3T DCE-MRI定量分析在甲狀腺良性結(jié)節(jié)和乳頭狀癌鑒別診斷中的應(yīng)用價值

鐘任佳，鄒玉堅，鄭曉林，鄧 磊，袁灼彬，黃國祥 （東莞市人民醫(yī)院，廣東東莞 523059）

甲狀腺癌是頭頸部和內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，近年發(fā)病率呈上升趨勢[1]，乳頭狀癌(PTC)最為常見，約占甲狀腺癌中的89.4%[2]。臨床上大部分PTC 預(yù)后良好，但有少部分PTC 具有較高的侵襲性，易于轉(zhuǎn)移，最常見的轉(zhuǎn)移途徑為頸部淋巴系統(tǒng)，預(yù)后較差[3-4]，所以早期診治有積極意義[5]。超聲檢查在甲狀腺疾病中的應(yīng)用最為廣泛，但難以鑒別甲狀腺良惡性病變[6-8]。CT 增強檢查具有放射性，甲亢患者不宜選用[9]。頸部甲狀腺MRI 可以用于鑒別診斷甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性[10-12]，多期動態(tài)對比增強磁共振成像(DCE-MRI)定量分析是一種用于對腫瘤血管特性的定量評估技術(shù)，本研究利用DCE-MRI 對甲狀腺結(jié)節(jié)進行定量分析，探討該技術(shù)在鑒別甲狀腺良性結(jié)節(jié)、乳頭狀癌中的應(yīng)用價值。

1 資料和方法

1.1 病例與分組

收集2018 年10 月－2020 年8 月在我院行甲狀腺DCE-MRI 患者91 例，其中男25 例，女66 例，年齡17～68 歲，平均(44.7±11.9)歲。所有患者在MRI掃描和手術(shù)前均未作任何抗腫瘤藥物治療。患者納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)臨床查體或超聲檢查發(fā)現(xiàn)甲狀腺結(jié)節(jié)患者；(2)結(jié)節(jié)直徑大于10 mm；(3)MRI 圖像清晰，無明顯運動及吞咽偽影。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往有頸部惡性腫瘤病史；(2)有嚴(yán)重心、肝、腎等器質(zhì)性病變，MRI 造影劑過敏患者；(3)MR 檢查禁忌證，如幽閉恐怖癥、心臟起搏器植入等。所有患者均于檢查后3～7 d內(nèi)進行手術(shù)，手術(shù)切除病變標(biāo)本后，按照DCE-MRI 橫斷位掃描層面進行切片，經(jīng)中性福爾馬林固定，石蠟包埋、HE 染色，病理科出具正式病理診斷報告。本研究通過東莞市人民醫(yī)院倫理委員會的審核批準(zhǔn)(No.KYKT2018-022)，檢查前均獲得患者及其家屬同意，并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 MRI 掃描方法和參數(shù) 采用SIEMENS MAGNETOM Verio 3.0T 超導(dǎo)核磁共振掃描儀，20 通道頭頸聯(lián)合表面線圈?；颊呷⊙雠P位，檢查前固定患者頭部，適當(dāng)墊高頸部，使甲狀腺充分暴露，并放置沙袋于患者頸前部。吩咐患者在整個檢查過程中保持平靜呼吸，避免吞咽活動以減輕頸部運動產(chǎn)生的運動偽影。掃描范圍自甲狀軟骨上緣水平至頸7 椎體水平，檢查過程中視病變大小恰當(dāng)調(diào)整掃描范圍。先行常規(guī)平掃：T1WI軸位、T2WI軸位、T2WI冠狀位、擴散加權(quán)成像(DWI)，然后行多期動態(tài)增強掃描，掃描序列采用三維容積式內(nèi)插值法屏氣檢查序列(3D-VIBE)進行掃描，掃描參數(shù)：TR/TE 5.03/1.72 ms；FOV 350 mm×280 mm；矩陣256×256；層厚3 mm；層數(shù)20 層；時間分辨率為6.9 s 一期，掃描30 個時相。注射對比劑前先獲取甲狀腺組織T1 mapping 序列，分別由5°、7°、9°3 個翻轉(zhuǎn)角組成，然后行30 期動態(tài)增強掃描，動態(tài)增強掃描采用9°翻轉(zhuǎn)角，先平掃2 期后開始注射造影劑，對比劑使用釓噴葡胺螯合物(GD-DTPA-BMA，Omniscan；GE)，注射量0.2 mmol/kg，經(jīng)肘靜脈注射，用MR 專用高壓注射器團注，使用針頭大小為20 G，注射流率3 mL/s，注射對比劑結(jié)束后，用20 mL 生理鹽水沖洗。T1 多個翻轉(zhuǎn)角和動態(tài)增強掃描總時間為225 s。

