磁共振弥散加权成像在肾脏原发性肿瘤上的应用价值

甄涛 胡大成 陈文辉⋆

磁共振弥散加权成像在肾脏原发性肿瘤上的应用价值

甄涛 胡大成 陈文辉⋆

目的 探讨基于磁共振弥散加权成像的表观弥散系数（ADC值）的测量能否用于肾脏原发性肿瘤的鉴别。方法 56例肾脏原发性肿瘤病灶进行不同B值下的ADC值测量，同时测量病灶的相对ADC值（病灶与对侧相对正常肾实质的ADC值之比），24例正常志愿者的双侧肾实质ADC值作为对照。结果 56例肿瘤中包括28例透明细胞癌，16例非透明细胞癌，12例血管平滑肌脂肪瘤，平均ADC值分别为（1.767±0.280）×10-3mm2/s、（1.386±0.327）×10-3mm2/s、（1.319±0.193）×10-3mm2/s；相对ADC值分别为（0.89±0.17）×10-3mm2/s、（0.72±0.16）×10-3mm2/s、（0.60±0.08）×10-3mm2/s；正常肾实质ADC值为（2.110±0.088）×10-3mm2/s。透明细胞癌相对ADC值高于非透明细胞癌及血管平滑脂肪瘤（P＜0.05），正常肾实质ADC值高于各肾脏肿瘤的ADC值（P＜0.05），透明细胞癌的ADC值高于血管平滑肌脂肪瘤（P＜0.05），而透明细胞癌与非透明细胞癌，非透明细胞癌与血管平滑肌脂肪瘤间的ADC值差异无统计学意义。结论 肾脏肿瘤的ADC值低于正常肾实质，其中透明细胞癌的ADC值相对较高，而血管平滑肌脂肪瘤相对较低，磁共振弥散加权成像的ADC值测量对肾脏原发性肿瘤鉴别有重要的价值，相对ADC值的测量可能较直接的ADC值测量更有价值。

磁共振 弥散加权成像 肾脏肿瘤 表观弥散系数

肾细胞癌是最常见的原发性肾脏肿瘤，占肾脏原发性肿瘤的90%，占成人癌症发病率的2%～3%，是全世界范围内肿瘤死亡原因第六位。肾细胞癌主要有三种亚型，其中透明细胞癌占70%～80%，乳头状癌占10%～15%，嫌色细胞癌占5%［1～3］。不同肾脏肿瘤亚型的治疗及预后不尽相同，因此肾脏肿瘤的分型对确定临床的分期、处理方式及预后至关重要。近几年，磁共振弥散加权在腹部特别是肾脏的研究显示了巨大潜力［4，5］。本文探讨表现弥散系数（ADC值）测量能否用于肾脏原发性肿瘤的鉴别。

1 临床资料

1.1 一般资料 选择2008年9月至2014年6月本院肾脏肿瘤患者56例为观察组，男 25例，女31例；年龄19～84岁。另选择同期24例双肾形态功能正常的志愿者为对照组，男9例，女15例；年龄16～80岁。56例肾肿瘤患者中，透明细胞癌28例，泌尿上皮乳头状癌4例，嫌色细胞癌2例，XP11.2易位/TFE3基因易位融合相关性肾癌2例，黏液样小管状和梭形细胞癌2例，黏液小管样肾细胞癌2例，未明确分型的肾细胞癌2例，混合性上皮-间质肿瘤2例，血管平滑肌脂肪瘤12例。

1.2 方法 （1）磁共振检查：磁共振设备为3.0T西门子扫描仪，使用12通道体部相控阵线圈进行扫描，扫描序列包括常规的T1加权，T2加权及压脂序列，灌注成像序列及弥散加权序列，弥散加权序列B值选择（0，400，800）。（2）图像后处理：所有图像数据由有5年腹部影像诊断经验的医师进行分析。在syngo工作站中生成ADC图，并测量观察组病灶ADC值，在病灶实质部分画多个约1cm2的感兴趣区，取所有感兴趣区中的最小ADC值进行分析。对照组双侧肾脏的中极取前、中、后三个皮髓交界区为感兴趣区测量ADC值，并取平均值。同时测量患者相对正常侧肾脏的肾实质ADC值，测量方法与志愿者的测量方法一致。测量时避开肾盂、肾盏、大血管、化学位移伪影及呼吸伪影区域。

图1 病灶与正常肾实质ADC值箱式图

图2 相对ADC值箱式图

1.3 统计学分析 采用SPSS18.0软件。用方差分析比较对照组肾实质与透明细胞癌，非透明细胞癌（除外透明细胞癌及血管平滑肌脂肪瘤）及血管平滑肌脂肪瘤的ADC值及相对ADC值。以P＜0.05为差异有统计学意义。基于各组数据的中位数及四分位数范围绘制箱式图（见图1、2），同时绘制接受者操作特征曲线（ROC）（见图3）。

