MR、DWI鉴别诊断良恶性浅表软组织肿瘤的价值分析

赵思,宗园,张可,冯颖颖

浅表软组织肿瘤是位于皮肤、皮下组织等部位的体表肿块,其成分复杂,种类繁多,术前诊断相对困难[1]。在临床诊疗中,多数浅表软组织肿瘤为良性,经手术切除后患者预后良好,但恶性浅表软组织肿瘤侵袭性高、浸润速度快,临床上以扩大切除为原则,部分患者预后较差[2]。因此良恶性软组织肿瘤的鉴别诊断对于手术方案和术后辅助放化疗的选择具有重要意义。活检常用于术前诊断,但肿瘤异质性导致活检存在取样不准确、创伤等缺点。常规磁共振成像(magnetic resonance,MR)组织分辨率高,但由于软组织肿瘤成分复杂且种类繁多,导致影像特征存在重叠,术前定性诊断困难[3]。随着近年来影像学技术的发展,弥散加权磁共振成像(diffusion-weighted magnetic resonance imaging,DWI)等新技术应用于临床,为软组织肿块的性质鉴别提供了新方法[4]。DWI是功能磁共振的成像技术之一,可提供肿瘤细胞内细胞性质的定性和定量评估,被广泛应用于前列腺、肝脏、乳腺等疾病的影像学诊断[5]。本研究旨在探讨MR、DWI鉴别诊断良恶性浅表软组织肿瘤的价值,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2021年6月—2022年6月在石家庄市人民医院影像科行MR、DWI检查的浅表软组织肿瘤患者80例作为研究组,检查后均经病理确诊肿瘤性质。其中男42例,女 38例,年龄18～80 (48.22±3.12)岁;BMI 16～26(22.35±2.25)kg/m2。经穿刺活检病理证实10例,经手术病理证实70例。恶性肿瘤30例(恶性肿瘤组),包括滑膜肉瘤10例,平滑肌肉瘤8例,纤维肉瘤4例,梭形细胞肉瘤2例,黏液性纤维肉瘤2例,恶性神经鞘瘤2例,横纹肌肉瘤2例。良性肿瘤50例(良性肿瘤组),包括血管瘤14例,腱鞘巨细胞瘤10例,神经鞘瘤10例,弹力纤维瘤6例,平滑肌瘤4例,骨化性肌炎4例,脂肪瘤2例。本研究经医院伦理委员会批准([2021]第130号 ),患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:①MR检查前未接受穿刺活检及手术治疗者;②MR检查后行手术或穿刺活检,有明确病理结果;③临床资料齐全者。(2)排除标准:①既往有血管病变,存在肢体血管狭窄者;②MR检查前接受过放化疗及手术治疗者;③图像质量差;④有其他部位全身性恶性肿瘤者;⑤MR提示完全囊性病变者;⑥肿物过大,单屏幕无法完全显示者;⑦临床资料缺失者等。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 MR扫描:使用磁共振扫描仪(美国GE公司,型号:Signa HDx 3.0T)对患者患病部位进行轴位、冠状及矢状面扫描,扫描参数:T1WI的TE设为12 ms,TR 400 ms,FOV 380×380 mm,层距1 mm,层厚5 mm;T2WI的TE设为80 ms,TR 3 300 ms,FOV 380 mm×380 mm,层距1 mm,层厚5 mm。选择轴位进行动态增强扫描,经静脉团注对比剂钆喷酸葡胺(Gd-DTPA),注射剂量0.1 mmol/kg,流速2.5 ml/s,在第二个时相扫描时同时注射。采用三维脂肪抑制快速扰相梯度回波T1WI序列,扫描参数:TE 1.25 ms,TR 3.75 ms,FOV 180 mm×180 mm,层厚2.0 mm,扫描层数根据肿瘤大小设定,采集时间20 s,采集13～25时相,采集时间5 min。后行增强扫描,T1WI的TE设为12 ms,TR 440 ms,FOV 380 mm×380 mm,层距1 mm,层厚5 mm。将所有动态增强扫描数据传至工作站,观察病灶强化情况,在病灶最强区域放置感兴趣区,得到病灶的时间—信号强度曲线。通过增强前信号强度(enhanced pre-signal strength,SIpre)、增强后信号强度(enhanced signal strength,SImax)、最大信号强度的时间间隔,计算最大强化率(maximum enhancement rate,ERmax)和最大上升斜率(maximum rising slope,Slopemax)。