1.2.2 MRI 圖像分析 將T1 mapping 序列和3DVIBE T1 加權(quán)掃描的甲狀腺30 期動態(tài)增強掃描圖像導(dǎo)入動態(tài)增強掃描定量分析軟件Omni-Kinertics(GE Healthcare),動脈輸入函數(shù)(AIF)感興趣區(qū)選取病灶最大層面同側(cè)頸總動脈，得到相應(yīng)時間-信號曲線(TIC)。血流動力學(xué)定量分析模型選擇Extended Tofts Linear模型(ETL 模型)，可得到定量參數(shù)：容積運轉(zhuǎn)常數(shù)Ktrans、速率常數(shù)Kep、血管外細胞外間隙容積分數(shù)Ve和血漿容積分數(shù)Vp。ETL 模型血流動力學(xué)公式為：Ct(t)(Ct為組織對比劑濃度，t為時間)[13]，根據(jù)方程求解獲得灌注定量參數(shù)值和參數(shù)偽彩圖。

1.2.3 測量方法 感興趣區(qū)ROI 勾畫由兩名從事影像診斷5 a以上的放射科醫(yī)師獨立完成，根據(jù)手術(shù)病理結(jié)果和位置，結(jié)合T1WI、T2WI 及動態(tài)增強圖像識別病變相應(yīng)位置，盡量避開血管、壞死、出血、囊變及鈣化等非實性部分，每個病灶選取3 個ROI 測量各個參數(shù)并計算各個參數(shù)平均值，每個ROI 面積不少于1 cm2，對于多發(fā)病灶患者，選取最大病灶進行上述測量，對兩位醫(yī)師的測量數(shù)值取其兩者的平均值作為最后結(jié)果的數(shù)值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

使用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。所有計量資料以表示。先對各組數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布檢驗和方差齊性檢驗，定量參數(shù)比較采用獨立樣本Mann-WhitneyU檢驗；應(yīng)用受試者工作特征曲線(ROC)分析各定量參數(shù)鑒別甲狀腺良性結(jié)節(jié)與乳頭狀癌的效能，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

本組91 例共測量出91 個病灶直徑約12～50 mm，平均直徑為(35.5±5.8)mm。其中甲狀腺良性結(jié)節(jié)(包括甲狀腺腺瘤和結(jié)節(jié)性甲狀腺腫)65 例（甲狀腺良性結(jié)節(jié)組），65 個病灶，男14 例，女51 例，平均年齡(48.9±11.1)歲。甲狀腺乳頭狀癌26例（乳頭狀癌組），26個病灶，男11例，女15例，平均(37.4±12.1)歲。

2.2 感興趣區(qū)微血管滲透性定量參數(shù)

甲狀腺良性結(jié)節(jié)組Ktrans值高于乳頭狀癌組(P＜0.05)，Kep、Ve、Vp兩者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)(表1)。DCE-MRI定量參數(shù)Ktrans在鑒別甲狀腺良性結(jié)節(jié)、乳頭狀癌診斷效能較好，曲線下面積為0.67,敏感度為92.3%，特異度為52.3%(表2、圖1)。

圖1 Ktrans、Kep、Ve、Vp鑒別甲狀腺良性結(jié)節(jié)、乳頭狀癌的ROC曲線

表1 甲狀腺良性結(jié)節(jié)與乳頭狀癌各定量參數(shù)獨立樣本Mann-Whitney U檢驗結(jié)果 ()

表1 甲狀腺良性結(jié)節(jié)與乳頭狀癌各定量參數(shù)獨立樣本Mann-Whitney U檢驗結(jié)果 ()

與乳頭狀癌組比較：aP＜0.01

表2 DCE-MRI各定量參數(shù)值在鑒別甲狀腺良性結(jié)節(jié)、乳頭狀癌的ROC曲線診斷效能

3 討論

DCE-MRI 是目前比較成熟MRI 檢查方法，其定量分析可以獲得反映對比劑在人體組織內(nèi)微循環(huán)血流動力學(xué)特征的定量參數(shù)值，目前它是一種能夠反映腫瘤組織微循環(huán)結(jié)構(gòu)和血管通透性的無創(chuàng)性功能成像技術(shù)[14]，有利于提高對腫瘤的早期診斷及鑒別診斷的準(zhǔn)確性[15]。本研究藥代動力學(xué)模型采用dual-input Tofts 模型，其主要參數(shù)包括Ktrans、Kep、Ve、Vp，容積運轉(zhuǎn)常數(shù)Ktrans代表對比劑從血管內(nèi)滲透到血管外細胞外間隙的運轉(zhuǎn)系數(shù)；速率常數(shù)Kep代表對比劑從血管外細胞外間隙滲透回血管的速度常數(shù)；血管外細胞外間隙容積分數(shù)Ve為血管外細胞外間隙容積比；Kep=Ktrans/Ve；Vp為血漿容積分數(shù)。大部分惡性腫瘤組織中新生毛細血管增多且不成熟，管壁結(jié)構(gòu)欠完整，血管通透性明顯增高，對比劑從新生血管腔內(nèi)流出至血管外間隙的速度加快，Ktrans值增大，同樣對比劑從血管外間隙回流入血管腔內(nèi)的速度亦增快，Kep值明顯升高，血流灌注時的對比劑交換加快，表現(xiàn)為高灌注；而良性腫瘤組織新生血管較少，血管內(nèi)皮相對完整，對比劑從血管腔內(nèi)流出至血管外間隙速度慢，回流速度亦慢，Ktrans、Kep值均相對較低，對比劑交換較慢，血流灌注相對較低。

