弥散张量成像鉴别诊断肾透明细胞癌与肾盂移行细胞癌

徐明哲，刘爱连，宋清伟，孙美玉，陈丽华，韩 铮

(大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁 大连 116011)

弥散张量成像鉴别诊断肾透明细胞癌与肾盂移行细胞癌

徐明哲，刘爱连*，宋清伟，孙美玉，陈丽华，韩 铮

(大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁 大连 116011)

目的 评价MRI弥散张量成像(DTI)在肾透明细胞癌(ccRCC)与肾盂移行细胞癌(TCC)鉴别诊断中的价值。方法 回顾性分析行腹部MR检查、经病理证实为ccRCC及TCC的患者38例(ccRCC 29例，TCC 9例)。患者均行MR T1W脂肪抑制和T2W脂肪抑制序列扫描、LAVA增强扫描、DTI序列扫描(b=0、600 s/mm2)。由2名放射科医师采用AW 4.4工作站采用Functool后处理软件进行图像分析和测量。采用组内相关系数(ICC)检验2名察者所测数据的一致性。ccRCC和TCC ADC值及FA值的比较采用独立样本t检验。采用ROC曲线分析ADC值、FA值对ccRCC与TCC的鉴别诊断效能。结果 2名观察者测量各参数一致性良好(ICC值均>0.75)。ccRCC的ADC值[(2.03±0.49)×10-3mm2/s]高于TCC[(1.57±0.43)×10-3mm2/s；P=0.015)]，但ccRCC的FA值(0.24±0.10)低于TCC(0.42±0.22)；P=0.002)。ADC值曲线下面积0.761(P<0.05)，敏感度和特异度分别为79.3%、77.8%，阈值为1.59×10-3mm2/s。FA值曲线下面积为0.762(P<0.05)，敏感度和特异度分别为66.7%、93.1%，阈值为0.326。结论 MR DTI可有效鉴别ccRCC和肾盂TCC，其中FA值对鉴别两者的特异度较高。

癌，肾细胞；癌，移行细胞；肾盂；扩散磁共振成像

图1 患者女，45岁，左肾ccRCC A.T1WI脂肪抑制病灶呈略等信号； B.T2WI脂肪抑制病灶呈略低信号； C.ADC图，ADC值为2.02×10-3 mm2/s； D.FA图，FA值为0.233

根据肾盂移行细胞癌(transitional cell carcinoma, TCC)的影像学表现可将其分为肾盂内肿块型、肿块浸润型及肾盂增厚型[1]。其中肿块浸润型影像学表现为肿瘤侵犯肾实质或向肾盂外生长，当侵犯肾实质，特别是肿瘤位于肾脏实质的中央时，TCC与突向肾盂内生长、因成分复杂所致增强扫描强化方式不典型的肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)鉴别困难。DTI是一种以组织中水分子弥散各向异性为基础的功能磁共振成像，既可测量组织的弥散量，又可评价组织内水分子的各向异性。本研究旨在探讨MR DTI对ccRCC和TCC的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性收集2012年4月—2016年3月于我院行腹部DTI检查并经病理证实为ccRCC及TCC的患者38例，男25例，女13例，年龄30～84岁，中位年龄65岁；其中ccRCC 29例，肾盂TCC 9例；8例ccRCC侵及肾盂；3例TCC侵及肾实质。

1.2 仪器与方法 采用GE Signa HDXT 1.5T MR扫描仪，体部8通道相控阵线圈。对患者均行常规脂肪抑制T1WI、脂肪抑制T2WI、、DTI、增强后LAVA序列扫描。扫描参数：T1WI脂肪抑制，TR 200 ms，TE 1.4 ms，层厚6.5 mm，层间隔1 mm，矩阵288×170，FOV 40 cm×40 cm，NEX 1.0，扫描时间约17 s；T2WI脂肪抑制，TR 6 667 ms，TE 92.6 ms，层厚6.5 mm，层间隔1 mm，矩阵256×256，FOV 40 cm×40 cm，NEX 2.0，采用呼吸触发技术，扫描时间约2.5 min；LAVA增强序列，TR 5.8 ms，TE 3.1 ms，层厚5 mm，层间隔2.5 mm，矩阵256×170，FOV 40 cm×40 cm，NEX 0.70，对比剂Gd-DTPA，经肘前静脉注射，剂量0.1 mmol/kg体质量，速率2.5 ml/s。分别于注药后16 s、40 s、70 s、90 s进行扫描，扫描时间约2 min；DTI采用平面回波序列，6个正交方向施加扩散梯度，b值为0、600 s/mm2，层厚4 mm，层间隔1 mm，矩阵192×128，NEX 2.0，扫描时间约2 min。

