多参数MRI 对T1 高信号间隔与非T1 高信号间隔的原发性鼻腔鼻窦黑色素瘤的鉴别价值

刘国顺 李雯曦 刘 晶 谢安明 黎 蕾

1 广州市第一人民医院放射科（广东广州 510180）2 广州市第一人民医院老年病科（广东广州 510180）3 首都医科大学附属同仁医院（北京 100000）4 中国人民解放军联勤保障部队第908 医院（江西南昌 330000）

原发性鼻腔鼻窦黑色素瘤（primary sinonasal melanoma，PSM）是一种少见的恶性肿瘤，占鼻腔、鼻窦肿瘤性病变中不足4%［1］。早期患者预后较好，中晚期患者5年生存率不足5%［2-3］，早期发现并正确诊断是提高患者生存率的关键。

T1高信号间隔被认为是黑色素瘤磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的特征性表现［4］。然而，大约1/3的黑色素瘤没有或者只有很少的黑色素细胞，其在T1加权成像（T1weighted imaging，T1WI）上并不会表现为高信号间隔［5-7］。单纯依靠T1高信号间隔去诊断黑色素瘤是不可靠的。多参数MRI能兼顾肿瘤的信号、形态及血流动力学曲线特征，其作用在全身多个部位已被证实，尤其是被列入前列腺癌和乳腺癌的诊断指南中［8-9］，然而其在头颈部肿瘤中诊断的价值却存在一定的争议。

因此，本研究探讨T1高信号间隔与非T1高信号间隔PSM的多参数MRI特征差异，旨在提高其早期诊断率。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2004年1月—2022年12月期间在联勤保障部队第908医院（4例）、广州市第一人民医院（24例）和首都医科大学附属同仁医院（16例）经穿刺活组织检查（8例）及手术病理正常（36例）的原发鼻腔鼻窦黑色瘤44例。本研究纳入标准为：（1）MRI显示鼻腔或鼻窦区域有肿块，经组织病理学检查证实为黑色素瘤；（2）术前常规、弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）和动态增强扫描（dynamic contrastenhanced，DCE）-MRI可用，术前MRI检查＜30 d。排除标准为：（1）术后排除放射治疗、化学治疗及复发肿瘤；（2）病理切片不充分或不可供审查；（3）MRI检查病变不可见；（4）MRI检查不同时包括常规MRI、DWI和DCE。44例原发性鼻窦鼻腔黑色素瘤中，男18例，女26例，年龄39～79岁，平均年龄（58.25±1.54）岁。主要临床症状为鼻塞、流涕、鼻出血和嗅觉丧失，少数患者合并眼干、流泪、眼痛、头痛及面部麻木等症状。研究方案经广州市第一人民医院伦理委员会审批通过（伦理批件号：K-2021-175-02）。

1.2 磁共振图像采集

所有M R I 图像来自3 台3 T M R I 扫描仪（Siemens，Erlangen，Germany/GE Healthcare，Milwau-kee，Netherlands）和八通道相位阵列脑线圈采集。泡沫垫和耳机分别用于固定头部降低噪音。

常规MRI序列，采用快速自旋回波序列。T1WI：TR/TE 400～500/10～15 ms，矩阵512×256，视野大小（Field of View，FOV 20 cm ×20 cm；层厚4～5 mm；层间距0.5 mm；T2WI：TR/TE 3 500～4 000/90～120 ms，矩阵512×256，FOV 20 cm×20 cm；层厚4～5 mm；层间距0.5 mm。

磁共振弥散加权成像DWI序列，采用自旋回波平面回波序列：TR/TE 4 000～4 200/60～75 ms，矩阵128×128，FOV 20 cm×20 cm，层厚4～5 mm，层间距0.5 mm，b值取0和1 000 s/mm2。使用b=0和1 000 sec/mm2的DWI构建出表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）图像。

DCE序列，采用使用三维快速扰相梯度回波（3D fast spoiled phase gradient echo，3D-FSPGE）。TR/TE 8～10/4～6 ms，翻转角15°～30°，FOV 20 cm×20 cm，矩阵256×160～180，层厚2.5～3.0 mm，层间距0 mm，激发1次。共采集12个时相，每个时相扫描约12 s，总扫描时间约为5 min。按0.1 mmol/kg静脉注射马根维显（Magnevist，Bayer Schering，Berlin，Germany），注射流速为2 mL/s，然后再用20 mL生理盐水冲洗。

