TSE-DWI在显示及鉴别胆脂瘤型中耳炎中的价值.pdf

医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024TSE-DWI 在显示及鉴别胆脂瘤型中耳炎中的价值赵妍1，巩武贤1，王文玉1，李传亭1，2，31.山东第一医科大学附属省立医院医学影像科 山东 济南 250021；2.山东大学 山东 济南 250012；3.山东省立医院医学影像科 山东 济南 250021【摘 要】目的探讨 MR 自旋回波扩散加权成像（turbo spin-echo diffusion-weighted imaging，TSE-DWI）在显示和鉴别胆脂瘤型中耳炎中的应用价值。方法选取经手术证实的中耳炎患者 99 例，术前行常规 MRI 序列及 TSE-DWI 序列检查。根据手术及病理结果将患者分为胆脂瘤组 56 例及非胆脂瘤组 43 例。利用 syngo.via 后处理软件分别定量测量并计算胆脂瘤及非胆脂瘤病变的信号强度（signal intensity，SI）、信号强度比（signal intensity ratios，SIR）、ADC 值。采用统计学方法检验两组中各参数的差异。采用受试者工作特征曲线（ROC）分析评估 SI、SIR、和 ADC 值鉴别胆脂瘤和非胆脂瘤病变的最佳截断值。结果胆脂瘤组的 SI、SIR 均值明显高于非胆脂瘤组，ADC 均值明显低，差异有统计学意义（P0.05）。ROC 曲线分析将 SI、SIR、ADC 值的截断值分别确定为 226.0、0.8、2.510-3mm2/s 时，诊断胆脂瘤的灵敏度、特异度分别为 100%、97.7%；98.2%、97.7%；100%、97.7%。结论TSE-DWI 技术在鉴别诊断胆脂瘤与非胆脂瘤病变中具有很大优势，定量指标 SI、SIR、ADC 值可以帮助提高诊断的准确率。【关键词】胆脂瘤；中耳炎；磁共振成像；扩散加权成像中图分类号：R739.61；R445.2 文献标识码：A 文章编号：1006-9011（2024）02-0022-05The value of TSE-DWI in the display and differentiation of cholesteatoma otitis mediaZHAO Yan 1，GONG Wuxian1，WANG Wenyu1，LI Chuanting1，2，31.Department of Medical Imaging，Shandong Provincial Hospital Affiliated to Shandong First Medical University，Jinan 250021，China2.Shandong University，Jinan 250012，China3.Department of Medical Imaging，ShandongProvincial Hospital，Jinan 250021，China【Abstract】ObjectiveTo investigate the value of TSE-DWI sequence in the display and identification of cholesteatoma otitis media.MethodsA total of 99 patients with otitis media confirmed by operation were examined by conventional MRI and TSE-DWI before operation.According to the surgical and pathological results，the patients were divided into cholesteatoma group and non-cholesteatoma group，with 56 cases and 43 cases in each group，respectively.The signal intensity（SI），signal intensity ratios（SIR）and ADCof cholesteatoma and non-cholesteatoma lesions were quantitatively measured and calculated using syngo.via post-processing software.Statistical methods were used to test the differences of parameters between the two groups.The receiver 作者简介：赵妍（1998-），女，山东第一医科大学在读硕士研究生，主要从事医学影像诊断工作通信作者：李传亭 E-mail：7程爱兰，初曙光，曹雯君.常见有机酸血症患者的脑磁共振表现及临床特点分析 J .