3.0T MR 弥散加权成像在肾脏肿块型病变中的诊断价值

吕 琦， 郑少强， 王培军， 赵小虎， 马春辉， 王金红

(1. 同济大学附属同济医院医学影像科，上海 200065; 2. 上海交通大学附属第一人民医院骨科，上海 200080)



·临床研究·

3.0T MR 弥散加权成像在肾脏肿块型病变中的诊断价值

吕 琦1， 郑少强1， 王培军1， 赵小虎1， 马春辉2， 王金红1

(1. 同济大学附属同济医院医学影像科，上海 200065; 2. 上海交通大学附属第一人民医院骨科，上海 200080)

目的 评价3.0T MR弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)序列在肾脏肿块型病变的诊断及鉴别诊断价值。方法 回顾性分析152例肾脏肿块型病变，采用3.0T MR行b值=800s/mm2DWI检查，除肾囊肿(包括单纯囊肿及复杂囊肿)外，所有肿瘤均经手术病理或穿刺活检证实，对病灶的DWI信号特点进行记录和分析，计算DWI诊断肾脏良恶性肿瘤的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值，比较所有病灶的ADC值。结果 与癌周组织相比，肾细胞癌表观弥散系数(apparent diffusion doefficient， ADC)值差异有统计学意义(P<0.05)；与非透明细胞癌相比，肾透明细胞癌ADC差异有统计学意义(P<0.05)。肾细胞癌、肾盂癌、肾脓肿、肾血管平滑肌脂肪瘤、肾囊肿及肾细胞癌囊变区各组ADC值差异有统计学意义(F=129.71，P=0.000),其中肾细胞癌、肾血管平滑肌脂肪瘤及肾盂癌组的ADC值两两之间差异有统计学意义(P<0.01)，肾细胞癌及肾盂癌的ADC值统计学上均低于良性病变(肾脓肿及肾血管平滑肌脂肪瘤)，肾盂癌的ADC值最低，肾血管平滑肌脂肪瘤的ADC值最高。良性囊肿性病变及肾细胞癌囊变区的ADC值差异有统计学意义(t=3.756，P=0.000)。其中透明细胞癌临床各分期两两比较发现，Ⅰ期与Ⅲ、Ⅳ期及Ⅱ期与Ⅲ、Ⅳ期相比，差异有统计学意义(P<0.01)，Ⅲ期及Ⅳ期的ADC值较低。结论 高b值DWI鉴别肾脏良恶性肿瘤有较高的准确率，结合量化分析ADC值能够更好的显示肾脏肿块的病变特征，在肾脏肿块的鉴别以及恶性程度评估等方面有着重要的意义。

弥散加权成像； 表观弥散系数； 肾脏肿块； 鉴别诊断

肾细胞癌是最常见的肾脏原发恶性肿瘤，其与肾脏良性肿块的鉴别是临床工作中的重点及难点。16%～33%的肾脏良性肿瘤因不能明确病变性质而实行肾切除术[1]。鉴别不同类型的肾脏肿块对于术前临床治疗方案的制定至关重要。肾肿瘤患者肾功能往往有不同程度的受损，而对比剂的使用对肾功能有潜在的危害。近年来，DWI作为一种无创的鉴别手段引起越来越多临床医生的重视。本研究利用3.0T DWI分析不同病理类型的肾脏肿块及不同分期的肾透明细胞癌影像表现特征，探讨肾脏肿块型病变的鉴别及ADC值与肾透明细胞癌分期的关系作。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2008年8月至2014年3月于同济大学附属同济医院行CT或超声检查发现的152例肾脏肿块性病变，其中男81例，女71例，年龄32～87岁，平均年龄(52±8)岁，病程2个月～6年。病灶直径0.6～10cm,平均3.8cm。所有患者术前均有完整的MRI检查资料。

1.2 MRI检查方法和参数

所有扫描均使用Siemens公司生产的Magnetom Verio 3.0T磁共振成像系统，体部相控阵表面线圈。先进行横轴位T1W1、横轴位T2WI和SE-EPI-DWI扫描。T1WI轴位： TR/TE=140/2.46ms，FOV=400×300mm，矩阵320×240，翻转角70°，层厚/层间隔=6.0/1.4mm；T2WI轴位抑脂： TR/TE=3600/103ms，FOV=400×280mm，矩阵320×192，翻转角140°，层厚/层间隔=6/1.2mm；SE-EPI-DWI扫描参数： TR/TE=1800/69ms，层厚6mm，层距l.4mm，FOV 380×296mm，矩阵128×102。采用常规抑脂技术以减少化学位移伪影并于肾脏上下方各加1个饱和带，以消除心脏搏动及胃肠蠕动等因素的影像，一次屏气完成全肾扫描，同时完成b=0及b=800的图像重组，生成ADC图。

