不同b值表觀彌散系數(shù)直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)

任 杰，狄 鑫，沈智威，岳云龍*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀壇醫(yī)院磁共振室，北京 100038；2.飛利浦健康醫(yī)療，北京 100600)

隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，甲狀腺結(jié)節(jié)檢出率逐漸升高[1-2]，早期定性診斷有助于優(yōu)化治療方案、改善患者預(yù)后[3]。超聲是目前評估甲狀腺結(jié)節(jié)的最常用方法，且可用于引導(dǎo)穿刺活檢[4-6]，但結(jié)果受醫(yī)師主觀因素影響較大。MRI軟組織分辨率高，在診斷甲狀腺相關(guān)疾病中發(fā)揮著越來越重要的作用[7]。基于彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging, DWI)的表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)直方圖可用于鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)[8-9]：甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ADC百分位數(shù)及峰度值低于良性結(jié)節(jié)[10-12]，但既往研究多采用不同的單一b值。本研究觀察以不同b值獲得的病灶A(yù)DC直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年3月—2021年12月北京世紀壇醫(yī)院收治的43例甲狀腺結(jié)節(jié)患者，經(jīng)術(shù)后病理診斷良性22例(良性組)，包括結(jié)節(jié)性甲狀腺腫15例、甲狀腺腺瘤7例，男4例，女18例，年齡20～75歲，平均(49.2±17.3)歲；惡性21例(惡性組)，均為甲狀乳頭狀癌，男10例，女11例，年齡22～70歲，平均(41.6±14.5)歲。 納入標準：①甲狀腺單發(fā)結(jié)節(jié)，經(jīng)手術(shù)病理證實診斷；②術(shù)前接受頸部MR檢查；③術(shù)前未接受相關(guān)抗腫瘤治療。排除標準：①頸部MRI質(zhì)量不能滿足研究要求；②病灶直徑<5 mm。

1.2 儀器與方法 采用Philips Ingenia 3.0T MR掃描儀)、8通道頸部相控陣線圈(北京清影華康科技有限公司)采集頸部MRI。囑患者仰臥，頭先進，掃描范圍自下頜角至胸廓入口。采集三維定位像后，分別采集矢狀位、冠狀位及軸位快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)T2WI、軸位TSE T1WI和DWI。參數(shù)：矢狀位、冠狀位及軸位TSE T2WI，TR分別為2 412、2 412、4 000 ms，TE為100、100、112 ms，ETL為19、19、30，F(xiàn)OV為10 cm×20 cm、16 cm×12 cm、15 cm×15 cm，矩陣均為272×272，層厚5、3、4 mm，層間距0、0、1 mm，激勵次數(shù)2、2、1；軸位TSE T1WI，TR 614 ms，TE 6.3 ms，ETL 6，F(xiàn)OV 16 cm×32 ms，矩陣200×394，層厚4 mm，層間距0.4 mm，NEX 1；DWI，TR 1 237 ms，TE 66 ms，5個b值(0、200、400、600和990 s/mm2)，F(xiàn)OV 160 mm×47 mm，矩陣272×240，層厚5 mm，層間距1.0 mm，NEX 4。

1.3 圖像處理及分析 將DICOM格式圖像導(dǎo)入ITK-snap(https://www.ITKS-nap.org, 3.6.0)圖像分割軟件。由分別具有10及15年甲狀腺影像學(xué)診斷經(jīng)驗的醫(yī)師各1名，參考病理結(jié)果和T2WI，在b值為990 s/mm2的局部放大DWI圖像上選取甲狀腺結(jié)節(jié)最大層面，沿其輪廓手動勾畫病灶ROI，包括囊性、壞死和出血[11]。在Matlab平臺上，利用自編程序分別計算不同b值下病灶ROI內(nèi)的ADC百分位數(shù)(ADC 5%、25%、50%、75%、95%)、平均值、偏度及峰度，并繪制直方圖曲線，見圖1、2。

圖1 患者女，20歲，結(jié)節(jié)性甲狀腺腫 A～D. 術(shù)前DWI(上圖)和ADC圖(下圖)， b值分別為200、400、600、990 s/mm2； E.于b值為990 s/mm2的DWI(上圖)和ADC圖(下圖)上勾畫病灶ROI(紅圈)； F.ADC直方圖及擬合曲線

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，行獨立樣本t檢驗；以中位數(shù)(下上四分位數(shù))表示不符者，采用秩和檢驗進行比較。以χ2檢驗比較計數(shù)資料。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線分析ADC直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

