中耳膽脂瘤擴(kuò)散加權(quán)成像診斷研究進(jìn)展

林夢(mèng)妍，沙炎

(復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院 放射科，上海 200031)

中耳膽脂瘤是一種以角化性鱗狀上皮異常生長(zhǎng)為特點(diǎn)的疾病，具有局部侵襲性，可促進(jìn)骨溶解[1]，如果病變擴(kuò)大侵犯鄰近結(jié)構(gòu)，可導(dǎo)致傳導(dǎo)性聽(tīng)力障礙、腦膿腫和面癱[2]。因此，中耳膽脂瘤的早期診斷和手術(shù)治療對(duì)提高患者的生活質(zhì)量具有重要意義。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是一種利用水分子的擴(kuò)散在MRI圖像中產(chǎn)生對(duì)比度的成像方式[3]。早期研究表明中耳膽脂瘤在DWI中顯示為特異性的高信號(hào)[4]，有利于發(fā)現(xiàn)病灶，此外，DWI還被證明與術(shù)中發(fā)現(xiàn)的膽脂瘤，在大小和位置方面有很好的相關(guān)性[5]。已有多項(xiàng)研究支持將DWI作為一種中耳膽脂瘤的輔助檢查手段應(yīng)用于臨床，認(rèn)為其無(wú)論對(duì)于初發(fā)性中耳膽脂瘤還是復(fù)發(fā)性中耳膽脂瘤都具有很高的診斷準(zhǔn)確性[6]， 甚至可以一定程度上取代中耳膽脂瘤術(shù)后的二次探查手術(shù)[7]。

筆者就近年來(lái)中耳膽脂瘤診斷的擴(kuò)散序列進(jìn)展，以及擴(kuò)散技術(shù)的定量分析與序列融合進(jìn)行綜述。

1 擴(kuò)散序列

1.1 單激發(fā)平面回波成像(single-shot echo planar imaging，SS-EPI)

平面回波成像(echo planar imaging，EPI)不同相位的多個(gè)回波是通過(guò)施加反向梯度場(chǎng)采集的。該序列的特點(diǎn)是成像速度快，掃描時(shí)間相對(duì)較短，信噪比相對(duì)較高。但是，由于該序列層厚較厚，在1.5T的MRI設(shè)備上最薄層厚只能達(dá)3 mm，因此空間分辨率較低。另外，EPI序列對(duì)磁場(chǎng)比較敏感，在顱底骨-空氣交界面會(huì)形成高信號(hào)的偽影。雖然這些偽影多為邊緣銳利的高信號(hào)，與膽脂瘤所表現(xiàn)的片狀高信號(hào)有所不同，但當(dāng)膽脂瘤病灶<5 mm時(shí)，這些偽影可能會(huì)掩蓋膽脂瘤本身所顯示的高信號(hào)。特別是在膽脂瘤手術(shù)后二次復(fù)查的患者，由于其乳突骨壁結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，骨-空氣交界面?zhèn)斡案黠@，其診斷敏感性會(huì)進(jìn)一步下降[8]?，F(xiàn)已被多項(xiàng)新技術(shù)所取代。

1.2 非平面回波成像(non echo planar imaging，non-EPI)

non-EPI包括單次激發(fā)快速自旋回波(single-shot turbo spin echo，SS-TSE)序列，如半傅里葉單次激發(fā)快速自旋回波(half Fourier SS-TSE，HASTE)和多次激發(fā)快速自旋回波(multi-shot turbo spin echo，MS-TSE)序列，如螺旋槳采集技術(shù)(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction，PROPELLER)。與SS-EPI序列相比，non-EPI序列不易受到氣骨交界處磁敏感偽影的影響，并且由于更高的空間分辨率和更薄的切片層厚而產(chǎn)生更高的圖像質(zhì)量，降低了T2模糊效應(yīng)。但相對(duì)延長(zhǎng)了掃描時(shí)間，更易受運(yùn)動(dòng)偽影的影響。最近的一項(xiàng)大型薈萃分析顯示，non-EPI的敏感度為91%，特異度為92%[7]。

