(shù)方式的選擇及預(yù)后至關(guān)重要。因頭頸部解剖復(fù)雜，腫瘤侵犯周圍軟組織的范圍及程度在臨床檢查中常不清楚，MRI因其較高的軟組織分辨力和多平面多參數(shù)成像，成為舌癌首選的影像學(xué)檢查方法。但MRI檢查時間較長，舌易受牙齒偽影、吞咽和呼吸運動的干擾，故對成像技術(shù)要求較高。mDixon是基于化學(xué)位移編碼水-脂分離的新興影像學(xué)技術(shù)[2]，可結(jié)合不同權(quán)重圖像，采用一次采集兩個回波分離水-脂，可同時得到四個對比度的圖：IP（同相位圖），OP（反相位圖），Water（水圖，即脂肪抑制圖），F(xiàn)at（脂肪圖，即水抑制圖）。最新常用的mDixon XD TSE可在常規(guī)掃描時間和分辨率下，可獲得均勻，完整和一致的無脂肪成像，又與抗運動偽影序列（MultiVane）相結(jié)合進(jìn)行成像，運用放射狀填充K空間進(jìn)行運動偽影的校正，這樣可大幅度較少掃描時間，提高圖像穩(wěn)定性，脂肪抑制更徹底，不會有明顯運動偽影[3]，在頭頸部疾病診斷作用大。目前尚未有Dixon技術(shù)結(jié)合抗偽影MultiVane序列用于舌癌術(shù)前評估的報道。本研究通過收集41例舌鱗狀細(xì)胞癌患者的影像學(xué)資料，分析T2W-mDixon、彌散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）及動態(tài)對比增強（Dynamic Contrast Enhancement，DCE）主觀圖像質(zhì)量，對比三者對腫瘤最大徑、腫瘤厚度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的評估價值，探討舌部占位的術(shù)前影像學(xué)診斷的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性搜集2020年1_5月間在我院經(jīng)手術(shù)病理證實為41例舌鱗狀細(xì)胞癌患者的資料，所有患者均接受頜面部MRI檢查，掃描序列包括mDixon、DWI及DCE。患者意識清楚，配合度高，且無MRI檢查的相關(guān)禁忌癥、口內(nèi)金屬義齒等鐵磁性物質(zhì)，就診前均未進(jìn)行任何腫瘤相關(guān)治療。共計納入患者41例，男20例，女21例，年齡25～67歲，平均（45.2±23.2）歲，所有患者均行手術(shù)治療。所有入組患者及其家屬檢查前均簽署知情同意書。

1.2 檢查與方法

1.2.1 檢查方法及參數(shù)

41例受試者均采用Philips Ingenia 3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀行頜面部MRI檢查，取仰臥位用頭頸部專用線圈：① 快速自旋多回波Dixon橫斷面T1WI（TR/TE 500/11.8 ms）、橫斷位T2WI（TR/TE 4430/101 ms）和冠狀位T2WI（TR/TE 5660/88 ms），F(xiàn)OV 23 cm×20 cm，矩陣304×304，NEX 2，層厚3 mm，激勵2次，均結(jié)合抗偽影MultiVane序列；② 擴散系數(shù)b值為0、1000 s/mm2時行DWI檢查，橫斷面單次激發(fā)，掃描參數(shù)：TR/TE 2225～4000/55～70 ms，層厚3 mm，F(xiàn)OV 23 cm×20 cm，矩陣128×128，對3個方向施加擴散敏感梯度場消除各向異性對DWI信號的影響，后處理軟件自動處理DWI圖像；③ 靜脈注射釓噴酸葡胺行增強掃描（TE/TR 450/9.96 ms，層厚3.0 mm，采集期相7～10，每期采集時間15～17 s），劑量為0.1 mmol/kg，速率2.0 mL/s。

