徐明哲，劉愛連

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116011）

腎臟腫瘤是泌尿系統(tǒng)最常見腫瘤之一，以惡性腫瘤居多，主要包括腎癌、腎母細胞瘤、腎盂癌、腎平滑肌肉瘤、腎脂肪肉瘤等，其中以腎癌最多見。2016年WHO將腎細胞癌分為17個亞型[1]，以透明細胞癌最常見。腎良性腫瘤主要包括血管平滑肌脂肪瘤、嗜酸細胞腺瘤、脂肪瘤、纖維瘤等，以血管平滑肌脂肪瘤最多見。由于病理類型的多樣性，腎臟腫瘤在病理學及影像學中存在部分重疊，對影像診斷帶來一定困難。然而，不同病理類型腫瘤的生長速度和轉移發(fā)生率差異大，5年生存率、治療方式及預后亦不同，因此，在治療前，相對明確的腫瘤定性判斷對患者贏取較早的治療時機及合適的治療方案、改善預后等方面具有重要意義。

與CT相比，MRI技術無輻射、無創(chuàng)，具有良好的軟組織對比度，并可多序列、多參數(shù)及多平面成像。在常規(guī)MRI掃描技術中，T1WI、T2WI序列相結合可顯示解剖結構、腫瘤大小及形狀、與鄰近結構的關系等形態(tài)學改變，以利于腫瘤的定位診斷，亦可顯示組織內囊變、壞死、出血等成分。同反相位序列顯示腫瘤內脂肪成分。增強掃描反映組織的血供及血流動力學改變，為腫瘤的定性診斷提高了準確性。然而常規(guī)MRI僅能反映腫瘤形態(tài)學改變的信息，缺乏定量數(shù)據，且存在“同病異影、異病同影”。

隨著MRI技術的不斷完善和發(fā)展，磁共振功能成像（Functional magnetic resonance imaging，fMRI）在腹部應用逐漸成熟。目前，相繼用于腎臟占位研究的功能成像有：彌散加權成像（Diffusion-weighted imaging，DWI）、體素內不相干運動（Intravoxel incoherent motion imaging，IVIM）、彌散張量成像（Diffusion tensor imaging，DTI）、 擴散峰度成像（Diffusion kurtosis imaging，DKI）、磁敏感技術、灌注加權成像（Perfusion weighted imaging，PWI）、動脈自旋標記（Arterial spin labeling，ASL）技術等。多數(shù)fMRI憑借其不需注射對比劑，避免對比劑過敏及腎臟損傷的不良反應，能夠實現(xiàn)精準定量，掃描速度較快等優(yōu)勢，不僅能反映腎臟的形態(tài)學變化，還能反映其功能的變化，提供更多定量信息，近年來在臨床應用研究中更為重視。本文就fMRI技術在腎臟腫瘤中的應用予以綜述。

1 DWI在腎臟腫瘤中的應用

DWI反映活體組織內水分子布朗運動產生的水分子彌散運動情況，從而無創(chuàng)性地反映組織細胞水平的微觀結構，其參數(shù)表觀擴散系數(shù)（Apparent diffusion coefficient，ADC）值可定量評估活體組織中水分子的擴散情況。ADC值越高表明組織內水分子彌散運動幅度越大，反之提示水分子運動受限，同時腎臟微循環(huán)血流灌注、腎小球濾過、腎小管重吸收及分泌等亦影響腎臟的擴散特性。通過測量ADC值可反映生理病理改變所影響下的腎組織內水分子的改變，間接反映疾病的發(fā)生和發(fā)展。