1.3 多激發(fā)平面回波成像(multi-shot echo planar imaging，MS-EPI)

MS-EPI亦稱(chēng)讀出分段平面回波成像(readout-segmented echo-planar imaging，RESOLVE)。其使用與SS-EPI相同的擴(kuò)散準(zhǔn)備，在其基礎(chǔ)上合并K空間軌跡讀出方向上分段采集技術(shù)，通過(guò)獲取2個(gè)自旋回波來(lái)減少潛在的相位偽像，第二回波用于生成2D導(dǎo)航數(shù)據(jù)以進(jìn)行相位校正。因該序列的研究較少，尚無(wú)薈萃分析。Fischer等[9]的研究顯示，RESOLVE的靈敏度為88%，特異度為96%；Algin 等[10]的研究顯示，RESOLVE的靈敏度為100%，特異度為78%。相較SS-EPI，鄒靜等[11]報(bào)道，該技術(shù)縮短了讀出梯度脈沖和讀出方向EPI長(zhǎng)度，降低回波間隙、T2模糊效應(yīng)和磁敏感偽影，對(duì)運(yùn)動(dòng)不敏感，圖像分辨率較高。研究表明[10, 12]RESOLVE DWI提高了膽脂瘤診斷的準(zhǔn)確性，建議取代SS-EPI應(yīng)用于臨床。近期Benson 等[13]提出，膽脂瘤病灶在RESOLVE DWI中顯得更小，信號(hào)強(qiáng)度更低，更可能得到錯(cuò)誤的診斷結(jié)果，并認(rèn)為HASTE對(duì)原發(fā)性膽脂瘤和殘留/復(fù)發(fā)性膽脂瘤的檢出均優(yōu)于RESOLVE。

1.4 擴(kuò)散序列新技術(shù)

DWI技術(shù)對(duì)小于2～3 mm的小膽脂瘤的檢測(cè)，尚有局限性[14-15]。一方面可以對(duì)DWI陰性病例進(jìn)行連續(xù)隨訪(fǎng)監(jiān)測(cè)[16]，使殘留的膽脂瘤病灶有足夠的生長(zhǎng)時(shí)間，直到在DWI上可以返回相應(yīng)的異常信號(hào)。另一方面，可以通過(guò)改進(jìn)擴(kuò)散序列，突破3mm的病灶局限，近來(lái)的新序列研究都針對(duì)小膽脂瘤的診斷準(zhǔn)確性而展開(kāi)。

1.4.1 穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)三維反轉(zhuǎn)快速成像(three-dimensional reversed fast imaging with steady-state precession diffusion-weighted imaging，3D-PSIF DWI) 該技術(shù)是一種non-EPI技術(shù)，可以重建獲得三維圖像，其空間分辨率高，偽影少，3D-PSIF DWI的主要優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)不均勻磁場(chǎng)不敏感，降低了化學(xué)位移偽影。同時(shí)，由于3D-PSIF DWI涉及3D傅立葉編碼和高空間分辨率，可清晰顯示解剖細(xì)節(jié)[17]。最近，Khant等[18]將其用于膽脂瘤顯像，研究認(rèn)為，3D-PSIF DWI序列對(duì)中耳膽脂瘤，特別是小于5 mm病變的檢出有一定價(jià)值。但該研究未引入已知擴(kuò)散序列進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)論有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