良、惡性組患者年齡(t=1.551，P=0.129)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而性別差異(χ2=4.240，P=0.039)具有統(tǒng)計學(xué)意義。良、性組結(jié)節(jié)最大徑分別為1.95(1.50,3.06)cm及1.20(0.65,1.40)cm,組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=13.583，P<0.01)。

2.1 ADC直方圖參數(shù) 當(dāng)b值為400、600、990 s/mm2時，良性組ADC 5%、50%、75%及平均值均高于惡性組(P均<0.05)；b值為200、400、600、990 s/mm2時，良性組ADC 25%均高于惡性組(P均<0.05)；b值為600、990 s/mm2時，良性組ADC 95%高于惡性組(P均<0.05)。其余參數(shù)組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

表1 不同b值下甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)ADC直方圖參數(shù)比較(×10-3 mm2/s)

圖2 患者女，35歲，甲狀腺乳頭狀癌 A～D. 術(shù)前DWI(上圖)和ADC圖(下圖)，b值分別為200、400、600及990 s/mm2； E.在b值為990 s/mm2的術(shù)前DWI(上圖)和ADC圖(下圖)上勾畫病灶ROI(紅圈)； F.ADC直方圖及擬合曲線

2.2 直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的效能 組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義的ADC直方圖參數(shù)中，b值為990 s/mm2時的ADC平均值鑒別良、惡性結(jié)節(jié)的曲線下面積(area under the curve, AUC)最大，為0.751；b值為990 s/mm2時的ADC平均值、ADC 95%的診斷敏感度最高，均為81.04%；b值為990 s/mm2時的ADC 50%診斷特異度最高，為86.43%；b值為990 s/mm2時ADC 25%的約登指數(shù)最高，為0.54。見圖3。

圖3 不同b值對應(yīng)的ADC直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的ROC曲線 A.ADC平均值； B.ADC 50%； C.ADC 5%； D.ADC 25%； E.ADC 75%； F.ADC 95%

3 討論

WANG等[13]研究證實，利用較高b值能夠顯著提高對于甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的檢出率，并降低假陽性率。本研究結(jié)果顯示，基于不同b值(200、400、600、990 s/mm2)的ADC直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的效能不同，b值為990 s/mm2時的ADC直方圖參數(shù)的診斷效能相對較高，與WANG等[13]結(jié)論相符；分析原因，可能在于隨b值增大，圖像的T2權(quán)重逐漸降低、彌散權(quán)重逐漸增加，T2穿透效應(yīng)更低[14]，故可更好地顯示腫瘤內(nèi)部水分子的彌散特征[15]。本研究采用直方圖分析對病灶內(nèi)部彌散特征進行全面評估；且選用頸部專用線圈與小視野DWI，均有利于進一步減少呼吸偽影及磁化率偽影[16]；結(jié)果顯示，b值為990 s/mm2時的ADC直方圖參數(shù)鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)的AUC為0.751，敏感度和特異度均大于80%，其診斷效能優(yōu)于常規(guī)超聲及單純ADC[17]。

既往研究[18]認為ADC降低與甲狀腺結(jié)節(jié)惡性程度呈正相關(guān)，可能是組織中的自由水分子以布朗運動的形式移動，其擴散速度與細胞外間隙的空間體積、組成及溫度等有關(guān)，惡性甲狀腺結(jié)節(jié)細胞增殖使細胞外間隙減小，抑制水分子擴散[19]。本研究中，各b值下，甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的ADC直方圖參數(shù)值均低于良性結(jié)節(jié)。HAO等[11]發(fā)現(xiàn)惡性甲狀腺結(jié)節(jié)的ADC直方圖參數(shù)ADC第5、25、75、95百分位數(shù)及ADC平均值、峰度均低于良性結(jié)節(jié)，但本研究良、惡性組間ADC直方圖峰度及偏度差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與不同研究間勾畫ROI方法及樣本量等不同因素有關(guān)[20]。

本研究的局限性：①樣本量有限，且良、惡性組患者性別存在顯著差異，可能導(dǎo)致結(jié)果偏倚；②僅勾畫病灶ROI，未分析其感興趣體積；③采用常規(guī)單次激發(fā)彌散序列采集DWI，未采集空間分辨率更高的多次激發(fā)彌散序列圖像，有待完善。

綜上所述，b值為200、400、600尤其990 s/mm2時獲得的ADC直方圖參數(shù)可用于鑒別甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)。