軟組織腫瘤MR擴散成像與灌注成像的比較研究完整版

軟組織腫瘤MR擴散成像與

灌注成像的比較研究

背景MRI是目前診斷軟組織腫瘤的最佳影像手段,常規(guī)MRI通過顯示軟組織腫瘤的形態(tài)和信號特征用于臨床診斷已得到了廣泛認可。但實踐中也發(fā)現,這種方法對于軟組織腫瘤的定性診斷的限度仍然很大。背景近年來快速發(fā)展的MRDWI、PWI因能提供靶組織的生理、生化信息和動態(tài)的定量信息,可以彌補常規(guī)MRI在軟組織腫瘤定性及判斷腫瘤的惡性程度等方面的不足,軟組織腫瘤的MR功能影像.研究已成為熱點方向之一。背景目前的研究認為,DWI通過ADC值在不同組織中的差異對鑒別軟組織腫瘤良、惡性有意義，PWI通過分析時間-信號曲線的線性斜率可用于軟組織腫瘤良、惡性的鑒別。本文旨在比較同一病例2種MR功能成像技術提供的信息,評價其應用于軟組織腫瘤影像診斷中的價值。目的通過分析一組軟組織腫瘤同一病例相同ROI的MRDWI及PWI的影像信息,比較這2種MR功能成像技術用于軟組織腫瘤的定性診斷價值。資料與方法1.病例資料:前瞻性研究了2004年5月至2006年3月在大連醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院術前同時行常規(guī)MRI、DWI、PWI的全身各部位軟組織腫瘤共50例,均經手術(43例)或針吸穿刺活檢(7例)病理證實資料與方法13.0~86.0歲,中位年齡47.6歲,男28例,女22例。良性腫瘤分別為脂肪瘤、血管脂肪瘤、海綿狀血管瘤、肌內血管瘤、動靜脈性(蔓狀)血管瘤、血管瘤合并增生性肌炎、混合型血管瘤、神經鞘瘤、神經纖維瘤、韌帶瘤、纖維瘤、增生性肌炎、彌漫型腱鞘巨細胞瘤。資料與方法惡性腫瘤分別為黏液型脂肪肉瘤、普通型脂肪肉瘤、平滑肌肉瘤、惡性纖維組織細胞瘤、纖維肉瘤、惡性神經鞘瘤、多形性橫紋肌肉瘤、骨外軟骨肉瘤、滑膜肉瘤、轉移瘤。資料與方法2、MRI技術:采用GESigna1.5TMR/I超導型掃描儀,最大梯度場為33.3mT/m,梯度切換率為120mT·m-1·s-1。采用表面線圈,其中四肢采用3in(1in=2.54cm)線圈,頸、肩部采用柔軟或肩線圈,軀干和臀部采用體線圈,所有患者均先行常規(guī)T1WI、快速SE(FSE)T2WI,必要時行T1WI和(或)T2WI抑脂序列;資料與方法再行DWI,單次激勵SE-EPI序列,TR5000~8000ms,TE50~80ms,NEX為1次,矩陣128×128,FOV35cm×35cm~40cm×40cm,層厚、層間隔及層數同常規(guī)掃描,b值取600s/mm2。資料與方法注射對比劑的同時行PWI,GRE~EPI序列TR2000ms,TE60ms,反轉角(FA)90°,NEX為1次,矩陣128×128。時間分辨率2s,FOV25×25cm~40×40cm,層數8,層厚、層間隔同常規(guī)掃描,掃描時間為70s。資料與方法對比劑為Gd-DTPA,用高壓注射器通過前臂靜脈注藥,注射流率2.5ml/s,劑量0.2ml/kg,對比劑注射完畢后注入20ml生理鹽水沖洗管道,注藥的同時開始掃描;最后行增強掃描,其參數同平掃T1WI。資料與方法3、ROI的選定:根據T1WI、T2WI和增強T1WI的信號特點可以明確腫瘤的實質部分、壞死或囊變區(qū)、鈣化、瘤內出血以及周圍正常組織。選擇腫瘤實質的同一層面作為ROI,分析其DWI和PWI。資料與方法4、圖像分析:利用工作站的圖像后處理Functool2(9.1版本)軟件,可直接得到腫瘤組織的ADC值、TIC及信號強度值、TIC最大線性斜率(maximumlinearitysloperateofTICSSmax)值。資料與方法根據公式(SI-SIC)/SI×100%,計算團注對比劑后前30s內的首過灌注(first-passperfusion,FP)期最大信號強度丟失率(signalintensitydecreaseduringthefirst-passperfusion,SIdecrease)公式中,SI、SIC分別代表對比劑注射前后病灶的信號強度。資料與方法對PWI的首過灌注T2*WI的TIC形態(tài),采用Tacikowska分型法分為2型:Ⅰ型,曲線先出現快速的下降,而后出現回升。資料與方法根據信號強度恢復時相不同,又分為Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc3個亞型:Ⅰa型為雙時相恢復,即下降到最低值后先出現快速的上升,緊跟著是緩慢的回升;Ⅰb型為單時相恢復,即下降到最低值后出現緩慢的回升;Ⅰc型為無信號強度恢復,即下降到最低值后不出現回升。Ⅱ型,不出現或僅出現輕微而緩慢的下降趨勢。資料與方法5.統(tǒng)計學分析:對所有資料進行統(tǒng)計學描述,應用SPSS13.0進行統(tǒng)計學分析。通過t檢驗分析DWI和PWI的各種參數,采用受試者操作特征曲線(ROC曲線)確定診斷閾值,并利用曲線下面積(areaundercurve,AUC)評價2種方法的診斷準確性。AUC為0.5~0.7,表示診斷準確性較低;AUC為0.7~0.9,表示診斷準確性為中等;AUC為0.9以上,表示診斷準確性較高。對兩種方法的診斷符合率進行χ2檢驗。結果1、良、惡性軟組織腫瘤的ADC值、SSmax及SIdecrease比較:對24例良性腫瘤和26例惡性腫瘤行DWI和PWI,其ADC值、SSmax及SIdecrease三者比較見表1。結果從表1可看出,良、惡性腫瘤的ADC和SIdecrease值差異有統(tǒng)計學意義。2、DWI及PWI的應用價值比較:通過對24例良性軟組織腫瘤和26例惡性軟組織腫瘤的DWI及PWI研究,兩者的ROC曲線見圖1,2。由圖1.2可得:用于診斷惡性軟組織腫瘤的ADC和SIdecrease值的閾值分別為1.866×10-3mm2/s及40.33%；DWI及PWI診斷惡性軟組織腫瘤的準確度分別為81.7%及83.6%，其診斷準確性均位于中等水平。結果結果結果DWI和PWI對良惡性軟組織腫瘤的診斷符合情況見表2。結果分別以ADC值1.866×10-3mm2/sSIdecrease40.33%為閾值,DWI、PWI診斷惡性腫瘤（圖3-7)的敏感度分別為84.6%、88.5%特異度分別為83.3%、75%DWI與PWI的診斷符合率分別為84%、82%,兩者的差異無統(tǒng)計學意義（χ2=0.8，P>0.05）。結果3.良、惡性軟組織腫瘤的TIC類型比較:50例軟組織腫瘤的TIC形態(tài)分布見圖8~11。Ⅰa型在良性性腫瘤中占3/24,在惡性腫瘤中占20/26、Ⅰb型在良性性腫瘤中占14/24、在惡性腫瘤中占3/26，Ⅰc型在惡性腫瘤中占3/26；Ⅱ型在良性性腫瘤中占7/24。討論

