肺癌體素內(nèi)不相干運動磁共振擴散加權(quán)成像的可行性及可重復(fù)性研究

盧紹輝，廖書坤，武 飛，吳隆秋，吳 迪，劉少強

（1.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院影像科；2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，江西 贛州341000）

無論是在中國或者全世界其他區(qū)域，原發(fā)性肺癌都是最常見的惡性腫瘤，在癌癥死亡的原因中，原發(fā)性肺癌也同樣高居首位［1-2］。肺癌治療包括手術(shù)、放療及化療等，臨床診斷時，大約30%～40%為局部晚期肺癌，其中約70%為不可手術(shù)切除病變［3］，此類患者非手術(shù)治療傳統(tǒng)療效評估方法是依據(jù)實體瘤療效評價標準RECIST［4］，主要是依據(jù)腫瘤最大徑的變化來評估腫瘤的消退率，但腫瘤治療后的一些早期變化并不會馬上發(fā)生形態(tài)大小的變化，部分放療后甚至可假性進展造成體積增大，造成誤判。磁共振擴散體素內(nèi)不相干性運動（DWI-IVIM）作為近年來的一種完全無創(chuàng)、無輻射、無需注射對比劑的新的功能成像方法，既往研究顯示在鼻咽、宮頸等病變評估中具有一定的應(yīng)用價值［5-6］。本研究旨在觀察該技術(shù)在肺癌中的可行性及可重復(fù)性，為下一步客觀評估肺癌治療療效奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準本研究獲得本院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。納入標準：經(jīng)過病理確診的肺癌患者；縱膈腫大淋巴結(jié)的標準為短徑大于1 cm。排除標準：（1）磁共振檢查禁忌者（如心臟起搏器置入、體內(nèi)磁性金屬植入和幽閉恐怖癥等）；（2）不能耐受完成DWI-IVIM檢查者；（3）圖像偽影明顯或病灶體積過小，影響圖像評判；（4）穿刺后病灶內(nèi)明顯出血或合并氣胸等其他不適宜檢查的并發(fā)癥患者。

1.2 方法所有患者均采用Philips Ingenia 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描系統(tǒng)進行檢查，使用8通道相控陣體部線圈。首先掃描冠狀位T2WI_TSE_Cor序列（TR/TE 901/80 ms），視野（FOV）450 mm×450 mm，矩陣為512×512，NSA=1；層數(shù)為21，層厚7 mm，層間隔（gap）1 mm；然后掃描軸位T2WI_SPAIR序列（TR/TE 670/60 ms），視野（FOV）330 mm×418 mm，矩陣為512×512，NSA=1；層數(shù)為10，層厚6 mm，層間隔（gap）2 mm；最后掃描IVIM序列（TR/TE 1111/64 ms），0～1 000共10個b值（0，25，50，75，100，200，400，600，800，1 000）視野（FOV）375 mm×206 mm，矩陣為512×512，NSA=5；層數(shù)為10，層厚6 mm，層間隔2 mm；掃描時間約12分14秒。兩次IVIM MRI掃描分別由兩位操作者分別完成：第一次掃描由第1位操作者完成后，囑患者下檢查床室外休息；第二次重復(fù)掃描由第2位操作者在第一次掃描完成后0.5～24 h內(nèi)進行。均在自由呼吸狀態(tài)下完成。

1.3 圖像處理及參數(shù)值測量利用IMAgenGINE磁共振彌散灌注后處理軟件，將多b值DWI圖像導(dǎo)入軟件，自動生成IVIM參數(shù)圖（D、D*和f）。由2名具有5年以上DWI觀察經(jīng)驗的醫(yī)師測量各參數(shù)，具體方法：2名醫(yī)生對所有患者的同一次檢查圖像進行測量；同一名醫(yī)生重復(fù)測量患者的前后兩次檢查；選取病灶的最大層面，感興趣區(qū)（region of interest，ROI），約50 mm2，放置ROI時，需結(jié)合常規(guī)T2WI圖像，避開壞死區(qū)，空洞區(qū)，穿刺區(qū)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析不同測量者或同一測量者前后2次測量結(jié)果的一致性用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclasscoefficient，ICC）評價；ICC評估值低于0.50 認為可靠性低，介于0.50～0.75認為中等可靠，0.75～0.90認為可靠性較好，大于0.90認為可靠性好。使用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

2 結(jié)果

2.1 患者基線資料2018年3月—2019年8月共有62例肺癌患者接受檢查，其中60例肺癌患者順利完成檢查，58例圖像符合上述標準納入評估，其中鱗癌43例，腺癌12例，小細胞肺癌3例；中央型47例，周圍型11例；腫塊組（最大徑大于3 cm）40例，結(jié)節(jié)組（最大徑小于3 cm）18例；縱膈淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組23例；其中男44例，女14例；平均年齡（53±11）歲。

2.2 測量者自身之間的一致性腫塊型肺癌自身測量D、D*和f的ICC分別為0.96（0.92～0.98），0.86（0.75～0.93），0.65（0.42～0.80）；結(jié)節(jié)型肺癌自身測量D、D*和f的ICC分別為0.94（0.88～0.98），0.25（0.07～0.46），0.37（0.11～0.70）；縱膈腫大淋巴結(jié)自身測量D、D*和f的ICC分別為0.90（0.79～0.96），0.84（0.67～0.93），0.63（0.14～0.85 ）。見表1。

