高分辨率MR成像在颌面部皮肤肿瘤中的应用价值

唐梦晓 盛美樱 陈剑华 黄仁军 邢建明 郭凌川 李勇刚

近年来，颌面部皮肤肿瘤发病率逐年上升，以恶性者居多，与紫外线照射密切相关，早期完整切除是治疗关键［1,2］。虽然恶性者较少发生转移，但可以产生严重的局部破坏和甚至毁容，并可能广泛累及皮下组织、血管神经、骨或软骨等［3］。良性肿瘤虽然多数边界较清楚，但经验不足者也会因无法准确判断病灶的侵犯深度，而致一些重要毗邻结构的损伤。由于切除时需要考虑术后美观和局部功能的恢复，使位于复杂解剖部位如眼周、唇周、鼻周及耳周皮肤肿瘤的治疗常较为困难。对于恶性肿瘤者，邻近关键结构（如口轮匝肌、眼轮匝肌、鼻软骨等）的微观受累并不总能获得足够的切除，从而易致复发，复发的病灶往往具有更高的隐匿性、侵袭性，使治疗难度加大。对于良性肿瘤者，扩大切除过多正常组织，误损重要解剖结构，会造成修复困难。此外，大多数皮肤恶性肿瘤的预后受病变的大小、深度以及是否有神经、肌肉、骨侵犯等因素的影响。其中，肿瘤的浸润深度是已知影响预后的最相关的组织学因素［4］，其深度越大，淋巴结或全身转移的几率越高，预后越差，如恶性黑色素瘤、鳞癌等。因此，术前准确直观判断病灶的最大真实浸润深度、侵犯层次以及与皮下关键结构的毗邻关系对肿瘤最佳手术方案的制定及预后评估有重要的指导价值［5］。现有常用辅助检查如皮肤镜、高频超声深部分辨率差且后者对复杂解剖部位（如内眦、耳廓、鼻唇沟等）以及表面有溃烂的病灶不适用［6］；而 CT、传统 MRI又对皮肤小病变显示欠佳，无法显示较为细节的生物学信息［7］。随着MRI检查技术的进步，在精准医学的背景下，皮肤高分辨率磁共振成像 （high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）技术应运而生。已有国外研究表明该技术常规平扫的T1WI和T2WI便可实现皮肤各层解剖结构的清晰显示，如表皮、真皮、皮下脂肪层、甚至是薄的肌肉腱膜系统［8-10］，并且对术前准确评估皮肤恶性黑色素瘤及基底细胞癌的浸润深度是有效的［11］。本研究旨在进一步探讨及验证术前HR-MRI在判断皮肤肿瘤浸润深度及侵犯层次中的应用价值。

资料与方法

1.临床资料

前瞻性收集苏州大学附属第一医院2018年6月～2019年8月期间临床疑为面部皮肤肿瘤的患者17例，最终有手术病理证实且影像学资料完整的 15例患者入组，男 6例，女 9例，年龄 36～87岁，平均66岁。13例患者表现为初期无痛性结节后逐渐增大，2例表现为浅表溃疡，经久不愈。

2.检查方法

使用Simens Verio 3.0 T超导磁共振成像仪及其生产的内径为7 cm的显微表面线圈（单通道，SQ引擎梯度为45 mT/m，200 mT/m/s）。所有患者均于术前1～3 d行HR-MRI常规平扫检查，其中3例行MRI增强检查。扫描前瞩被检者排空膀胱，头先进，仰卧位，线圈用胶带固定在兴趣区，以防止运动伪影。常规采集轴位T1WI及T2WI快速自旋回波序列（TSE），HR-MRI序列及参数如下：（1）FSE-TlWI：TR 612 ms，TE 14 ms，视野 80 mm ×80 mm，矩阵 320×320，体素大小 0.3 mm×0.3 mm ×2.0 mm，平均激发次数1次，图像层厚2～4 mm，层距 1 mm， 采集时间 1 min 33 s；（2）FSE-T2WI：TR 4790 ms，TE 96 ms，视野 80 mm×80 mm，矩阵大小384×384，体素大小 0.2 mm×0.2 mm×2.0 mm，平均激发次数2次，单次采集时间约2 min 49 s。图像层厚 2～4 mm， 层距 1 mm。 （3）T1WI增强 （Gd-T1WI）扫描参数：TR/TE 612 ms/14 ms，视野 80 mm×80 mm，矩阵 320×320，体素大小 0.3 mm×0.3 mm×2.0 mm，平均激发次数 1次，MRI对比剂 Gd-DTPA剂量0.1 mmol/kg，经肘静脉团注，5 s内注射完毕，采集时间约1 min 33 s。所有患者均采集横断面图像，并根据病灶所在位置选择性加做冠、矢状位。

