3.0T MR扩散加权成像在甲状腺良恶性结节鉴别诊断中的价值

刘 冰 孙浩然

甲状腺结节是最常见的甲状腺病变。尸检发现普通人群中甲状腺结节的发生率为50%[1]，约5%～15%为恶性结节[2]。甲状腺良恶性结节的鉴别很必要，其结果决定着临床治疗方案的选择。国内外一些学者[3-4]分别在1.5T或1.0T中低场磁共振上将DWI应用于甲状腺结节的鉴别诊断，初步研究表明DWI具有鉴别甲状腺良恶性结节的能力。本研究在3.0T高场强MR机上将DWI应用于手术前甲状腺结节和正常甲状腺的MRI检查，探讨DWI的ADC值在甲状腺良恶性结节病变鉴别诊断中的价值。

方 法

1.临床资料

获得知情同意参与本研究患者28例：其中17例患者27个甲状腺病灶为良性结节，病灶最大径0.6～4.1cm，平均2.4cm，年龄范围15～65岁，平均46.9岁；11例患者13个病灶为甲状腺恶性结节，病灶最大径0.4～4.3cm， 平均2.0cm，年龄范围24～63岁，平均46.0岁。以上40个甲状腺结节均经手术病理证实。所有患者均于手术前1～7天进行MRI检查。此外，20例健康受试者获得知情同意参与本研究作为对照组，入组条件为无甲状腺疾病史，无甲状腺功能亢进/减退临床表现，超声检查无甲状腺结节，年龄范围24～58岁，平均30.4岁。

2.MR成像及测量方法

所有MRI检查均使用3.0T超导型磁共振扫描仪（Signa HDX，美国通用电气公司），使用8通道头颈相控阵线圈，扫描范围覆盖整个甲状腺。对所有患者进行常规T1WI、T2WI、T2WI压脂及PROPELLER FSE DWI扫描。

2.1 DWI 序列：使用横轴位螺旋桨（PROPELLER）快速自旋回波成像（FSE）技术：TR 5000ms，TE 75ms，回波链长度 20，带宽125kHz，FOV 24cm×24cm，矩阵 128×128，层厚5.0mm，层间距 1.0mm，NEX 1.5；b 值选取 0、1000s/mm2。

2.2 数据测量：在 ADW4.3工作站上应用Functool 2.0 软件包的DWI软件测量感兴趣区（ROI）内的表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值。参照常规MRI图像，在DWI图上尽量避开病变内的出血、坏死和囊变区域以及病灶的边缘区，选取实性病灶最大径所在层面作为ROI，利用圆形或椭圆形进行标识。每个病灶同一层面测量3次，每次测量面积尽量相同，取3次测量ADC值的平均值作为该病灶的ADC值。正常甲状腺组选取DWI图像显示最清晰的层面，取适当面积分别测量左、右叶的ADC值并进行平均，同样测量3次，3次测量的平均值作为该甲状腺腺体的ADC值。由2名放射科主治医生对所有患者的图像进行分析，意见不一致时由双方讨论取得一致。

3.统计学处理

应用SPSS 15.0统计分析软件完成数据处理、统计分析。以病理诊断结果作为金标准，首先对良、恶性结节及正常甲状腺ADC值进行正态分布性（K-S）检验，对良性结节组、恶性结节组及正常甲状腺组进行单因素方差分析（one-way analysis of variance，one-way ANOVA）；使用独立样本t检验对甲状腺良性结节与恶性结节ADC值之间的差异进行显著性检验；使用受试者操作曲线（ROC）方法选择鉴别良、恶性甲状腺结节的阈值，取合适的ADC值定为良恶性病变鉴别的阈值，行诊断试验评价（敏感性、特异性）。计量资料以平均值±标准差（±s）表示，以P＜0.05作为有显著意义的标准。

结 果

1.ADC值

正常甲状腺实质平均ADC值为(1.84±0.20)×10-3mm2/s，范围 (1.37 ～ 2.28)×10-3mm2/s；甲状腺良性结节平均ADC值为(2.43±0.54)×10-3mm2/s，范围 (1.41～ 3.62)×10-3mm2/s（图 1）；甲状腺恶性结节平均 ADC 值为 (1.49±0.35)×10-3mm2/s，范围 (0.60～ 1.95)×10-3mm2/s（图 2）。甲状腺良性结节、恶性结节及正常甲状腺实质ADC值近似正态分布。三组数据之间存在统计学意义上的差异 (one-way ANOVA，F=26.664，P=0.000）（表1）。

2.ADC值区分甲状腺良恶性结节的诊断效能

甲状腺良性结节与恶性结节ADC值之间的差异具有统计学意义（t=5.817，P=0.000）。以敏感性为纵坐标，1-特异性为横坐标绘制ROC曲线，选取ADC值2.04×10-3mm2/s定为甲状腺良恶性结节鉴别的阈值，95%置信区间为（0.84～1.01），诊断敏感性为85.2% ，特异性为100%（图3）。

图1 女性，30岁，发现颈部肿物1周，超声检查示甲状腺左叶实性肿物；ECT示甲状腺左叶较大凉结节。常规MRI表现，T1WI呈等信号，T2WI呈高信号。DWI信号呈稍高信号，相应ADC伪彩图上表现高信号，信号强度均匀。所测ADC值为2.49×10-3mm2/s。病理结果：（左叶）甲状腺腺瘤样增生结节。

