鄒靜陳錄廣陳玉坤王振張國平李鴻彬張晶喻國寧張濤鄭宏良陸建平

1中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學，長海醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科，全軍耳鼻咽喉頭頸外科中心，上海

2中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學，長海醫(yī)院影像醫(yī)學科，國家重點學科，上海

3中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學，長海醫(yī)院病理科，上海

膽脂瘤是一個囊性病變，內含角質碎屑、形成肉芽的成層鱗狀上皮、發(fā)炎的肉芽或纖維組織，可發(fā)生于中耳乳突的任何部位。因為其傾向于破壞周圍組織（包括骨性結構）并在切除后可能會復發(fā)，第四版世界衛(wèi)生組織頭頸腫瘤分類正式將其納入耳部腫瘤范疇[1]。為了減少術后復發(fā)或殘留，傳統(tǒng)的手術方法均進行廣泛的切除，開放式乳突根治術（canal wall down,CWD）可能比閉合式乳突根治術（canal wall up,CWU）復發(fā)率稍低[2]；CWU與最近發(fā)展起來的乳突填塞技術和內窺鏡手術相結合，不僅能更好地保留或恢復中、外耳的結構和功能，而且進一步降低了術后復發(fā)率[3-8]。因此，手術前精準判斷膽脂瘤的部位非常重要，有利于在保留正常結構的同時徹底清除病灶。

我們曾經報道了高分辨相干反斯托克斯-拉曼光譜(coherent anti-Stokes Raman spectroscopy,CARS)成像能夠檢測膽脂瘤內聚集的脂質分子的CH2鍵，代表了膽脂瘤分子影像診斷的終極水平[9]；但是，該方法目前仍處于研究階段，且更適用于術中膽脂瘤病灶的精準判斷。在現(xiàn)有臨床MRI檢測技術上進行新的應用開發(fā)具有重要臨床意義，彌散加權(diffusion-weighted,DW)MRI是一種測試組織內水分子彌散（布朗運動）狀態(tài)的方法[10]。Schaefer等人于2000年報道了各種顱內病變的DW MRI結果，術后殘留的上皮樣腫瘤表現(xiàn)為高信號[11]。后來有很多關于改進DW MRI診斷膽脂瘤效果的文獻報道，單激發(fā)回波平面-彌散加權成像（single-shot echo-planar imaging-diffusion-weighted imaging,SS-EPI DWI）序列MRI被認為是一種檢測中耳膽脂瘤的有效方法[12,13]。用SS-EPI DWI序列MRI檢測膽脂瘤的空間分辨率仍然較低（直徑5 mm），且不同組織界面之間存在偽影導致圖像畸形，不利于病變部位的確認[14]。Porter和Heidemann于2009年報道了用讀出分段（readout-segmented,RS）的 EPI DWI（RS-EPI DWI）序列掃描的高清MRI技術[15]，消除了運動偽影和組織界面的圖像畸形，并且顯著提高了圖像分辨。最近，Algin等人報道用RS-EPI DWI序列MRI檢測膽脂瘤具有很高的敏感性和特異性[16]。

為了比較用高清RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列MRI檢測膽脂瘤的效果，本文選擇了一批中耳膽脂瘤患者進行上述兩種序列的MRI檢測，并介紹RS-EPI DWI序列成像的要點、讀片方法，并將其診斷結果與SS-EPI DWI序列MRI進行比較，分析二者檢測膽脂瘤的效果差異，報道如下：

