艾昭東，侯靜，李飛平，盧強(qiáng)，張志元，陳杰，于小平*

甲狀腺結(jié)節(jié)近年來的發(fā)病率明顯增高，19%～67%的隨機(jī)選擇人群有甲狀腺結(jié)節(jié)，甲狀腺癌在甲狀腺結(jié)節(jié)中的占比為5%～10%[1-2]。甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的治療方案明顯不同，因此對結(jié)節(jié)良惡性的鑒別非常重要。目前，甲狀腺疾病的首選影像學(xué)檢查方法是超聲檢查，但是由于設(shè)備、技術(shù)及檢查者經(jīng)驗(yàn)水平等因素影響，超聲的術(shù)前診斷準(zhǔn)確率差異較大[3-5]。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)可檢測活體組織中水分子的擴(kuò)散運(yùn)動，并可通過表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值的測量對其進(jìn)行定量檢測，既往研究顯示DWI在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別診斷中體現(xiàn)出一定的價值[6-7]。既往研究者使用的是單指數(shù)模型，忽略了局部微循環(huán)灌注對磁共振信號的影響。體素內(nèi)不相干運(yùn)動(intravoxel incoherent motion，IVIM)模型即雙指數(shù)模型，可以分離出組織內(nèi)水分子真實(shí)的擴(kuò)散信息和微循環(huán)灌注信息，為診斷提供更多信息及依據(jù)。IVIM在甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)中的鑒別診斷價值是否優(yōu)于DWI，目前少有研究報道。本研究小組運(yùn)用IVIM-DWI對甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行初步研究，以探尋其在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷中的價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

2016年1月至2016年8月湖南省腫瘤醫(yī)院收治的、行甲狀腺結(jié)節(jié)切除術(shù)的部分患者32例，行前瞻性研究，術(shù)前行超聲、CT及MRI檢查，MRI檢查前已行超聲或超聲和CT檢查，經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的甲狀腺結(jié)節(jié)共44個，結(jié)節(jié)短徑＞8 mm，其中良性結(jié)節(jié)23個(結(jié)節(jié)性甲狀腺腫20個，橋本氏甲狀腺炎2個，腺瘤1個)，惡性結(jié)節(jié)21個(乳頭狀癌19個，未分化癌1個，轉(zhuǎn)移癌1個)。32例患者中，男3例，女29例；年齡18～65歲。良性結(jié)節(jié)組平均年齡為(37.65±15.19)歲，惡性結(jié)節(jié)組平均年齡(46.64±11.31)歲，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.029)。另有7例因圖像質(zhì)量差、或結(jié)節(jié)短徑過小予以剔除。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

術(shù)前行頸部常規(guī)MRI掃描及IVIM-DWI序列掃描。采用GE 1.5 T超導(dǎo)型MR掃描儀(Optima MR360)，頭頸聯(lián)合線圈?；颊哐雠P位，平靜均勻呼吸，避免運(yùn)動及吞咽動作。常規(guī)序列包括軸位T1WI，掃描參數(shù)TR/TE 499/8.5 ms，NEX=3；脂肪抑制T2WI、掃描參數(shù)TR/TE 3296/84 ms，NEX=4；采集矩陣288×192，視野24 cm×19.2 cm，層厚3 mm，層間隔1 mm。常規(guī)序列掃描范圍自舌骨至胸骨柄上緣水平，根據(jù)常規(guī)序列掃描所顯示病變大小及位置確定IVIM掃描范圍。IVIM成像采用單次激發(fā)自旋回波(echo planar imaging，EPI)序列，取12個b值(0 s/mm2、10 s/mm2、20 s/mm2、30 s/mm2、50 s/mm2、80 s/mm2、100 s/mm2、150 s/mm2、200 s/mm2、400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2)，掃描參數(shù)：TR 4072 ms，TE取minimun，采集矩陣128×128，F(xiàn)OV 22 cm×18 cm，層厚3 mm，層間隔l mm，NEX=2或4。

1.3 圖像后處理

由2名高年資影像醫(yī)師閱片，將IVIM-DWI掃描所得序列數(shù)據(jù)傳至AW 4.6工作站并用Functool-MADC軟件處理，獲得ADCstandard、ADCslow、ADCfast、f值偽彩圖像及對應(yīng)值。結(jié)合MRI常規(guī)平掃及CT掃描選擇感興趣區(qū)(regions of interest，ROI)，通常選取病灶顯示最大層面或較大層面，將ROI置于病灶實(shí)質(zhì)部分并避開囊變、出血、壞死、鈣化區(qū)。為減少誤差，所有病例ROI設(shè)置由同一醫(yī)師執(zhí)行，測量面積為28～355 mm2，連續(xù)測量3次取平均值。記錄ADCstandard、ADCslow、ADCfast、f值，觀察各參數(shù)值及偽彩圖。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件，IVIM各參數(shù)值以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。繪制受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，獲得最佳診斷閾值，并通過曲線下面積比較各參數(shù)值的診斷效能，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。IVIM不同指標(biāo)間ROC曲線下面積比較采用Z檢驗(yàn)(軟件MedCalc 17.6)。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)MRI表現(xiàn)

