扩散加权成像单指数模型及体素内不相干运动模型鉴别乏血供胰腺神经内分泌肿瘤和胰腺癌的价值

马露，何为，刘剑羽

北京大学第三医院放射科，北京 100191；

胰腺神经内分泌肿瘤（pancreatic neuroendocrine tumors，PNETs）是仅次于胰腺癌的胰腺常见实性恶性肿瘤，占胰腺肿瘤的2%～10%[1]。既往研究报道PNETs的典型影像表现为边界清楚的多血供实性肿块[2]。但近年研究发现约41.5%的PNETs并非多血供表现，与胰腺癌鉴别困难[3-4]。与胰腺癌相比，PNETs预后较好，病死率较低，两者手术切除范围不同，故术前准确诊断具有重要临床意义。

基于双指数模型的体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）可区分组织中单纯水分子的扩散运动与毛细血管微循环灌注。理论上，IVIM对乏血供PNETs和胰腺癌的鉴别诊断具有更大的意义[5-6]。本研究探讨IVIM模型参数对两者的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 连续收集北京大学第三医院2015年6月—2018年12月经手术病理证实为PNETs和胰腺癌的MRI检查对象。所有研究对象均在术前1个月内完成检查。乏血供PNETs的诊断标准为MRI动态增强动脉期强化幅度等于或低于胰腺实质[4]。为保证DWI测量准确性，排除直径<15 mm的肿瘤。本组47例PNETs患者中，符合标准的乏血供PNETs患者共21例，其中男8例，女13例；年龄19～72岁，平均（50.8±16.3）岁。胰腺癌26例，其中男17例，女9例；年龄44～79岁，平均（67.0±10.7）岁。

1.2 MRI检查 采用GE 3.0T MR扫描仪（GE Healthcare Discovery MR 750）和8通道相控阵心脏线圈。完成常规平扫后，IVIM采用多b值SE-EPI DWI序列，呼吸触发扫描，TR取3个呼吸周期，TE取最小值；横轴位扫描视野（FOV）350 mm×350 mm，矩阵160×160，层厚6 mm，层间距1 mm；b值=0、25、50、100、200、500、800、1000 s/mm2，2～4次采集。完成平扫和IVIM扫描后，增强扫描采用肝脏快速容积采集（LAVA）序列：TR 4.0 ms，TE 2.4 ms，层厚5 mm，无间距扫描，FOV 360 mm×288 mm，矩阵264×256，激励次数1.0，翻转角10°，带宽142.86 kHz。采用高压注射器团注对比剂钆喷酸葡胺注射液，剂量 0.2 mmol/kg，注射速度2.0 ml/s。

1.3 图像分析 首先由研究者根据动态增强的动脉期强化幅度等于或小于胰腺实质确定乏血供PNETs，并利用GE AW 4.5后处理工作站的Functool软件进行后处理测量。参考T2WI和动态增强图像避开血管、胰管、出血及囊变坏死区，在肿瘤最大面积层面放置感兴趣区（ROI），测量单指数模型参数ADC值和IVIM模型参数，包括快表观扩散系数（D*）、慢表观扩散系数（D）和灌注相关体积分数（f）。

1.4 统计学方法 应用SPSS 23.0软件，计量资料进行正态性检验及方差齐性检验，采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验比较乏血供PNETs和胰腺癌患者间各参数差异；采用受试者工作特征（ROC）曲线评价两组间差异有统计学意义参数的诊断效能。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理分期 本组21例乏血供PNETs患者共23枚病灶，2例为多发病灶，其中肿瘤病理分级G1期6枚，G2期14枚，G3期3枚。

2.2 乏血供PNETs和胰腺癌ADC值与IVIM模型参数比较 乏血供PNETs f值（32.5±11.8）高于胰腺癌（24.5±14.4），差异有统计学意义（t=-2.105，P<0.05）。乏血供PNETs D值[（0.81±0.22）×10-3mm2/s]低于胰腺癌[（1.15±0.26）×10-3mm2/s]，差异有统计学意义（t=4.869，P<0.05）。两组D*值[（1.09～114.0）×10-3mm2/s比（3.33～87.30）×10-3mm2/s，Z=-0.250、P>0.05]及ADC值[（1.30±0.161）×10-3mm2/s比（1.39±0.186）×10-3mm2/s]差异均无统计学意义（t=1.679，P>0.05）。见图1、2。

图1 男，44岁，胰腺头部中-低分化导管腺癌。A～D依次为预扫、动脉期、门静脉期和延迟期，肿瘤强化幅度低于周围胰腺实质；E～H依次为ADC、D、D*和f参数图，测得ADC值为1.40×10-3 mm2/s、D值为1.04×10-3 mm2/s、D*值为13.9×10-3 mm2/s、f值为22.5%