1 資料與方法

1.1 患者信息

本研究包括2017年7月-2018年12月期間的患者在上海長海醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科接受手術治療的21例臨床診斷為中耳膽脂瘤7例慢性化膿性中耳炎的患者（表1），臨床診斷依據(jù)中華醫(yī)學會2012版中耳炎臨床分類和手術分型指南[17]。目前的診療程序為：懷疑中耳膽脂瘤患者先做常規(guī)顳骨CT檢查（部分在外院檢查，部分在長海醫(yī)院檢查，設備和參數(shù)不一），有軟組織影者術前在門診或者住院后接受RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列MRI檢查。術中根據(jù)經驗判斷為膽脂瘤者送病理學檢測。慢性化膿性中耳炎患者接受同樣的影像學檢查作為陰性對照。長海醫(yī)院倫理委員會審閱了本研究程序并批準實施（彌散加權MRI檢測中耳乳突膽脂瘤的效果，編號：CHEC2019-052）。

表1 患者MRI診斷與術中所見及病理診斷的對照Fig.1 Comparison of MRI diagnosis with intraoperative findings and pathological diagnosis

1.2 MRI檢測

每位患者分別用T2加權快速自旋回波(T2-weighted turbo spin echo,T2W-TSE)、RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列行MRI檢查。T2W-TSE序列參數(shù)為：TR 4200 ms,TE 129 ms,FOV 220 mm×220 mm,slices 21,slices thickness 3 mm,matrix 320× 320。RS-EPI DWI序列參數(shù)為：TR 4500 ms,TE 73 ms,FOV 220 mm×220 mm,slices 21,slices thickness 3 mm,matrix 224 × 224,b值 0、1000。SS-EPI DWI序列參數(shù)為：TR 5000 ms,TE 120 ms,FOV 220 mm×220 mm,slices 21,slices thickness 3 mm,matrix 188×188,b值0、1000。掃描結束時磁共振成像系統(tǒng)自動重建出ADC map。

1.3 MRI圖像處理與結果判讀

用ImageJ(version 1.50i,National Institute of Health,Bethesda,USA)的圖像計算功能將同一層面的RS-EPI DWI的b值1000圖像分別與T2W-TSE MRI和CT圖像進行融合定位。因為膽脂瘤DW MRI高信號的產生機制尚不明確，為了消除T2穿透效應，本研究采用ADC圖進一步分析病灶。觀察T2W-TSE MRI顯示的顳骨解剖及可能的中耳乳突炎癥，分析RS-EPI DWI序列可能顯示的膽脂瘤，其中b值為0的影像與T2W-TSE MRI相似，b值為1000的影像則特異地顯示膽脂瘤。用Sygo fast-View軟件（德國，西門子公司）的距離測量工具測量膽脂瘤陽性信號的最小尺寸。將每一患者相同層面RS-EPI DWI序列與SS-EPI DWI序列獲取的影像進行比較，通過反復調整發(fā)現(xiàn)窗寬/窗位的變化不影響陽性信號的出現(xiàn)率，且磁共振成像系統(tǒng)自動默認的數(shù)值顯示圖像最清楚，因此，在處理過程中選擇系統(tǒng)自動默認的窗寬/窗位對每幅圖像進行比較。用Adobe Photoshop CS6（13.0x32版本，Adobe Systems Software Ireland Ltd,愛爾蘭）進行圖像標記與顯示。

1.4 統(tǒng)計學方法

根據(jù)DWI序列對膽脂瘤的檢出率及其最小尺寸判斷其靈敏度。用DWI序列識別膽脂瘤的可靠性，通過與術中診斷及病理報告對照，計算陽性率、假陽性率、假陰性率，術中診斷與病理報告的任何一項為陽性者即可確診（有時因病灶過小病理取材時部分標本丟失或者組織處理時脂質流失）。用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析，用Pearson χ2檢驗比較用RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列檢測膽脂瘤的陽性率差異，用配對T檢驗比較上述兩種方法檢測膽脂瘤陽性信號的最小直徑和顯示陽性信號層數(shù)差異，設定P＜0.05為具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列MRI顯示膽脂瘤的形態(tài)學特征比較