1.3 图像分析 由2名观察者(分别为具有2年、8年MRI影像诊断经验的放射科医师)采用双盲法进行图像分析和测量。将DTI图像传至AW 4.4工作站，采用Functool后处理软件，生成ADC图和FA图，分别在ADC图和FA图中相同层面、相同位置的病灶实质部分(LAVA增强扫描图像中，ccRCC于动脉期明显强化部分，TCC于增强3期均呈轻度持续强化部分，ADC图均呈稍低信号)放置2个ROI(图1、2)，避开T1WI、T2WI脂肪抑制所示肿瘤坏死、囊变区，ROI面积大于病灶实质部分的1/3，分别测量2个ROI的ADC值及FA值，并取均值。

图2 患者女，79岁，左肾TCC A.T1WI脂肪抑制病灶呈等信号; B.T2WI脂肪抑制病灶呈稍低信号; C.ADC图，ADC值为1.46×10-3 mm2/s; D.FA图，FA值为0.368

1.4 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件，2名观察者各测量值的一致性分析采用组内相关系数(intra-class correlation coefficients, ICC)。ICC值>0.75为一致性良好，取各数据的均值。ccRCC和TCC的ADC值及FA值均服从正态分布，且方差齐，两组间比较采用独立样本t检验，P<0.05为差异有统计学意义。以病理结果为金标准，采用ROC曲线分析ccRCC与TCC间有差异的DTI参数的诊断效能。

2 结果

2名观察者测量ccRCC和TCC的ADC值的ICC分别为0.871和0.983，FA值的ICC分别为0.992和0.995，一致性均为良好。

ccRCC的ADC值为 (2.03± 0.49)×10-3mm2/s，高于TCC[(1.57±0.43)×10-3mm2/s]，差异有统计学意义(t=2.555，P=0.015)，ccRCC的FA值为0.24±0.10，低于TCC(0.42±0.22)，差异有统计学意义 (t=-3.423，P=0.002)。

ADC值及FA值诊断ccRCC和TCC的ROC曲线见图3。ADC值诊断ccRCC与TCC的ROC曲线下面积为0.761(P<0.05)，敏感度和特异度分别为79.3%、77.8%，阈值为1.59×10-3mm2/s。FA值诊断ccRCC与TCC的ROC曲线下面积为0.762(P<0.05)，敏感度和特异度分别为66.7%、93.1%，阈值为0.326。

3 讨论

肾脏恶性肿瘤中，ccRCC和TCC为发病率位居前两位的肿瘤。ccRCC为肾癌最常见的病理类型，占肾细胞癌的65%～80%。ccRCC肿瘤内囊变坏死多见，常为囊实性肿块，实性部分常表现为等长T1略长T2信号，囊变区表现为长T1长T2信号，增强扫描实性部分较明显强化；当肿瘤内成分复杂时，肿瘤信号混杂，增强扫描呈不均匀强化；当肿瘤向外侵袭时，可侵及肾盂，于肾盂内可见软组织肿块影。TCC是肾盂癌最常见的病理类型，占肾盂癌的90%[2]。根据肿瘤侵袭程度可将肾盂癌分为4期[3]。Ⅰ期：肿瘤局限于肾盂肾盏内；Ⅱ期：肿瘤侵及肾实质但仍局限于肾内；Ⅲ期：肿瘤侵及肾实质与肾周脂肪；Ⅳ期：肿瘤侵及邻近脏器，伴有局部淋巴结转移及远处转移。根据影像学表现可分为肾盂内肿块型、肿块浸润型及肾盂增厚型。对于Ⅱ期及以上的浸润型TCC，由于肿块已侵犯肾实质，与肾实质关系密切。典型TCC位于肾盂内，T1WI呈稍低或等信号、T2WI呈等或稍高信号，信号较均匀，增强扫描呈轻度持续强化，与ccRCC从位置与信号上较易鉴别，但当TCC肿瘤较大、向外侵及肾实质时，MR T1WI多为混杂低信号，T2WI为混杂高信号，增强呈不均匀轻度至中度强化。因此，将很难与侵犯肾盂、成分复杂的ccRCC相鉴别[4]。

图3 ADC值及FA值诊断ccRCC与TCC的ROC曲线

DTI是一种以组织中水分子弥散各向异性为基础的功能磁共振成像，既可测量组织的弥散量，又可评价组织内水分子的各向异性[5]。最早应用于分析中枢神经系统病变，近年来已逐渐用于腹部脏器(如肝脏、前列腺、子宫等)[6-8]。Ries等[9]对10名健康志愿者的肾脏进行DTI研究。目前，国内外研究者[10-14]已将DTI技术用于糖尿病肾病的肾脏功能评估、异体移植肾功能障碍等。易思明[15]将DTI用于肾脏错构瘤与ccRCC的鉴别，但采用DTI鉴别ccRCC与TCC的报道鲜见。DTI的多个量化指标中，常用的参数为ADC值及FA值。其中ADC值反映水分子扩散运动状况的改变，描述水分子的运动速度，与水分子受限程度呈负相关；FA值反映水分子运动的方向性，可描述水分子在三维空间的弥散方式，FA值的大小与扩散方向的异性程度呈正相关(FA为0～1)，FA值趋于0表示弥散趋于各向同性，而FA值趋于1表示弥散趋于各向异性[16]。当病变组织结构、细胞密度或细胞内核/浆比例发生改变时，水分子的弥散运动就会发生变化，因此，可利用DTI测量组织的水分子弥散运动，进而反映病变组织与正常组织的差异，为疾病的诊断提供更多信息。