1.3 图像分析

所有常规、DWI和DCE-MRI图像由两位有10年以上头颈部诊断放射学领域经验的专科医师独立分析，如有分歧，通过协商达成一致。

常规MRI（非增强和静态对比增强）分析肿瘤部位、最大径、累及结构（包括鼻腔、上颌窦、筛窦、蝶窦、颌面软组织、眼眶、鼻咽及颅内受累）、T1高信号间隔、T2低信号间隔、强化类型及程度。

对于ADC值测量，对于T1高信号间隔黑色素瘤（图1），比较T1WI平扫的明显高信号区域（1A）和b=1 000 s/mm2的DWI图像的高信号区域（1D），对应ADC图低信号区域（图1C）；对于非T1高信号间隔黑色素瘤（图2），比较T1WI强化区域（2B）和b=1 000 s/mm2的DWI图像的高信号区域（2D），对应ADC图低信号区域（图2C），在ADC图像上绘制感兴趣区（region of interest，ROI），在含有肿瘤最大实体成分的轴切面上手动勾画，尽量避开囊性部分。同时，在桥小脑角中央水平测量桥小脑脚的ADC值，ROI面积为15 mm2，相对ADC值（relative ADC，rADC）等于肿瘤的ADC值除以桥小脑角的ADC值。

图1 右侧鼻腔T1 间隔高信号黑色瘤

图2 左侧鼻腔非T1 间隔高信号黑色瘤

对于DCE-MRI分析，对于T1高信号间隔黑色素瘤，比较T1WI平扫的明显高信号区域（1A）和b=1 000 s/mm2的DWI图像的高信号区域，对应ADC图低信号区域，手动绘制同一ROI区域（1E）；对于非T1高信号间隔黑色素瘤，比较T1WI强化区域和b=1 000 s/mm2的DWI图像的高信号区域，对应ADC图的低信号区域，手动绘制同一ROI区域（图2E）；显示动态图像上最活跃和早期增强的实体成分。分析DCE-MRI T1灌注半定量参数，包括相对增强率（relative enhancement ratio，rER）、到达时间（T0）、达峰时间（Tp）、最大增强（maximum enhancement，ME，T0和Tp强度之间的差异）、最大相对增强率（maximum relative enhancement ratio，MRER）、流入率（inflow rate，IR，到达时间和峰值强度时间之间的最大斜率）、流出率（outflow rate，OR，峰值强度时间和测量结束时间之间的最大斜率）、短期增强时间（short enhancement time，SET，最大流入速率点和最大流出速率点之间的时间）和峰值下面积（area under the signal intensity，AUP，曲线下所有强度信号的总和）。时间-信号强度曲线（timeintensity curve，TIC）分为流入型（I型）、流出型（II型）或平台型（III型）［7］。

所有ADC值和动态增强半定量参数均测量3次，结果取平均值。

1.4 统计分析

采用Kolmogorov-Smirnov对计量资料进行正态检验。服从正态分布数据用（±s）表示，组间比较采用两个独立样本t检验；偏态分布的用中位数［M（Q1，Q3）］表示，组间比较使用Mann-WhitneyU检验。计数数据采用χ2检验。在单变量和多变量模型中，通过Logistic回归评估T1高信号间隔和非T1高信号间隔之间多参数MRI指标的差异，并计算95%置信区间（confidence intervals，CI）的优势比（odds ratio，OR）。通过受试者操作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲线预测ADC值的检测效能。P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤常规MRI特征比较

由表1可见：在44例PSM中，在T1WI上出现T1高信号间隔PSM 25例（图1），无T1高信号间隔PSM 19例（图2）。两者仅在T2低信号间隔中，差异存在统计学意义（P＜0.001），在性别、年龄、边界、部位、最大径、受累结构、强化方式及程度上比较差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

表1 T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤常规MRI特征比较

2.2 T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤ADC值及DCE-MRI半定量参数比较

由表2可见：T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤两者的ADC值及rADC比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。而在DCE-MRI中，两者仅在MRER及Tp参数中比较差异有统计学意义（均P＜0.05），余半定量参数指标比较差异均无统计学意义（P均＞0.05）。两者动态增强时间信号强化曲线均以Ⅲ型多见，共占52.27%（23/44）。