1.4.2 采用刀鋒技術(shù)的二維快速梯度和自旋回波成像(2D blade turbo gradient- and spin-echo diffusion-weighted imaging，TGSE BLADE DWI) 該技術(shù)同樣是一種non-EPI技術(shù)。在K空間中應(yīng)用“刀鋒技術(shù)(BLADE)”采集方案消除磁化率偽影[19]，通過(guò)使用二維快速梯度和自旋回波(turbo gradient- and spin-echo，TGSE)方法進(jìn)一步優(yōu)化了該技術(shù)，提高了圖像信噪比，其分辨率較高，對(duì)不均勻磁場(chǎng)不敏感，圖像變形性小是其主要的特點(diǎn)[19]。最近，Sheng 等[20]將其用于膽脂瘤顯像，研究表明，在相同的掃描時(shí)間下，與RESOLVE DWI相比，TGSE BLADE DWI通過(guò)減少敏感偽影、失真和模糊，顯著改善了膽脂瘤的圖像質(zhì)量。此外，該研究認(rèn)為T(mén)GSE BLADE DWI對(duì)2 mm以下膽脂瘤病灶的診斷價(jià)值比RESOLVE DWI更高，但其納入的小膽脂瘤病例數(shù)過(guò)少，且未對(duì)診斷準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估，其結(jié)論有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

2 定量分析

定量分析包括表觀測(cè)量擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)，DWI圖像的信號(hào)強(qiáng)度(signal intensity，SI)、信號(hào)強(qiáng)度比(signal intensity ratios，SIR)(一般是和鄰近腦組織的比值)，其中ADC值反映了每體素水分?jǐn)U散系數(shù)的真實(shí)量化[21]。ADC值對(duì)膽脂瘤診斷有一定的輔助作用，DWI中膽脂瘤的高信號(hào)部分原因是受T2穿透效應(yīng)影響所致，而使用ADC值作為診斷工具，則可以排除T2穿透效應(yīng)的影響。多數(shù)研究證明，膽脂瘤患者的平均ADC值明顯低于非膽脂瘤患者[2, 3, 22]。尤其是對(duì)于某些膽脂瘤病灶，其信號(hào)與皮層相比也可能呈相對(duì)等信號(hào)，從而造成假陰性結(jié)果[23]，?zgen 等[22]認(rèn)為可以通過(guò)定量分析識(shí)別與皮質(zhì)相對(duì)等信號(hào)的膽脂瘤病灶。Lingam 等[23]提出，通過(guò)測(cè)量ADC值，可以?xún)?yōu)于DWI對(duì)膽脂瘤定性評(píng)價(jià)的診斷效果，從而消除定性成像的主觀性，提高診斷的特異性。Russo 等[24]還提出，可以通過(guò)ADC值對(duì)原發(fā)性中耳膽脂瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分層預(yù)測(cè)。但是，ADC定量分析也存在其缺陷，Maheshwari 等[25]提出，小于5 mm的病灶很難在ADC圖上得到準(zhǔn)確顯示。

3 序列融合

多項(xiàng)研究表明，融合的CT和DWI圖像可以準(zhǔn)確定位膽脂瘤的位置，從解剖學(xué)角度避免偽影對(duì)診斷的干擾，并有助于外科手術(shù)的實(shí)施[26-28]。Yamashita[28]等提出，將高分辨率三維擴(kuò)散加權(quán)成像(HR3D-DWI)與多層螺旋CT(MDCT)圖像的數(shù)據(jù)融合，可以更直觀準(zhǔn)確地定位病灶，此外，研究表明MRI、CT在術(shù)前對(duì)膽脂瘤復(fù)發(fā)范圍的評(píng)估有較高的準(zhǔn)確性[29]。除了將DWI圖像與CT融合外，Kanoto 等[30]將薄層non-EPI和磁共振腦池成像相融合(fused thin slice non echo planar imaging diffusion-weighted image and magnetic resonance cisternography，F(xiàn)TS-nEPID)，認(rèn)為該技術(shù)診斷膽脂瘤的特異性相對(duì)較高，可用于膽脂瘤的詳細(xì)解剖定位診斷，增加解剖學(xué)信息。最近，Benson 等[31]提出，將DWI圖像與薄層T2加權(quán)圖像相融合，并認(rèn)為融合后的DWI-T2圖像在顳骨膽脂瘤的解剖定位中，優(yōu)于未融合的DWI圖像。這些研究提出了一種只需采集MRI序列的術(shù)前融合評(píng)估方法，是否可以就此取代DWI與CT融合技術(shù)，仍有待進(jìn)一步的研究。

