EP-DWI與TSE-DWI兩種序列診斷中耳膽脂瘤效能的比較

樊曉雪，丁長偉，劉兆玉

中耳膽脂瘤是富含角蛋白的復(fù)層鱗狀上皮包圍的假腫瘤樣病變[1]，發(fā)病率為0.01%[2]。盡管膽脂瘤是一種良性病變，但其可能侵蝕鄰近骨質(zhì)，導(dǎo)致傳導(dǎo)性聽力障礙、面癱、迷路瘺、腦膿腫等[3-5]。因此膽脂瘤的早期診斷對提高患者的生活質(zhì)量具有重要意義。除耳鏡檢查外，彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)已被用于區(qū)分膽脂瘤與其他中耳炎性病變常用檢查方式[6-8]。

平面回波(echo planar，EP) DWI序列是最常用的DWI檢查技術(shù)，優(yōu)點為掃描時間短，僅約1 min，但其在顳骨區(qū)域容易受到空氣骨骼交界處的影響而產(chǎn)生易感性偽影[9-10]。而快速自旋回波(turbo spin-echo，TSE)DWI序列是一種非平面回波技術(shù)，其優(yōu)點為空間分辨率高，顳骨偽影少，但掃描時間長[11-13]，約6～8 min。因此，本研究旨在評估EP-DWI與TSE-DWI兩種序列對中耳膽脂瘤診斷的圖像質(zhì)量及診斷效能。

1 材料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2019 年5 月至2020 年5 月在我院接受手術(shù)治療63 例疑似中耳膽脂瘤患者的病歷資料。本研究納入標準為：(1)臨床初步懷疑中耳膽脂瘤患者；(2)未接受任何耳部手術(shù)治療；(3)術(shù)前均行EP-DWI、TSE-DWI檢查；(4)隨后接受手術(shù)治療并完成病理檢查。排除標準：EP-DWI、TSE-DWI圖像質(zhì)量不佳不足以診斷(包括各種偽影干擾導(dǎo)致的MRI圖像顯示不清)。本研究獲得中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院倫理委員會批準(批準文號：No.2020PS136J)，免除受試者知情同意。

1.2 掃描方法及技術(shù)參數(shù)

本研究使用Philips Ingenia 3.0 T 超導(dǎo)型磁共振掃描儀(Ingenia，Philips Electronics Inc.，Netherlands)及32通道頭頸部相控陣列線圈(Invivo Corporation，USA)收集信號，包括橫斷位T1加權(quán)快速自旋回波、橫斷位T2加權(quán)快速自旋回波和脂肪抑制、EP-DWI及TSE-DWI序列。掃描范圍自巖骨上緣至乳突下緣，采用兩個b 值(b=0、1000 s/mm2)獲取EP-DWI 及TSE-DWI序列。所有序列全部采集時間約為14 min。耳部MRI的掃描參數(shù)見表1。

表1 MRI掃描參數(shù)總結(jié)Tab.1 MRI scanning parameters

1.3 圖像分析和診斷方法

由于膽脂瘤含高角蛋白，在DWI序列上(b=1000 s/mm2)中耳區(qū)域呈明顯高信號改變[14-16]。所有圖像由兩名經(jīng)驗豐富的頭頸部放射學專家分別進行評估(1 名主治醫(yī)師，工作經(jīng)驗8 年；1 名主任醫(yī)師，工作經(jīng)驗25 年)，兩名放射科專家對患者臨床資料及病理診斷均不知情。當評估結(jié)果出現(xiàn)差異時，兩位專家相互協(xié)商后統(tǒng)一意見做出最終決定，給出存在或不存在中耳膽脂瘤的診斷，并根據(jù)術(shù)后病理結(jié)果計算EP-DWI序列、TSE-DWI 序列對中耳膽脂瘤患者診斷的曲線下面積(area under the curve，AUC)、敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值。

