肺孤立性实性病变的MRI扩散成像与MSCT诊断价值的比较分析＊

1.广州医科大学附属第一医院放射科 (广东 广州 510120)

2.北京交通大学电子信息工程学院(北京 100044)

俞家熙1 雷永霞1 彭亚辉2

万 齐1 邹 乔1 孙翀鹏1

何建勋1

肺孤立性实性病变的MRI扩散成像与MSCT诊断价值的比较分析＊

1.广州医科大学附属第一医院放射科 (广东 广州 510120)

2.北京交通大学电子信息工程学院(北京 100044)

俞家熙1雷永霞1彭亚辉2

万 齐1邹 乔1孙翀鹏1

何建勋1

目的将肺孤立性实性病变的MRI扩散成像(diffusion-weighted imaging,DWI)与MSCT诊断价值进行比较，探讨磁共振扩散加权成像在肺孤立性病变良恶性鉴别中的价值。方法收集胸部CT发现肺孤立性病变的患者38例，周围型肺癌组30例，感染性肉芽肿组8例，均经过病理或临床资料证实。所有病人术前或治疗前1周内均进行磁共振常规及DWI扫描，b值为0、600 s/mm2，测量病灶平均表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值,获得ADC诊断的最佳阈值，并对CT及MRI诊断准确率进行比较。结果CT诊断正确33例(86.84%)；30例周围型肺癌的ADC值为(1.15±0.13)×10-3mm2/s，8例感染性肉芽肿的ADC值为1.45×10-3±0.20mm2/s。b值为600s/mm2时ADC值的曲线下面积为0.917，鉴别周围型肺癌及肉芽肿最佳ADC阈值为1.35×10-3mm2/s, 敏感度和特异度分别为96.7%和75.0%。ADC值诊断准确30例(78.95%)，ADC结合MRI平扫诊断准确32例(84.21%)，CT与MR两者之间诊断准确率无明显差异(p值＞0.05)。结论ADC值结合MRI平扫能对肺周围型肺癌及感染性肉芽肿提供有价值的信息，可作为肺部孤立性病变良恶性鉴别的有效补充手段。

磁共振成像；扩散加权成像；肺孤立性病变；周围型肺癌

肺孤立性病变的诊断及鉴别诊断一直是医学领域的难题，多层螺旋CT是目前公认的诊断肺孤立性病变的最佳影像手段[1]。然而，肺感染性肉芽肿病变、恶性肿瘤的CT征象往往缺乏特异性[2-3]。文献报道磁共振扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)成像在肺良恶性病变诊断中有较好的潜在应用前景[4-5]。有关DWI成像与CT的比较研究文献报道极少。本文通过对肺孤立性病变的扩散加权成像及其CT平扫与增强扫描进行比较，旨在探讨磁共振扩散加权成像在周围型肺癌与感染性肉芽肿鉴别中的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料及入组标准纳入2014年1月～2014年9月在广州医科大学附属第一医院住院经CT扫描发现肺部孤立性病变住院的患者38例，男性23例，女性15例，年龄30～82岁，平均56±26岁。CT发现肺孤立性病变1周内行MRI检查，检查前均未经过治疗，并经患者同意MRI检查后签署知情同意书。MRI检查后1周内35例患者行手术病理证实，3例患者经过抗感染治疗证实。38例中，肺癌30例，其中腺癌18例，鳞癌8例，小细胞癌1例，淋巴上皮瘤样癌2例，复合性大细胞癌神经内分泌癌1例；感染性肉芽肿8例，其中机化性肺炎3例，隐球菌感染2例，结核瘤2例，慢性肉芽肿性炎1例。

1.2 CT扫描方法采用德国Siemens Definition AS128层螺旋CT，全视野轴螺旋式扫描，转速0.5s/周，准直器宽度64层×0.6mm，螺距0.9，管电压120 kV，使用自动管电流调节技术。对比剂采用碘普胺(350mgI/m1)，剂量为1.2ml/kg，注射流率3.5 ml/s，之后用30ml生理盐水冲洗。采用自动触发技术，将主动脉阈值设定为110HU，延时4s启动扫描。平扫扫描范围由肺尖向肺底，动脉期围绕病灶扫描，静脉期扫描与平扫期一致。

1.3 MR检查及扫描方法采用3.0 T Philip Achieva TX 双源超导型MRI机，使用SENSEXL-TORSO 16通道相控阵体部线圈，应用敏感性编码技术(sensitivity encoding imaging，SENSE)。MRI扫描序列包括T1WI、T2WI、DWI。序列参数如下：T2WI/TSE，TR/TE=887/80 ms，FOV=330×260mm，矩阵288×148，NSA=1。T1WI/TFE，TR/TE=10/2.3ms，FOV=400×300 mm，矩阵256×148，NSA=1。横断面DWI扫描参数：采用单次激发自旋回波-回波平面成像(single shot-spin echo-echo planar imaging，SS-SE-EPI)，b值分别选择0、600s/mm2，TR/TE=1020 ms/56ms，FOV=400×300mm，矩阵=124×100，NSA=4，层厚/层距=3.0mm/0.3mm。