图2 女，47岁，胰腺尾部乏血供PNETs。A～D依次为预扫、动脉期、门静脉期和延迟期，动脉期肿瘤强化幅度低于周围胰腺实质，门静脉期和延迟期肿瘤强化幅度等于周围胰腺实质，并门静脉、脾静脉瘤栓形成；E～H依次为ADC、D、D*和f参数图，测得ADC值为1.37×10-3 mm2/s、D值为0.621×10-3 mm2/s、D*值为21.3×10-3 mm2/s、f值为43.1%

2.3 ROC曲线分析 乏血供PNETs和胰腺癌的D值与f值ROC曲线下面积分别为0.844（95% CI 0.713～0.932）和0.727（95% CI 0.581～0.845）。经ROC曲线优化后，D值以1.0×10-3mm2/s为截断点，诊断的敏感度和特异度分别为82.6%和76.9%；f值以30.6%为截断点，诊断的敏感度和特异度分别为60.9%和80.8%。见图3。

图3 乏血供PNETs和胰腺癌的D和f的ROC曲线，曲线下面积分别为0.844和0.727

3 讨论

PNETs是一组异质性肿瘤，具有不同程度的恶性潜能，组织学上分为G1～G3级。即使处于进展期，PNETs的可切除率仍高于胰腺癌，且预后更为理想。然而，依靠常规影像学表现难以准确鉴别乏血供PNETs与胰腺癌。本研究结果显示，乏血供PNETs的D值低于胰腺癌，f值高于胰腺癌，且差异均有统计学意义。

PNETs的强化方式通常与肿瘤大小、肿瘤内纤维化、囊变坏死及肿瘤级别有关。乏血供的表现常见于G2级和G3级[7]。本研究纳入23枚乏血供PNETs以G2级和G3级为主（约74%）。随着级别增高，肿瘤细胞数目增加，细胞排列更致密，胞核胞质比增加，造成细胞外间隙减小，水分子自由扩散受限，故D值明显减低，与既往研究结果一致[8]。尽管纤维化是胰腺癌特征性的病理学特点，但多项研究发现胰腺癌的D值无明显减低，与正常胰腺之间差异无统计学意义[5,9]，推测原因为胰腺癌组织内腺管样结构可引起水分子扩散自由度增加，抵消纤维结缔组织增生导致的水分子扩展受限所致，故乏血供PNETs病灶D值低于胰腺癌。因此，D值有助于两者的鉴别诊断。

f值在一定程度上反映了生物组织内毛细血管的丰富程度。Klau等[10]研究发现，PNETs和胰腺癌病灶中f值与组织学微血管密度之间均有较强的相关性。含有丰富的血管网是PNETs的组织学特征。De Robertis等[11]研究显示，PNETs的f值显著高于胰腺癌，但乏血供PNETs在动脉期强化等于或低于胰腺实质，其与胰腺癌比较f值是否依然存在差异目前尚不明确。本研究结果显示，乏血供PNETs病灶的f值仍高于胰腺癌，推测可能与病灶微血管密度增高有关。Jeon等[4]对乏血供PNETs和胰腺癌的强化方式进行分析发现，乏血供PNETs中77%的病灶在门静脉期呈等或高强化，而胰腺癌中79%的病灶在门静脉期呈低强化，延迟期呈持续低强化或逐渐强化，进而指出乏血供PNETs在门静脉期的强化高于胰腺癌，可能反映了乏血供PNETs的血管密度高于胰腺癌，与本研究结果相仿。f值可在无需注射对比剂的情况下反映病灶灌注特征，从而有助于两者的鉴别。

本研究中D*值在乏血供PNETs和胰腺癌之间差 异无统计学意义。两组病灶D*值极差均较大，推测原因为D*值主要取决于平均毛细血管段长度及血流速度，而肿瘤的异质性显著增高，以上因素在畸形的肿瘤血管中分布不均匀，存在较大变异，导致D*值波动较大[12]。既往研究表明，D*值在胰腺、肝脏肿瘤IVIM应用中的可重复性较差，提示其诊断价值有待进一步研究[13-15]。ADC值除反映组织内水分子的扩散运动外，还受到毛细血管网微循环灌注的影响。本研究中乏血供PNETs与胰腺癌间ADC值的差异无统计学意义，可能由两组单纯扩散参数差异与灌注相关参数差异相互抵消所致。

总之，IVIM模型参数的D值及f值存在差异，有助于鉴别乏血供PNETs和胰腺癌。