目前，DWI在腎臟腫瘤方面的應用，包括良惡性腫瘤的鑒別、區(qū)分腫瘤的類型、惡性腫瘤的惡性程度及分級的評價等臨床研究[2-5]。Sandrasegaran等[2]表明腎臟腫瘤的ADC值明顯低于正常腎臟實質，良性實性腫瘤ADC值低于單純腎囊腫，惡性腫瘤ADC值低于良性腫瘤和單純囊腫，囊性腎癌ADC值低于腎囊腫；G?ya等[3]證明ADC值可有效鑒別腎良惡性腫瘤，并且當除外血管平滑肌脂肪瘤時，高b值（600和1000s/mm2）具有最佳的特異性和靈敏度。Notohamiprodjo等[4]發(fā)現(xiàn)ADC值可鑒別腎細胞癌的不同亞型，腎透明細胞癌ADC值高于其他亞型；ADC值亦有助于預測腎透明細胞癌的分級，余小多等[5]證明ADC值在腎透明細胞癌Ⅰ級與Ⅱ級、Ⅲ級間有顯著差異。Maruyama等[6]報道腎透明細胞癌的ADC值與病理級別呈負相關，即隨著腫瘤惡性程度的升高，腫瘤快速增殖導致所含腫瘤細胞數(shù)及亞細胞物質含量增多、核漿比變大，細胞排列緊密，細胞外間隙變小，間隙內液體量減少，組織內水分子彌散越受限，使ADC值減低。

2 IVIM在腎臟腫瘤中的應用

在活體組織中，DWI信號不僅反映組織內水分子的擴散，它還受到毛細血管微循環(huán)灌注的影響，因此，不能精確反映活體組織內真實的水分子擴散運動。1986年，Le Bihan等[7]首次提出IVIM新理論，利用IVIM雙指數(shù)模型將組織內水分子的單純擴散與毛細血管微循環(huán)灌注信息分離，分別進行量化。它通過采集多個不同方向的b值的DWI圖像進行體素為單位的雙指數(shù)擬合計算，得到單純擴散系數(shù)（D，反映單純水分子的擴散運動）及與組織灌注相關的參數(shù)，即假性擴散系數(shù)（D*，反映組織內由于局部微循環(huán)灌注所致的擴散效應）、灌注分數(shù)（f，表示感興趣區(qū)內微循環(huán)灌注所致的擴散效應占總體擴散效應的容積比率）。

IVIM應用在診斷各系統(tǒng)腫瘤的文獻[8-9]中，所得結果為總的趨勢是腫瘤惡性程度越高，則D值越低，腎臟腫瘤亦是如此。而其參數(shù)D*值在鑒別腎臟良、惡性腫瘤方面卻尚有一定的爭議。Rheinheimer等[10]、楊國美等[11]研究表明腎透明細胞癌的D值高于非透明細胞癌，乳頭狀細胞癌的D值最低，血管平滑肌脂肪瘤則介于兩者之間；f值能鑒別腎透明細胞癌、乳頭狀細胞癌與腎平滑肌脂肪瘤，并有很好的診斷效能；腎透明細胞癌與血管平滑肌脂肪瘤的D*值最高，均高于其他腎臟腫瘤。而李璐等[12]表明腎良性腫瘤組的D*值高于非透明細胞癌組，良性腫瘤組與透明細胞癌組、透明細胞癌組與非透明細胞癌組的D*值無統(tǒng)計學差異。

3 DTI在腎臟腫瘤中的應用

DTI是一種在DWI基礎上更新的、以組織中水分子彌散各向異性為基礎的功能MRI成像，既能測量組織的彌散量，又能評價組織內水分子的各向異性。常用參數(shù)為ADC值及FA值。ADC值反映水分子擴散運動的速度，F(xiàn)A值反映水分子運動的方向性，描述水分子在三維空間的彌散方式。FA值大小與擴散方向的異性程度呈正相關（FA=0～1）[13]，F(xiàn)A值趨于0表示彌散趨于各向同性，趨于1表示彌散趨于各向異性。當病變組織結構、細胞密度或細胞內核/漿比例發(fā)生改變時，水分子的彌散運動就會發(fā)生變化，因此，可利用DTI測量組織的水分子彌散運動，進而發(fā)現(xiàn)病變組織。