1.4 DWI图像分析及ADC值测量肉眼观察DWI扫描病灶信号强度。然后将DWI原始图像传至MR工作站(Extended MR Workspace)，获得b值为600s/mm2的ADC图，在ADC图中参照病变在常规序列及DWI图像上的位置，选取实性部分较大的层面放置感兴趣区ROI(region of interest，ROI)，避开坏死、出血区。由两名从事磁共振诊断专业五年以上的研究者在取得一致意见后共同完成，ROI为20～60体素；分别测量3次，取其平均值作为病变的ADC值(图1-5)。CT及MRI诊断分别由2名不同的医生做出，均从事放射诊断工作十年以上，且不知病理结果的情况下协商完成。

1.5 统计学分析计量资料用均数±标准差表示，统计学处理采用SPSS 16.0统计软件完成。良、恶性病变的ADC值、CT诊断效能应用配对卡方检验(McNemar检验)分析其差异，采用受试者操作特征曲线分析(receiver operating characteristic curve，ROC)曲线计算b值为600s/mm2的ADC值曲线下面积。以P＜0.05为有统计学意义。

2 结 果

2.1 38例肺孤立性病变的CT诊断结果38例患者中，CT诊断错误为5例(图1-5)，CT诊断准确率为86.84%，误诊率为13%。其中3例误诊为机化性肺炎(病理结果为浸润性肺癌)；1例误诊为肺癌(病理结果为隐球菌感染、肺间质炎症)；1例诊断为肺癌(病理结果为结核)。

2.2 38例肺孤立性病变的MRI诊断结果38例患者中，DWI上肺癌与感染性肉芽肿均为高或稍高信号，无特异性。周围型肺癌的ADC值为(1.15±0.13)×10-3mm2/s，感染性肉芽肿的ADC值为(1.45±0.20)×10-3mm2/s。b值为600s/mm2时ADC值的曲线下面积分别为0.917。鉴别两者最佳的平均ADC值阈值设定为1.35×10-3mm2/s时，敏感度和特异度分别为96.7%和75.0%，即大于该阈值者考虑为感染性病变，小于阈值者考虑为恶性病变，ADC值诊断准确30例，诊断准确率为78.95%，其中5例误诊为感染性病变(病理结果为浸润性肺癌)；3例误诊为肺癌(病理结果为隐球菌感染、肺间质炎症，见图6-10)；结合MRI中T1WI及T2WI的形态学分析，MRI诊断准确32例。

图1-5 右上肺尖段病理诊断为隐球菌感染。CT(图1-2)右上肺尖段结节影，轻度不均匀强化，CT误诊为肺癌。(图3)T2WI上为等信号，ADC值（图4）2.01×10-3mm2/s，诊断感染性病变；图5为病理图，镜下间质纤维组织增生，肺泡腔内含吞噬细胞，并可见不典型的上皮样细胞结节(HEx100)。图6-10 右下肺后基底段肺癌。CT诊断为肺癌，MRI诊断感染性病变，CT(图6)右下肺后基底段结节影，轻到中度不均匀强化。(图7-8)T1WI为低信号，T2WI为高信号，ADC值(图9)为1.54×10-3mm2/s。图10为病理图，镜下肿瘤细胞巢团状排列，胞浆丰富、红染，细胞异型性明显(HEx100)。

表1 CT检查与ADC值、ADC+MRI 、ADC+CT诊断准确率比较

2.3 两组患者的CT及MRI诊断价值的比较38例患者中，CT诊断准确率为86.84%(33/38)，ADC值诊断正确为78.95%(30/38)，ADC值结合MRI平扫诊断正确率为84.21%(32/38)，ADC值结合CT诊断正确率为94.73%(36/38)。CT与ADC值，CT与ADC+MRI平扫诊断价值两两比较，P＞0.05，无统计学意义，提示CT与MRI的诊断率无明显统计学差异(表1)。

3 讨 论

3.1 肺部病变的DWI成像技术的应用及扫描技术DWI是唯一可无创反映组织内水分子微观扩散运动的MRI成像新技术，可检测病理状态下细胞外间隙和细胞内外水分子的扩散变化，通过测定表观扩散系数ADC值来对病变进行定性、定量分析[6]。目前DWI技术已广泛应用于中枢神经系统、腹部、盆腔、乳腺等疾病的诊断中。由于肺组织含氢质子少，信号强度低，并受到心脏和呼吸运动伪影的影响，限制了MR成像在肺部病变方面的广泛应用。近年来，随着高场强MR、快速成像技术的应用发展，DWI在肺部病变的诊断、分期、评估预后等方面显示较好的应用价值[7]。与胸部CT对比，DWI成像可在无对比剂的情况下清晰显示胸部实性病变的大小、数目及与周围组织器官的关系，适用于孕妇、碘造影剂过敏及肾功能不全的患者，且MRI检查对病人没有放射线的影响。目前文献大多关注DWI在肺部良恶性病变的诊断价值，而有关DWI与MSCT在肺孤立性病变的比较的报道极少。文献报道可采用自由呼吸或呼吸门控的方式进行体部DWI扫描[8]。屈春晖等[9]分别采用自由呼吸触发扫描与屏气扫描进行DWI扫描，发现自由呼吸状态下触发扫描获得的DWI图像可清晰显示病灶，而且患者更加舒适。本研究采用自由呼吸下单次激发的自旋回波-平面回波技术，联合脂肪抑制及并行采集技术，激励次数设定为≥3，可减少呼吸伪影的影响，空间分辨率得到了明显提高。ADC值的大小与b值大小密切相关，当b值较小时，ADC值要受到灌注的影响，而b值较大时灌注影响逐渐减少。文献报道b值应≥500s/mm2[10]。本研究选择b值为600s/mm2，已消除了微循环灌注对ADC值的影响，测量所得ADC值可以反映真实的扩散系数大小，但肺部病变DWI成像的b值大小的选择尚无统一意见。

