ADC平均值及最小值在鉴别良、恶性四肢软组织肿瘤中的价值

肖杨，廖凯兵，施欣园，刘凯

四肢软组织肿瘤主要为间胚叶和神经外胚叶病变所致，是一种较为少见的肿瘤类型[1]。四肢软组织肿瘤组织的来源较复杂，影像学表现多样且无明显特征性，良恶性肿瘤存在重叠，多数诊断困难。同时，由于四肢软组织肿瘤多位置较深，且定性诊断难度较大，因此在术前需通过影像学检查对肿瘤位置及其良恶性进行准确判断[2]。MRI具有较高的软组织分辨力，在四肢软组织肿瘤的影像诊断中具有重要作用，但常规MRI对其诊断比较困难。DWI能够反映活体组织病理、生理状态下细胞内外游离水分子的随机热运动，可从分子水平上观察组织病理改变。表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值可一定程度上反映肿瘤的病理类型及分化程度，由于肿瘤的异质性，病灶中ADC值越小越能代表肿瘤细胞的密集程度，有研究认为最小ADC值可作为判断肿瘤病理分级及恶性程度的客观指标[3]。已有一些研究探讨了ADC值在鉴别四肢良恶性软组织肿瘤中的价值，笔者查阅文献，尚未发现有文献探讨最小ADC值在鉴别四肢软组织肿瘤良恶性中的价值。本文回顾性分析53例四肢软组织肿瘤的MRI表现并比较良、恶性软组织肿瘤的平均ADC值、最小ADC值差异，旨在探讨ADC值在鉴别良、恶性四肢软组织肿瘤中的价值。

材料与方法

1.病例资料

搜集2015年5月-2020年5月经手术后病理证实的53例四肢软组织肿瘤患者，其中男30例，女23例，年龄11～76岁，平均41.3岁，所有患者均行MRI平扫及DWI检查，检查前均未行放、化疗及手术治疗。本研究获本院伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

2.检查方法

MRI检查采用GE Signa 3.0T MR扫描仪，相控阵表面线圈，所有患者均行常规MRI平扫及DWI检查。扫描参数：T1WI序列，TR 400 ms，TE 15 ms，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，激励次数为1，视野22 cm×22 cm～32 cm×32 cm；T2WI序列，TR 3300 ms，TE 80 ms，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，激励次数为1，视野22 cm×22 cm～32 cm×32 cm；脂肪抑制TSE序列T2WI，TR 3900 ms，TE 80 ms，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，激励次数为1，视野22 cm×22 cm～32 cm×32 cm；DWI序列，TR 6000 ms，TE 45 ms，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，激励次数为1，视野22 cm×22 cm～32 cm×32 cm，采集时间48 s，扩散敏感系数(b值)取0、800 s/mm2。DWI 图像在工作站进行后处理。

3.图像处理及数据测量

由2位副主任医师以上高年资诊断医师对肿瘤进行诊断及定位。感兴趣区(region of interest,ROI)的选取：结合T1WI、T2WI图像上肿瘤的范围及形态选取ROI，避开坏死、囊变区域，ROI面积≥50 mm2，选取5个层面分别测量目标病灶的平均ADC值、最小ADC值。平均ADC值的测量：每个层面选取1个ROI，记录病灶所在每一层面的ADC值后取其平均值。最小ADC值的测量：记录病灶所在每一层面的最小ADC值后取其最小值。若病灶大小不足5个层面，取5个不同部位分别进行测量。

4.统计学分析

采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。计量资料以均值±标准差表示，ADC平均值及ADC最小值在良、恶性四肢软组织肿瘤间的比较采用独立样本t检验。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic curve，ROC)曲线分析ADC平均值、ADC最小值对良、恶性四肢软组织肿瘤的鉴别诊断效能。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.病理类型

