Dixon技术鉴别乏脂肪肾血管平滑肌脂肪瘤与肾癌的价值

孙 军SUN Jun

邢 伟1XING Wei

陈 杰1CHEN Jie

范 敏2FAN Min

陈铜兵3CHEN Tongbing

张丽君1ZHANG Lijun

Dixon技术鉴别乏脂肪肾血管平滑肌脂肪瘤与肾癌的价值

孙 军1SUN Jun

邢 伟1XING Wei

陈 杰1CHEN Jie

范 敏2FAN Min

陈铜兵3CHEN Tongbing

张丽君1ZHANG Lijun

目的探讨Dixon技术在乏脂肪肾血管平滑肌脂肪瘤（RAML）与肾癌（RCC）鉴别诊断中的价值。资料与方法分析16例乏脂肪RAML与36例RCC的Dixon图像，测量同相位（IP）、反相位（OP）、纯脂肪（FO）及纯水（WO）图像上肿瘤信号强度，计算肿瘤信号强度指数（TSII）、肿瘤脂肪分数（TFF），分别对两种肿瘤的TSII、TFF行独立样本t检验及ROC曲线分析。结果以肿瘤OP较IP图信号下降及相应FO较WO图信号增高为依据诊断乏脂肪RAML的准确度、敏感度、特异度分别为82.69%、87.50%、80.56%。乏脂肪RAML与RCC之间的TSII、TFF差异均有统计学意义（t=8.638、11.179, P＜0.05）；利用TSII鉴别的ROC曲线下面积为0.944，诊断乏脂肪RAML的准确度、敏感度、特异度分别为86.54%、93.75%、83.33%；利用TFF鉴别的ROC曲线下面积为0.986，诊断乏脂肪RAML的准确度、敏感度、特异度分别为94.23%、93.75%、94.44%。结论Dixon技术，特别是其定量分析，对鉴别乏脂肪RAML与RCC具有重要价值。

肾肿瘤；脂肪瘤；平滑肌瘤；磁共振成像；Dixon技术；诊断，鉴别

肾血管平滑肌脂肪瘤（renal angiomyolipoma, RAML）是肾脏最常见的良性肿瘤，大多因含有明显的脂肪成分容易诊断，但约4.5%的RAML所含脂肪在常规CT或MRI上难以辨别，称为乏脂肪RAML[1]。乏脂肪RAML的影像表现多样，易误诊为肾癌（renal cell carcinoma, RCC）[2]，近年来，磁共振Dixon技术及其产生的同相位（IP）、反相位（OP）、纯脂肪（FO）及纯水（WO）图可以成功用于研究含脂性组织或病灶，如骨髓、脂肪肝、RAML等[3-7]。本研究采用Dixon技术对乏脂肪RAML及RCC进行定性、定量评价，旨在探讨该技术对上述两种肿瘤的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2011-03～2012-10苏州大学附属第三医院行MR检查的52例肾肿瘤患者。16例为乏脂肪RAML，男6例，女10例；年龄29～66岁，平均（47.4±12.2）岁；瘤体最大径1.1～4.5 cm，平均（2.8±1.0）cm。36例为RCC，男22例，女14例；年龄27～77岁，平均（55.5±13.7）岁；瘤体最大径1.0～11.0 cm，平均（5.7±2.9）cm；其中透明细胞癌25例，嫌色细胞癌5例，乳头状细胞癌3例，黏液性小管状和梭形细胞癌2例，集合管癌1例。所有病例均经手术病理证实。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Verio 3.0T超导型MRI仪，体部阵列线圈，取仰卧位，头先进。扫描范围从肾上极至肾下极，所有患者均先行常规MRI扫描（冠状位T2WI、横断面T2WI、T1WI），然后行Dixon扫描。横断面T2WI采用半傅立叶采集单次激发FSE序列，TR 700 ms，TE 96 ms；T1WI采用二维快速小角度激发成像序列，TR 161 ms，TE 2.5 ms。T1加权三维容积内插屏气检查双回波Dixon序列，TR 5.470 ms，TE 1.225/2.450 ms，采集带宽500 Hz/Px，视野380 mm×249 mm，矩阵370×141，层数64，层厚2 mm，层间距0.4 mm，单次屏气状态下扫描，采集时间为22 s。

1.3 图像分析 由2位影像科副主任医师应用Siemens Syngo工作站对图像进行分析，意见不一致时，2位医师讨论达成一致。在同一层面的同一位置测量，IP、OP、FO及WO图上肿瘤实性部分的信号强度，感兴趣区（ROI）尽可能覆盖整个肿瘤，但不包括肿瘤的边缘部分以避免容积效应的影响，ROI完全避开出血、坏死、囊变及钙化区域。为了减少由于测量导致的偏倚，采取测量3次取平均值的方法。