1.4 統(tǒng)計分析

所有統(tǒng)計分析應(yīng)用SPSS 22.0 (SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)和MedCalc (version 15.2.2, Ostend, Belgium)統(tǒng)計軟件進行，計量資料以均數(shù)±標準差的形式表示，計量參數(shù)采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料

63 名臨床疑似膽脂瘤患者全部接受手術(shù)治療及病理檢查。根據(jù)術(shù)后病理結(jié)果將入組患者分成膽脂瘤組(n=47)及非膽脂瘤組(n=16)。膽脂瘤病灶范圍為3～35 mm。本研究患者一般資料見表2。

2.2 EP-DWI診斷效能

膽脂瘤在EP-DWI 序列在b=1000 s/mm2的圖像上顯示明顯高信號，病灶形態(tài)不規(guī)則，存在較大變形，邊界欠清晰(圖1A～1C)；非膽脂瘤病灶呈低信號影，邊緣模糊(圖2A～2C)。EP-DWI 序列診斷膽脂瘤最小直徑為3 mm。

EP-DWI序列檢測中耳膽脂瘤AUC為0.644 (95%CI：0.513～0.760)，敏感度為78.72%，特異度為50.00%(表3)。假陽性8 例(圖3)，其中神經(jīng)鞘瘤1 例，纖維組織2 例，炎癥伴肉芽組織3 例，炎癥出血伴鈣化1 例，膽固醇結(jié)晶1 例；假陰性10 例，均勻鱗狀上皮組織周圍有大量炎癥細胞(圖4)，詳見表4。

表4 EP-DWI圖像對疑似膽脂瘤患者影像診斷結(jié)果與病理結(jié)果比較Tab.4 Comparison of imaging diagnosis and pathological results of EP-DWI images in patients with suspected cholesteatoma

圖3 女，48 歲，EP-DWI 診斷假陽性病例。T1WI 呈等低信號(3A)，T2WI 高信號，邊界不規(guī)則(3B)，EP-DWI 圖像于左中耳區(qū)域呈高信號改變，與顳葉分界不清(3C)，病理證實為纖維組織及粉染無結(jié)構(gòu)物(3D)。 圖4 男，69 歲，EP-DWI 診斷假陰性病例，病理證實為膽脂瘤。T1WI 呈低信號(4A)，T2WI 呈不均勻高信號(4B)，EP-DWI 呈等低信號，邊界模糊(4C)，術(shù)后病理(4D)為組織內(nèi)少許鱗狀上皮及鈣化，間質(zhì)大量慢性炎細胞浸潤。EP：平面回波；DWI：彌散加權(quán)成像。Fig. 3 Female, 48-year-old, EP-DWI diagnostic false positive cases. Iso-low signal on T1WI (3A), high signal on T2WI with irregular border (3B), high signal levels on EP-DWI image in the left middle ear region with indistinct demarcation from the temporal lobe (3C), pathology confirmed as fibrous tissue and pink stained structureless material (3D). Fig. 4 A 69-year-old male patient with EP-DWI diagnostic false negative cases, pathology confirmed as cholesteatoma. T1WI with low signal (4A), T2WI with nonuniform high signal (4B), EP-DWI with iso-low signal and blurred border (4C), and pathological results containing inflammatory cells around small squamous epithelial tissue are shown(4D).EP:echo plane;DWI:diffusion weighted imaging.