图3 ROC曲线图

2 结果

显示病灶ADC值及相对ADC值曲线下面积分别为0.872和0.888。以ADC值1.484×10-3mm2/s和相对ADC 值0.726为阈值时，诊断透明细胞癌的特异度及敏感度最高为0.93和0.79。56例肾脏肿瘤包括透明细胞癌肿瘤28例，肿瘤大小（2.81±1.69）cm（见图4Ⅰ），非透明细胞癌肿瘤16例，肿瘤大小（4.06±1.08）cm（见图4Ⅲ，Ⅳ），血管平滑肌脂肪瘤12例，肿瘤大小（1.65±0.98）cm（见图4Ⅱ），平均ADC值分别为（1.767±0.280）×10-3mm2/s，（1.386±0.327）×10-3mm2/s，（1.319±0.193）×10-3mm2/s，相对ADC值分别为（0.89±0.17）×10-3mm2/s，（0.72±0.16）×10-3mm2/s，（0.60±0.08）×10-3mm2/s，正常肾实质ADC值（2.110±0.088）×10-3mm2/s。用LSD单因素方差分析（ANOVA）透明细胞癌相对ADC值高于非透明细胞癌及血管平滑肌脂肪瘤（P＜0.05），用Tamhane （ANOVA）分析正常肾实质ADC值高于各种肾脏肿瘤的ADC值（P＜0.05），透明细胞癌的ADC值高于血管平滑肌脂肪瘤（P＜0.05），而透明细胞癌与非透明细胞癌，非透明细胞癌与血管平滑肌脂肪瘤ADC值比较差异无统计学意义。对照组平均ADC值，右肾（2.107±0.100）×10-3mm2/s，左肾（2.119±0.101）×10-3mm2/s，双肾（2.113±0.091）×10-3mm2/s。

图4 4种不同的肾脏原发肿瘤在3.0T磁共振上的图像

3 讨论

弥散加权成像可反映组织中水分子的布朗运动，其受多种因素的影响，包括细胞密度，细胞膜完整性，核质比和粘度等，而细胞密度是这些结构特点中的最相关因素［6］。已有研究表明弥散加权成像在肾脏病灶的定性方面与增强扫描精确性相当［7，8］。而两者结合较两者单独诊断具有更高的敏感性［8］。弥散加权图像可以用ADC值进行定量评价，ADC 值可以通过公式ADC=ln［SI（b0）/SI（b1）］/（b1-b0）进行计算［8］。肾脏的弥散是有方向性的，因此在空间上不同方向的弥散并不是随机的，主要从肾盂向肾皮质弥散，这可能是由于肾小管和肾血管等肾脏主要结构的径向决定的［9］。肿瘤组织的弥散受限部分与细胞密度有关，可能是由于细胞密度的增加，限制水分子在细胞间隙中的弥撒［10］。另外还和肾组织超微结构的改变有关，水分子在三个轴向空间运动一致性的降低，导致ADC值的减低，这可能是由于肿瘤细胞无序生长，使其并未沿着典型皮髓交界区的肾血管和肾小管分隔径向分布造成的［9］。Zhang J等［10］发现复杂囊肿等T1WI信号高的病灶，其ADC值较T1WI低的病灶低，这可能是由于血液和蛋白成分限制水分子的弥散。研究表明，肾透明细胞癌通常在弥散加权像上表现为高信号，而非透明细胞癌表现出更高的信号，但由于T2穿透效应，不能仅根据弥散加权像上的信号，就对病灶作出诊断，因此，只有结合ADC图才能进一步的诊断，只有真正的弥散受限在ADC图上才表现为低信号［11］。本资料结果显示透明细胞癌的ADC值低于正常肾实质，而泌尿上皮乳头状癌的ADC值更低，组织病理学研究显示透明细胞癌由富含透明细胞质的较大肿瘤细胞形成，而细胞间隙十分狭窄，水分子在细胞间的弥散受限，这就解释了肿瘤ADC值为何低于正常肾实质。而肾盂移行细胞癌的细胞更小更致密，细胞间隙更小，因此ADC值显示更低［10］。 Agnello F等［12］研究显示透明细胞癌的ADC值高于非透明细胞癌，而后者具有无动静脉分流的小血管，且相对低的灌注可以解释较低的ADC值 。这也与本资料的结果一致。血管平滑肌脂肪瘤ADC值的减低可能是由于肿瘤中的肌纤维和脂肪组织限制水分子的弥散造成的［8］。 Kilickesmez等［13］研究显示，血管平滑肌脂肪瘤的ADC值高于肾细胞癌，且随着脂肪成分的增多，逐渐减低 。但本资料和张瑾等［14］研究结果显示，血管平滑肌脂肪瘤的ADC值均低于肾细胞癌。可能是由于血管平滑肌脂肪瘤含脂肪成分相对较高造成的 。 Rosenkrantz A B等［6］研究显示高级别的肾脏透明细胞癌的ADC值明显低于低级别的肿瘤 。这表明ADC值还可以对肿瘤的分级作出评价。虽然真正的弥散与场强无关，但是ADC值受到微灌注和磁场不均匀影响，常在3.0T扫描仪上比1.5T 低2%～10%［15］。肾脏是血供十分丰富的器官，毛细血管的灌注效应使其在选择较低B值时获得的ADC值高于实际的ADC值［6］。因此B值的选择会影响ADC值的计算，有研究表明更高的B值（＞500s/mm2），能更精确的反映真正的弥散，且会得到更低的ADC值［8］。同时这也使信噪比和伪影增加，因此作者采用最小ADC值进行分析，因Sandrasegaran K等［15］研究表明最小ADC值增加测量值与各部分肿瘤细胞真实弥散相对应的可能性 。且由于使用最小ADC值，不用鉴别纯实性和部分实性的肿瘤，最小ADC值来自肿瘤的实性部分。由于肿瘤囊变的不规则性，测量时不可避免的会包含囊性的成分，本资料显示，包含囊性成分较多的肿瘤ADC值普遍高于含实性成分较多肿瘤的ADC值。通过相关文献的数据分析，作者发现不同机器厂家、不同的主磁场强度、不同的B值选择以及不同的参数设定，测得ADC值差异较大，因此本资料在分析ADC值的同时，也分析相对ADC值，且发现相对ADC值的结果更加稳定并且更具说服力。