参数的计算公式：①肿瘤信号强度指数（tumor signal intensity index, TSII）=［（IP肿瘤信号强度-OP肿瘤信号强度）/IP肿瘤信号强度］×100%；②肿瘤脂肪分数（tumor fat fraction, TFF）=［FO肿瘤信号强度/（FO肿瘤信号强度+WO肿瘤信号强度）］×100%[3,8,9]。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，以病理诊断为标准，计算应用Dixon技术诊断乏脂肪RAML的效能，包括准确率、敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值；两类肿瘤之间TSII、TFF的比较采用独立样本t检验，并分别应用ROC曲线进行分析，确定TSII、TFF鉴别两类肿瘤的阈值及相应阈值下诊断乏脂肪RAML的效能，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 Dixon表现 16例乏脂肪RAML中，14例病灶OP较IP图信号下降，相应FO较WO图信号增高（图1）；2例病灶OP较IP图未出现信号下降，且相应FO较WO图未信号增高。36例RCC中，7例病灶OP较IP图出现信号下降，相应FO较WO图信号增高；29例病灶OP较IP图未出现信号下降，相应FO较WO图未出现信号增高（图2）。以病灶Dixon表现即OP较IP图信号下降，相应FO较WO图信号增高为依据诊断乏脂肪RAML的效能见表1。

图1 患者女，33岁，右肾乏脂肪RAML，病灶（箭）最大径为2.5 cm。病灶OP（B）较IP（A）出现点、片状信号下降区（箭头），病灶FO（C）较WO（D）出现点、片状信号增高区（箭头）

图2 患者男，29岁，右肾RCC，病灶（箭）最大径为3.3 cm。病灶OP（B）较IP（A）未出现信号下降区，病灶FO（C）较WO（D）未出现信号增高区

表1 不同方法对乏脂肪RAML的诊断效能（%）

2.2 TSII及TFF数据分析 乏脂肪RAML与RCC的TSII、TFF比较差异均有显著统计学意义（t=8.638、11.179, P＜0.05），见表2。根据ROC曲线（图3），利用TSII鉴别乏脂肪RAML与RCC的曲线下面积为0.944，最佳鉴别阈值为24.08%，此时诊断乏脂肪RAML的效能见表1；利用TFF鉴别的曲线下面积为0.986，最佳鉴别阈值为28.42%，此时诊断乏脂肪RAML的效能见表1。

表2 乏脂肪RAML与RCC的平均TSII、TFF值（%）

图3 TSII、TFF鉴别乏脂肪RAML与RCC的ROC曲线

3 讨论

3.1 常规方法鉴别乏脂肪RAML与RCC的局限性常规CT或MRI鉴别乏脂肪RAML与RCC主要依赖病灶形态学变化，如密度、信号、坏死、强化方式等。单纯依靠形态学诊断，标准不易掌握，往往不能同时兼顾敏感度与特异度。特别是对于小病灶RCC，由于其坏死、囊变及出血等继发改变相对少见，与乏脂肪RAML的影像学表现相似，最易混淆。

3.2 双回波Dixon技术的应用 Dixon技术是一种MRI水-脂分离成像法，于1984年由Dixon首先提出，其原理是基于化学位移现象，通过回波时间的调整，采集IP与OP图；将IP与OP两种图像信息相减或相加后再除以2的不同运算，重建得到FO与WO图[5]。本研究Dixon技术采用双回波序列成像，扫描速度快，一次屏气即可完成检查，且能获得同一层面相互匹配的IP、OP、FO及WO图，便于4种图像间的对照研究。Ma等[10,11]认为Dixon技术采用双回波序列能产生稳定的FO及WO图。与常用的短反转时间的反转恢复技术及频率选择脂肪饱和等抑脂技术相比，Dixon技术更适用于检测含少量脂质的病灶[12,13]。

3.3 Dixon定性分析鉴别乏脂肪RAML与RCC的价值 Israel等[14]采用化学位移成像研究肾脏肿瘤，认为病灶OP较IP图信号下降，可以推测该肿块内含有脂质，从而提示RAML。本研究采用Dixon技术，较化学位移成像增加了FO及WO两个序列，FO较WO图信号增高亦提示病灶内含有脂质，故Dixon技术诊断RAML更可靠。本组2例乏脂肪RAML未观察到OP图信号下降及相应FO图信号增高，推测原因可能与肿块内脂质含量少且分布稀疏有关。部分RCC如透明细胞癌、乳头状细胞癌等细胞胞质内也可能存在脂质成分，是肿瘤组织发生脂肪变性形成的脂滴，称为“细胞内脂质（intracellular lipid）”，其OP亦较IP图信号下降，与乏脂肪RAML表现相似[3-5,12]。本组7例RCC的OP图信号下降，易误诊为乏脂肪RAML。因此，仅凭感官定性分析病灶OP与IP图、FO与WO图的灰度差鉴别乏脂肪RAML与RCC缺乏客观性，阳性预测值较低。而本研究显示，Dixon定量分析可对两者进行鉴别诊断。

