MR弥散加权成像在甲状腺结节良恶性鉴别中的应用价值

王晓阳　贾庆　高源统　吴伟力

MR弥散加权成像在甲状腺结节良恶性鉴别中的应用价值

王晓阳贾庆高源统吴伟力

【摘要】目的探讨MR弥散成像（DWI）在甲状腺结节良恶性鉴别中的应用价值。 方法回顾性分析35例甲状腺良性单发结节和13例恶性单发结节实性部分的ADC值（b值取200、500、800s/mm2），比较其差异，绘制ROC曲线，分析实验的诊断效能。结果b值取200和500s/mm2时恶性组平均ADC值显著低于良性组（P＜0.01）。b值取800s/mm2时良恶性组平均ADC值差异无统计学意义。b值分别为200,500,800 s/mm2时ADC值判断甲状腺恶性结节的曲线下面积分别为0.98,0.94,0.66。b值为200s/mm2时价值最大，诊断阈值1.92×10-3mm2/s时，诊断敏感度为100.0%，特异度为91.4%，准确率为93.7%。 结论DWI对甲状腺良恶性结节鉴别有重要的临床应用价值，b值取200s/mm2时更有助于甲状腺良恶性结节的鉴别。

【关键词】弥散加权成像甲状腺结节ADC值

甲状腺结节是临床常见疾病，4%～8%的成年人触诊可发现有甲状腺结节，超声检查发现人群中约40%～50%有甲状腺结节，甲状腺结节在女性中更为常见[1]。甲状腺恶性结节的最有效治疗方法为外科手术。解放军总医院最近报道手术治疗甲状腺结节2 453例，仅有29.6%的患者细胞学检查结果为恶性[2]。因此术前诊断甲状腺结节的良恶性显得非常重要，可以避免过度治疗或错误治疗。随着MRI技术的发展，功能成像技术已经在临床应用中显示出重要的价值。本研究将评价MR弥散成像（diffusion weighted imaging，DWI）不同b值的表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）对判断甲状腺结节良恶性的价值，旨在为临床术前诊断提供更多的信息。

1　对象和方法

1.1对象选择本院2009-08—2013-06曾行甲状腺MRI检查，并且经我院手术病理证实甲状腺单发结节的患者48例，其中男10例，女38例；年龄20～75岁，平均（39±12）岁；甲状腺良性结节35例（包括甲状腺腺瘤5例、结节性甲状腺肿29例、嗜酸细胞瘤1例），甲状腺恶性结节13例（包括乳头状甲状腺癌12例、滤泡状甲状腺癌1例）。将结节直径＜10mm和伪影较重的病例排除在本研究之外。

1.2检查方法（1）常规MRI序列：采用德国Sinmens公司Avanto 1.5T超导型MR扫描仪，颈部相控阵线圈，软件版本Syngo MR B15，均采用横断位，T1WI（TR548ms, TE10ms），T2WI（TR4000ms,TE98ms），矩阵256×256～320×320，FOV230mm×230mm，层厚4mm，间隔1.2mm。（2）DWI：采用单次激发平面回波成像技术，b值设定为0、200、500、800s/mm2，TR3 200ms，TE83ms，扫描层数16～20层，层厚4mm，层距1.2mm，FOV223mm×223mm，矩阵128×128，激励次数4次。

1.3影像分析及统计学处理所有图像均由影像科有丰富经验的2位医生进行分析，利用Siemens公司数据测量软件包直接测量结节ADC值。首选在T2WI选取结节实性成分最多层面确认感兴趣区（ROI）位置和大小，然后复制ROI至ADC图进行测量，尽量避开坏死、囊变、出血区及血管，每个结节测量3次取其均值。不同b值时甲状腺良恶性结节ADC值的差异进行独立样本t检验分析，同时绘制ROC曲线，计算ROC的曲线下面积（AUC），检验有效诊断阈值及相应的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值，并比较不同b值之间AUC值。使用的统计软件为SPSS12.0和MedCalc for Windows（version 9.6.4.0）。

2　结果

2.1甲状腺良恶性结节的MRI表现 （1）甲状腺癌：DWI图像表现为高信号（图1），随b值增高，背景抑制后高信号更为明显；ADC图像呈低信号8例，略低信号5例；直径约10～43mm，平均（23.5±7.4）mm；边界清晰2例，模糊11例，其中1例伴多发淋巴结肿大。（2）结节性甲状腺肿：DWI图像呈稍高信号18例，等信号10例；ADC图像呈稍低信号28例；直径约11～32mm，平均（17.5±4.4）mm；1例伴出血均呈高信号（图2）；边界清晰13例，模糊16例。（3）腺瘤：直径18～27mm，平均（22.5± 2.7）mm，DWI图像呈高信号、ADC图像呈低信号、边界清晰4例，DWI图像呈等低信号、ADC图像呈略高信号1例（图3）。（4）嗜酸细胞瘤：DWI图像呈略高信号，ADC图像呈略低信号，边界清楚，长径约20mm（图4）。