圖1為先天性中耳膽脂瘤患者的影像表現(xiàn)，所有CT顯示鼓室和乳突軟組織陰影者均在T2W-TSE MRI顯示為炎性病變；RS-EPI DWI序列b值為0的圖像與T2W-TSE MRI相似，炎性病灶區(qū)域的高強信號分布范圍小于后者，腦脊液等液體為白色高信號。在RS-EPI DWI序列b值為1000的圖像中，膽脂瘤信號很強烈，邊界清晰，腦脊液等液體為黑色的低信號，腦組織為中等灰白色信號，邊緣部位有較強信號。SS-EPI DWI序列b值為0的圖像顯示腦組織有較大的變形，炎性病灶區(qū)域的高強信號分布范圍較RS-EPI DWI序列b值為0的圖像顯示更??；在SS-EPI DWI序列b值為1000的圖像中，膽脂瘤顯示強陽性信號，其范圍較RS-EPI DWI序列b值為1000的圖像顯示的更小，腦組織為暗灰色信號，邊緣部位信號很強。將RS-EPI DWI序列b值為1000的圖像與T2W-TSE MRI進行融合精準地驗證了前者顯示的膽脂瘤的解剖定位；與CT融合顯示的解剖定位更加利于識別，但是，定位誤差較大。DW MRI圖像信號由組織T2馳豫時間、質子密度及表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)等決定，Chen等人的研究顯示上皮樣腫瘤在DW MRI中的高信號來源于T2穿透(T2 shine through effect)效應[18]。磁共振成像系統(tǒng)自動重建出ADC map顯示膽脂瘤區(qū)域為低信號，ADC值為0.08×10-3 mm2/s（圖 2），排除了 T2穿透對 DWI MRI高信號的貢獻。后天性中耳膽脂瘤的RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列MRI表現(xiàn)與先天性中耳膽脂瘤的影像表現(xiàn)相同（圖3）。

在慢性化膿性中耳炎中，RS-EPI DWI序列b值為0的影像顯示高信號，但是，SS-EPI DWI序列b值為0的影像顯示陰性；RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列b值為1000的影像均顯示陰性信號（圖4）。

2.2 病理與臨床診斷不符的病例

1例臨床、MRI、術中診斷均為中耳膽脂瘤，病理診斷為慢性炎性病變，邊緣有肉芽；該患者CT顯示鼓竇表面骨質破壞，周圍有軟組織影（圖5）。另外1例臨床、MRI、術中診斷均為中耳膽脂瘤，該患者CT顯示患側鼓室和乳突均有軟組織影，病理診斷為慢性炎性病變。

2.3 RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列檢測膽脂瘤的效果比較

RS-EPI DWI檢測膽脂瘤的陽性率為100%，無假陰性；SS-EPI DWI檢測膽脂瘤的陽性率為81.0%，假陰性率為19.0%，二者相差非常顯著（P＜0.05,Pearson 2檢驗）。RS-EPI DWI在對照組有1例假陽性，SS-EPI DWI在對照組無假陽性（因為陰性對照的例數(shù)少，未進行統(tǒng)計學處理）。RS-EPI DWI顯示最小尺寸的平均值為1233.3 μm，最小值為700 μm，SS-EPI DWI顯示最小尺寸的平均值為1968.8 μm，最小值為1000 μm，二者平均值相差非常顯著（P＜0.01,配對t檢驗）。RS-EPI DWI顯示平均陽性層數(shù)為4.2，最多陽性層數(shù)為10層，SS-EPI DWI顯示平均層數(shù)為3.1，最多陽性層數(shù)為11層，二者相差非常顯著（P＜0.01,配對t檢驗）。統(tǒng)計學檢驗結果見表2。

對照組1例假陽性患者，臨床診斷為慢性化膿性中耳炎，CT顯示雙側鼓竇、上鼓室軟組織影；RS-EPI DWI顯示雙側3個層面有陽性信號，最小直徑800 μm，SS-EPI DWI為陰性。術中見右側鼓室硬化，對側病變尚無法確定（未手術）（表1）。