医学影像学杂志，2020，30（10）：1775-1780.8FARACI F M，LENTZ S R.Hyperhomocysteinemia，oxidative stress，and cerebral vascular dysfunction J.Stroke，2004，35（2）：345-347.9FARACI F M.Hyperhomocysteinemia：a million ways to lose control J.ArteriosclerThrombVasc Biol，2003，23（3）：371-37310CUADRADO-GODIA E，DWIVEDI P，SHARMA S，et al.Cerebral small vessel disease：a review focusing on pathophysiology，biomarkers，and machine learning strategies J.Stroke，2018，20（3）：302-320.11徐睿，王荣品.fMRI在脑部疾病中的应用 J.中国中西医结合影像学杂志，2022，20（2）：103-106.12熊真亮，李栋学，王荣品，等.阿尔茨海默病病程演进中默认脑网络功能连接改变的fMRI研究 J.中国中西医结合影像学杂志，2022，20（2）：107-111.13LEE K O，WOO M H，CHUNG D，et al.Differential Impact of Plasma Homocysteine Levels on the Periventricular and Subcortical White Matter Hyperintensities on the Brain J.Front Neurol，2019，10（1）：1174-1177.14WEI C S，YAN C Y，YU X R，et al.Association Between White Matter Hyperintensities and Chronic Kidney Disease：A 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cholesteatoma and non-cholesteatoma lesions，and the quantitative indexes SI，SIR and ADC values can help improve the diagnostic accuracy.【Key words】Cholesteatoma；Otitis media；Magnetic resonance imaging；Diffusion-weighted imaging中耳胆脂瘤是指能够产生角蛋白碎片的鳞状上皮在中耳、乳突等部位聚集形成的一种良性袋状病变1-4。其具有一定的侵袭性，可以破坏邻近骨质向周围播散，甚至侵犯至颅内，导致脑膜炎、脑脓肿等。胆脂瘤患者需要手术治疗。磁共振DWI技术有助于区别胆脂瘤形成与炎症、肉芽肿等病变5，在胆脂瘤型中耳炎的诊断中存在很大价值。磁共振 DWI序列在监测隐藏空间内的胆脂瘤时作用显著6。传统DWI扫描采用EPI技术，该技术扫描时间短，应用广泛，但对耳等解剖结构复杂部位的图像显示极易出现严重的变形及伪影。TSE技术采用的K空间填充方式可以减少磁敏感伪影，TSE技术结合可变反转角和压缩感知技术使其扫描时长缩短，本文旨在探讨 TSE-DWI成像技术在诊断胆脂瘤型中耳炎中的应用价值，并确定定量指标SI、SIR及ADC值鉴别诊断胆脂瘤的效能。1资料与方法1.1临床资料选取2021年6月至2023年8月在本院临床诊断为中耳炎行中耳MRI检查，并经病理学确诊符合纳入标准的患者99例，男性57例，女性42例；其中胆脂瘤组56例，年龄485岁，平均年龄（39.4 21.7）岁；非胆脂瘤组 43 例，年龄 973 岁，平均年龄（41.7 17.9）岁。纳入标准：1）术前行中耳 TSE-DWI检查的患者；2）接受过手术治疗的患者；3）图像不存在影响后续参数测量的明显伪影。排除标准：1）未经过手术治疗的患者；2）未接受TSE-DWI检查的患者；3）图像存在明显伪影的患者。本文经医院伦理委员会审核通过。1.2检查方法采用 Ingenia 3.0T CX 飞利浦 MR 扫描仪，标准的头颅32通道相控阵线圈。中耳MRI扫描常规序列及参数：1）Fs-TSE 序列 T1WI 横断位：TR 713ms，TE 10 ms，FOV 180mm180 mm，矩阵300207，层厚2mm，层间距 0.2mm；2）mDIXON-TSE T2WI 序列横断位：TR 2421ms，TE 90 ms，FOV 160mm160 mm，矩阵 320296，层厚2mm，层间距 0mm；3）TSE-DWI序列冠状位：TR 3375 ms，TE 61 ms，FOV 220mm186 mm，矩阵 124102，层厚 2mm，层间距 0mm，回波链大小45；反转角度数90；b值0，1000 s/mm2；4）TSE-DWI 序列横断位：TR 3234 ms，TE 58 ms，FOV 220mm186 mm，矩阵 124102，层厚 2mm，层间距 0mm，回波链大小43；反转角度数90；b值0，1000s/mm2，扩散加权序列扫描完毕后自动生成相应ADC图像。增强扫描：患者经手背静脉注射钆喷酸葡胺注射液，按照 0.1mmol/kg的用量，随后进行 Fs-TSE T1WI序列横断位的扫描。1.3图像分析采用 syngo.via 后处理软件，在 b 值为 1000 s/mm的 TSE-DWI 图像及相应 ADC 图测量两组病变的 SI、ADC值；并测量病变区邻近的正常颞叶白质的 SI。