2.2不同b值时甲状腺良恶性结节平均ADC值比较见表1。

由表1可见，当b值为200和500s/mm2时，恶性结节的ADC值明显低于良性结节的ADC值，差异均有统计学意义），当b值为800s/mm2时，良恶性结节ADC值的差异无统计学意义。

图1　乳头状癌（A：T2WI示右侧甲状腺肿瘤呈略高信号；B：b=200s/mm2时DWI示肿瘤呈高信号；C：b=200s/mm2时ADC图示肿瘤呈略低信号，ADC值为1.52×10-3mm2/s；D：病理检查镜下示肿瘤呈乳头状生长，乳头内可见纤维血管轴心，细胞核呈毛玻璃样，HE染色，×200）

图2　结节性甲状腺肿（A：T2WI示左侧甲状腺肿大，病变囊性变伴出血为主；B：DWI呈高信号为主；C：b=200s/mm2时ADC图示肿瘤呈高信号为主，ADC值为2.92×10-3mm2/s；D：病理检查镜下示滤泡大小不一，部分滤泡内见大量的吞噬含铁血黄素的组织细胞，左下角为囊性区，HE染色，×40）

图3　甲状腺腺瘤（A：T2WI示左侧甲状腺肿大，肿瘤呈等高新号，边界尚清楚；B：b=200s/mm2时DWI示肿瘤呈等高信号；C：b=200s/mm2时ADC图示肿瘤呈略低信号，ADC值为2.37×10-3mm2/s；D：病理检查镜下示肿瘤由小滤泡构成，胶质较少，有包膜，HE染色，×100）

图4　甲状腺嗜酸细胞瘤（A：T2WI示右侧甲状腺肿大，肿瘤呈略高信号，边界清楚；B：b=200s/mm2时DWI示肿瘤呈略高信号；C：b=200s/mm2时ADC图示肿瘤呈略高信号，ADC值为2.81×10-3mm2/s；D：病理检查镜下示瘤细胞胞质丰富，强嗜酸性，部分细胞核大，可见核仁，HE染色，×400）

表1　不同b值时甲状腺良恶性结节ADC值的比较（×10-3mm2/s）

2.3绘制ROC曲线和分析以病理诊断为金标准，绘制ROC曲线见图5。不同b值时ADC值判断甲状腺恶性结节的AUC及相应的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值见表2。

图5　不同b值的ROC曲线

表2　不同b值ADC值判断甲状腺良恶性结节的ROC曲线分析

由表2可见，当b值为200和500s/mm2时，AUC的差异无统计学意义（P＞0.05），但均明显高于b值为800s/ mm2时的AUC，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。当b=200s/mm2时AUC最大，为0.98。选取ADC=1.92× 10-3mm2/s为阈值，诊断甲状腺恶性结节的敏感度为100.0%，特异度为91.4%，准确率为93.7%。

3　讨论

3.1甲状腺传统检查方法的不足超声作为最常用的检查方法，简便、价廉、敏感性高，但诊断的准确性与个人操作的手法和经验密切相关。核素扫描对于甲状腺结节的检出和定性均有一定的限度，且有一定的辐射损伤[3]。CT平扫不易发现病灶，增强扫描因使用含碘对比剂，对较多伴有甲状腺功能亢进的患者不适用；另外良恶性病灶血供常常交叉重叠，定性困难，而且CT存在射线的危害。常规MRI检查的T1WI、T2WI序列信号差异小，对病灶定性困难。以上影像学检查主要是侧重于形态学观察，诊断准确性不够理想。近年来有学者致力于应用MR动态增强、MR波谱分析等功能影像学技术鉴别甲状腺良恶性病变，但良恶性病变动态增强曲线之间存在较大重叠，实际临床应用尚有困难；MR波谱分析显示胆碱峰是甲状腺癌的特征性标志，但受吞咽、呼吸运动影响较大。

3.2DWI的原理和鉴别甲状腺结节良恶性的优势DWI是唯一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创性方法[4]。DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值或称扩散敏感系数[5]。组织细胞内外水分子的扩散速度不同，细胞内水分子由于受到胞膜的限制而扩散相对较慢，因此组织的扩散特性与细胞内外成分密切相关，其定量方法即ADC值随着组织细胞数目和密度增加而下降。由于ADC值的计算法可以基本剔除T2穿透效应的影响，故临床上用ADC值作为定量描述活体组织扩散特征的指标。