1.3 图像分析

由2名腹部影像高年资医师在不知道病理结果的情况下共同对图像进行分析观察，判断结果不一致的经讨论后达成一致诊断结论。测量ADC值时，ROI选取遵循以下原则： 使之尽量大并在目标组织内，避开伪影、囊变坏死出血区；实性部分选其除外出血的最小值作为测量值。

1.4 应用ADC值对病灶进行鉴别

以病理结果为金标准，计算ADC值鉴别肾脏良恶性肿瘤的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值。根据2002年AJCC肾细胞癌临床分期，将所有的肾透明细胞癌分为4期。计算肾脏良恶性肿瘤ADC值的差异，比较不同病理类型肾脏肿块、不同亚型肾细胞癌及不同临床分期的肾透明细胞癌ADC值差异，以评价ADC值的鉴别诊断价值。

1.5 统计学处理

2 结 果

2.1 DWI诊断与病理诊断结果比较

病理结果显示： 152例肾肿块型病变中，58例透明细胞癌，13例非透明细胞癌(8例乳头状癌及5例嫌色细胞癌由于例数较少合并为1组)；肾盂癌21例,22例肾血管平滑肌脂肪瘤，3例肾脓肿，肾囊肿35例(包括单纯肾囊肿28例，复杂囊肿7例)，见表1。DWI鉴别良恶性肿瘤的灵敏度92.4%，特异度91.6%,阳性预测值94.4%，阴性预测值88.7%。

表1 DWI诊断与病理诊断结果比较

2.2 不同病理类型的肾肿块及不同分期肾细胞癌的ADC值比较

肾良性肿瘤的ADC值为(2.443±0.65)mm2/s，肾恶性肿瘤的ADC值为(1.233±0.30)mm2/s，差异有统计学意义(P<0.05)。不同病理类型肾肿瘤的ADC值见表2及图1～2。与癌周组织相比，肾细胞癌ADC值差异有统计学意义(P<0.01)。肾透明细胞癌的ADC值为(1.32±0.36)mm2/s，非透明细胞癌的ADC值为(1.19±0.89)mm2/s，即不同亚型肾细胞癌的ADC值差异有统计学意义(P<0.05)。肾细胞癌及肾盂癌、肾细胞癌与肾血管平滑肌脂肪瘤、肾盂癌与血管平滑肌脂肪瘤两两比较，差异均有统计学意义(P<0.01)；肾细胞癌囊变区与肾囊肿相比，差异有统计学意义(P<0.05)，肾细胞癌囊变区的ADC值低于肾囊肿。3例肾脓肿的ADC值较低，介于肾血管平滑肌脂肪瘤与肾细胞癌之间。肾透明细胞癌Ⅰ期与Ⅲ、Ⅳ期相比，差异有统计学意义(P<0.05)，Ⅱ期与Ⅲ、Ⅳ期相比差异有统计学意义(P<0.05)，而Ⅰ期与Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期相比，差异无统计学意义(P>0.05)。

表2 肾细胞癌、癌周组织以及不同病理类型的肾肿瘤ADC值分析比较

Tab.2 Comparison of ADC values among different types of renal tumors

病理类型ADC值肾癌实性部分1.31±0.33癌周组织1.98±0.20肾盂癌1.09±0.14肾脓肿1.59±0.11肾错构瘤1.69±0.13肾囊肿(单纯及复杂囊肿)2.83±0.50肾癌囊变区2.40±0.31F值129.71

图1 各组病变及正常组ADC值盒须图Fig.1 Box-plot of ADC value among each group

图2 中央型肾细胞癌、肾盂癌及肾错构瘤的DWI、ADC及H-E染色图Fig.2 The DWI, ADC and H-E staining of central renal carcinoma, renal pelvic carcinoma and renal angiomyolipomaA～C： 右肾中央型肾癌侵犯肾盂，H-E染色显示肾透明细胞癌呈索条样排列；D～F： 右肾肾盂癌在DWI图上呈稍高信号，H-E染色示移行细胞呈巢状排列，核呈卵圆形；G～I： 右肾血管平滑肌细胞瘤,MRI上未检测到脂肪信号，在DWI上呈高信号，H-E染色示肿瘤由平滑肌细胞和厚壁血管组成