1.2.2 圖像處理及分析

由2名具有5年以上頭頸部疾病影像診斷經(jīng)驗的醫(yī)師使用Philips EWS后處理和GE PACS工作站，雙盲下獨立完成圖像分析和數(shù)據(jù)測量，分析意見不一致時共同商討后決定一致結(jié)果。主要觀察病灶的大小范圍、形態(tài)、邊界、信號特點、與周圍組織關(guān)系、頸部淋巴結(jié)等。主觀評價根據(jù)圖像質(zhì)量分為5級：5分，腫瘤結(jié)構(gòu)清晰，邊緣顯示清晰，背景信號抑制良好；4分，腫瘤結(jié)構(gòu)清晰，邊緣顯示清晰，背景邊緣銳利，背景信號抑制不徹底；3分，腫瘤結(jié)構(gòu)尚可，邊緣顯示稍模糊，有較明顯背景信號；2分，部分腫瘤結(jié)構(gòu)不清，邊緣模糊，或本底信號與腫瘤對比差，影響診斷；1分，腫瘤結(jié)構(gòu)不清，邊緣顯示模糊，或本底信號與腫瘤缺乏對比，不能診斷。

選取相同大小的感興趣區(qū)分別置于病灶及背景場強區(qū)，原則上避開出血、壞死、囊變及正常血管的區(qū)域，測量T2W-mDixon、DWI圖像的信號強度和背景噪聲S1、S2、S0，分別計算信噪比SNR=（S1/S2）和相對噪聲比C N R =（| S1-S2 | / S）。取腫瘤最大截面測量病灶最大徑、腫瘤厚度（Tumour Thickness，即腫瘤表面到腫瘤浸潤最深點的距離）、ADC值，測量三次取平均值。T2W-mDixon、DWI及DCE圖像中對符合以下標(biāo)準(zhǔn)之一者診斷為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移：① 咽后淋巴結(jié)短徑≥8 mm，其他頸部淋巴結(jié)短徑≥10 mm；② 淋巴結(jié)中央壞死、淋巴門結(jié)構(gòu)消失；③ 淋巴結(jié)見包膜外侵犯；④ 對于可疑淋巴結(jié)及10 mm≥短徑≥8 mm的淋巴結(jié)加測ADC值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，測量值以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，統(tǒng)計數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布。利用方差分析比較T2W-mDixon同相位圖和水圖、DWI的SNR、CNR值；利用獨立樣本和成對樣本t檢驗，分析比較T2W-mDixon、DWI及DCE對腫瘤最大徑、腫瘤厚度評估的差異；以病理診斷為金標(biāo)準(zhǔn)，計算診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、Youden指數(shù)，準(zhǔn)確度采用Fisher確切概率檢驗，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 方法

2.1 圖像質(zhì)量的評估

41名受試者所得圖像清晰、偽影較少，滿足診斷要求（主觀圖像評分≥3分）。對比T2W-mDixon、DWI和DCE序列圖像顯示，病灶在T2W-mDixon序列上主觀圖像質(zhì)量評分最高，顯示解剖結(jié)構(gòu)最佳，能清晰顯示腫瘤及周圍的解剖結(jié)構(gòu)，其中對舌口底肌肉的優(yōu)勢明顯（表1，圖1）。T2W-mDixon水圖的SNR和CNR均高于其同相位圖，DWI的SNR和CNR均高于T2W-mDixon同相位圖及水圖，三者差異具有明顯統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001，表2）。

表1 主觀圖像質(zhì)量評分（分）

圖1 舌鱗狀細(xì)胞癌典型影像學(xué)表現(xiàn)

表2 T2W-mDixon、DWI序列圖像SNR、CNR比較

2.2 對病灶內(nèi)部信號、最大徑、腫瘤厚度的評估

本研究中，20例患者腫塊位于舌體部，16例腫塊位于舌根部，5例腫塊累及舌體及舌根部。① 腫塊在T2W-mDixon水圖上均勻高信號16例（16/41，39%），不均高信號25例（25/41，61%），測得最大徑為（31.43±9.18）mm，腫瘤厚度為（19.6±7.59）mm；② DWI上均勻高信號 8例（8/41，19.5%），不均高信號33例（33/41，80.5%），病灶的最大徑為（29.70±8.99）mm，腫瘤厚度為（17.58±7.28）mm；③ DCE序列上均勻高信號16例（16/41，39%），不均高信號24例（24/41，61%），測得最大徑為（29.68±8.65）mm，腫瘤厚度為（17.09±7.01）mm；④ 病理所測病灶的最大徑為（27.43±8.70）mm，腫瘤厚度為（15.65±7.16）mm。配對比較發(fā)現(xiàn)對病灶最大徑、腫瘤厚度的估計，DCE、DWI較T2W-mDixon水圖更接近病理結(jié)果（表3）。