DCE-MRI 已廣泛應(yīng)用于顱腦、乳腺、肝臟、前列腺等部位腫瘤診斷與鑒別診斷、腫瘤療效評價等，在甲狀腺研究報道較少。磁共振對頸部具有較高軟組織分辨率，能清晰、準(zhǔn)確顯示甲狀腺內(nèi)病變位置、形態(tài)、信號均勻程度、包膜及其周圍淋巴結(jié)，對病灶定性提供可靠形態(tài)學(xué)、功能影像學(xué)依據(jù)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甲狀腺乳頭狀癌定量參數(shù)其中Ktrans兩者間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，Kep、Ve、Vp間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；Ktrans鑒別甲狀腺良性結(jié)節(jié)、乳頭狀癌的敏感性是92.3%，然而特異性只有52.3%。國內(nèi)外學(xué)者研究結(jié)果不一致，李曉峰等[16]研究結(jié)果顯示乳頭狀癌的Ktrans、Kep、Ve值高于良性病灶，且Kep鑒別乳頭狀癌與良性結(jié)節(jié)的特異性及準(zhǔn)確性最高。Ben-David等[17]研究結(jié)果表明甲狀腺乳頭狀癌Ktrans、Kep、Ve值明顯低于良性結(jié)節(jié)，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Sakat 等[18]和Song 等[19]報道甲狀腺乳頭狀癌Ktrans值明顯低于良性結(jié)節(jié)，兩者間差異存在顯著統(tǒng)計學(xué)意義，Ve值兩者間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究結(jié)果與上述報道一致，筆者認為Eliel Ben-David 等研究結(jié)果無明顯差異可能是樣本量較少所致。根據(jù)本研究結(jié)果，筆者認為甲狀腺具有獨特的血流動力學(xué)特征，甲狀腺癌與身體其他部位的一些惡性腫瘤的血流動力學(xué)特征可能不一致。甲狀腺是機體微血管最為豐富的內(nèi)分泌臟器之一[20]，正常甲狀腺組織的微血管可能具有較高通透性，以便甲狀腺激素分泌到血流中[17]。甲狀腺乳頭狀癌是一個相對乏血供腫瘤，腫瘤內(nèi)增生血管較甲狀腺良性結(jié)節(jié)少，較正常甲狀腺組織更少，腫瘤組織內(nèi)富含纖維成分而占據(jù)了毛細血管床[21]。而甲狀腺良性結(jié)節(jié)組織學(xué)上可表現(xiàn)為細胞密度或小濾泡較多，細胞和小濾泡之間毛細血管網(wǎng)增多，增生血管比乳頭狀癌豐富[22]。顧繼英等[23]研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺乳頭狀癌超聲造影主要為乏血供表現(xiàn)，低強化為主，并對組織切片觀察發(fā)現(xiàn)甲狀腺乳頭狀癌組織有較多的纖維化、水腫及微鈣化，微血管稀少。由于甲狀腺乳頭狀癌組織內(nèi)纖維化，造影劑從血管內(nèi)擴散到血管外間隙阻力增加，速度減慢，回流速度亦減慢。由此可見，甲狀腺乳頭狀癌Ktrans、Kep、Ve、Vp值明顯低于甲狀腺良性結(jié)節(jié)是有相應(yīng)的病理學(xué)依據(jù)的。

隨著新的研究和模型的出現(xiàn)，不久的將來DCEMRI 在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷中將占有重要地位。超聲是甲狀腺結(jié)節(jié)診斷最重要檢查手段之一，DCE-MRI是術(shù)前評估腫瘤侵襲性的有效補充。但本研究甲狀腺乳頭狀癌組病例數(shù)較少，需要進一步擴大樣本量研究；圖像測量感興趣區(qū)為根據(jù)手術(shù)病理結(jié)果手工繪制，只反映了病變已測量部分，有可能出現(xiàn)誤差，且缺少兩位評估者一致性分析。