3.图像分析及病理学检查方法

由2名有5年以上工作经验的放射科诊断医师采取双盲法阅片，分别选取显示病灶最大浸润深度的层面，意见不一致时采取协商或请第三位医生仲裁。并由其中一位医生于T1WI、T2WI序列上分别测量该层面病灶的最大垂直浸润深度作为T1WI深度、T2WI深度，测量两遍，两次测量间隔一周。记录病灶的测量结果及侵犯层次。

所有患者手术切除后的标本均送至病理科。然后对标本做常规病理切片，用10%甲醛液固定，脱水，石蜡包埋，再用HE染色制片。于100倍光学显微镜下观察，由一名有15年以上工作经验的高年资病理科医生显微镜下测量肿瘤浸润皮肤最深层面的垂直深度作为病理深度，记录测量结果及侵犯层次。

4.数据处理和统计学方法

采用SPSS 17.0统计软件计算一致性相关系数（consistency correlation coefficient，CCC）评估 HRMRI与病理两测量结果间的一致性，组内相关系数（intra-group correlation coefficient，ICC）评 估 观察者内的一致性。ICC或CCC大于0.90表示一致性较高，0.75～0.90 表示良好，0.5～0.75 表示中等，0.5表示较差。并采用MedCalc统计软件进行Bland-Altman绘图分析进一步评估HR-MRI深度与病理深度测量结果间的一致性。所有测量数据均以均值±标准差的形式表示。

结 果

本组15例患者，颊部6例，颞部1例，鼻尖部3例、鼻唇部1例，眼周2例，额部1例，耳后1例。其中，4例鳞癌，2例皮脂腺囊肿，2例原位癌，2例基底细胞癌，1例色素痣，1例汗腺瘤，2例皮内痣，1例混合瘤。所有患者的病灶均于MR图像上得到清晰的显示。T1WI及T2WI序列上的测量结果显示观察者内的ICC均大于0.98，具有较高的可重复性（表1）；且二者的测量结果与病理测量结果间均具有较高的一致性，CCC值分别为0.985、0.968，以T1WI序列的一致性最佳（表2）。Bland-Altman图示T1WI序列上测量结果与病理测量比较，所有点均分布在95%一致性界限内（图1）；T2WI序列上测量结果与病理测量比较，有6.7%（1/15）的点分布在95%一致性界限外（图2），但均未发现二者测量结果间有显著临床意义的偏倚。

所有病灶的主要MRI特征包括侵犯层次见表3。2例原位癌及2例色素痣侵犯至真皮层，1例鳞癌侵至肌层，其余10例病灶均侵犯至皮下脂肪层，HR-MRI上对病灶侵犯层次的判断均与手术病理相符。3例增强患者（鳞癌2例，皮内痣1例）Gd-T1WI序列上示表皮、真皮及病灶均明显强化呈现高信号，与皮下脂肪层高信号缺乏对比，1例侵犯至脂肪层的病灶基底部显示欠清。

表1 T1WI及T2WI上各测量2次病灶厚度值及观察者内的一致性分析结果

所有患者配合较佳，显微线圈固定良好，未见明确移位现象。病灶邻近正常皮肤的3层解剖结构（表皮、真皮、皮下脂肪层）的MR图像见图3，表皮层较窄，呈细线样稍高信号；真皮层较表皮层稍宽，呈低信号；皮下脂肪层最宽，呈均匀高信号；肌肉、筋膜及纤维间隔均呈等信号。图例展示见图4~6。

讨 论

1.皮肤HR-MRI的技术原理

皮肤HR-MRI的原理主要是利用在主磁场强度不变的情况下，使用的线圈体积越小，接收到的噪声越低，在体素减小的情况下也可以保证图像的信噪比，有利于获得小FOV高空间分辨率的图像［9,12］。显微线圈是一种只有接收功能的单通道表面线圈，体积明显小于目前临床各部位的常用线圈，不同生产厂家有不同的型号［13-15］。Philips公司生产的显微线圈适用于1.5 T磁共振扫描仪，有2种不同型号，内径分别为2.3、4.7 cm，而Siemens生产的主要适用于3.0 T磁共振扫描仪，有3种不同型号，内径分别为4、7和11 cm。线圈可自由摆放于受检者身上，其型号可根据待检区域病灶的大小进行选择［16］。 临床上常用的扫描序列均可使用，亦可根据需要行冠状、横断及矢状位扫描［17］。

