MR压脂T2加权与弥散加权成像在合并肺不张的中心型肺癌中的应用

2019-06-17王菲菲罗娅红

中国医疗设备 2019年5期

王菲菲，罗娅红

辽宁省肿瘤医院（中国医科大学肿瘤医院）医学影像科，辽宁沈阳 110042

引言

不同于周围型肺癌，中央型肺癌的发生常常伴有阻塞性肺炎，继而导致肺容积的减少，出现阻塞性肺不张。膨胀不全的肺组织发生渗出、实变及炎性反应，出现密度的增高。此时，单纯使用CT无法将肿瘤与实变的肺组织明确区分开[1]。鉴于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）良好的软组织对比度和较高的空间分辨率，在合并肺不张的中心型肺癌中不同序列的磁共振成像的选择和应用越来越受到大家的重视。其中压脂T2加权（T2-Weighted Image，T2WI）抑制了肿瘤细胞的脂质信号，使其更易与肺不张组织进行区分[2]，而弥散加权成像（Diffusion-Weighted Imaging，DWI）以细胞外组织间隙水分子随机弥散运动为基础，是一种能反映细胞结构、功能变化和代谢异常的MRI技术[3]。

本研究收集了35例合并肺不张的中心型肺癌患者的MR图像，对比其压脂T2WI序列、DWI序列、压脂T2WI联合 DWI序列的图像信号强度比（Signal Intensity Ratio，SIR）、噪声比（Contrast-to-Noise Ratio，CNR）及对肺癌及肺不张组织边界的显示情况，对压脂T2WI联合DWI成像在合并肺不张的中心型肺癌患者中的应用进行了初步探讨。

1 材料与方法

1.1 临床资料

选取2016年5月至2018年5月于本院就诊的35例合并肺不张的中心型肺癌患者为研究对象，其中男19例，女16例，年龄39～75岁。所有患者均为单发病灶，未经治疗，经支气管镜检查或经皮肺穿刺活检取病理确诊，包括鳞癌15例，腺癌14例，腺鳞癌6例。所有入组患者一般状况良好，无精神疾病、无严重肝肾功能不全、血液病及其他恶性肿瘤，近3个月内无感染及液体潴留，神志清晰，能配合检查。患者体内及体表无金属、磁性物品，无MRI检查禁忌证。所有入组患者及其家属签署知情同意书，研究已报经医院伦理委员会批准。

1.2 仪器与方法

使用美国GE公司1.5TMR成像系统，患者经呼吸训练，取常规仰卧位，扫描区域上起胸廓入口下至膈顶平面，扫描参数如下：压脂 T2WI序列：TR/TE：7200/80 ms，层厚 /间距：4/0.4 mm，FOV 375 mm2，矩阵 352×160，应用脂肪抑制及呼吸门控；DWI序列：TR/TE：6600/52 ms，层厚 /间距：4/0.4 mm，FOV 375 mm2，矩阵 352×160，弥散敏感因子b值取600 s/mm2，应用呼吸门控。选取肿瘤组织与不张的肺组织相邻或并存的2个层面勾画感兴趣区（ROI），原则上避开囊变、坏死、出血及含有正常血管的区域，测量压脂T2WI、DWI图像的信号强度和背景噪声，分别计算信号强度比SIR和噪声比CNR。压脂T2WI图像中肿瘤组织信号强度低于膨胀不良的肺组织，故取SIR=肺不张组织信号强度/肿瘤组织信号强度；CNR=(肺不张组织信号强度－肿瘤组织信号强度)/背景噪声标准差；DWI图像中肿瘤组织表现为高信号，取SIR=肿瘤组织信号强度/肺不张组织信号强度；CNR=(肿瘤组织信号强度－肺不张组织信号强度)/背景噪音标准差。由两位高年资的放射科医生进行阅片，判断从图像中能否区分肿瘤组织与肺不张组织的边界，两者意见不一时即作为阴性结果处理，阳性率=能区分边界的病例数/总病例数。

1.3 统计学分析方法和指标

使用SPSS 21.0软件进行统计分析，两名放射科医生诊断结果的一致性采用Kappa分析，计数资料行χ2检验，取单侧α=0.05，三组校正α'=0.0167；计量资料经正态性检验，符合正态分布的计量资料用均数±标准差（）表示，行配对t检验，取单侧α=0.05，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

经Kappa分析，K=0.82，两位放射科医生的诊断具有较好的一致性。采用频率-频率图（P-P plot）检验，35名受试者压脂T2WI、DWI图像中感兴趣区域的SIR和CNR数据呈正态分布。

2.1 图像质量

35名受试者均完成MR扫描，所得图像清晰，满足诊断要求。压脂T2WI图像能清晰显示肺部及纵隔区域的解剖结构，4例DWI图像在肿瘤组织与不张肺组织的分界区存在轻度变形，35例均能满足本次研究的分析要求。DWI图像的SIR和CNR均高于单纯的压脂T2WI图像，差异具有统计学意义，见表1。