3.4 Dixon定量分析鉴别乏脂肪RAML与RCC的价值 Rosenkrantz等[3]同时应用同-反相位信号强度指数（SIindex）与水-脂相位脂肪分数（FF）诊断RAML，发现FF的诊断准确率高于SIindex。本研究结果显示，TSII与TFF均可准确鉴别乏脂肪RAML与RCC，且TFF的准确率更高，与Rosenkrantz等[3]的结果相似。本组参数TSII由IP及OP信号测算得来，OP信号大小取决于肿瘤内水与脂质信号抵消后剩余的水或脂质的信号强度，故TSII易受病灶内水-脂含量的影响[3]；而参数TFF由FO及WO信号测算得来，不受病灶内水-脂含量的影响，因此诊断可靠性更高，在临床工作中推荐采用TFF定量评价肾脏肿瘤内脂质含量。

乏脂肪RAML内存在的成熟脂肪组织与RCC内存在的细胞内脂质是肿瘤的两种主要含脂形式[12]。本组TSII、TFF本质上反映了肿瘤内脂质成分的含量：数值大，表示脂质含量高；反之，表示脂质含量低。本研究表明，乏脂肪RAML内的脂质含量显著高于RCC，应用Dixon定量分析可以对两者进行鉴别。与定性分析相比，Dixon定量分析采用参数进行评价，为鉴别诊断提供了客观依据，并能同时兼顾多项诊断效能指标。

目前磁共振波谱技术亦用于测定组织内脂质含量，但其只能对某个点或一个区域进行代谢分析，不能获得整个组织的代谢信息，且对设备要求高，检查时间长，数据处理复杂，限制了其临床应用[8,9]；而Dixon技术能对整个肾脏成像，并行定性及定量分析，检查时间短，数据处理简便。

3.5 不足与展望 ①本研究Dixon技术采用双回波法，即两点Dixon法。近年来，有学者对Dixon法进行了改进，提出了多点Dixon法，如三点Dixon法及由其改进的采用非对称回波与最小二乘估算法的水脂分离技术等，这些技术通过增加信号采集点，克服磁场不均匀性对脂肪抑制效果的影响，确保产生高质量的水-脂分离图像，但这些技术完全应用于临床评价肾脏肿瘤内脂质含量，还需进一步发展[5,6,8,13]。②作为回顾性分析，本研究主要采用影像学方法对肾脏肿瘤内脂质含量进行评价，缺乏肿瘤真正脂质含量的组织病理学对照，有待于进一步探讨。③本组资料中乏脂肪RAML与非透明细胞型肾癌样本量较小，测量指标可能有偏倚。

总之，应用Dixon技术并通过其定量指标评价肿块内脂质含量，可以准确鉴别乏脂肪RAML与RCC，为临床术前评价肾脏肿瘤的良恶性提供依据。

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（责任编辑 唐 洁）

Dixon Technique in Differentiating Lack-fat Renal Angiomyolipoma and Renal Cell Carcinoma

PurposeTo explore the value of Dixon technique in differentiating lackfat renal angiomyolipoma (RAML) and renal cell carcinoma (RCC).Materials and MethodsDixon images of 16 patients with lack-fat RAML and 36 patients with RCC were analyzed, signal intensity of the tumor on the in-phase (IP), oppose-phase, fat-only (FO) and water-only (WO) images were measured, tumor signal intensity index (TSII) and tumor fat fraction (TFF) were calculated and compared, then receiver operating characteristic (ROC) curve was used to analyze.ResultsThe accuracy, sensitivity and specificity for diagnosing lack-fat RAML were 82.69%, 87.50% and 80.56%, respectively when using tumor signal intensity drop in OP images compared with IP images, and the corresponding FO images show higher signal intensity than the WO images. There was significant statistical difference of both TSII and TFF between lack-fat RAML and RCC (t=8.638, 11.179, P＜0.05); area under the ROC curve using TSII for identification was 0.944, the accuracy, sensitivity and specificity were 86.54%, 93.75% and 83.33%, respectively for diagnosing lack-fat RAML; area under the ROC curve using TFF for identification was 0.986, the accuracy, sensitivity and specificity were 94.23%, 93.75% and 94.44%, respectively for diagnosing lack-fat RAML.Conclusion Dixon technology, especially its capability of quantitative analysis, is significantly valuable to differentiate lack-fat RAML from RCC.

Kidney neoplasms; Lipoma; Leiomyoma; Magnetic resonance imaging; Dixon technique; Diagnosis, differential

1. 苏州大学附属第三医院影像科 江苏常州213003

2. 苏州大学附属第三医院泌尿外科 江苏常州 213003

3. 苏州大学附属第三医院病理科 江苏常州213003

邢 伟

Department of Radiology, Affiliated Third Hospital of Soochow University, Changzhou 213003, China

Address Correspondence to: XING Wei

E-mail: suzhxingwei@126.com

常州市卫生局重大科技项目（ZD201110）；常州市第十八批科技计划（应用基础研究）项目（CJ20122019）。

R730.262；R737.11

2013-01-05

修回日期：2013-07-26

中国医学影像学杂志

2013年 第21卷 第9期：644-647

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(9): 644-647

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.09.002