本研究结果显示，b值选取200或500s/mm2时，恶性结节的ADC值明显低于良性结节的ADC值，两者之间的差异均有统计学意义，判断良恶性肿瘤的AUC很高（分别为0.98和0.94）。本文患者的恶性结节主要为乳头状甲状腺癌，其细胞核比例增高，细胞丰富、排列紧密，这些组织学特性缩小了细胞外间隙，引起水分子在细胞外间隙弥散受限，是导致ADC值降低的主要原因[6]。甲状腺恶性肿瘤的微小钙化与ADC值降低也存在着密切关系[6-7]。随着b值的增加，图像的背景组织得到进一步抑制，但病变的显示质量也随之降低，相比之下，b值取200s/mm2时，图像质量优于500s/mm2时的质量；而且本研究结果显示b值200s/ mm2时，ROC曲线分析提示AUC最大，因此笔者推荐使用b值200s/mm2作为最佳b值。本研究中当b值选取800s/mm2时，良恶性结节ADC值的差异无统计学意义，而且判断良恶性结节的AUC值明显低于b值为200和500s/mm2的AUC值。分析原因可能为b值越大图像质量越差，尤其由于甲状腺邻近气管，受气体磁敏感伪影及吞咽动作移动伪影的影响比较大，因此ADC值的准确性受到一定的限制；亦可能为血流灌注和细胞外空间共同作用的结果，因为恶性肿瘤的血流灌注比良性结节明显，水分子运动越快，ADC值越大；但是恶性肿瘤细胞排列紧密，细胞外空间小，又使ADC值减小[8-9]。

3.3DWI检查甲状腺结节中的若干问题过小的b值因受灌注的影响（甲状腺本身血供丰富）不能真实反应病变组织中水分子的弥散情况，大b值受条件限制，图像质量不能保证。因设备不同，技术有差别，扫描参数亦有差别。不少作者认为，在b值的选取原则上，应有利于对病灶作出诊断和鉴别诊断，同时尽量兼顾图像的信噪比，而不必强求高b值以真实反应组织的实际扩散系数，因为DWI研究的目的是诊断和鉴别诊断，并非准确测量组织的实际扩散系数[10]。笔者在预实验中b值选取1 000，结果图像信噪比很差，难以观察，故调整b值为0、200、500、800，信噪比明显提高，对病灶的显示亦较为理想，但是ADC值除了与结节的弥散有关外，还与组织的血流灌注有关。不同b值时ADC值所受的血流灌注的影响不同，本研究提示在判断甲状腺良恶性结节所用的有效阈值不一样，因此在使用ADC值判断甲状腺结节时需考虑不同b值的因素。本研究还存在一些不足：恶性结节样本量太小，对于病灶直径＜10mm的甲状腺结节未进行分析。

综上所述，DWI是一项简便、迅速、无创性的检查，并且无需对比剂；在b值为200和500s/mm2时甲状腺恶性结节的ADC值明显低于良性结节的ADC值，而且b值为200s/mm2时图像质量及诊断效能均优于500s/ mm2时，可为鉴别甲状腺良恶性结节提供一种新的手段。相信随着MR技术的发展，DWI在临床中的应用将越来越广泛。

4　参考文献

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（本文编辑：沈叔洪）

收稿日期：（2014-02-27）

作者单位：325200瑞安，温州医科大学附属第三医院影像科

Value of diffusion-weighted MR imaging in differential diagnosis of malignant thyroid nodules

WANG Xiaoyang，JIA Qing，GAO Yuantong，et al.Department of Radiology,the Third Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University，Rui'an 325200,China

【 Abstract】 ObjectiveTo assess the value of MR diffusion weighted imaging(DWI)in differential diagnosis of malignant thyroid nodules.MethodsThe imaging findings of Thirty-five patients with solitary thyroid nodules(13 malignant and 35 benign nodules)who underwent DWI were analyzed retrospectively.The apparent diffusion coefficient(ADC)values(b=200,500,800 s/mm2)of thyroid nodules were measured.The differences were compared between malignant and benign thyroid nodules.Receiver operating characteristics(ROC)analyses were also performed.ResultsWhen the b values were 200 and 500s/mm2,the ADC values were significantly lower in malignant nodules compared with those in the benign nodules(P＜0.01).However,there was no difference between malignant and benign nodules in mean ADC value when b value was 800s/mm2.Areas under the ROC curve for identification of malignant nodules were 0.98(b=200s/mm2),0.94(b=500s/mm2),and 0.66(b=800s/mm2),respectively. When b was 200s/mm2and taking ADC 1.92×10-3mm2/s as the cutoff value in differentiating malignant from benign nodules,the sensitivity,specificity and accuracy were 100.0%,91.4%and 93.7%,respectively.ConclusionDWI is a promising method for differentiation between malignant and benign thyroid nodules and when b value is 200s/mm2ADC provides higher diagnostic performance.

【Key words】Diffusion weighted imagingNodular thyroid lesionsApparent diffusion coefficient value