1.DWI中的ADC值問題:ADC值是反映組織整體結構特征的擴散常數,正常肌肉組織內水分子自由擴散程度低,而腫瘤組織微循環(huán)較正常組織快,其間質所占比率遠高于正常組織,故瘤組織細胞外水分子比率增加導致瘤組織內水分子自由擴散程度較正常組織高，即ADC值高。討論

Einarsdottir等發(fā)現ADC值在良、惡性軟組織腫瘤中有重疊,尤其在對腫瘤體積較大者,其鑒別存在困難,認為原因在于惡性者所含細胞成分多,腫瘤血管的特點受灌注的影響更大,進而影響組織的ADC值。目前的研究認為通過提高b值的方法可有效降低灌注效應對擴散的影響。討論wang等對頭頸區(qū)腫瘤的DWI研究表明,良性腫瘤的ADC值明顯高于惡性腫瘤者,認為造成惡性腫瘤實質ADC值低的原因除與惡性腫瘤多具有核大、邊緣成角、深染及核分裂旺盛等組織學特性有關外,惡性腫瘤的細胞外基質和細胞內外水分子活動空間明顯較良性者減少也是其主要原因。討論本組選取b值為600mm2/s,降低灌注效應影響的同時又保證了圖像信噪比,結果顯示在良性腫瘤中ADC值明顯高于惡性者,且兩者間的差異有統(tǒng)計學意義,表明ADC值可用于軟組織腫瘤良、惡性的鑒別診斷。討論2.PWI中的TIC形態(tài)、SSmax及SIdecrease：正常軟組織血管壁完整,通透性良好,負增強效應低,腫瘤組織則因血管通透性明顯高于正常組織,早期會出現血流高灌注現象。Tacikowska認為軟組織腫瘤早期的強化形式與其組織學類型有一定關系,TIC起始部可反映病變的微血管灌注和微血管對對比劑的通透性,惡性腫瘤中微血管數量增多及微血管直徑增大,血管內局部容積增加,導致灌注效應明顯,TIC呈現速降型;討論TIC后部可反映對比劑的流出效應,其信號強度的恢復時相不同正反映了血管壁通透性的不同,即隨著對比劑從血管內進入血管外可導致血管內外濃度梯度減少,對T2*效應影響減少。討論在惡性腫瘤中因更易受對比劑擴散到組織間隙的影響,TIC表現較良性腫瘤更明顯。本組20/26的惡性腫瘤TIC呈Ⅰa型,其中曲線上升的水平均低于基線;而14/24的良性腫瘤TIC呈Ⅰb型,表明TIC形態(tài)有利于軟組織腫瘤良、惡性的鑒別。討論良、惡性軟組織腫瘤的血管分布類型不同,惡性者在腫瘤血管生長因子的作用下趨于快速增殖,其基質比良性者更廣泛,內部間質壓力明顯高于良性者,繼而導致腫瘤實質區(qū)灌注減低,血容量發(fā)生改變。由于信號強度下降程度與最大對比劑濃度有關,因此可通過SIdecrease來反映局部血容量本組SIdecrease在良、惡性軟組織腫瘤中的差異有統(tǒng)計學意義,而SSmax在兩者間的差異無統(tǒng)計學意義。討論3、本研究通過ROC曲線可直觀確定診斷閾值。ROC曲線是以不同的診斷臨界值下的真陽性率(敏感度)為縱坐標,假陽性率(1-特異度)為橫坐標,連接各點繪制而成的曲線。ROC的AUC是客觀評價診斷準確性的手段之一。通過AUC的計算和假設檢驗,發(fā)現DWI與PWI診斷惡性軟組織腫瘤準確度的差異無統(tǒng)計學意義,其診斷準確性均位于中等水平,故臨床上應選擇敏感度較高的PWI。病例病例病例MRI:右前臂軟組織內占位，考慮惡性腫瘤，PNET可能