小视野DWI 联合T2WI 压脂鉴别肺实性结节的价值

陆杰 徐海 沈杰 高叶祺 王博煊 俞同福

肺癌是我国癌症相关死亡的主要原因，约占所有癌症相关死亡人数的27%［1］，因此肺癌的早期诊断极为重要。早期肺癌最常表现为肺结节，提高判断肺结节性质的能力是早期干预肺癌的前提。目前CT 是发现和鉴别肺结节的首选方法，能有效反映病变大小及形态学特征。由于早期肺癌和部分良性结节如炎性假瘤、结核、错构瘤等在影像表现存在重叠［2］，故常规CT 检查对肺结节的良恶性鉴别存在困难。相较于常规CT，MRI 具有较高的软组织分辨率、无辐射和多参数成像的优势，近年来，MRI 应用于肺结节鉴别诊断的研究报道逐渐增多［3,4］。但是肺部MRI 仍受到呼吸、心脏搏动等运动伪影影响，导致空间分辨率较低。小视野扩散加权成像（reduced field-of-view diffusion-weighted imaging，r-FOV DWI）使用并行发射技术，可以在更小的视野内选择性激发兴趣区，减少卷褶伪影以及图像失真，提高了空间分辨率，现较多应用于前列腺、肾脏等［5,6］。本研究旨在探究小视野DWI 联合T2WI 压脂对鉴别肺实性结节良恶性的价值。

资料与方法

1.病例资料

回顾性收集我院2020 年4 月～2022 年5 月符合以下标准的患者。纳入标准：（1）经手术切除或CT 引导下穿刺活检病理证实；（2）临床随访证实；（3）术前行高分辨肺MRI 平扫；（4）MRI 检查前未进行治疗；（5）病灶直径1.0～3.0 cm。排除标准：（1）呼吸或运动伪影造成图像质量欠佳；（2）磨玻璃结节。最终108 例患者纳入研究，男61 例，女47 例，年龄26～78 岁，平均（55±14）岁，结节最大径1.0～3.0 cm，平均（1.80±0.60）cm。肺癌51 例，包括腺癌43 例，鳞癌6 例，类癌2 例；良性肺结节57 例，包括炎性结节22 例，结核性肉芽肿14 例，肺脓肿8 例，错构瘤8 例，隐球菌2 例，硬化性肺泡细胞瘤3 例。经手术切除病理证实61 例，CT 引导下穿刺活检病理证实33 例，随访结节体积缩小或消失而诊断为炎性结节14 例。

2.检查方法

采用3.0 T MR 扫描仪（Magnetom Skyra，Siemens Healthcare，Erlangen）扫描，使用16 通道相控阵体表线圈，患者取仰卧位，头先进，扫描范围从胸骨上切迹到膈肌。MRI 成像采用的序列及参数设置：（1）脂肪抑制T1-TARVIBE 序列：TR 3.11 ms，TE 1.54 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm，视野340 mm×340 mm；（2）脂肪抑制T2-BLADE 序列，TR 4100 ms，TE 98 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm，视野340 mm×340 mm；（3）横轴位ZOOMit-DWI 序列（b=50、800 s/mm2），TR 4500 ms，TE 63 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm，视野192 mm×108 mm。

3.图像分析

图像重组后传至影像归档和通信系统（picture archiving and communication systems，PACS）系 统，参照T2WI 或CT 图像，选择小视野表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）图像病变最大层面，以病变中心绘制一个二维圆形或椭圆形兴趣区（region of interest，ROI），尽量避开病变边缘伪影和血管结构，范围至少为病变的2/3 以上，重复三次，得到平均ADC 值。将压脂T2WI 图像经PACS 系统传送至Siemens Syngo.via 工作站，沿结节边缘手动绘制兴趣体积（volume of interest，VOI），再由软件自动获取结节的体积、平均T2信号强度及信号标准差（standard deviation，SD）。同时在主动脉弓水平菱形肌上画一个直径8 mm 的二维圆形兴趣区获得菱形肌的T2信号强度。根据Koyama 等［7］研究的定义：结节的T2对比度（T2contrast ratio，T2CR）为结节与菱形肌的T2信号强度的比值。

4.统计学方法

采用SPSS 25.0 和MedCalc 15.2.2 软件进行统计学分析，连续性变量若符合正态分布用平均值±标准差表示，两组间的比较采用t 检验，否则采用Mann-Whitney U 检验，分类变量用百分比表示，两组间比较采用卡方检验。将单因素分析结果中P<0.05 的变量进行多因素逻辑回归分析，对ADC 值、T2CR 及两者联合构建受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，并获得ADC 值、T2CR 值及两者联合在良恶性结节鉴别诊断中的价值。使用DeLong 检验比较各指标ROC 曲线下面积（area under curve，AUC），P<0.05 为差异有统计学意义。

