体素内不相干运动成像磁共振对食管癌的诊断价值.pdf

85影像技术影像研究与医学应用 2024年2月 第8卷第4期 体素内不相干运动成像磁共振对食管癌的诊断价值袁永胜，乔风雷（通信作者），牛 磊，崔 文，王永康，左 强，丁宁宁（南京鼓楼医院集团宿迁医院/徐州医科大学附属宿迁医院放射科 江苏 宿迁 223800）【摘要】目的：研究体素内不相干运动（IVIM）弥散加权成像参数诊断食管癌的效能。方法：选取 2021 年 11 月2023 年 7 月南京鼓楼医院集团宿迁医院 35 例经病理检查确诊为食管癌的患者作为观察组，术前行 IVIM 检查，另选取 35 名食管功能正常人群作为对照组。扫描序列包括常规磁共振扫描以及 IVIM 扫描（包括 0 2 000 s/mm2在内 12 个 b 值）。将其上传至后处理软件（MITK Diffusion）获得 IVIM 参数：真实弥散系数（D）、伪弥散系数（D*）和灌注分数（f），对照组做相同处理。分析 IVIM 参数在观察组与对照组间的差异。结果：观察组的 D 值较对照组降低，差异有统计学意义（P 0.05）；观察组的 D*值与对照组比较，差异无统计学意义；观察组的 f 值较对照组增加，差异有统计学意义（P 0.05）。对 D 值和 f 值绘制受试者工作特征（ROC）曲线，D 值诊断食管癌的曲线下面积（AUC）为 0.95，最佳截断值为 1.1210-3 mm2/s，约登指数为 0.83，灵敏度及特异度分别为 88.6%、94.3%。f 值诊断食管癌的 AUC 为 0.91，阈值为 0.42%，约登指数分别为0.77，敏感度及特异度分别为85.7%和91.4%。结论：IVIM参数中D值和f值对食管癌的诊断具有临床价值。D值受b值影响较小，稳定性较高，对食管癌诊断价值较高，f 值对于反应肿瘤组织灌注信息相对有优势。【关键词】食管肿瘤；体素内不相干运动；诊断效能【中图分类号】R445.2 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3807（2024）04-0085-03食管癌是常见的消化系统肿瘤之一，是我国主要的消化系统恶性肿瘤，发病率呈持续上升趋势，其主要的组织病理类型为鳞状细胞癌1。由于食管癌发病隐匿，大多数患者发现时已成为中晚期，因此，准确的诊断对于食管癌的检出以及临床治疗方案的制定、疗效评估有重要的作用。体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）弥散加权成像作为弥散加权的衍生成像的功能磁共振成像的新技术，通过其双指数模型，可将组织弥散和微循环灌注区分开，近年来逐步应用于全身多个脏器病变的检查与研究，其中也包括临床食管癌诊断与分期方面的研究2-3。然而，IVIM 弥散加权成像技术目前缺乏统一、权威的参数设置标准，不同 b 值的选择及数量影响 IVIM 参数测量的准确性及可重复性，导致不同研究间的结果存在较大差异，甚至出现相反的结果4。理论上更多 b 值有利于纠正拟合误差，保证参数的准确率，但是会导致图像采集时间过长。本研究分析比较相关参数值在正常食管壁与食管癌组织间的差异及诊断效能，为优化 b 值提供参考。1 资料与方法1.1 一般资料选取 2021 年 11 月2023 年 07 月南京鼓楼医院集团宿迁医院 35 例经病理检查确诊为食管癌的患者作为观察组，均行 IVIM 检查，其中男 12 例，女 23 例，年龄为 44 72 岁，平均（58.111.1）岁。另随机征集同期 35 名食管功能正常志愿者作为对照组，行相同检查，其中男 16 例，女 19 例。年龄为 40 71 岁，平均（56.47.9）岁。观察组纳入标准：（1）经病理检查确诊为食管癌；（2）临床资料完整；（3）无磁共振检查禁忌证。观察组排除标准：（1）术前行新辅助放化疗或其他治疗；（2）所获得的图像伪影较大，影响观察；（3）病灶较小，无法绘制感兴趣区域；（4）同时合并其他颈胸部恶性肿瘤。对照组纳入标准：（1）无食管相关疾病史或手术史；（2）无磁共振检查禁忌证。对照组排除标准：图像质量不佳，影响观察。所有研究对象均自愿参与本研究并签署知情同意书。1.2 检查方法患者在检查前酌情禁食 6 12 h，排除相关禁忌后注射 10 mL 盐酸山莨菪碱以缓解食管的蠕动。检查设备选择飞利浦 3.0T 磁共振扫描仪，检查时患者取仰卧位，头先进。扫描范围由颈部至上腹部。IVIM的b值选择为0、50、100、150、200、400、600、800、1 000、1 200、1 500、2 000（s/mm2）。1.3 图像分析及后处理 由 2 位影像科副主任医师分别单独对 IVIM 数据进行测量。