表3 EP-DWI與TSE-DWI圖像檢測膽脂瘤的診斷效能比較Tab.3 Comparison of diagnostic performance of EP-DWI and TSE-DWI images in detecting cholesteatoma

2.3 TSE-DWI診斷效能

膽脂瘤在TSE序列在b=1000 s/mm2的圖像上亦呈明顯高信號，病灶形態(tài)規(guī)則，無明顯變形，邊界清晰(圖1A～1B，1D)；非膽脂瘤呈低信號，病灶邊緣欠清晰(圖2A～2B，2D)。TSE-DWI診斷膽脂瘤最小直徑為3 mm。

圖1 男，35歲，病理診斷為中耳膽脂瘤。1A：T1WI呈低信號，邊界欠清；1B：T2WI呈不均勻高信號，邊界清晰；1C：EP-DWI顯示右側(cè)中耳乳突區(qū)域較鄰近腦實質(zhì)信號明顯增高，邊界不規(guī)則，存在變形；1D：TSE-DWI呈明顯高信號，病灶規(guī)則，邊緣清晰。 圖2 女，35歲，病理診斷為鼓室息肉伴肉芽組織形成。2A：T1WI呈低信號影；2B：T2WI呈不均勻高信號，邊界不清；2C：EP-DWI呈低信號，邊緣模糊；2D：TSE-DWI呈低信號，邊緣欠清。EP：平面回波；TSE：快速自旋回波；DWI：彌散加權(quán)成像。Fig. 1 Male, 35-year-old, pathologically diagnosed middle ear cholesteatoma. 1A: T1WI showed low signal, with poorly defined boundary; 1B: T2WI showed nonuniform high signal, with clear boundary; 1C: EP-DWI showed high levels of signal with an unclear boundary; 1D: TSE-DWI image with a significantly high signaland,a clear boundary was shown.Fig.2 Female,35-year-old,pathologically diagnosed tympanic polyp with granulation tissue formation.2A:Low levels of signal were shown in this T1WI image;2B:T2WI showed a nonuniform high signal with unclear border;2C:EP-DWI showed a low signal with blurred margin;2D:TSE-DWI showed a low signal with unclear margin.EP:echo plane;TSE:turbo spin-echo;DWI:diffusion weighted imaging.

TSE-DWI序列檢測中耳膽脂瘤AUC為0.895 (95%CI：0.792～0.958)，敏感度為91.49%，特異度為87.50%(表3)。其中假陽性2 例為膽固醇結(jié)晶及炎性出血(圖5)，假陰性4 例均為鱗狀上皮組織周圍有大量炎癥細胞的包裹(圖6)，詳見表5。

表5 TSE-DWI圖像對疑似膽脂瘤患者影像診斷結(jié)果與病理結(jié)果比較Tab.5 Comparison of imaging diagnosis and pathological results of TSE-DWI images in patients with suspected cholesteatoma

圖5 女，21歲，TSE-DWI診斷假陽性病例。5A：T1WI呈高信號；5B：T2WI呈不均勻高信號；5C：TSE-DWI呈圓形明顯高信號，邊界清晰；5D：病理證實為出血炎癥伴鈣化。 圖6 男，58歲，TSE-DWI診斷假陰性病例，病理證實為膽脂瘤。T1WI呈低信號改變(6A)；T2WI呈不均勻稍高信號(6B)；TSE-DWI呈低信號影(6C)；手術(shù)病理證實為角化物及小塊鱗狀上皮(6D)。TSE：快速自旋回波；DWI：彌散加權(quán)成像。Fig.5 Female,21-year-old,TSE-DWI diagnostic false positive cases.5A:High signal on T1WI;5B:Nonuniform high signal on T2WI;5C:A circular significantly high signal with clear boundaries on TSE-DWI; 5D: Pathologically confirmed hemorrhagic inflammation with calcification. Fig. 6 Male, 58-year-old, TSE-DWI diagnostic false negative cases, pathologically confirmed cholesteatoma. Low signal change on T1WI (6A); nonuniform slightly high signal on T2WI (6B); low signal shadow on TSE-DWI(6C);surgical pathology confirmed keratosis and small squamous epithelium(6D).TSE:turbo spin-echo;DWI:diffusion weighted imaging.