表2 T1WI、T2WI上2次病灶深度测量值与病理深度的一致性分析结果

表3 15例皮肤肿瘤的主要MRI特征及侵及层次

图1 任意一次T1WI深度测量值与病理深度一致性的Bland-Altman分析图 图2 任意一次T2WI深度测量值与病理深度一致性的Bland-Altman分析图 图3 轴位T1WI序列上的皮肤HR-MRI图示皮肤的3层解剖结构（表皮、真皮、皮下脂肪层）呈现出不同的信号，由外至内依次为：表皮层，较窄，呈细线样稍高信号；真皮层，较表皮层稍宽，呈低信号；皮下脂肪层，最宽，呈均匀高信号，并可见纤维间隔分割成的脂肪小叶结构；肌层位于深部，呈等信号 图4 女，85岁，右颊部慢性溃疡性病变一年余。a)轴位T1WI示病灶呈等信号，基底部欠平整，稍累及皮下脂肪层，病灶厚度3.3 mm；b)轴位T2WI示病灶呈稍高信号，基底部显示欠清，病灶厚度3.1 mm；c)病理示右颊部高分化鳞癌，见角化珠；深度 3.0 mm（HE×100）图5 女，36岁，左颊部皮肤隆起型肿物一年余，近半年来逐渐增大。a)轴位T1WI示病灶呈等/稍高信号，基底部欠光整，见低信号环，侵至皮下脂肪层，病灶厚度5.7 mm；b)轴位T2WI示病灶呈等/稍高信号，基底部欠光整，病灶厚度5.7 mm；c)病理示左颊部皮内痣（活跃型），深度 5.5 mm（HE×100） 图 6 男，76岁，左颞部菜花样肿物一年余，病理为高分化鳞癌。a)轴位T1WI示病灶以等低信号为主，表面可见溃疡，基底部大部分宽而平坦，局部见一小棘状突起与邻近颞肌粘连，邻近颞肌可疑受侵；b)轴位T2WI示病灶以等高信号为主，病灶下方仍可见一小棘状突起与邻近颞肌粘连；c)轴位Gd-T1WI示病灶明显不均匀强化，内可见栅栏状或斑片状相对弱强化区，且T1WI上所示的棘状突起及其邻近颞肌呈现斑片状强化，进一步提示邻近颞肌受侵

2.颌面部皮肤肿瘤HR-MRI中的质量控制

显微线圈与常规线圈MR扫描相比，优势在于体素减小、空间分辨率提高，但定位和固定通常也较为困难。轻微的位置移动均会导致被检结构位置偏离最佳成像范围，故固定时应嘱患者尽量选取舒服的姿态，然后将线圈放置于被检区域表面，病灶尽可能置于线圈中央，用胶布或沙袋等固定防止线圈移位、松脱［18］。扫描定位可用大线圈行大视野扫描，了解受检区域与线圈的大致位置后，关闭所在部位的大线圈，再用显微线圈行1～2次局部定位扫描，采用上述方法即可获得定位准确的MR图像［19］。 且 随 着 操 作熟练程度的增加，一次固定线圈及定位便可满足检查要求。本次研究中，所有患者配合较佳，线圈固定良好，12名患者采用二次定位，3名采用1次定位即获得MR图像。各扫描序列用时与常规头线圈扫描所需时间相仿或更短，耗时最长的序列（T2WI）扫描时间也不到3 min，T1WI及T2WI横断成像总扫描时间不超过6 min。一般情况下，患者均可耐受。