圖1 先天性中耳膽脂瘤患者的RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列圖像與T2加權圖像及CT圖像的對照。CT顯示左側廣泛骨質破壞及軟組織影（A-D）。T2加權圖像顯示左側乳突廣泛炎性病灶（E-H）。RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列圖像均顯示左側乳突膽脂瘤（I-P），其中b=0圖像顯示炎癥，b=1000 s/mm2圖像顯示膽脂瘤。RS-EPI DWI與T2加權圖像或者CT融合精準地顯示膽脂瘤的解剖位置（Q-T）。ChAn：鼓竇膽脂瘤；ChCM：乳突中央膽脂瘤；ChAt：上鼓室膽脂瘤；ChNTL：顳葉附近膽脂瘤；CIAM：內聽道腦脊液；CME：乳突中央骨質破壞；ECSF：膨大的腦脊液分布；ES：內淋巴囊；IAM：內聽道；INTL：顳葉附近炎癥；IT：天蓋周圍炎癥；MIAM：內聽道畸形；IAn：鼓竇炎癥；ICMa：乳突中央炎癥；IAt：上鼓室炎癥；L：左耳；LSCC：外半規(guī)管；R：右耳；RBT：天蓋殘余骨；ROC：殘余聽骨鏈；SS：乙狀竇；SSCC：上半規(guī)管；TE：顳骨侵蝕。比例尺 =8000 μm。Fig.1 Comparison of RS-EPI DWI and SS-EPI DWI sequence images to T2-weighted MRI and CT images in patients with congenital cholesteatoma of the middle ear.CT showed extensive bone erosion and soft tissue mass(A-D)on the left side.T2-weighted images showed extensive inflammatory changes(E-H)in the left mastoid.Both RS-EPI DWI and SS-EPI DWI images showed left mastoid cholesteatoma(I-P),in which‘b=0’image indicated inflammation and‘b=1000 s/mm2’image indicated cholesteatoma.The fusion of RS-EPI DWI with T2 weighted images or CT images accurately demonstrated the anatomic location of cholesteatoma(Q-T).ChAn:cholesteatoma in the antrum;ChCM:cholesteatoma in the central mastoid;ChES:cholesteatoma in the epitympanic sinus;ChNTL:cholesteatoma near temporal lobe;CIAM:CSF in the internal auditory meatus;CME:central mastoid erosion;ECSF:enlarged cerebral spinal fluid;ES:endolymphatic sac;IAM:internal auditory meatus;INTL:inflammation near temporal lobe;IT:inflammation around tegmental;MIAM:malformed internal auditory meatus;IAn:inflammation in the antrum;ICMa:inflammation in the central mastoid;IES:inflammation in the epitympanic sinus;L:left ear;LSCC:lateral semicircular canal;R:right ear;RBT:rest bone of tegmental;ROC:residual ossicular chain;SS:sigmoid sinus;SSCC:superior semicircular canal;TE:tegmental erosion.Scale bar=8000 μm.

圖2 中耳膽脂瘤病灶RS-EPI DWI序列圖像信號的確認。箭頭所示，左側天蓋接近顳葉處的病變在b=0和b=1000 s/mm2影像中均為高信號（A,B），該部位的 ADC=0.08×10-3 mm2/s（C）。比例尺 =8000 μm。Fig.2 Confirmation of cholesteatoma signal in RS-EPI DWI images.As arrow indicated,the tegmental erosion near the temporal lobe presented as high signal(a,b)in b=0 and b=1000 s/mm2 images,in which ADC=0.08×10-3 mm2/S(c)in this area.Scale bar=8000 μm.