本研究中，ccRCC的ADC值为(2.03±0.49)×10-3mm2/s，高于TCC的ADC值(1.57±0.43)×10-3mm2/s，与尚伟等[17]研究报道结果相近。分析原因为在组织学上，TCC起源于位于肾盂、肾盏排列密实的移行上皮样细胞，肿瘤细胞具有大的富含染色质的细胞核，浸润性TCC的肿瘤细胞可出现巢状、簇状细胞团，在肿瘤细胞巢之间，通常可发生促纤维结缔组织增生的间质反应，细胞排列紧密、细胞外间隙减小、间质细胞增生，对组织内水分子弥散运动增加了阻力[18]。而ccRCC起源于肾小管上皮细胞，细胞核较TCC小，细胞内胞浆丰富，且肿瘤组织内通常可见出血、坏死、囊变区，其细胞外间隙大于TCC，因此，ccRCC的ADC值高于TCC。

本研究中，TCC的FA值高于ccRCC，即TCC更具有各向异性，是因TCC的生长方式为沿肾盂、输尿管走行，肿瘤细胞具有沿肾盂、输尿管上皮排列的方向性；在浸润性TCC肿瘤细胞巢之间，发生间质反应，促纤维结缔组织反应性增生，水分子运动受组织间增生的纤维结缔组织的影响具有较一致的方向性，导致TCC的FA值增高。

本研究同时对ADC值及FA值鉴别诊断ccRCC和TCC进行ROC曲线分析，结果表明两者的诊断效能相仿。其中，FA值的特异度(93.1%)较高，因此，FA值对鉴别ccRCC与TCC具有更高的诊断特异性。

本研究局限性：ccRCC肿瘤内常见出血、坏死、囊变区，虽在放置ROI时避开这些区域，但仍可能对ADC值及FA值的测量有一定的影响；样本数较小，有待进一步较大样本的研究，以得出更为可信的评价结果。

综上所述，MR DTI可在无需应用对比剂的情况下，利用FA值有效鉴别ccRCC与TCC，具有很高的诊断特异度，为鉴别两者提供了一种安全可行的量化方法。

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Diffusion tensor imaging in differential diagnosis of clear cell renal cell carcinoma and transitional cell carcinoma

XUMingzhe,LIUAilian*,SONGQingwei,SUNMeiyu,CHENLihua,HANZheng

(DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116011,China)

Objective To evaluate the value of ADC and FA of diffusion tensor imaging (DTI) in differentiating clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) and transitional cell carcinoma (TCC) of kidney pelvis. Methods Thirty-eight histopathology proven ccRCC and TCC patients (29 cases of ccRCC and 9 cases of TCC) were retrospectively enrolled. All the patients were performed abdominal MR fat saturation T1WI, fat saturation T2WI, LAVA and DTI (b=0, 600 s/mm2). MR images were reviewed and analyzed by two radiologists in a double-blind manner with the value of ADC and FA measured using the Functool on AW 4.4 workstation. The data of two observers were analyzed with intra-class correlation coefficients (ICC) to assess inter-observer consistency. The differences of ADC values and FA values between ccRCC and TCC were compared by independentt-test. The ROC curves were used to analyze and compare the diagnostic value of DTI in differentiating ccRCC and TCC. Results The inter-observer agreements were good (ICC>0.75). The ADC value of ccRCC was statistically higher than that of TCC ([2.03±0.49]×10-3mm2/s vs [1.57±0.43]×10-3mm2/s,P=0.015). But the FA value of ccRCC was statistically lower than that of TCC ([0.24±0.10] vs [0.42±0.22],P=0.002). The area under the ROC curve of ADC was 0.761 (P<0.05), and the sensitivity and specificity were 79.3% and 77.8%. The ADC threshold for differentiating ccRCC from TCC was 1.59×10-3mm2/s. The area under the ROC of FA was 0.762 (P<0.05), and the sensitivity and specificity were 66.7% and 93.1%. The FA threshold for differentiating ccRCC from TCC was 0.326. Conclusion MR DTI can effectively discriminate ccRCC and TCC. FA values has good diagnostic specificity in differentiating between ccRCC and TCC.

Carcinoma, renal cell; Carcinoma, transitional cell; Kidney pelvis; Diffusion magnetic resonance imaging

徐明哲(1992—)，女，河南平顶山人，在读硕士。研究方向：腹部影像诊断。E-mail: dyxumingzhe@163.com

刘爱连，大连医科大学附属第一医院放射科，116011。E-mail： cjr.liuailian@vip.163.com

2016-10-31

2017-02-09

R737.11; R445.2

A

1672-8475(2017)05-0297-05

10.13929/j.1672-8475.201610036