将图像传输至后处理软件（MITK Diffusion）进行图像后处理，在 IVIM 图像上勾画感兴趣区，得到真弥散系数D值、灌注分数f值和伪弥散系数D*，记录所得数值。1.4 统计学方法采用 SPSS 20.0 统计学软件进行数据处理，采用Shapiro-Wilk 检验统计全部计量资料的正态性，方差齐性检验应用 Levene 检验。符合正态分布的计量资料采用均数 标准差（x-s）表示，行 t 检验；非正态分布的计量资料行 Mann-Whitney U 检验。计数资料采用频数和百分率 n（%）表示。P 0.05 表示差异有统计学基金项目：宿迁市科技计划资助(K202102)。86 影像技术影像研究与医学应用 2024年2月 第8卷第4期 意义。用 MedCalc 软件对组间比较中差异具有统计学意义的参数绘制受试者工作特征曲线，分析曲线下面积并获得参数阈值。2 结果2.1 两组 IVIM 参数比较两组和 IVIM 参数比较，观察组 D 值低于对照组，f值高于对照组，差异有统计学意义（P 0.05）。见表 1。表 1 两组 IVIM 参数比较（x-s）项目观察组（n=35）对照组（n=35）t/ZPD 值（10-3 mm2/s）0.970.06 1.960.06-11.27 0.001D*值（10-3 mm2/s）14.990.1814.590.46 0.81 0.42f 值/%0.550.02 0.300.02 9.70 0.0012.2 IVIM 相关参数的食管癌诊断效能比较对 D 值和 f 值绘制诊断食管癌 ROC 曲线，见图 1。D值AUC最高，为0.95，最佳截断值为1.1210-3 mm2/s，约登指数为 0.83（P 0.05）。f 值 AUC 为 0.91，最佳截断值为 0.42%，约登指数为 0.77（P 0.05），见表 2。（a）（b）注：（a）为 D 值诊断食管癌的 ROC 曲线，（b）为 f 值诊断食管癌的 ROC 曲线。图 1 IVIM 相关参数诊断食管癌的 ROC 曲线表 2 IVIM 相关参数的食管癌诊断效能IVIM 参数AUC最佳截断值约登指数 灵敏度/%特异度/%D 值0.951.1210-3 mm2/s0.8388.694.3f 值0.910.42%0.7785.791.43 讨论食管位于后纵隔，由于呼吸、心跳、吞咽动作、食管自身蠕动以及管腔气体所致的磁敏感伪影等众多因素导致 MRI 在食管的应用明显落后于其他组织器官5-7。但是随着 MR 新序列、线圈技术以及呼吸、心电门控技术的应用，MRI 近年来发展迅速8-9。Le Bihan 于 1986 年提出双指数拟合模型的 IVIM 成像，将单纯水分子弥散运动与微循环灌注效应区分开，从而获得反映与灌注无关的水分子弥散的 D 值、反映毛细血管分布和微循环灌注相关信息的 D*值以及代表局部微循环的 f 值。目前，国内外诸多研究均表明 b 值的选择影响 IVIM的灌注参数，不同学者间的研究结果存在较大差异10-11。本研究比较 IVIM 参数诊断食管癌的效能，结果显示，观察组D值低于对照组组，差异有统计学意义（P0.05）。组织学上，肿瘤中细胞数量的增加可能导致弥散更加受限由于恶性肿瘤的细胞增殖不受限，以致细胞密度增高，以及肿瘤细胞核浆比增大，从而限制了水分子的弥散运动，导致 D 值下降。既往研究表明，b 值越高，对弥散灵敏度越大12，本研究中主要以高 b 值为主的 D 值下降，这说明相对高 b 值条件下，由于灌注造成的非高斯弥散对水分子弥散的影响较小。在诸多食管癌诊断效能分析中，IVIM参数D值的AUC为0.95，是诊断效能最高的指标，同时也是特异度最高的指标。理论上，D*值反映组织灌注信息，与平均血流流速、毛细血管段长度呈正比，肿瘤组织新生血管增加，灌注相关参数 D*值和 f 值增加，但是在相关研究中得到不同甚至是相反的结果。分析原因可能与肿瘤组织的微血管结构及功能尚未完善造成不稳定的微循环结构相关，同时食管癌组织内有丰富的毛细淋巴管网，内部包含毛细血管灌注以及淋巴管灌注，同时一部分新生血管无成熟管腔，并且弯曲细小，异常增殖的肿瘤血管和肿瘤组织中的基质会阻碍肿瘤组织和血液之间的运输，导致血管灌注比例下降13。关于 D*值和 f 值，诸多研究结论不一致，原因可能是不同位置的肿瘤组织血供来源不同，由于血管内径不同以及与心脏距离不一从而造成血管压力差异较大，导致肿瘤内部灌注情况有所差别。同时在感兴趣区绘制时候尽量避免了坏死以及囊变区域，从而忽略了肿瘤的异质性，无法准确体现出真正肿瘤灌注情况，造成 D*值与f 值的不稳定性。此外据相关报道，f 值较易受肿瘤异质性及松弛效应的影响14。综上所述，本研究结果表明在食管癌的诊断中，D值是稳定性较佳的参数。