1.3.2 DWI扫描:将扩散敏感系数设为500 s/mm2,TE 45 ms,TR 6 000 ms,层距1 mm,层厚5 mm,FOV 380 mm×380 mm,行增强扫描时,经肘静脉注射造影剂,TE设为2.0 ms,TR 5.0 ms,层厚5 mm,FOV 380 mm×380 mm。根据T1WI、T2WI观察并记录软组织肿瘤的大小、形态、信号等,处理扩散加权成像的数据,选取病变实质的最大层面及病变范围的最大层面作为感兴趣区,测量病变区表观弥散系数(apparent dispersion coefficient,ADC)值,测量时避开出血、坏死、液化等信号区,连续测量病灶的3个层面,每个平面测量5次,取平均值。

2 结 果

2.1 良恶性软组织肿瘤MR图像表现 良性软组织肿瘤多为均匀强化、无肿瘤侵袭性,见图1;恶性软组织肿瘤多为不均匀强化、具有侵袭性,见图2。

图1 良性软组织肿瘤MR图像

2.2 良恶性软组织肿瘤DWI图像表现 良性软组织肿瘤病灶较小、肿瘤边界清晰、T2WI信号均匀、不具有肿瘤侵袭性、多为均匀强化,见图3;恶性软组织肿瘤病灶较大、肿瘤边界不清晰、T2WI信号不均匀、具有肿瘤侵袭性、多为不均匀强化,见图4。

图3 良性软组织肿瘤DWI图像

2.3 良恶性软组织肿瘤在MR中的影像特征比较 良性肿瘤组和恶性肿瘤组肿瘤大小、强化方式、肿瘤侵袭性比较差异均有统计学意义(P<0.01),肿瘤形态、边缘、信号比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 良恶性软组织肿瘤在MR中的影像特征比较 [例(%)]

2.4 良恶性软组织肿瘤在DWI中的影像特征比较 良性肿瘤组和恶性肿瘤组肿瘤大小、肿瘤边界、肿瘤信号、侵袭性、强化方式比较差异均有统计学意义(P<0.05),瘤周水肿比较差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 良恶性软组织肿瘤在DWI中的影像特征比较 [例(%)]

2.5 MR、DWI及二者联合诊断良恶性软组织肿瘤 经病理学检查,恶性肿瘤30例,良性肿瘤50例。MR、DWI及MR结合DWI诊断恶性肿瘤的符合率分别为66.7%(20/30)、73.3%(22/30)、83.3%(25/30);MR、DWI及MR结合DWI诊断良性肿瘤的符合率分别为76.0%(38/50)、80.0%(40/50)、88.0%(44/50),MR结合DWI检测均高于MR、DWI单项检测(Z=3.208、3.412,P<0.05),见表3。

表3 MR、DWI及二者联合诊断良恶性软组织肿瘤 [例(%)]

2.6 良恶性软组织肿瘤MR、DWI定量参数比较 良性肿瘤组ERmax、Slopemax值低于恶性肿瘤组,ADC值高于恶性肿瘤组(P<0.01),见表4。

表4 2组MR、DWI定量参数比较

2.7 ERmax、Slopemax、ADC鉴别良恶性软组织肿瘤的效能 ERmax、Slopemax、ADC联合诊断鉴别良恶性软组织肿瘤的AUC值显著高于单项指标检测(Z/P=4.212/<0.001,3.451/<0.001,3.425/<0.001),见表5、图5。

表5 ERmax、Slopemax、ADC鉴别良恶性软组织肿瘤的效能

图5 ERmax、Slopemax、ADC鉴别良恶性软组织肿瘤的ROC曲线

3 讨 论

软组织肿瘤是一类来源于纤维、脂肪、淋巴管等结缔组织的肿瘤,具有多种组织学特性,其中以良性最为多见[6]。恶性软组织肿瘤由于恶性程度较高、侵袭速度较快,预后凶险,临床以扩大切除为原则。外科手术是治疗软组织肿瘤的主要方式,肿瘤部位、肿瘤大小、肿瘤与临近组织结构的关系对手术方案选择非常重要,肿瘤良恶性鉴别具有重要意义[7]。影像组学可通过包络整个肿瘤感兴趣体积,提取肿瘤内形态、异质性等特征,全面可靠地评估肿瘤,进而提高影像诊断疾病的准确度和对预后的预测价值[8]。常规超声波检查是诊断软组织肿瘤的常用方法,其通过测定肿物的大小、形态、回声及血流信号等判断肿瘤的良恶性,但其评估肿瘤良恶性的准确度不高[9]。CT具有较高的空间分辨率和密度分辨率,可清晰显示皮下组织、血管、皮肤等部位的肿瘤,但由于很多软组织肿瘤缺乏CT值特异性,仅靠CT定性诊断的价值亦不高[10]。