3 讨 论

许多学者对增强MR在肾脏肿瘤的诊断中的作用进行了深入研究。美国FDA已明确指出，有严重肾功能不全的患者使用含钆对比剂有发生肾源性系统纤维化的风险。磁共振DWI作为一种无创的鉴别手段引起越来越多临床医生的重视、经常应用于肿瘤的筛查、诊断及治疗疗效随访[2]。DWI对肾脏肿块型病变的鉴别及其在肾细胞癌分期中的作用，是本研究的重点。

3.1 ADC值在肾脏肿块型病变鉴别诊断中的作用

3.1.1 ADC值在鉴别肾脏良恶性肿瘤中的应用 在本研究中，肾恶性肿瘤的ADC值较良性肿瘤低，差异有统计学意义。这与在大部分文献报道其他部位肿瘤的研究[3-4]结果一致，表明DWI在肾脏的良恶性肿瘤的鉴别诊断有重要价值。但也有学者[5]提出肾透明细胞癌的ADC值甚至较良性肿瘤高，可能是测量时未避开坏死区所致，测量方法的不同可能是ADC值不同的主要原因。本研究将肿瘤实性部分作为ROI测量值，而坏死区另外测量并与肾良性囊肿病变作比较。一方面恶性肿瘤生长迅速，肿瘤细胞膜的不完整性使蛋白质的疏水基暴露，导致水分子通过细胞膜的运动受限，另一方面恶性肿瘤细胞的倍增速度较快，细胞外间隙往往因受挤压而迂曲变窄，故在DWI表现为高信号，ADC值为低信号[6]。

3.1.2 ADC值在肾透明细胞癌分期的作用 使用DWI在前列腺、肝脏及膀胱等肿瘤的临床分期的应用已有报道[7-8]。Muhi等[9]报道，分化差的肝细胞肝癌较分化好的及发育不良结节的ADC值明显低。Kobayashi等[8]报道，低分化的膀胱癌较高分化的的ADC值低。本研究表明，对于不同分期的肾细胞癌，ADC值随着肿瘤的恶性程度增高有降低的趋势，之前的文献[10]报道透明细胞癌的分化程度越低，ADC值越低，且可能更易发生转移。本组Ⅰ期与Ⅱ期、Ⅲ期与Ⅳ期相比，差异均无统计学意义，可能是晚期的肾透明细胞癌较易出血，而常规MR序列对出血特别是微出血检出率低，出血容易引起ADC值降低[11]。

3.1.3 不同病理类型肾肿块DWI表现的病理基础 本研究表明，肾透明细胞癌与非透明细胞癌ADC值差异有统计学意义，这与以往的报道一致[10]。不同亚型肾细胞癌其组织学结构不同，导致其水分子弥散受限不同，故ADC值对鉴别两者具有一定的价值，有助于肾细胞癌治疗前的诊断。

由于生长部位不同，肾细胞癌与肾盂癌鉴别通常不难，而对于生长部位较为特殊的如中央型肾细胞癌即位于肾盂附近区域生长的肾细胞癌，常规的影像学检查手段常较难与肾盂癌鉴别。在本研究中，肾细胞癌及肾盂癌两者ADC值差异有统计学意义，肾盂癌的ADC值更低，与Paudyal等[12]的研究结果一致。从组织学角度分析，透明细胞癌是含有大量透明细胞组成的，高倍镜下细胞较为透明，胞浆是由脂质和胶原构成，细胞间间隙较大，而肾盂癌多为移行上皮癌，是由排列紧密的移行细胞构成，细胞间间隙较小，故ADC值较低。说明利用ADC值有助于鉴别肾盂癌及中央型肾细胞癌。

各组病例中，肾良性囊肿型病变的ADC值最高。ADC值越大，弥散越自由，肾囊肿由液体成分构成，水分子运动自由衰减达到最大，ADC值最高。在本研究的35例肾良性囊肿中，有7例是T1高信号，T1高信号的囊肿比T1低信号的囊肿ADC值要低，考虑囊肿伴有出血或黏液成分限制了水分子弥散，肾囊肿型病变与肾细胞癌囊变区差异有统计学意义。本结果与Gilet等[13]一致。肾囊肿由液体成分构成，水分子运动自由衰减达到最大，ADC值最高，而肾癌是坏死囊变，其内成分较肾囊肿内液体成分更复杂,故良性囊性病变较恶性肿瘤囊变ADC值高。