小样本量给本研究带来一定的局限性。因此增加样本量，选择合适的B值，对扫描参数进行标准化，也是后续研究所要解决的问题。其次，本研究并未用常规序列对肾脏肿瘤的鉴别进行评价，而主要集中在ADC值上的单点研究，对临床诊断来说有一定的片面性，因此结合多种序列的综合诊断对临床的指导会有更好的作用。有研究认为多B值弥散加权成像对肾脏良恶性肿瘤的鉴别，是对单B值弥散加权的补充，能提高诊断的准确性［15］。这也为后续研究提供一个较好的方向。肾脏肿瘤磁共振弥散加权成像的ADC值测量为肾脏原发性肿瘤的鉴别提供了重要的辅助诊断依据，其与其他磁共振常规序列及功能序列相结合可以提高肾脏肿瘤鉴别诊断的准确性，另外肾脏肿瘤相对ADC值的测定可能较直接的ADC值测定更具说服力。

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Objective The purpose of this study was to explore whether the apparent diffusion coefficient （ADC value） which is based on diffusion weighted imaging can be used to differentiate primary renal tumors. Methods The ADC values of the renal tumors in 56 patients were measured with different b values，and the relative ADC values were calculated by lesions versus normal renal parenchyma. The ADC values of the bilateral renal parenchyma of 24 normal volunteers were measured as control. Results There were 28 clear cell renal cell carcinoms（clear cell RCCs），16 non-clear cell renal cell carcinomas（non-clear cell RCCs）and 12 angiomyolipomas （AMLs）in 56 cases of tumors. The mean ADC values were 1.767±0.280，1.386±0.327，1.319±0.193（10-3mm2/S），respectively. The mean relative ADC values were 0.89±0.17，0.72±0.16，0.60±0.08，respectively. The ADC value of normal renal parenchyma was 2.110±0.088（10-3mm2/S）. The relative ADC value of the clear cell RCCs was higher than non-clear cell RCCs and AMLs（P＜ 0.05），the ADC value of normal renal parenchyma was higher than renal tumors （P＜0.05），and the ADC value of clear cell RCCs was higher than AMLs （P＜ 0.05），but there were no signifi cant differences between clear cell RCCs and non-clear cell RCCs，as well as AMLs and non-clear RCCs. Conclusion ADC values of renal tumors were lower than renal parenchyma，and the ADC value of clear cell RCCs was relatively higher，AMLs was relatively lower .The measurement of ADC value based on diffusion weighted magnetic resonance imaging is useful to differentiate primary renal tumors.

Magnetic resonance Diffusion weighted imaging Renal tumor Apparent diffusion coeffi cient

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