本研究结果中,MR影像特征中,良性软组织肿瘤病灶较小、多为均匀强化、无肿瘤侵袭性,恶性软组织肿瘤病灶较大、多为不均匀强化、具有侵袭性,良性肿瘤组和恶性肿瘤组肿瘤大小、强化方式、肿瘤侵袭性差异均有统计学意义(P<0.05),肿瘤形态、边缘、信号差异无统计学意义(P>0.05);DWI影像特征中,良性软线织肿瘤病灶较小、肿瘤边界清晰、T2WI信号均匀、不具有肿瘤侵袭性、多为均匀强化,恶性肿瘤病灶较大、肿瘤边界不清晰、T2WI信号不均匀、具有肿瘤侵袭性、多为不均匀强化,良性肿瘤组和恶性肿瘤组肿瘤大小、肿瘤边界、肿瘤信号、侵袭性、强化方式差异均有统计学意义(P<0.05),MR、DWI及MR结合DWI诊断良性肿瘤的符合率分别为76.0%、80.0%、88.0%,诊断恶性肿瘤的符合率分别为66.7%、73.3%、83.3%,MR结合DWI诊断均高于单项检测(P<0.05),与既往文献报道相符[11]。常规MR的成像清晰,组织分辨率较高,其可提供肿瘤位置、大小、边界、肿瘤与周围神经血管的关系等信息,可诊断多数良性软组织肿瘤,但对于非特异性征象的良恶性肿瘤鉴别存在困难。动态增强MR通过半定量或定量分析,可评估肿瘤血液灌注情况,反映肿瘤组织血管的功能状态[12]。恶性肿瘤生长旺盛,可诱导毛细血管生长,瘤体早期灌注效应明显,对比剂向外间隙渗出快,而良性肿瘤供养的血管较少,对比剂灌注效应不明显。动态增强MR通过分析肿瘤的时间—信号强度曲线和ERmax、Slopemax值等参数,在鉴别良恶性软组织肿瘤方面有重要价值。如何将传统影像学技术和影像学新技术结合,帮助临床评估软组织肿瘤的性质成为相关研究的重要方向。另外有研究显示[13],良性肿瘤与恶性肿瘤的肿瘤边缘差异有统计学意义,但本研究MR影像特征中二者差异无统计学意义,分析原因可能与本研究样本量较少有关,还需扩大样本量深入探讨。

本研究结果还显示,ADC鉴别良恶性软组织肿瘤的AUC值、敏感度、特异度分别为0.768、0.767、0.840,单独诊断价值不高。将ERmax、Slopemax、ADC三者联合鉴别诊断软组织肿瘤的良恶性,结果显示AUC值为0.933,高于单项检测,提示MR联合DWI鉴别诊断良恶性浅表软组织肿瘤的价值较高。DWI是一种基于水分子微观运动,反映水分子扩散运动快慢的技术,扩散是水分子根据不同温度进行的随机运动,组织水分子扩散可反映细胞密度较低的坏死组织和细胞密度较高的肿瘤组织,ADC值是DWI的定量指标,反映活体组织的细胞密度[14]。DWI目前已用于鉴别诊断早期脑梗死和颅内囊性肿瘤,最近一些研究使用ADC值鉴别软组织肿瘤的良恶性,但结论不一。陈东等[15]研究显示,良性肿瘤和恶性肿瘤的真性扩散系数差异具有统计学意义。而罗乐凯等[16]研究显示良性肿瘤和恶性肿瘤的ADC值有重合,无法进行鉴别诊断。本研究为得到高质量的ADC图,将扩散敏感系数设为500 s/mm2。感兴趣区(ROI)的选择是图像分析的关键,软组织肿瘤往往包括出血、钙化、坏死等组织,ROI应选择信号均匀的肿瘤实体部分。细胞大小和数目、肿瘤坏死和出血、血管灌注以及细胞外间隙均是影响DWI信号和ADC值的因素。细胞数目密集、体积较大、排列紧密均会限制水分子的扩散,进而影响ADC值[17-18]。本研究在勾画ROI时,避开了肿瘤坏死、囊变、黏液变区域,这可能会与既往研究结果不同,有待未来扩大样本量进一步分析黏液类肿瘤亚组[19-20]。笔者认为应选择合适的ROI评估软组织肿瘤的异质性,选择肿瘤部位明显的实性区域的ADC值,准确反映瘤体水分子扩散受限情况。

综上,MR、DWI有助于鉴别诊断良恶性浅表软组织肿瘤,联合ERmax、Slopemax、ADC值参数可提高诊断的准确性。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

赵思:设计研究方案,实施研究过程,论文撰写;宗园:设计研究思路,分析试验数据;张可:资料收集整理;冯颖颖:进行统计学分析,修改论文