3 討論

本研究通過對疑似膽脂瘤患者行術(shù)前EP-DWI與TSE-DWI 序列掃描，發(fā)現(xiàn)膽脂瘤病灶在TSE-DWI 圖像中顯示清晰，圖像變形少，能夠提升臨床診斷可信度。TSE-DWI較EP-DWI能夠提高診斷準確率，減少誤診率，對臨床診斷膽脂瘤具有較高的診斷價值。

3.1 TSE-DWI評估膽脂瘤病變

本研究得出TSE-DWI 較EP-DWI 敏感度、特異度較高，這與之前文獻報道結(jié)果一致[17]，本研究這項結(jié)果得到支持，這可能是由于TSE-DWI序列是非平面回波(non-EP)快速自旋回波的DWI 序列[18]，與EP-DWI 序列相比，TSE-DWI 序列通過重新聚焦射頻脈沖獲得回波，對磁化偽影不敏感，能夠減少圖像失真[19-20]。對于診斷膽脂瘤病變，TSE-DWI 序列提供更好的可靠性，減少圖像幾何變形[21]。

3.2 EP-DWI評估膽脂瘤病變

本研究采用1.5 mm 層厚采集EP-DWI 圖像，使其與TSE-DWI 圖像層厚一致，但EP-DWI 圖像在顳葉或后顱窩區(qū)域容易產(chǎn)生幾何失真等易感性偽影，圖像質(zhì)量不能令人滿意[10,19]。在EP-DWI 序列上呈明顯高信號的膽脂瘤不易與顳骨偽影區(qū)分開來，因此，EP-DWI序列對膽脂瘤的診斷準確性不足[22]。

3.3 假陰性及假陽性病例分析

膽脂瘤病灶與非膽脂瘤病灶在DWI 上呈現(xiàn)明顯的信號差異主要是由于非膽脂瘤病灶為炎性肉芽組織或纖維化病變，彌散不受限，而膽脂瘤病灶在DWI序列彌散受限[23,24]。本研究應(yīng)用3.0 T 磁共振采集圖像，雖然信噪比高，有利于膽脂瘤病變的顯示，但仍存在假陰性及假陽性病例。本研究假陰性結(jié)果為鱗狀上皮組織周圍有大量炎性細胞的包裹，可能由于大量低信號的炎性細胞包裹著小塊呈高信號的膽脂瘤上皮，使病灶整體信號減低。本研究中TSE-DWI圖像及EP-DWI 圖像檢測假陽性病例均包含膽固醇結(jié)晶及炎性出血。已有研究證實，若中耳乳突區(qū)域DWI 呈高信號，而該位置T1 加權(quán)序列亦呈高信號，則為膽固醇肉芽腫病變[25]。因此，在未來的研究中，研究人員在診斷膽脂瘤時，應(yīng)結(jié)合常規(guī)序列T1WI 序列，排除高信號病變。而Muhonen等[26]研究顯示non-EP DWI 在軟骨、軟骨移植物可導(dǎo)致DWI 序列彌散受限，可能出現(xiàn)假陽性結(jié)果，主要是由于Muhonen等研究納入患者為膽脂瘤術(shù)后疑似復(fù)發(fā)患者，而本研究納入患者均為初次手術(shù)患者，無移植物導(dǎo)致的假陽性病例。

3.4 局限性

本研究存在以下幾點局限性：(1)本研究發(fā)現(xiàn)年齡對膽脂瘤與非膽脂瘤病灶差異無統(tǒng)計學意義，可能與研究樣本不均衡、非膽脂瘤病例較膽脂瘤病例少有關(guān)；(2)本研究樣本量相對較少，缺乏小尺寸病灶(直徑＜3 mm)，仍待擴大樣本量進一步研究；(3) T1WI序列在排除膽固醇肉芽腫方面具有很大優(yōu)勢[25]，在未來的研究中需進一步添加T1WI序列協(xié)同診斷。

綜上所述，與EP-DWI 序列比，TSE-DWI 序列有助于區(qū)分膽脂瘤及非膽脂瘤病變，提高診斷的準確性，對臨床診斷有較高的應(yīng)用價值。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。