DTI最早應用于中樞神經系統(tǒng)，現(xiàn)已用于肝臟、前列腺、子宮等腹部臟器，但在腎臟的應用尚少。Feng等[14]證明腎透明細胞癌的FA值明顯低于乏脂性腎血管平滑肌脂肪瘤，并且，當b值為0～800 s/mm2時，F(xiàn)A值鑒別腎透明細胞癌和乏脂性腎血管平滑肌脂肪瘤的診斷效能最高，靈敏度達100%。學者們亦通過DTI上的ADC值與FA值鑒別腎癌與正常腎臟得出不同結果：Notohamiprodjo等[15]研究顯示腎癌的FA值變化范圍較大，較正常腎實質的FA值無顯著差異。囊性腎癌的FA值低于實性腎癌，與單純腎囊腫近似；而葉靖等[16]研究顯示腎癌的FA值顯著低于正常腎髓質，略低于腎皮質但無顯著差異，由于以上研究樣本數(shù)均尚少，需要進一步較大樣本的研究。針對腎癌的分級，易思明[17]應用DTI對透明細胞癌的ADC及FA值分析發(fā)現(xiàn)：隨著腫瘤分級的增高ADC值逐漸減低，低級別組ADC值低于高級別組，透明細胞癌低級別組和高級別組之間的FA值無統(tǒng)計學差異。DTI并可通過DTT圖顯示腫瘤內部結構與正常腎臟的差異，突出DTI在腎臟占位中的優(yōu)勢。

4 DKI在腎臟腫瘤中的應用

DKI是在DTI基礎上的延伸，描繪組織內非高斯分布的水分子擴散，相比DTI能獲得更準確的反映水分子擴散受限情況的定量指標。參數(shù)包括平均擴散系數(shù)（MD），各向異性分數(shù)（FA），平均峰度（MK），徑向峰度（RK）及峰度各向異性（KA）[18]。MD值越大，組織內所含自由水就越多；類似于DTI，F(xiàn)A值是表現(xiàn)各向異性的參數(shù)，但與DTI中的FA值計算方法不同；MK反映水分子擴散受限的程度；RK是MK的垂直分量，其反映的擴散受限垂直于擴散張量長軸方向；KA能夠在評估水分子擴散受限的各向異性特征中提供比FA更確切的信息[19]，KA越小表示越趨于各向同性擴散，若組織結構越緊密、越規(guī)則，KA 越大[20]。

目前僅有少量的DKI應用于腎臟腫瘤的鑒別、腎透明細胞癌分級的研究，多為健康人腎臟的研究，需要更多、更進一步的研究。Dai等[21]研究分析DKI各參數(shù)對腎透明細胞癌的檢出價值及與腫瘤分級的相關性，得出結果：MD和MK容易區(qū)分正常腎實質和腎透明細胞癌組織，其中MK具有更高的診斷效能（ROC曲線下面積=0.874），特異度為100%；MD值在腎透明細胞癌Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ級間有統(tǒng)計學差異，MK值在腎透明細胞癌Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級間有統(tǒng)計學差異，而MD及MK值在腎透明細胞癌Ⅰ、Ⅱ級間無統(tǒng)計學差異。楊國美等[11]證實MD、RK值診斷透明細胞癌和乳頭狀細胞癌的ROC曲線下面積均趨近1，利用MD、RK值均能鑒別透明細胞癌、乳頭狀細胞癌及血管平滑肌脂肪瘤。

5 磁敏感技術在腎臟腫瘤中的應用

血氧水平依賴磁共振成像（Blood oxygen level-dependent MRI，BOLD-MRI）是目前唯一無創(chuàng)反映組織血紅蛋白氧含量、繪制腎內氧分布的新技術，它以血液中的去氧血紅蛋白等順磁性物質作為內源性標記物，能夠無創(chuàng)地評估生理病理狀態(tài)下腎內的血氧水平，其參數(shù)表觀自旋－自旋弛豫率（Apparent spin-spin relaxation，R2*）可定量反映組織內氧分壓。磁敏感加權成像（Susceptibility weighted imaging，SWI）與BOLD成像相似，它利用不同組織之間磁敏感性的差異從而產生圖像對比，具有薄層三維采集、高分辨、同時得到相位及幅度信息等特點。增強T2*加權血管成像（Enhanced T2star weighted angiography，ESWAN）是一個多回波采集的重度T2*加權，經一次掃描可獲得多個回波的幅度圖與相位圖，同時獲得相位值、R2*值等多個定量參數(shù)[22]。