表1 压脂T2WI及DWI序列图像SIR、CNR比较（）

检查序列 SIR CNR压脂T2WI 1.94±0.11 16.69±1.48 DWI 3.02±0.17 31.57±2.94 t 16.792 10.248 P＜0.05 ＜0.05

2.2 诊断效能

在压脂T2WI图像中，肿瘤组织的脂肪信号受到抑制，信号稍高于或等于正常组织，低于不张的肺组织，肿瘤组织、不张肺组织与正常肺组织间分界清晰。在DWI图像中肿瘤组织的信号高于不张肺组织，不张肺组织信号高于正常肺组织，部分肿瘤组织内部存在坏死，表现为边缘高信号中心低信号。DWI图像均无明显变形，但解剖层次欠清晰，将其与压脂T2WI结合后，能更清晰地显示肿瘤组织的范围，三组间比较，差异具有统计学意义（χ2=7.535，P=0.023），压脂T2WI联合DWI的阳性率显著高于单纯的压脂 T2WI（χ2=7.652，P=0.006），见表2。

表2 压脂T2WI、DWI及两者联合对肿瘤与肺不张组织边界的显示情况

3 讨论

中央型肺癌的发生常常伴有阻塞性肺炎，膨胀不全的肺组织发生渗出、实变及炎性反应，出现密度的增高，在CT上表现为扇形的密度增高区，而中央型肺癌的肿瘤组织在CT也往往表现为高密度改变，又与其所牵拉的、不张的肺组织相互融合，仅从密度上往往难以区分。目前对于肺癌的治疗正从单一的外科手术治疗向手术、放化疗、靶向治疗的综合治疗方式转化，将肿瘤与不张的肺组织进行准确的区分对中央型肺癌的活检、分期、靶区勾画及疗效评价都有重要提示作用[4-6]，临床决策所需的影像学信息对当下的影像学检查提出了更高的要求，传统的CT及MR已无法满足医生和患者的需求，压脂T2WI及以DWI为代表的磁共振功能显像在合并肺不张的中央型肺癌患者中的应用逐步获得了大家的讨论和重视。

肺癌细胞中存在较为广泛的脂质变性，脂质含量高于正常的肺组织。在一般的T2WI中，肺癌组织和肺不张组织均表现为高信号，能对两者进行一定程度的区分，在压脂T2WI中，肿瘤组织信号大幅下降，与不张的肺组织之间信号差增大，更加易于鉴别和划定界线[7]。

DWI是目前一种较为成熟的MR功能显像技术，若进行全身的成像能起到“类PET”的效果[8-9]。DWI以细胞外组织间隙水分子的随机热运动为显像基础，利用肿瘤细胞快速增殖、细胞外间隙小、胞内水分子含量高、随机运动阻力大的特点，使其在DWI图像上呈现出明显的高信号，而炎症组织含水量多却排列疏松，水分子扩散受限少，在DWI图像上信号往往低于肿瘤组织[10-11]。DWI在头颈部[12]、乳腺[13]、前列腺肿瘤[14]的诊断中已有了较多的实践。肺组织含气，MR显像时容易产生伪影，还易受呼吸运动及心跳的影响，周围解剖结构复杂，DWI不是简单的解剖成像，无法提供清晰准确的解剖分层，在肺部疾病的应用中常需要利用呼吸门控等技术，与T2WI等序列进行融合以提高诊断效能。

本研究探讨了对中心型肺癌合并肺不张的患者单独或联合使用压脂T2WI、DWI的效果。从实验数据中不难发现DWI图像的SIR和CNR均高于单纯的压脂T2WI图像，与既往国内外研究的结果相符[15-16]。利用DWI和压脂T2WI分别进行鉴别诊断的阳性率不存在显著差异，而两者联合时鉴别诊断的阳性率显著高于单纯的压脂T2WI图像，这是因为DWI本身无法提供清晰的肺部解剖分层，且部分患者的DWI图像尚存在轻度变形，肿瘤-肺界线模糊，此时压脂T2WI能给出更多的解剖学信息，两者结合可以进行精准的界线分割、靶区勾画，给临床提供足够的解剖细节和定量分析参数。本研究中仍有两例患者在压脂T2WI联合DWI的情况下仍无法较好得区分肺癌和肺不张，一例为肿瘤组织较小，贴近支气管壁，DWI呈条状高信号，压脂T2WI信号与不张肺组织信号相近，另一例瘤体中心出现液化坏死，压脂T2WI信号混杂不均，兼DWI图像于边界处存在轻度变形，难以准确区分，对这类的患者可能需要进一步结合薄层增强CT、PET/CT等影像手段进行诊断。