表3 MRI與病理對舌癌的最大徑、腫瘤厚度評估的一致性分析（mm）

2.3 對淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的評估

41例患者經(jīng)手術(shù)證實淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移19例（19/41，46.3%，圖2）；① T2W-mDixon診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移21例，其中15例證實淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，6例證實未見明顯淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；② 對于可疑淋巴結(jié)加測ADC值，DWI序列將1.15×10-3mm2/s作為ADC鑒別良惡性淋巴結(jié)的閾值，診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移19例，其中17例證實淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，2例淋巴結(jié)未見轉(zhuǎn)移；③ 將1.20×10-3mm2/s作為ADC閾值診斷20例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，18例證實淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，2例淋巴結(jié)未見轉(zhuǎn)移；④ DCE診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移20例，其中17例證實淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，3例淋巴結(jié)未見轉(zhuǎn)移（表4）。當(dāng)選取ADC閾值為1.20×10-3mm2/s，靈敏度、Youden指數(shù)最高，但四組準(zhǔn)確度的差異不具有顯著性差異（P＞0.999）。

圖2 舌鱗狀細(xì)胞癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移典型影像學(xué)表現(xiàn)

表4 T2W-mDixon、DWI及DCE對淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷效能

3 結(jié)論

3.1 mDixon的原理及其在舌部疾病檢查中的優(yōu)勢

Dixon水脂分離技術(shù)分別在同相位（水-脂相位差為0或360°的倍數(shù)）采集一次信號，在反相位（水-脂相位差為180°的倍數(shù)）采集一次信號，從而達(dá)到分離水、脂肪信號的目的，可同時得到四個對比度的圖[2-3]，其中水圖因脂肪被抑制而獲得較好的對比度，在臨床得到廣泛應(yīng)用。舌是位于口腔底部的由骨骼肌構(gòu)成的肌性器官，表面被覆黏膜，能靈活運動，與咀嚼、味覺、吞咽和語言有關(guān)，運動偽影、假牙和內(nèi)固定偽影常影響圖像的質(zhì)量。本研究，通過運用mDixon與抗抗偽影MultiVane序列相結(jié)合，在常規(guī)掃描時間和分辨率下，克服了運動偽影干擾等缺點，同時脂肪抑制更徹底。病灶在T2W-mDixon序列上顯示解剖結(jié)構(gòu)最佳，特別是同相位圖顯示舌口底肌肉優(yōu)勢明顯，水圖上腫瘤組織信號與背景舌組織之間信號差增大，更加易于鑒別和劃定界線，從而可清晰顯示腫瘤及周圍的解剖結(jié)構(gòu)。DWI的SNR和CNR雖高于其他平掃序列，但其無法提供清晰準(zhǔn)確的解剖分層，也存在磁敏感性差、易受呼吸和吞咽運動影響成像質(zhì)量等缺點。DCE基于順磁性對比劑注入血管導(dǎo)致組織T1縮短，對比劑隨著時間擴散到周圍組織中，從而形成病灶與正常組織之間形成良好的對比，但其對舌口底結(jié)構(gòu)的肌肉顯示不如T2W-mDixon序列。

3.2 在舌鱗狀細(xì)胞癌術(shù)前評估的應(yīng)用及對比分析

T2WI、T1WI增強序列是目前術(shù)前評估的主要序列之一，對病灶檢出的敏感性較高，腫瘤在T2WI、T1WI增強序列信號不均勻，往往是由于腫瘤內(nèi)部的出血、壞死等所致[4]，我們研究發(fā)現(xiàn)與T2W-mDixon、DCE相比，DWI的腫瘤信號不均勻比例最高，而且腫瘤越大，這種情況出現(xiàn)的比例越高，這與腫瘤內(nèi)部的細(xì)胞生長活躍程度不同有一定的關(guān)系，腫瘤細(xì)胞增殖越旺盛的區(qū)域，細(xì)胞密度越增高，水分子的有效擴散運動受限越明顯。而腫瘤內(nèi)部的出血、壞死等在DWI上也會得到反映，故DWI對評估腫瘤內(nèi)部情況的方面更具有優(yōu)勢。