目前MR磁敏感技術在腎腫瘤的鑒別、評估、分級分型等方面均得到了應用。Min等[23]應用BOLD-MRI技術研究表明R2*值在腎囊腫、腎細胞癌、腎血管平滑肌脂肪瘤間具有顯著差異，腎臟囊性病變的R2*值顯著低于實性病變。Notohamiprodjo等[24]通過利用BOLD-MRI評估腎細胞癌各亞型發(fā)現(xiàn)腎透明細胞癌的R2*值低于腎乳頭狀細胞癌。Chen等[25]將磁敏感圖像上腎透明細胞癌腫瘤內磁敏感信號改變解釋為其內的微血管和出血灶，發(fā)現(xiàn)低級別透明細胞癌的腫瘤內部磁敏感信號出現(xiàn)率明顯低于高級別者。田士峰等[26]證實囊性腎癌的R2*值高于復雜腎囊腫，其原因是囊性腎癌內出血、壞死成分較多，導致囊液內去氧血紅蛋白等物質較多，且其惡性生物學行為使其耗氧增加。

6 PWI在腎臟腫瘤中的應用

PWI能夠無創(chuàng)地評價腎臟血流動力學變化，能反映組織的微血管分布和血流灌注情況，它包括對比增強首過灌注成像和ASL技術。對比增強首過灌注成像較為常用，但因其使用的釓對比劑作為可引發(fā)腎功能不全的危險因素，使其應用受到限制；而ASL技術不需外源性對比劑，僅利用組織器官自身血流灌注定量檢測其灌注情況，檢查程序及影像后處理簡便，可重復性較強，近年來更受到研究學者的重視。對比MRI動態(tài)增強掃描所得的半定量數(shù)據只能反映組織內血流的進入和排出過程，而PWI采集的數(shù)據能進一步反映血管內外通透交換過程，它通過血流指標獲得時間-信號強度曲線，得到血管生理相關的參數(shù)，包括灌注值（PASL）、反映腫瘤血管通透性常數(shù)（Ktrans）、血液回流常數(shù)（Kep）及細胞外血管外間質容量（Ve），并可生成相關灌注參數(shù)圖，從而對腫瘤血管的通透性及血供狀況進行評估。PWI所得的數(shù)據更完全、更可靠，可以實現(xiàn)精準定量，這是其較動態(tài)增強掃描技術的一大優(yōu)勢。

PWI在顱腦疾病診斷方面已有一定的發(fā)展，而在腎臟方面的研究在國內外還相對較少。Zhang等[27]表明對比增強首過灌注成像和ASL兩種技術得出的血流灌注值呈線性相關，腎乳頭狀細胞癌的PASL和Ktrans顯著低于透明細胞癌。許曉雯等[28]表明惡性腫瘤內新生血管豐富，且新生血管壁結構往往不完整，使對比劑從血管內向間質內的滲透速度增加，因此腎惡性腫瘤的Ktrans值及Kep值均高于腎良性腫瘤，從而惡性腫瘤的細胞外血管外間質容量Ve值亦增高。在腎惡性腫瘤中，僅有透明細胞癌的Kep值高于良性腫瘤，腎透明細胞癌、乳頭狀細胞癌及嫌色細胞癌的Ktrans值逐漸減低，腎透明細胞癌的Ve值高于乳頭狀細胞癌；通過ROC曲線表明PWI對腎臟腫瘤良惡性診斷效能大于DWI，其中，Ktrans及Ve值均表現(xiàn)較高的診斷價值，以Ktrans值的診斷價值最高，Kep值的診斷價值較低。

fMRI在腎臟腫瘤診斷方面，除反映影像形態(tài)學改變之外，還提供了腫瘤血供、代謝等信息及定量參數(shù)，對在常規(guī)影像上難于診斷的復雜疑難腎臟腫瘤病例有著很大的優(yōu)勢。因此，在臨床診斷中，需要充分利用fMRI技術，并與常規(guī)影像技術綜合分析，從而提高對病變的分析判斷能力及確診率。