肾血管平滑肌脂肪瘤又称错构瘤，脂肪的检出是诊断的金标准，而乏脂肪的错构瘤是诊断的难点，部分增强后强化方式与肾细胞癌相仿，较易与肾细胞癌的表现相混淆，肾错构瘤由厚壁畸形血管、平滑肌及脂肪构成，这些成分造成了水分子弥散受限，ADC值降低。关于肾血管平滑肌脂肪瘤的ADC值各研究报道不一，主要是测量ADC值的方法不同(如未避开囊变区)。本例收集的乏脂肪的错构瘤中，ADC值较正常肾组织低，较肾细胞癌的ADC值高，这与王玉兴等[14]研究结果一致，ADC值为两者的鉴别提供了新的思路。

脓肿的ADC值介于肾血管平滑肌脂肪瘤恶性囊性病变之间，由于例数太少，不作详细分析。

3.2 影响ADC值的因素

DWI提供弥散图、ADC图及ADC值3种参数信息，准确测量ADC值对DWI图像分析至关重要，其影响因素包括b值及ROI的选择。高b值提高了检测病变的灵敏度，减少了T2穿透效应，因而更加准确。本研究选择b值为800s/mm2屏气扫描，扫描时间短，可重复性强。关于肾细胞癌的ADC值，各报道结果都不一致[1,15]，用的最多的方法是测量多个ROI取其平均值[7]。本研究在测量ADC值时，避开坏死出血部分，实性部分多次测量选其最小值作为测量结果，最小的ADC值对应于肿瘤细胞密度最高的部分，从而避免了因测量肿瘤的坏死区域而导致恶性肿瘤ADC值偏高的假象，这种观点与Sandrasegaran等[5]观点一致。

总之，DWI序列可以从水分子弥散角度对肾脏的良恶性病变予以评估，能较好的反映病变的病理生理特点，在鉴别不同类型的肾肿瘤有重要的作用。由于不需要对比剂进行增强扫描，对于慢性肾功能不全的患者，MR DWI可以作为首选的检查手段。

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MR diffusion weighted imaging in diagnosis and differential diagnosis of renal masses

LYUQi1,ZHENGShao-qiang1,WANGPei-jun1,ZHAOXiao-hu1,MAChun-hui2,WANGJin-hong1

(1. Dept. of Radiology, Tongji Hospital, Tongji University, Shanghai 200065, China;2. Dept. of Orthopedics， Shanghai First People’s Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200080， China)

Objective To evaluate the application of 3.0 T MR diffusion weighted imaging (DWI) in diagnosis and differential diagnosis of renal masses. Methods The images of 152 patients with renal masses receiving MR DWI scans with b value=0,800s/mm2with a 3.0T scanner were analyzed retrospectively. All masses were confirmed by pathology except for renal cysts(including simple and complex cysts). The sensitivity, specificity, accurate rate, positive predictive value and negative predictive value of ADC values in differentiating benign from malignant tumors and DWI features of all lesions were analyzed. Results There were significant differences in ADC values between renal cell carcinoma and peritumoral tissues, between renal clear cell carcinoma and non-clear carcinoma. LSD test showed that there were significant differences in ADC values among renal cell carcinoma，renal angiomyolipoma and carcinoma of renal pelvis (P<0．01). ADC values of renal cell carcinoma and carcinoma of renal pelvis were significantly different from benign tumors (P<0.01), renal pelvis carcinoma had the lowest ADC value and renal angiomyolipoma had the highest value. The ADC values of benign renal cystic lesions and cystoid variation in renal cell carcinoma were significant different. LSD test showed that there were significant differences in ADC values between phase I and Ⅲ/Ⅳ，phase Ⅱ and Ⅲ/Ⅳ(P<0.01); and phase Ⅲ and Ⅳ had the lowest ADC value. Conclusion The results shows that DWI has high accuracy rate for differentiating benign from malignant urothelial carcinoma with high b value. The quantitative analysis of ADC value can show the lesions more accurately, and may be of value in differential diagnosis of malignant from benign lesions and the evaluation of malignant degrees.

diffusion weighted imaging； apparent diffusion coefficient value； renal masses； differential diagnosis

10.16118/j.1008-0392.2016.01.011

2015-08-12

吕 琦(1980—)女，主治医师，硕士.E-mail： 393212347@qq.com

王培军.E-mail： tongjipjwang@vip.sina.com

R 814.4

A

1008-0392(2016)01-0051-05