圖3 用高清的RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列圖像顯示雙側后天性中耳膽脂瘤。RS-EPI DWI(A-D)和SS-EPI DWI(E-H)均顯示雙側乳突炎癥和膽脂瘤。IAn：鼓竇炎癥；IAt：上鼓室炎癥；IT：天蓋周圍炎癥；ChAt：上鼓室膽脂瘤；ChAn：鼓竇膽脂瘤；ChT：天蓋周圍膽脂瘤；L：左耳；R：右耳。比例尺=8000 μm。Fig.3 Bilateral acquired cholesteatoma in the middle ear was detected using high resolution RS-EPI DWI and SS-EPI DWI sequences.Both RS-EPI DWI(A-D)and SS-EPI DWI(E-H)sequences demonstrated bilateral mastoiditis and cholesteatoma.IAn:inflammation in the antrum;IAt:inflammation in the attic;IT:inflammation around tegmental;ChAt:cholesteatoma in the attic;CHAn:cholesteatoma in the antrum;ChT:cholesteatoma around tegmental;L:left ear;R:right ear.Scale bar=8000 μm.

圖4 慢性化膿性中耳炎的RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列MRI表現(xiàn)。RS-EPI DWI(A-D)和SS-EPI DWI(E-H)均未顯示膽脂瘤。IT：天蓋周圍炎癥。比例尺=8000 μm。Fig.4 MRI appearance of chronic suppurative otitis media imaged using RS-EPI DWI and SS-EPI DWI sequences.Neither RS-EPI DWI(A-D)nor SS-EPI DWI(E-H)sequences showed cholesteatoma.IT:inflammation around tegmental.Scale bar=8000 μm.

圖5 臨床診斷為中耳膽脂瘤患者的顳骨CT與MRI平掃。CT顯示右側外耳道（STEEC）和鼓竇軟組織影（STAn），右側鼓竇表面骨質破壞（AnE）（A）。T2加權序列顯示右側外耳道（IEEC）和鼓竇炎癥（IAn）(B)。RS-EPI DWI序列（C）和SS-EPI DWI序列（E）的b=0圖像均顯示與T2加權序列類似的炎癥表現(xiàn)；RS-EPI DWI序列（D）和SS-EPI DWI序列（F）的b=1000 s/mm2圖像均顯示外耳道（ChEEC）和鼓竇（ChAn）膽脂瘤，前者陽性范圍大于后者。RS-EPI DWI的ADC值為1.31×10-3 mm2/s，SS-EPI DWI的ADC值為1.18×10-3 mm2/s。Fig.5 CT and MRI scans of temporal bones in patients with clinical diagnosis of cholesteatoma.CT showed soft tissue mass in external ear canal(STEEC)and antrum(STAn),and bonny erosion on the surface of antrum(AnE)in the right ear.T2-weighted sequence showed inflammation in the external ear cannal(IEEC)and antrum(IAn)of the right ear(B).The b=0 images obatained using RS-EPI DWI(C)and SS-EPI DWI sequences(E)showed similar inflammatory manifestations to T2-weighted images;the b=1000 s/mm2 images obatained using RS-EPI DWI(D)and SS-EPI DWI sequences(F)showed cholesteatoma in the external ear canal(CHEEC)and antrum(CHAn),while the former positive range was larger than the latter one.The ADC value of RS-EPI DWI was 1.31×10-3 mm2/s,and that of SS-EPI DWI was 1.18×10-3 mm2/s.