常規(guī)MRI序列圖像清晰顯示44個病灶，病灶短徑大于8 mm (圖lA、圖2A)。

2.2 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)組IVIM參數(shù)值

甲狀腺惡性結(jié)節(jié)組ADCstandard、ADCslow、f值低于良性結(jié)節(jié)組，而ADCfast值高于良性結(jié)節(jié)組，ADCstandard、ADCslow值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，ADCfast、f值組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。IVIM序列各參數(shù)偽彩圖上，兩組間存在色差(圖1B～1E、圖2B～2E)。ADCstandard、ADCslow值ROC曲線下面積比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.6183)。

2.3 IVIM參數(shù)診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)效能

ADCstandard最佳診斷閾值為1.57×10-3mm2/s，ADCslow最佳診斷閾值為0.851×10-3mm2/s。ADCstandard、ADCslow、ADCfast、f值的ROC曲線下面積分別為0.759、0.808、0.488、0.607(表2)。ADCstandard值的Youden指數(shù)為0.418，診斷敏感性為80.95%，特異性為60.87%。ADCslow值的Youden指數(shù)為0.584，診斷敏感性為71.43%，特異性為86.98。ADCslow值診斷的敏感性較ADCstandard值稍低，但特異性明顯高于ADC值；ROC曲線下面積ADCslow值較ADCstandard值增高。見圖3。

3 討論

3.1 概述

DWI作為一種檢查方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，DWI對甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷具有一定的價值，Chen等[8]、譚慧等[9]進(jìn)行文獻(xiàn)Meta分析亦得出類似結(jié)果。既往研究主要為單指數(shù)模型，以ADC值為定量指標(biāo)。有學(xué)者提出IVIM理論并進(jìn)行了系列研究[10-13]，DWI圖像信號強(qiáng)度與所用b值之間的關(guān)系為Sb/S0=(1-f)×exp (-b×ADCslow)+f×exp [-b×(ADCfast+ADCslow)]。其中S0和Sb分別是b值為0和不為0時的圖像信號強(qiáng)度，ADCfast代表快成分的彌散系數(shù)(即偽彌散系數(shù)或者灌注彌散系數(shù))，ADCslow代表慢成分的彌散系數(shù)(即真實(shí)彌散系數(shù))，f代表灌注因素在彌散信號中占的比例。傳統(tǒng)DWI所計算出的表觀彌散系數(shù)，采用的是單指數(shù)模型，其計算公式為Sb/S0=exp(-b×ADCstandard)。根據(jù)IVIM理論，將人體內(nèi)水分為血管內(nèi)水及血管外水，ADCslow反映組織內(nèi)水分子的緩慢移動，更接近組織的真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)；ADCfast反映血管內(nèi)水分子的快速移動，稱假彌散，即灌注相關(guān)的彌散；f為灌注分?jǐn)?shù)，代表感興趣區(qū)內(nèi)灌注效應(yīng)所致彌散占總體彌散效應(yīng)的百分比。目前IVIM在顱腦、鼻咽、腹部及乳腺等腫瘤[14-20]的研究及應(yīng)用迅速增多。有研究顯示IVIM鑒別腫瘤良惡性優(yōu)于單純DWI檢查。

本研究中甲狀腺惡性結(jié)節(jié)組ADCstandard、ADCslow低于良性結(jié)節(jié)組，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且ADCslow值ROC曲線下面積高于ADCstandard。雖然本研究中ADCstandard、ADCslow值ROC曲線下面積比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但筆者仍認(rèn)為ADCslow值鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的價值稍優(yōu)于ADCstandard。根據(jù)IVIM理論，ADCslow代表慢成分彌散系數(shù)，更加接近組織的真實(shí)彌散系數(shù)。Iima等[14]、車樹楠等[18]在乳腺良惡性腫瘤的研究中得到類似結(jié)果，且ADCslow值ROC曲線下面積高于ADCstandard。在肝臟腫瘤[15]的研究中亦有類似結(jié)果。劉妍等[19]在腎臟的良惡性腫瘤鑒別中得到ADCslow值ROC曲線下面積高于ADCstandard的結(jié)果。惡性結(jié)節(jié)ADCstandard、ADCslow低于良性結(jié)節(jié)組，且ADCslow值ROC曲線下面積高于ADCstandard，與譚慧等[9]的研究結(jié)果相同?？紤]惡性腫瘤細(xì)胞密度更高、細(xì)胞外間隙更窄、癌組織內(nèi)自由水減少、惡性腫瘤細(xì)胞核漿比增高等原因?qū)е滤肿訑U(kuò)散受限所致。ADCslow較ADCstandard能更好地反映惡性腫瘤組織的水分子擴(kuò)散受限。本研究中ADCstandard、ADCslow值ROC曲線下面積比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，有待大樣本進(jìn)一步研究。