为避免误差，感兴趣区 I（region ofinterest RO）的选取尽可能包含病变的所有层面，并将ROI面积规定为 2mm；将每个层面测量到的数值取平均值，得到SI病变、ADC病变、SI颞白质各自的平均值。应用以下公式计算 SIR：SIR病变=SI病变/SI颞白质。上述两组数据的测量均避开明显伪影及图像变形处的干扰。1.4统计学分析采用SPSS 25.0软件进行统计分析。采用卡方检验比较患者的性别、病变位置、临床表现及声导抗的差异；采用独立样本 t检验评估两组间年龄、SI、SI颞白质、SIR 和 ADC 值的差异。采用受试者 ROC 曲线评估各参数对鉴别两组病变的诊断效能。确定不同参数下预测胆脂瘤的最佳诊断阈值，做出灵敏度和特异性的最佳组合。计量资料以x s表示，分类数据以频率和百分比显示。P0.05），见表1。2.2两组患者的MRI表现与病理对照轴位TSE-DWI测量胆脂瘤组56例的病变直径（不规则病变测量其短径）1.915.0mm，平均（5.1 2.3）mm，其中29例病变直径5.0mm。T1WI呈等信号52例，呈高信号4例；DWI 呈高信号53例，等低信号1例（图1），等稍高信号2例；ADC图低信号56例；增强扫描54例环形强化，2例无强化。非胆脂瘤组43例中T1WI等信号40例，包括1例急性炎症、1例胆固醇肉芽肿、38例慢性炎症/肉芽组织；T1WI高信号3例，1例为胆固醇肉芽肿，2例慢性炎症/肉芽组织；DWI低信号42例，高信号1例；ADC图高信号 43 例；不均匀强化 42 例（图 2）；无强化 1例，病理为慢性炎症/肉芽组织。2.3两组患者的SI、SIR及ADC值比较SI、SIR及ADC值定量指标结果显示，胆脂瘤组的SI、SIR均明显高于非胆脂瘤组，ADC值明显低于非胆脂瘤组，且差异有统计学意义（P0.001），见表2。ROC曲线分析SI、SIR及ADC值诊断胆脂瘤的截断值分别为226.0、0.8、2.510-3mm2/s（图3），各参数诊断胆脂瘤的灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为100%、97.7%、98.2%、100%；98.2%、97.7%、98.2%、97.7%；100%、97.7%、98.2%、100%，见表3。3讨论DWI序列图像信号的高低是由组织内水分子的运动扩散是否受限决定的，胆脂瘤内部的角蛋白导致水分子扩散运动受限，表现为 DWI高信号；ADC图中则是低信号。传统DWI图像的采集通常使用EPI技术7，通过快速梯度切换，一次或数次即能填充整个K空间，对磁场的均匀性和梯度场切换要求较高，EPI-DWI图像往往存在变形伪影、图像失真等缺点，尤其在空气-骨交界区更为严重8。耳部是一个解剖结构精细复杂的部位，常有许多气-骨交界面，因此采用传统EPI-DWI技术显示中耳病变通常不够理想，随着主磁场强度的增大，这些部位的组织间磁化率差异也在不断增大，图像失真也越严重。TSE-DWI图像拥有较高的图像信噪比、较低的失真度9，但其扫描时间长是重要缺点。TSE-DWI 比EPI-DWI更适合于有中耳病变的显示，并不仅因为其可以减少磁敏感伪影和图像扭曲，还因为其拥有更薄的扫描层厚，能够发现更小的病变。本文胆脂表1胆脂瘤组及非胆脂瘤组患者的临床资料比较（例）年龄（岁）性别（男/女）患侧（左/右）临床表现 既往手术史 鼓膜穿孔 流脓 耳鸣 耳痛声导抗（B/其他）胆脂瘤组（n=56）39.4 21.731/2527/292/5426/3040/1625/3126/3020/36非胆脂瘤组（n=43）41.7 17.926/1721/224/3621/2227/1622/2112/318/35P0.5680.6100.9510.2360.8120.3620.5200.0600.061表3两组的各定量参数诊断CS的效能（%）参数ADCSISIR阈值226.00.8灵敏度10010098.2特异度97.797.797.7PPV98.298.298.2NPV10010097.7AUC0.9820.9990.998表2两组的各定量参数比较参数ADC值（10-3mm2/s）SISI颞白质SIR胆脂瘤组（n=56）1.9 0.2450.4 117.3291.8 57.81.6 0.3非胆脂瘤组（n=43）3.0 0.3158.9 29.3272.5 48.30.6 0.1P0.0010.0010.0800.00124医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024瘤组最小的胆脂瘤直径约 1.9 mm，当胆脂瘤226.0作为诊断胆脂瘤的截断值，能获得较好的诊断灵敏度、特异度。本文中1例非胆脂瘤组的慢性炎性/肉芽组织的SI226.0，推测是该图像整体信号强度较高的原因，SI颞白质也同时高于平均SI颞白质值，最终SIR并没有超过阈值（0.8）。本文中 TSE-DWI 序列层厚为 2 mm，如果在2 mm层厚切面内出现12 mm甚至体积更小的胆脂瘤，其信号强度会因部分容积伪影而降低10。胆脂瘤囊袋是胆脂瘤排出了其内部角蛋白等成分而形成的干燥收缩囊袋，因此DWI可能无法1A1B1C1D1E1F2A2B2C2D2E2F图1 女，55岁，左侧中耳胆脂瘤。