且其在食管癌诊断中效能最高，87影像技术影像研究与医学应用 2024年2月 第8卷第4期 可较为真实地反映肿瘤组织的水分子弥散运动。D*值和f 值可以较好地反映微循环灌注信息。但是 D*值和 f 值受 b 值影响较大，稳定性暂时无法保证，并且诊断效能不及 D 值。故临床研究中，应结合诊断价值、参数稳定性以及时间成本等因素选择合适的 b 值。但是，由于本次研究样本量较少，可能是造成相关参数稳定性差的原因之一，此外，由于需要手动绘制感兴趣区，排除了部分病灶较小的病例，今后还需进一步研究。【参考文献】1 肖文博，朱广涵，朱云，等.19902019 年中国主要消化系统恶性肿瘤发病变化分析 J.中国肿瘤，2022，31(9):693-700.2 应海峰，周樟伟，叶妙清，等.基于 Logistic 回归探讨多参数 MRI对 T3 期直肠癌亚分期的诊断价值 J.影像诊断与介入放射学，2021，30(6):403-408.3 黄晓妮，江远亮，薛阳，等.体素内不相干运动扩散加权成像直方图分析评估浸润性乳腺癌分子亚型及预后因素研究 J.放射学实践，2023，38(1):27-32.4 陈峻帆，杨静，黄豆豆，等.体素内不相干运动模型鉴别诊断移行带前列腺癌与基质型前列腺增生 J.中国医学影像技术，2022，38(10):1534-1539.5 XING X,KUANG X,LI X,et al.Potential use of high-resolution T2-weighted MRI with histopathologic findings in staging esophageal cancerJ.Quant Imaging Med Surg,2023,13(1):249-258.6 李晓峰，刘彩云，姚标.体素内不相干运动扩散加权成像在食管鳞癌中的研究进展 J.实用放射学杂志，2020，36(9):1507-1511.7 段东奎，卢万里，张耕瑞，等.DWI 联合高分辨 T2WI 与 CT 成像在胸段食管癌术前分期中的应用分析 J.中国 CT 和 MRI 杂志，2022，20(12):95-97.8 蔡荣芳，崔磊，江建芹，等.3 种呼吸采集方式下肺癌肺门纵隔淋巴结扩散加权成像图像质量的比较 J.实用放射学杂志，2018，34(11):1783-1787.9 PELLAT A,DOHAN A,SOYER P,et al.The Role of 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对甲状腺结节恶性病变具有评估价值，值得借鉴应用。【参考文献】1 唐丽娜，陈轶洁，谢文婷，等.细针穿刺标本中 BRAF V600E 突变检测在诊断甲状腺恶性结节中的价值 J.中国超声医学杂志，2021，37(12):1332-1336.2 田虹，肖蓉，胡晓丹，等.超声征象 Logistic 回归分析诊断甲状腺恶性结节 J.中国介入影像与治疗学，2017，14(12):742-746.3 邓子慧，章春泉.超微血管显像及硬环征分别联合实时剪切波弹性成像诊断甲状腺结节良恶性对比研究 J.基层医学论坛，2021，25(10):1429-1431.4 甄敏.实时剪切波弹性成像诊断甲状腺结节的价值 J.中国药物与临床，2021，21(5):743-744.5 李艳艳，任玉菊，黄红梅，等.超声剪切波弹性成像联合血浆cfDNA 鉴别诊断良恶性甲状腺结节的临床价值 J.川北医学院学报，2022，37(11):1480-1483.6 胡紫玥，卢漫，王璐，等.三维剪切波弹性成像诊断甲状腺结节良恶性的初步应用 J.中华医学超声杂志，2020，17(1):11-16.7 孙春娟，蒋晓娟，张晴，等.超声造影与高分辨率 CT 鉴别诊断周围型肺肿物良恶性的价值分析 J.影像技术，2023，35(5):66-70.8 任玉锋，许风华.超声对甲状腺良恶性结节诊断血流情况分析 J.影像研究与医学应用，2023，7(7):155-157.9 唐灵芝，康敏，李华斌，等.乳腺良恶性病变血流分级与收缩期峰值和阻力指数的相关性研究 J.西南国防医药，2011，21(4):361-363.10 邵春晖，王娟，姜珏，等.应变弹性成像与剪切波弹性成像诊断甲状腺良恶性结节的价值 J.实用临床医药杂志，2023，27(19):113-117.11 张亚南，潘泉，朱翔宇，等.应变弹性成像联合 C-TIRADS 诊断甲状腺结节性质的价值分析 J.中华肿瘤防治杂志，2022，29(24):1741-1745.12 付遵峰，沈雯怡，郭筱，等.剪切波弹性成像与微细血管成像在KwaK 版本的 TI-RADS 分类中 4 类以上甲状腺结节的鉴别诊断研究 J.中国超声医学杂志，2022，38(5):501-505.