结果

对108 例肺结节的ADC 值、T2CR 及SD 值单因素分析，51 例肺癌与57 例良性结节的ADC 值和T2CR 均存在统计学差异，SD 值无统计学差异（表1、图1～3），结节体积为0.25～19.91 cm3，平均（3.71±3.88）cm3。肺癌和各类良性结节的ADC 值和T2CR（表2）。

图1 男，32 岁，肺腺癌。a)CT 肺窗和b)纵隔窗轴位示右肺上叶纵隔旁实性结节（箭）；c)T2WI BLADE 序列轴位示不均匀稍高信号；d)T2WI BLADE 序列勾画病灶VOI；e)r-FOV DWI 轴位示稍高信号；f)r-FOV ADC 轴位示稍低信号：ADC 值=0.899×10-3 mm2/s

表1 良恶性肺结节的ADC 值、T2CR 及SD 值比较

表2 肺癌与各类良性结节的ADC 值和T2CR 比较

多因素分析发现ADC 值和T2CR 在良恶性肺结节的鉴别中具有重要意义（表3）。分别绘制ADC 值和T2CR ROC，ADC 值的AUC 值为86.2%，当ADC 值取1.34×10-3mm2/s 时，敏感度80.4%，特异度79.0%。T2CR 的AUC 值为72.8%，当T2CR取2.25 时，敏感度72.6%，特异度64.9%。然后用Logistic 回归对上述因素进行联合，并生成联合曲线概率值，其AUC 值为93.1%，敏感度82.4%，特异度87.7%（图4）。

图4 ADC 值、T2CR、两者联合对于肺实性结节良恶性鉴别的ROC 曲线

表3 二元Logistic 回归分析良恶性肺结节鉴别的独立预测因素

图2 男，53 岁，肺脓肿。a)CT 肺窗和b)纵隔窗轴位示左肺上叶前段软组织影（箭）；c)T2WI BLADE 序列轴位示混杂高信号，病灶中心见类圆形高信号；d)T2WI BLADE 序列勾画病灶VOI；e)r-FOV DWI 轴位示高信号；f)r-FOV ADC 轴位示病灶中心信号减低：ADC 值=0.926×10-3mm2/s

图3 男，38 岁，肺错构瘤。a)CT 肺窗和b)纵隔窗轴位示左肺上叶实性结节（箭）；c)T2WI BLADE 序列轴位示高信号影；d)T2WI BLADE 序列勾画病灶VOI；e)r-FOV DWI 轴位示高信号；f)r-FOV ADC 轴位示高信号：ADC 值=2.012×10-3 mm2/s

讨论

随着低剂量螺旋CT 筛查的广泛开展，肺结节的检出率增高。鉴别肺结节良恶性仍是临床面临的重要问题。有研究发现小于6 mm 的结节恶性风险小于1%，6～8 mm 的结节平均风险约为0.5%～2.0%，而在大于8 mm 的结节中，恶性风险超过3%［8］。近年来，随着磁共振技术发展，包括呼吸触发、心电门控及并行采集等扫描技术的发展，进一步提高了时间和空间分辨率，对于大于8 mm结节的检出率达到了100%［9］。此外包含扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）在内的多种MRI 功能成像技术不仅能评估结节的形态学特点，还可以量化结节各种客观指标［10］，对于鉴别良恶性、区分肺癌病理类型都具有一定价值。

DWI 是能够检测活体组织中水分子扩散运动的一种MRI 成像技术，其ADC 值反映了水分子在生物组织中扩散的定量参数。r-FOV DWI 序列采用的是二维空间选择性回波平面射频脉冲和180°回聚脉冲技术，通过2 个方向射频脉冲的同时激发，减少相位编码的次数，提高了空间分辨率的同时，又保证了扫描时间不延长。Peng 等［11］研究表明在直肠癌的分期中r-FOV DWI 序列的扭曲、变形少，图像的锐利度、清晰度和信号噪声比（signal to noise ratio，SNR）评分均高于常规视野扩散加权成像（conventional field-of-view diffusion-weighted imaging，c-FOV DWI）。在宫颈癌的研究中，r-FOV DWI 可有效减少图像变形、伪影以获得较c-FOV DWI 更高的图像质量和更佳病变显示效果［12］。目前r-FOV DWI 在肺部研究较少。