图2 女性，33岁，发现甲状腺右叶肿物4年，超声检查示甲状腺右叶实性肿物伴钙化；ECT检查示甲状腺右叶冷结节。常规MRI表现，T1WI呈等信号，T2WI呈稍高信号。DWI信号呈高信号，相应ADC伪彩图上表现低信号。所测ADC值为1.34×10-3mm2/s。病理结果：（右侧甲状腺）甲状腺乳头状癌，侵及甲状腺被膜。

表1 良、恶性结节及正常甲状腺实质ADC值比较

图3 ADC区分甲状腺良恶性结节的诊断效能的ROC曲线。

讨 论

1.甲状腺扩散加权成像的应用

磁共振扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI)是一种在活体上进行组织水分子扩散运动测量与成像的无创检查技术[5]。在DWI中，表观扩散系数（ADC）可间接反映组织微观结构特点及其变化，广泛应用于全身各部位病变，但DWI在甲状腺疾病中的应用报道不多。场强1.0T以上的MR仪DWI常采用快速平面回波成像（echo planar imaging，EPI）技术，EPI序列采集时间短，但是对磁场不均匀性极为敏感，容易在空气、组织、骨交界处产生伪影，EPI DWI序列容易导致图像变形失真。Kida 等[6]及Locketz等[7]分别将PROPELLER FSE DWI用于颅脑检查和中耳胆脂瘤检查，结果表明PROPELLER FSE DWI技术能显著减少图像的运动伪影和磁敏感伪影，图像的空间分辨率及信噪比显著提高。本研究利用3.0T超导型MR仪PROPELLER FSE DWI对甲状腺结节进行成像。

2.DWI成像b值的选择

生物学组织的微观运动不仅包括水分子的微观扩散还包括血流的微循环灌注。b值越小微循环血流灌注影响越大[8]，所测得的ADC值不稳定，不能有效反映水分子的弥散运动；b值越大对水分子运动的检测越敏感，所测得的ADC值受局部组织的微循环血流灌注影响越小[9-10]，能更真实地反映组织水分子的弥散运动，较大的b值同时可以有效抑制T2穿透效应[11]。因此本研究选取较大b值1000s/mm2。

近5年来DWI在甲状腺结节中的应用仅见少数报道。Wu等[3]采用b值0、300s/mm2测定甲状腺良恶性结节的ADC值，结果显示甲状腺恶性结节平均ADC值（1.49±0.60）×10-3m2/s，甲状腺良性结节平均 ADC 值（2.37±0.47）×10-3mm2/s，恶性结节ADC值低于良性结节，两者具有显著统计学差异（P＜0.001）。Dilli等[6]采用b值0、400s/mm2对甲状腺良、恶性结节ADC值进行了测定，恶性结节平均 ADC 值（0.829±0.179）×10-3mm2/s，良性结节平均 ADC 值（1.984±0.482）×10-3mm2/s ，恶性结节平均ADC值明显低于良性结节（P=0.000）。Khizer等[8]利用b值0、1000s/mm2得出恶性甲状腺结节平均ADC值（0.94±0.16）×10-3mm2/s明显低于良性甲状腺结节平均ADC值（1.93±0.13）×10-3mm2/s。以上研究及本研究均表明甲状腺恶性结节ADC值在统计学上低于甲状腺良性结节。然而，与本研究结果相反，Schueller-Weidekamm等[12]采取b=0、800s/mm2对25例甲状腺实性冷结节DWI结果进行了分析，甲状腺恶性结节ADC值范围 (2.43 ～ 3.037)×10-3mm2/s，甲状腺腺瘤(1.626 ～ 2.233)×10-3mm2/s，正常甲状腺实质 ADC值 (1.253～ 1.602)×10-3mm2/s，三者 ADC 值之间没有重叠区间。当ADC值≥2.25×10-3mm2/s诊断为甲状腺恶性结节，准确率88%，敏感性85%，特异性100%。另一项关于35例甲状腺实性冷结节ADC值的研究显示，甲状腺恶性结节平均ADC值2.73×10-3mm2/s，腺瘤平均 ADC 值 1.93×10-3mm2/s。该项研究的解释是：一般恶性程度较高的肿瘤组织由于癌灶细胞密度增高而导致其弥散能力下降（即ADC值减低）；但是，甲状腺癌细胞内含有来自巨滤泡结构分泌的甲状腺球蛋白，而后者的弥散功能不受限制，这是甲状腺癌在DWI上与其他恶性肿瘤表现不同的可能原因[12]。

与其他器官的恶性肿瘤相似，本研究发现甲状腺恶性肿瘤的ADC值显著偏低。恶性肿瘤细胞繁殖旺盛，细胞密度较高，细胞间距离受到限制，水分子从细胞外介质进入细胞内的扩散运动受限造成肿瘤ADC值降低；同时，细胞生物膜的限制和大分子物质如蛋白质对水分子的吸附作用也增强，这些因素综合作用阻止了恶性肿瘤内水分子的有效运动，限制了扩散，因而ADC值降低。

本研究的限度在于样本量小，入组患者大部分恶性肿瘤病理类型为甲状腺乳头状癌，尚缺乏对不同组织病理学性质甲状腺结节的全面研究，进一步研究需要扩大样本量。

总之，本研究发现甲状腺良性结节、恶性结节及正常甲状腺实质ADC值之间存在统计学差异，在3.0T磁共振仪上行扩散加权成像并测量ADC值可准确鉴别甲状腺结节良恶性。