表1 甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)IVIM各參數(shù)Tab.1 IVIM parameters of benign and malignant thyroid nodules

表2 IVIM各參數(shù)診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)效能Tab.2 Diagnostic performance of each IVIM parameter with the benign thyroid nodules

圖3 IVIM (ADCstandard、ADCslow)參數(shù)診斷甲狀腺良性結(jié)節(jié)ROC曲線及曲線下面積Fig.3 ROC curve of ADCstandard and ADCslow in the diagnosis of thyroid benign nodules

本研究中惡性結(jié)節(jié)f值稍低于良性結(jié)節(jié)，ADCfast值稍高于良性結(jié)節(jié)組，組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與譚慧等[9]的研究結(jié)果不同。ADCfast及f值是與灌注相關(guān)的指標(biāo)，f、ADCfast分別反映毛細(xì)血管的血容量和微血管的平均血流速度[11]。Ben-David[21]研究甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)間的MRI灌注，發(fā)現(xiàn)良惡性結(jié)節(jié)組間灌注定量及半定量參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。馮琴等[22]進(jìn)行甲狀腺結(jié)節(jié)的MRI灌注與血管生成對照研究，發(fā)現(xiàn)甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)間灌注參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。上述兩位作者的研究支持本研究中良惡性結(jié)節(jié)f、ADCfast組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究中良性結(jié)節(jié)f 值稍高于惡性結(jié)節(jié)、ADCfast稍低于惡性結(jié)節(jié)，提示良性結(jié)節(jié)血容量稍高于惡性結(jié)節(jié)，良性結(jié)節(jié)血流速度稍低于惡性結(jié)節(jié)，而總的血流量差異不大?？紤]甲狀腺惡性結(jié)節(jié)細(xì)胞密度高，細(xì)胞外間隙窄，微血管受壓、微血管面積變小，惡性腫瘤處于乏氧狀態(tài)，通過較快的血流速度獲取更多的營養(yǎng)物質(zhì)；甲狀腺良性結(jié)節(jié)細(xì)胞及組織異型性小，細(xì)胞外間隙接近正常，微血管管徑及面積接近正常組織或稍高于正常，以接近正常的血流速度即可以獲取代謝所需營養(yǎng)物質(zhì)。這與超聲多普勒檢查中甲狀腺惡性結(jié)節(jié)多表現(xiàn)為高速高阻血流、良性結(jié)節(jié)多表現(xiàn)為低速低阻血流一致。甲狀腺結(jié)節(jié)灌注研究也存在一些不同的結(jié)論，李小鵬等[23]、顧繼英等[24]進(jìn)行甲狀腺結(jié)節(jié)超聲灌注與病理微血管密度的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺癌的血供較甲狀腺良性結(jié)節(jié)少，血流量較良性結(jié)節(jié)低，血管內(nèi)皮標(biāo)記物CD34、CD31免疫組化染色顯示甲狀腺癌微血管密度較良性結(jié)節(jié)少、分布不均。甲狀腺為富血供器官，甲狀腺惡性結(jié)節(jié)血流灌注與良性結(jié)節(jié)血流灌注無明顯差異或少于良性結(jié)節(jié)，可以一定程度上解釋臨床上分化型甲狀腺癌(占甲狀腺癌90%以上)為什么表現(xiàn)為惰性癌。為什么ADCfast及f值組間無差異及ADCfast、f值與灌注參數(shù)間的相關(guān)性，有待進(jìn)一步研究。

本研究有一定的局限性：①樣本量較小；②由于較小的結(jié)節(jié)容易受部分容積效應(yīng)干擾，影響各參數(shù)值的精確測量，故本研究剔除短徑＜8 mm的結(jié)節(jié)；③病灶感興趣區(qū)為手動勾畫，測量誤差難以避免。

總之，IVIM-DWI技術(shù)可以無創(chuàng)、有效地觀察甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散和灌注情況，對于鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性，ADCslow稍優(yōu)于ADCstandard。

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