3.2 MRI扩散加权成像在肺部孤立性病变的诊断价值多数恶性肿瘤细胞排列密集，细胞外间隙减小，水分子的运动阻力较大，扩散受限，而坏死组织及良性肿瘤中水分子的运动阻力较小，水分子活动相对自由。因此，可利用良性与恶性肿瘤组织ADC值的差异来进行鉴别。邓启明等[11]探讨了DWI在肺孤立性结节的良恶性病变的鉴别，认为DWI能在肿瘤形态发生变化前发现肿瘤内在的分子水平和功能状态的变化，认为将ADC阈值设为1.5×10-3mm2/s鉴别肺良恶性病变的效能最高。本研究发现肺部良恶性病变ADC值有很大不同，ADC值阈值设定为1.35×10-3mm2/s时，鉴别良恶性病变敏感性、特异性分别为96.7%和75.0%，曲线下面积AUC为0.917，表明ADC值的定量分析对鉴别肺内良、恶性病变具有一定价值，这与既往的研究结果一致[12]。Heye等[13]对肺部病变进行MRI常规平扫及增强扫描，并与CT比较，发现MRI与CT均能发现胸部病变及准确测量其大小。本组患者中CT与ADC值的诊断准确率两者差别无统计学意义。两者联合的诊断正确率达94.7%，远大于前两者(p＜0.05)。说明采用CT联合ADC值检测的方法对肺部孤立性病变良恶性诊断的准确度高，对肺部良恶性病变的判断具有较高的临床价值。本研究中病例数量较少，因此尚需大样本进一步证实。

总之，周围型肺癌平均ADC值均明显小于感染性肉芽肿，ADC值定量分析有助于肺部良恶性病变的定性诊断，因此，扩散加权成像可作为鉴别肺部良恶性病变的较好补充手段。

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(本文编辑: 唐润辉)

Comparison of the MRI Diffusion Imaging and MSCT Diagnosis in the Solitary Pulmonary Solid Lesions*

YU Jia-xi1, LEI Yong-xia1, PENG Ya-hui2,et al．, 1 Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510120,China; 2 School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing, China, 100044

ObjectiveTo compare the diagnostic value of diffusion-weighted imaging (DWI) and MSCT in solitary pulmonary lesions; to explore prospectively the value of DWI in the distinguishing benign and malignant solitary pulmonary lesions．Material and Methods38 patients with solitary pulmonary lesions detected by chest CT were recruited． 30 of which were peripheral lung cancer and 8 were infectious lesions which were all confirmed by biopsy． All patients were performed DWI MRI scans 1 week before operation or treatment with b values of 0 and 600s/mm2, and the apparent diffusion coefficient (ADC) of lesions were measured． Receiver operating characteristic curve was used to analyze and derive the optimal threshold of ADC, and accuracy rate of CT and MRI was compared．Results33 out of the 38 patients were diagnosed correctly by CT (86．84%)． The ADC value in 30 cases of peripheral lung cancer was (1．15±0．13)×10-3mm2/s, the ADC value in 8 cases of lung infectious granuloma was (1．45±0．20)×10-3mm2/s． When b was 600 s/mm2, the area under the ROC of the ADC values was 0．917． The cut-off of ADC value in differential diagnosis of peripheral lung cancer and infectious granuloma was 1．35×10-3mm2/s．The sensitivity, specificity was 96．7%, 75．0% respectively． 30 patients was diagnosed correctly by the ADC value (78．95%), 32 patients was diagnosed correctly by combining with unenhanced MRI and ADC (84．21%)． There were no significant differences between the CT and MRI diagnostic accuracy． (P＞0．05)．ConclusionThe ADC value combining with unenhanced MRI can provide valuable information in the peripheral pulmonary cancer and infectious granuloma, which can be used as the effectively supplement to distinguish the benign and malignant solitary pulmonary lesions．

Magnetic Resonance Imaging; Diffusion-weighted Imaging; Solitary Pulmonary Lesions; Peripheral Lung Cancer

R445.2

A

广州医科大学科研基金项目资助，编号2012C31

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.03.09

何建勋

2015-01-20