4 問(wèn)題與展望

4.1 假陽(yáng)性率

DWI仍存在一定的假陽(yáng)性率和假陰性率[32]。假陽(yáng)性的原因包括：耳垢、蛋白性液體/非特異性炎癥、手術(shù)材料，如硅膠片、骨粉、(鈣化)軟骨、牙托偽影、鼓室硬化、膽固醇肉芽腫、外耳道鱗狀細(xì)胞癌、植入性脂肪移植物[7, 14]。其中手術(shù)材料、膽固醇肉芽腫和炎癥可通過(guò)結(jié)合T1序列來(lái)進(jìn)行鑒別[33]，但是對(duì)于用自體骨假體材料重建聽(tīng)骨鏈的中耳膽脂瘤患者，其術(shù)后殘留或復(fù)發(fā)的膽脂瘤在DWI圖像上診斷準(zhǔn)確性較低，對(duì)于這些患者，不建議用DWI取代二次手術(shù)探查[34]。膿腫可通過(guò)急性臨床表現(xiàn)和極低的ADC值來(lái)鑒別[35-37]。外耳道內(nèi)的耳垢在B1000圖像上呈線(xiàn)性(通常是平行的)高信號(hào)變化，在ADC圖上呈低信號(hào)，往往與膽脂瘤難以鑒別，需要醫(yī)生在成像前清潔乳突開(kāi)放腔并且意識(shí)到耳垢會(huì)導(dǎo)致假陽(yáng)性結(jié)果。為了優(yōu)化診斷準(zhǔn)確性，建議結(jié)合臨床癥狀和耳鏡檢查，同時(shí)掃描T1加權(quán)[38]和T2加權(quán)圖像以及測(cè)量ADC值作為DWI圖像的輔助手段[14, 39]。沒(méi)有必要補(bǔ)充增強(qiáng)掃描和使用高場(chǎng)強(qiáng)設(shè)備，因?yàn)楸绕饐为?dú)使用DWI，無(wú)法提高診斷準(zhǔn)確性[40-42]。Muhonen 等[43]提出，在隨訪(fǎng)中發(fā)現(xiàn)可疑病變范圍的縮小和在初始膽脂瘤病灶以外的區(qū)域發(fā)現(xiàn)高信號(hào)將支持假陽(yáng)性診斷。如仍有不確定的DWI信號(hào)，可以在6～12個(gè)月內(nèi)重復(fù)進(jìn)行DWI檢查來(lái)評(píng)估其進(jìn)展[14, 43]。

4.2 假陰性率

假陰性案例中因不對(duì)患者實(shí)施手術(shù)，故針對(duì)其原因進(jìn)行的分析相對(duì)較少，除了小膽脂瘤灶難以檢出外，許多研究并未給出可能的原因，考慮可能與存在排出角蛋白后的空回縮袋[44]使病灶中缺乏足夠返回信號(hào)的角蛋白[45]有關(guān)。假陰性發(fā)現(xiàn)的其他原因還包括膽脂瘤伴膽固醇肉芽腫或血腫，這可能會(huì)因其重疊的信號(hào)使膽脂瘤在DWI上產(chǎn)生的信號(hào)模糊[46]。此外，如由MRI相位或頻率方向引起的偽影或運(yùn)動(dòng)偽影之類(lèi)的技術(shù)因素也可能會(huì)產(chǎn)生假陰性表現(xiàn)[46-47]。

盡管DWI診斷膽脂瘤仍存在一些問(wèn)題有待解決，但其作為一種無(wú)創(chuàng)的檢查方法，對(duì)于早期診斷膽脂瘤和避免二次手術(shù)探查具有不可替代的臨床價(jià)值。