圖6 代表性患者的病理結果。與MRI圖1、2對應的原發(fā)性先天性膽脂瘤患者組織中存在大量層狀脂質堆積（Lip）（A）。與MRI圖3對應的局灶性原發(fā)的后天性膽脂瘤患者組織中有大量成層膠原纖維堆積（Col）、少量層狀脂質堆積（Lip）和細胞內膽固醇聚集（放大窗）（B）。與MRI圖5對應的原發(fā)性膽脂瘤患者病變組織中有大量成層或不定形膠原纖維堆積（Col）（C）和淋巴細胞浸潤（LC）（D）；病理報告為慢性炎癥。B放大窗：箭頭顯示病變細胞的膽固醇堆積。比例尺 =100 μm（A）、50 μm（B）、500 μm（C）、50 μm（D）。Fig.6 Pathological results of representative patients.There were plenty of layered lipid(Lip)accumulation(A)in the tissues of patients with congenital cholesteatoma corresponding to MRI images of figures 1 and 2.There were abundant layered collagen(Col)accumulation,sparse layered Lip accumulation and cholesterol accumulation in cell in the tissues of the patients with focal congenital cholesteatoma corresponding to MRI images of figure 3(enlarged window)(B).There were abundant Col(C)and lymphocyte(LC)(D)in the congenital cholesteatoma corresponding to MRI images of figure 5.The pathological report was chronic inflammation.Enlarged window in B:arrow head shows cholesterol accumulation in cells.Scale bars=100 μm(A),50μm(B),500μm(C),and50μm(D).

3 討論

本系列臨床資料顯示分別用RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列MRI檢測中耳膽脂瘤的效果，用RS-EPI DWI序列MRI檢測中耳膽脂瘤的結果與術中所見和/或病理報告相符，圖像清晰，本組病例中最小700 μm的膽脂瘤也被清楚地識別，圖像形變很小有利于病灶的解剖定位，且易于鑒別膽脂瘤病變與正常腦組織。RS-EPI技術采取讀出編碼方向上的分段EPI掃描和一個2D導航回波，導航回波能夠對讀出編碼方向和相位編碼方向進行相位矯正；該技術縮短讀出梯度脈沖和讀出方向EPI長度，降低回波間隙、T2*模糊效應和磁敏感偽影，對運動不敏感，圖像分辨率較高。用SS-EPI DWI序列MRI在本組病例中檢測膽脂瘤的最小直徑為1000 μm，不同組織界面之間的偽影較明顯，不利于病變邊界的判斷，SS-EPI DWI顯示的陽性信號范圍小于RS-EPI DWI顯影。RS-EPI DWI顯示的平均陽性層數(shù)多于SS-EPI DWI也歸功于其更高的靈敏度，其在微小膽脂瘤的診斷中有更大的優(yōu)勢，有利于早期診斷和病變范圍的精準判斷。

表2 用RS-EPI DWI和SS-EPI DWI序列檢測中耳膽脂瘤的效果比較Fig.2 Comparison of RS-EPI DWI to SS-EPI DWI in detecting cholesteatoma of middle ear

RS-EPI DWI陽性率為100%，與手術和病理的符合率均顯著高于SS-EPI DWI序列。如果以術中判斷為金標準，RS-EPI DWI和SS-EPI DWI的假陽性率都為0。2例臨床和影像診斷均為膽脂瘤的病例，其病理診斷為慢性炎癥，我們推測可能因為術中取病理標本時的偏差或者組織處理時脂質流失所致，病理診斷存在一定的局限性；其中1例CT顯示鼓竇表面骨質破壞，RS-EPI DWI和SS-EPI DWI及術中診斷均為膽脂瘤，RS-EPI DWI的ADC值為1.31×10-3 mm2/s，與文獻報道接近（0.4-1.28）[16]，SS-EPI DWI的ADC值為1.18×10-3 mm2/s，與文獻報道相符（0.79-1.48）[19]；然而，病理診斷為慢性炎性病變，邊緣有肉芽。無論如何，對此類患者進行乳突手術是必要的。芬蘭赫爾辛基大學醫(yī)院對中耳膽脂瘤的診斷依靠臨床表現(xiàn)、影像學檢查和術中判斷，術中明確為膽脂瘤的病例術后一般不送病理。SS-EPI DWI序列的假陰性率為19%，因此，依賴于該序列的中耳膽脂瘤影像學診斷可能會出現(xiàn)漏診。

4 結論

與SS-EPI DWI序列相比，RS-EPI DWI序列MRI是一種更加靈敏、可靠的檢測中耳乳突膽脂瘤的方法，更加有利于對膽脂瘤病變的解剖定位。