AJCC最新的第8版舌鱗狀細(xì)胞癌臨床TNM分期[5]根據(jù)腫瘤大小、浸潤深度、區(qū)域淋巴結(jié)及有無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移分成I～I(xiàn)V期。本組研究通過測量腫瘤的最大經(jīng)、腫瘤厚度來評估腫瘤的大小及浸潤深度（Depth Of Invasion，DOI）。腫瘤厚度指從腫瘤表面到腫瘤浸潤最深點的距離[6-9]，這雖與組織學(xué)上DOI測量有差異，但在一定程度上反映腫瘤的浸潤程度，利于術(shù)前評估腫瘤手術(shù)范圍、軟組織皮瓣大小及術(shù)中缺損等。本研究通過配對比較發(fā)現(xiàn)，T2W-mDixon水圖測得病灶最大徑及腫瘤厚度多大于病理所測的實際大小。DCE、DWI對腫瘤病灶最大徑及腫瘤厚度評估更接近于病理。我們推測這是由于舌癌患者口腔衛(wèi)生條件較差，常伴有繼發(fā)感染等，炎性反應(yīng)及瘤周水腫在T2WI上往往也呈高信號，造成對腫瘤的最大徑和腫瘤厚度的過度估計。而DWI是通過檢測評價活體組織水分子微觀運動，反映與組織的含水量相關(guān)的病理變化[8,10-11]。炎癥組織及瘤周水腫中的水分子多排列疏松，擴散受限較少，而腫瘤內(nèi)細(xì)胞密度高，水分子排列緊密，擴散運動受限，腫瘤實質(zhì)信號強度明顯高于正常組織及周圍水腫的信號，從而將腫瘤浸潤范圍區(qū)別出來。DCE則是通過造影劑改變局部組織的磁環(huán)境，反映組織微循環(huán)血流灌注情況[12-13]，與正常組織明顯區(qū)別開。故在腫瘤的大小、腫瘤浸潤范圍的評估方面，DWI和DCE較T2W-mDixon測得數(shù)據(jù)更接近于病理。

DCE及T2W-mDixon對于良、惡性淋巴結(jié)的鑒別一般基于淋巴結(jié)形態(tài)學(xué)改變，即大小、是否有壞死、包膜有無外侵等情況而進(jìn)行評估，而淋巴結(jié)的形態(tài)學(xué)改變?nèi)狈μ禺愋?，淋巴結(jié)增大或壞死可見于炎癥、巨淋巴結(jié)增生癥等。本研究T2W-mDixon診斷的病例中，有4例短徑<10 mm且無明顯壞死、包膜侵犯現(xiàn)象的患者出現(xiàn)了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，6例患者因淋巴結(jié)≥10 mm而被過度診斷為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。DWI雖在觀察淋巴結(jié)包膜侵犯情況的有限[11-15]，但通過測定可疑淋巴結(jié)的ADC值，特別是本研究b值為1000 s/mm2，組織T2透過效應(yīng)減小，DWI可更好反映組織的擴散情況。良惡性淋巴結(jié)內(nèi)的細(xì)胞成分比例不同，造成水分子擴散運動受限程度有所差異，避免了2例過度評估。曾有學(xué)者建議以ADC值1.15×10-3mm2/s為閾值[16-19]鑒別良惡性淋巴結(jié)，而本研究對比1.15×10-3、1.20×10-3mm2/s作為ADC閾值鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的情況，后者得到的靈敏度、Youden指數(shù)均高于前者，故建議適當(dāng)放寬的ADC值到1.20×10-3mm2/s可獲得對于早期舌癌患者的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)具有較高的靈敏度和正確指數(shù)。

綜上所述，mDixon結(jié)合抗運動偽影MultiVane序列在舌鱗狀細(xì)胞癌術(shù)前評估中可獲得穩(wěn)定的圖像，病灶在T2W-mDixon序列上主觀圖像質(zhì)量評分高，顯示解剖結(jié)構(gòu)最佳，DCE、DWI對確定腫瘤病灶最大徑、腫瘤厚度的評估更接近病理，對于可疑的淋巴結(jié)加測ADC值，并將鑒別舌鱗狀細(xì)胞癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的閾值適當(dāng)放寬至1.20×10-3mm2/s，可對早期的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)具有一定的診斷價值。鑒于三者各具優(yōu)勢，故聯(lián)合使用T2W-mDixon、DWI及DCE有助于提高舌鱗狀細(xì)胞癌的術(shù)前評估的準(zhǔn)確性。