图1A DWI显示胆脂瘤呈等低信号（箭），胆脂瘤后部的小片状炎性区（箭头）表现为低信号；图1B显示胆脂瘤及炎症在相应ADC图分别呈现低、高信号；图1C，1D 增强扫描表现为典型边缘环形强化，后部炎症表现为明显强化；图lE，1F 分为冠状位TSE-DWI及轴位Fs-T2WI，病灶分别呈等信号及等低信号。图2 女，64岁，右侧中耳慢性炎性肉芽组织。图2A 轴位DWI病变显示为低信号；图2B ADC图中为明显高信号；图2C T1WI表现为等稍高信号；图2D 增强扫描后病变呈不均匀明显强化；图2E 冠状位DWI病变呈低信号；图2G T2WI表现为等、高混杂信号。3A3B3C图3 ROC曲线分析图。图3A3C 分别为ADC值、SIR及SI的ROC曲线分析（AUC：ROC曲线下的面积）。25医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024检测到不含角蛋白成分的胆脂瘤囊袋11。本文中胆脂瘤组1例在DWI表现为等低信号，SIR值也低于阈值，故分析认为该病例表现不典型的原因是病变本身的体积较小（直径仅为1.9 mm），且其表现为空的胆脂瘤内陷囊袋。但该病变在T1WI增强图像中表现为典型的环形强化。有许多观点认为，仅依靠TSE-DWI序列就可以获得较好的诊断准确率，且不需要注射对比剂，总扫描时间更短1。本文认为通过结合T1WI增强图像可以消除不典型病例的干扰，减少 DWI 的误诊率，提高灵敏度。这与 FUKUDA等12的观点一致。本 文 结 果 显 示 胆 脂 瘤 组 的 SI 为 450.4 117.3，非胆脂瘤组的 SI 为 158.9 29.3。这与其他研究11结果差距较大。原因在于SI会随磁共振机器的不同及主磁场强度的不同而发生较大变化，因此并不能把SI数值作为衡量每一个胆脂瘤病变的标尺，SI数值只在固定的机器及序列中有诊断价值。但SIR是一个比值，不会受磁共振机器及主磁场强度的不同而变化。本文胆脂瘤组的 SIR 平均值为 1.6 0.3，非胆脂瘤组的 SIR 平均值为 0.6 0.1，所以将SIR0.8作为诊断胆脂瘤的截断值，诊断的灵敏度、特异度分别为 98.2%、97.7%，这与ZGEN 等11的结果相近。本文胆脂瘤组的平均ADC 值明显低于非胆脂瘤组，阈值取 ADC=2.510-3mm2/s，本文的数据计算出的ADC平均值及 ADC阈值要稍高于之前的研究13-14，这可能与本文选择在一个病变选取多个层面放置ROI，测量ADC值并取平均值有关。本文存在的局限性，仅选取进行手术治疗且一般都是临床症状明显及各项检查阳性的患者，由此产生的偏差，被称为验证偏差或检查偏差，通常会导致敏感性的高估和特异性低估。本文囊括了体积较小的胆脂瘤，在测量的时候难免会将边缘周围组织绘制进ROI，这可能会导致测量误差。综上所述，磁共振 TSE-DWI序列，结合定量指标SI、SIR和ADC值诊断胆脂瘤具有良好的灵敏度和特异度，TSE-DWI序列在显示和鉴别胆脂瘤型中耳炎中具有较大的应用价值，有助于手术治疗计划的制定。参考文献：1HENNINGER B，KREMSER C.Diffusion weighted imaging for the detection and evaluation of cholesteatoma J.World journal of radiology，2017，9（5）：217-222.2LIPS L M J，NELEMANS P J，THEUNISSEN F M D，et al.The diagnostic accuracy of 1.5 T versus 3 T non-echo-planar diffusion-weighted imaging in the detection of residual or recurrent cholesteatoma in the middle ear and mastoid J.Journal of neuroradiology：Journal de neuroradiologie，2020，47（6）：433-440.3WIESMUELLER M，WUEST W，MAY M，et al.Comparison of readout-segmented echo-planar imaging and single-shot TSE DWI for cholesteatoma diagnostics J.American Journal of Neuroradiology，2021，42（7）：1305-1312.4李静，唐欣薇，王振常.中耳先天性胆脂瘤的影像学分析 J.医学影像学杂志，2020，30（8）：1341-1344.5MUHONEN E G，MAHBOUBI H，MOSHTAGHI O，et al.False-positive cholesteatomas on non-echoplanar diffusion-weighted magnetic resonance imaging J.Otology&neurotology，2020，41（5）：e588-e592.6LINGAM R K，NASH 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