既往多项研究和Meta 分析均表明肺恶性肿瘤的ADC 值低于正常组织或良性病变［13］，研究对象以较大结节和肿块为主。目前尚无研究表明肺结节和肿块大小与ADC 值有关，但在乳腺病变中，有研究表明病变的大小与ADC 值无关联［14］。呼吸、心脏搏动等运动伪影会影响病灶ADC 值的准确测量，可重复性较差，尤其是位于两肺下叶及心缘［15］。为减少运动伪影，采用小视野DWI 序列。本研究结果显示，良恶性肺结节间ADC 值存在统计学差异（P＜0.001）。当ADC 取1.34×10-3mm2/s时，AUC 为86.2%，敏感度80.4%，特异度79.0%，相较于Usuda 等［16］研究结果84.2%、63.5%，敏感度稍下降，特异度显著提升。较高的假阳性率可能与纳入的肺脓肿有关，研究结果显示肺癌与肺脓肿的ADC 值无统计学差异（P=0.445），因为肺组织液化坏死形成脓腔，导致水分子扩散受限，ADC值减低。DWI 除了能鉴别肺结节的良恶性以外，也可用于肺癌各型之间的鉴别。Koyama 等［17］发现肺腺癌的ADC 值高于鳞癌或小细胞癌，表明鳞癌、小细胞肺癌组织细胞密度高于腺癌。本研究结果中肺腺癌ADC 值与肺鳞癌无统计学差异（P=0.686），可能与纳入的鳞癌数量少及不包含肿块有关。

DWI 目前在临床应用中仍存在一些局限性，在一些病理过程中，如慢性肺脓肿、慢性肺炎、肺结核、疤痕和其他炎症性疾病，也表现出扩散限制［18］。T2WI 作为MRI 的常规序列之一，适用于评估与器官损害相关的高信号液体物质，例如坏死、囊肿、黏液、出血或水肿等［19］。通过T2WI 上手动绘制VOI 来获取病灶平均信号强度，结果显示良恶性结节间T2CR 存在统计学差异（P＜0.001）。其中肺脓肿的T2CR 高于肺癌（P＜0.001），证明T2WI 对鉴别肺脓肿和肺癌有一定价值。Qi 等［20］研究结果显示肿块样结核和肺癌在T2WI 和T1WI 上的信号强度比明显不同，本研究结果中结核性肉芽肿的T2CR 也高于肺癌（P=0.004），与既往结果一致。良性结节的疾病谱较广，其中包含肿瘤及非肿瘤性病变，本研究中非肿瘤性病变的ADC 值低于肿瘤性病变（P=0.026），可能与肺脓肿及其他炎症性病变也可表现出扩散受限有关，而两者的T2CR 无统计学差异（P=0.915）。

在本研究中，通过ROC 曲线显示了DWI 和T2CR对于肺结节良恶性的鉴别诊断能力。DWI 和T2CR联合评估，其AUC 值为93.1%，敏感度82.4%，特异度87.7%，诊断效能相较于单用ADC 值（P=0.0131）或T2CR（P＜0.001）有提升。在DWI 和T2WI 均判定为恶性的29 个结节中，28 个结节（96.6%）为肺癌，在DWI 和T2WI 均判断为良性的28 个结节中，26个（92.9%）为良性。其余51 个结节的DWI 和T2WI检查结果相互矛盾，当结果相互矛盾时，DWI 诊断符合率为58.8%（30/51），T2WI 符合率为41.2%（21/51）。因此在DWI 和T2WI 结果相互矛盾的情况下，应该进行额外的检查以证实。既往文献中，有关于DWI 和T2WI 在其他器官的病变应用较多，如前列腺癌以及子宫内膜癌肌层侵犯和分期［21,22］，而在肺部研究相对较少，王菲菲等［23］发现DWI 能显著提高压脂T2WI 对于肺癌与肺不张的鉴别能力。

研究的局限性：（1）回顾性研究且受时间限制，可能存在选择偏倚；（2）样本量较少，未能对肺癌各亚型进行对比研究；（3）纳入的良性结节以非肿瘤性病变为主，尤其是炎性结节和结核性肉芽肿。

综上所述，ADC 值及T2CR 均有助于鉴别肺小实性结节良恶性，两者联合后诊断效能明显高于单独使用ADC 值和T2CR，因此小视野DWI 联合T2WI压脂后能提高肺实性结节良恶性的诊断效能。