表2 T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤ADC值及DCE半定量参数比较

2.2 T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤的多参数MRI单变量及多变量回归分析

为了排除多个变量之间的交互效应，对表1～2中差异有统计学意义的变量进行了Pearson相关性分析，结果表明，ADC1与rADC之间差异存在相关（P＜0.001，r=0.961），其余变量没有相关性或相关性较低。此外，从ROC曲线（图3）可以看出，ADC1与rADC对T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤均有较好的区别（AUC=0.752，P＜0.001；AUC=0.745，P＜0.001）。当肿瘤的ADC1值为0.718×103mm2/s 时，灵敏度为78.9%，特异度为64.0%（图3）。由于ADC1值更能反映肿瘤本身的异质性，因此，仅将ADC1作为变量纳入后续Logistic回归模型分析。

由表3可见：在单变量Logistic回归分析中，T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤两者ADC1值、MRER及Tp比较差异均存在统计学意义（P均＜0.05），T2低信号间隔比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。而在多变量Logistic回归分析中，T2低信号间隔、ADC1值、MRER及Tp差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

表3 多参数MRI对T1间隔高信号与非T1高信号间隔黑色瘤的Logistic回归分析

3 讨 论

PSM是起源为鼻腔黏膜异位中枢神经嵴黑色素细胞，其发病率低，且临床症状不典型，经常被误诊为慢性鼻炎、鼻窦炎及鼻息肉而延误治疗。如能早期诊断并进行积极治疗，则可改善其预后［8］。目前PSM确诊主要依靠组织病理学活检，然而这一操作会加重黑色素瘤细胞的扩散而影响患者预后［9］。

MRI作为一种非侵入性成像方法，越来越多地应用于头颈部肿瘤的早期诊断，能够很好地评价肿瘤的异质性、分期和疗效［10-11］。目前关于PSM的MRI报道较少，先前研究一致认为T1高信号间隔是MRI诊断黑色素瘤的关键，虽然具有较高的特异度（87%），但是灵敏度较低（57%）［5，12］。本研究希望通过多参数MRI研究T1高信号间隔与非T1高信号间隔PSM的差异，以期提高对黑色瘤的诊断，尤其是对非T1高信号间隔黑色素瘤的早期诊断水平，同时为临床制定治疗方案和评估预后提供更准确、可靠的依据。

本研究发现，在原发性鼻窦鼻腔黑色素瘤中，非T1高信号间隔黑色瘤占比43.18%（19/44），高于文献报道，其原因可能与样本选择的随机性有关［13-15］。相比较非T1高信号间隔黑色素瘤，T1高信号间隔黑色素瘤具有相对更低的ADC值，考虑与T1高信号间隔黑色素瘤含有更多黑色素细胞、核浆比高，而非T1高信号间隔黑色素瘤含纤维基质多、核浆比低有关［16-18］。研究还表明，在DCE-MRI中，相比较非T1高信号间隔黑色素瘤，T1高信号间隔黑色素瘤具有更低的最大相对增强率及更短的达峰时间，其原因考虑与T1高信号间隔黑色素瘤含有更多黑色素细胞及容易出血，可显著缩短T1弛豫时间，其在动态增强扫描时本底信号较高，而非T1高信号间隔黑色素瘤含有较少的或无黑色素细胞，对T1弛豫时间影响较小，其在动态增强扫描时本底信号较低有关；另外，非T1高信号间隔黑色素瘤具有更为丰富的纤维基质成分，纤维基质在动态增强时表现为持续渐进性强化，因此，其达峰时间较T1高信号间隔黑色素瘤延长［19-20］。尽管ADC值、最大相对增强率、达峰时间对鉴别T1高信号间隔黑色素瘤与非T1高信号间隔黑色素瘤具有一定的鉴别价值，然而在多因素回归分析中发现，其并不可以作为区分两者的独立预测因子。

本研究的局限性：第一，没有将T1高信号间隔黑色素瘤与非T1高信号间隔黑色素瘤与病理指标密切结合，从病理学角度揭示和验证两者影像表现差异的原因。第二，ADC值和DCE半定量参数测量也可能受到3台不同的MR扫描仪和ROI放置方法的影响。在某种程度上，这些因素也可能影响分析结果和我们研究结果的再现性。第三，DCE仅停留在半定量参数的评价上，没有定量评价Ktrans、Ve、Kep和Vp指标。

综上所述，多参数MRI对区分T1高信号间隔与否的PSM具有一定的指导价值，但并不能作为区分两者的独立预测指标。