3.HR-MRI在颌面部皮肤肿瘤中的应用价值

（1）对侵犯深度及层次的判断

Nakayama-Takeda 等［20］对 7 例 皮 肤 基 底 细 胞癌研究结果表明HR-MRI不仅可清晰的显示病灶的边界以及是否存在皮下组织、肌肉、或软骨的受累，且其影像学上测量的浸润度与术后病理学测量的基本一致，但遗憾的是因样本量较少，未能进行统计学验证。Kang等［21］对11例皮肤恶性黑色素瘤患者的研究结果支持了上述观点。国内余鸿鸣等［22］将其运用到对猪皮肤烧伤模型深度及分度的判断上，也得到了相似的结果。本研究将病种范围扩大并涵盖部分良性肿瘤，结果显示HR-MRI上的测量深度与病理深度具有较高的一致性（CCC＞0.95），并以T1WI序列上测量结果的一致性最佳（图 4，5），Bland-Altman图示法分析未发现有明显临床意义的偏倚；且其判断的所有病灶的侵至层次均与手术病理学所见完全一致（表3）；观察者内也显示出良好的一致性（ICC＞0.98）。这表明HR-MRI对颌面部皮肤肿瘤厚度及侵犯层次的判断是一种较为可靠、真实的方法。但需要注意的是本组病例中皮肤肿瘤多为良性或低度恶性，浸润深度及侵犯层次较为表浅，基底相对清晰，故HR-MRI上病灶深度测量的准确性较高。而对于浸润层次较深（累及肌层或骨质层）、基底部参差不齐的肿瘤，其HR-MRI上测量的深度则有可能被低估或高估。因此，HR-MRI适用于对浸润相对浅表的皮肤肿瘤深度的判断。另外，不同序列上测量的肿瘤厚度有时也会存在差异，Kang等［21］指出T2WI序列上测量的深度与病理深度的一致性优于Gd-T1WI序列。本研究中，3例患者行增强检查，1例鳞癌侵犯至肌层，病灶基底部于Gd-T1WI序列上显示清晰；1例鳞癌和1例皮内痣侵犯至皮下脂肪层，病灶基底部显示不清，且病灶所在部位的表皮、真皮与病灶均呈明显强化，由于皮肤表面富含毛细血管这一生理特殊性，使浸润较为表浅的肿瘤增强后反而破坏了病灶与皮肤各层之间的固有信号对比，不利于病灶边界的全面显示。Nakayama-Takeda 等［20］建议用 T2WI序列测量基底细胞癌和T1WI序列测量恶性黑色素瘤，指出后者因含有黑色素在T2WI序列上呈低信号，从而与正常皮下脂肪的高信号形成良好对比，使病灶基底显示更为清晰。而本研究结果示T1WI序列上的测量结果较T2WI序列更准确，分析其原因可能是本组病灶T1WI序列上均以等低信号为主，且大部分病灶侵至皮下脂肪层（10/15），T1WI上的等低信号与皮下脂肪层的高信号形成固有对比，使其基底部边界显示更为清晰。因此，临床工作中评估皮肤肿瘤深度时应多序列联合观察，于病灶基底显示最清晰的序列上测其深度，以发现微小侵犯灶，提高准确性。

（2）对微小侵犯灶的检出

本研究中发现，对于浸润深度超出皮下脂肪层的皮肤肿瘤，增强检查似乎有助于更好的判断其真实边界，明确微小侵犯灶。本组一名左颞部鳞癌的患者（图 6），术前 T1WI及 T2WI序列上均显示病灶基底大部分较为平坦且位于同一基线水平，但局部可见一微小棘样突起与邻近颞肌粘连紧密，提示颞肌受侵可能，增强后Gd-T1WI序列上示邻近颞肌和该棘样突起可见强化，进一步肯定了平扫序列上的判断。笔者于诊断报告中提示该部位颞肌受累可能大，临床医生于术中依据MRI上的提示对该处肌肉取材活检，快速活检得以证实，从而改变了原定手术方案，将病灶完整切除的同时并切除了部分受累颞肌，避免了术后微小残留灶复发的风险。余14例患者均根据术前HR-MR图像所提供的病灶浸润深度、侵犯层次以及与皮下关键结构的毗邻关系制定了最佳手术方案，初次切除即切缘阴性，减少了不必要的术中活检，大大节省了手术时间。因此，皮肤HR-MR成像具有传统MRI及超声无可替代的优势［23］，可全面直观地显示病灶皮下的深部侵犯情况，如有无肌肉、骨膜、软骨等毗邻组织结构的微观累及，从而指导临床术前计划的制定、术中针对性的活检及预后 转归的评估［24］。

不足：（1）显微线圈信号强度从线圈的中心到外围明显减小，因此不适合较大的皮肤肿瘤（病灶最大径大于线圈内径）。（2）因显微线圈需固定于检查部位，对患者配合度及操作者技术要求较高。

综上所述，本研究结果初步表明高分辨率MR皮肤成像对术前准确判断皮肤肿瘤的浸润深度及层次是有效的，可更好的帮助术前规划及评估预后。