2.3 同一患者兩次掃描的一致性腫塊型肺癌兩次掃描D、D*和f的ICC分別為0.94（0.88～0.97），0.64（0.41～0.79），0.42（0.08～0.93）；結(jié)節(jié)型肺癌自身測量D、D*和f的ICC分別為0.90（0.77～0.95），0.19（0.04～0.49），0.15（0.02～0.37）；縱膈腫大淋巴結(jié)自身測量D、D*和f的ICC分別為0.94（0.87～0.98），0.92（0.81～0.96），0.62（0.29～0.82）。見表2。

表1兩名測量者間IVIM各參數(shù)的重復(fù)性/×10-3mm2·S-1、%

表2前后兩次掃描IVIM各參數(shù)的重復(fù)性/×10-3mm2·S-1、%

3 討論

傳統(tǒng)的磁共振擴散加權(quán)成像技術(shù)沒有關(guān)注微循環(huán)灌注對結(jié)果的影響，假設(shè)水分子的運動滿足高斯分布，應(yīng)用單指數(shù)函數(shù)模型定量表觀擴散系數(shù)（ADC）值，因此，實際測得的ADC值除了包含擴散信息以外，還包含了組織微循環(huán)信息［7-8］；體素內(nèi)不相干運動模型（intravoxel incoherent motion，IVIM）利用從低到高多個b值可以在不注射對比劑的前提下將水分子的真性擴散、微循環(huán)及其造成的假性擴散區(qū)分開，獲得純擴散參數(shù)D以及灌注參數(shù)f及假擴散系數(shù)D*［9］，可能為反映病變的真實擴散及灌注狀況提供更好的技術(shù)支持。但肺部與其他部位不同，多b值自由呼吸采集情況下，成像既受到呼吸頻率及快慢的影響，也可能受到縱膈心臟大血管搏動的影響，都可能對圖像質(zhì)量及測量結(jié)果產(chǎn)生影響，而且治療前后復(fù)查對照需要重復(fù)兩次或以上檢查，實際工作中，盡管磁共振的掃描參數(shù)可以固定，但患者每次檢查的掃描操作人員擺位及圖像分析數(shù)據(jù)測量者都可能不同，所以先對該技術(shù)在肺癌患者的可行性及重復(fù)性進行研究是十分必要的。本研究62例肺癌患者中，60例順利完成兩次檢查，58例影像圖像符合評估標準，說明方法是可行的。

本研究將原發(fā)腫瘤按大小分成腫塊組與結(jié)節(jié)組，重點是因為瘤體大小是肺癌影像檢查及其評估時重要的可簡單分類的測量指標；將縱膈腫大淋巴結(jié)獨立成組，是因為縱膈淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移發(fā)生率高，部分肺癌術(shù)后患者隨訪中可單獨表現(xiàn)縱膈淋巴結(jié)的復(fù)發(fā)/轉(zhuǎn)移，需要評估治療后療效，而且和肺內(nèi)病變相比較，縱膈病灶雖然位置相對固定，是否容易受到心臟大血管搏動的影響也值得探討。本研究肺癌患者治療之前，穿刺前后均可進行磁共振IVIM檢查，只是在后續(xù)數(shù)據(jù)測量時避開可分辨的穿刺區(qū)，是因為患者在后續(xù)可能的影像復(fù)查中也是處于穿刺后狀態(tài)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肺癌病灶無論表現(xiàn)為結(jié)節(jié)還是腫塊，還是縱膈腫大淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶，D值的單次掃描重復(fù)測量以及重復(fù)掃描測量組內(nèi)相關(guān)系數(shù)可靠性均好，提示其受不同掃描及測量人員影響較小，而D*值重復(fù)性均差。結(jié)果與既往江建芹、陳世林等研究結(jié)果類似［10-11］。本研究還發(fā)現(xiàn)f值的重復(fù)性與病灶的大小和部位有關(guān)，縱膈轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)f值重復(fù)性較好（ICC為0.92及0.84），而肺內(nèi)結(jié)節(jié)癌灶的f值重復(fù)性較差，可能的原因是縱膈內(nèi)病灶相對固定，雖然容易受心臟搏動的影響，但受呼吸影響較??；而肺內(nèi)的結(jié)節(jié)病灶因為體積較小，呼吸運動或掃描過程中呼吸頻率不均勻可以對其產(chǎn)生影響較大，出現(xiàn)錯配。提示在應(yīng)用f值評估病變時，應(yīng)該考慮到病灶大小與部位的因素。

本研究的不足之處：一是單中心樣本量較小，且沒有對肺癌病灶進行病理學(xué)的分類進行參數(shù)值的統(tǒng)計分析；二是本組病例周圍型肺癌患者較少，沒有按中央型、周圍型肺癌進行分類，也無法按病灶肺野分布進行統(tǒng)計分析，將在后續(xù)進一步深入研究。

總之，肺癌病灶磁共振IVIM掃描可行，各參數(shù)值中，D值的重復(fù)性最好；縱膈轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)f值重復(fù)性好，肺內(nèi)腫塊f值重復(fù)性好于肺內(nèi)結(jié)節(jié)；D*值重復(fù)性較差。