53例患者均经病理证实，其中良性软组织肿瘤24例，恶性软组织肿瘤29例。24例良性软组织肿瘤中包括血管瘤8例，脂肪瘤6例，神经鞘瘤5例，神经纤维瘤5例。29例恶性软组织肿瘤中包括滑膜肉瘤8例，脂肪肉瘤7例，原始神经外胚层瘤5例，恶性神经鞘瘤4例，横纹肌肉瘤3例，平滑肌肉瘤2例。

2.MRI表现

24例良性软组织肿瘤中8例血管瘤可见病灶呈片状、结节状或条索状，T1WI呈稍低、等高信号，T2WI呈中等或高信号，DWI呈高信号(图1)；6 例脂肪瘤病灶边界清晰，T1WI、T2WI均呈高信号，DWI示病灶呈低信号；神经鞘瘤5例，T1WI呈等、低信号，T2WI呈均匀或不均匀高信号，DWI呈稍高或高信号；神经纤维瘤5例，T1WI呈等、低信号，T2WI呈均匀或不均匀高信号，DWI呈高信号。

图1 右侧腘窝血管瘤患者，男，23岁。a)T1WI示病灶呈低信号；b)T2WI抑脂序列示病灶呈高信号；c)DWI示病灶呈高信号；d)ADC图示病灶信号不低。 图2 左大腿滑膜肉瘤患者，男，18岁。a)T1WI示左侧大腿上段前方软组织内不规则团块状混杂等、低信号；b)T2WI抑脂序列示病灶呈混杂高信号；c)DWI示病灶呈高信号；d)ADC图示病灶呈低信号。

29例恶性软组织肿瘤中8例滑膜肉瘤边界清晰，体积较大，T1WI呈等或稍低混杂信号，T2WI呈高信号或以高信号为主的混杂信号，DWI呈高信号(图2)；7例脂肪肉瘤T1WI呈等或高信号，T2WI呈高信号或以高信号为主的混杂信号，DWI呈稍高或高信号；5例原始神经外胚层瘤在T1WI上表现为稍低或低信号，T2WI上表现为混杂高或高信号，在DWI上呈相对高信号；恶性神经鞘瘤4例,T1WI呈等、低信号，T2WI呈不均匀高信号；横纹肌肉瘤3例，T1WI上以不均匀等信号为主，T2WI上表现为稍高或高信号，其内可见少许混杂信号，DWI上病灶呈高信号；平滑肌肉瘤2例在T1WI上以不均匀等信号为主，T2WI上呈不均匀稍高信号，DWI上病灶呈高信号。

3.四肢良、恶性软组织肿瘤ADC平均值、ADC最小值比较

四肢良、恶性软组织肿瘤的平均ADC值及最小ADC值比较采用独立样本t检验。24例四肢良性软组织肿瘤的平均ADC值为(1.289±0.231)×10-3mm/s2，29例四肢恶性软组织肿瘤的平均ADC值为(0.960±0.221)×10-3mm/s2，两组差异有统计学意义(t=5.255，P=0.000)。24例四肢良性软组织肿瘤的最小ADC值为(1.118±0.233)×10-3mm/s2，29例四肢恶性软组织肿瘤的最小ADC值为(0.702±0.206)×10-3mm/s2，两组差异有统计学意义(t=6.825，P=0.000)。

4.ADC平均值、ADC最小值对四肢良、恶性软组织肿瘤的鉴别诊断效能

采用ROC曲线分析ADC平均值、ADC最小值对四肢良、恶性软组织肿瘤的鉴别诊断效能。ROC曲线分析结果显示，在鉴别四肢良、恶性软组织肿瘤方面，平均ADC值的曲线下面积(area under curve，AUC)为0.866，最小ADC值的AUC为0.910(图3)，最小ADC值的鉴别诊断效能优于平均ADC值。平均ADC值的最佳诊断点为1.247×10-3mm/s2，诊断敏感度为79.2%，特异度为89.7%；最小ADC值的最佳诊断点为0.968×10-3mm/s2，诊断敏感度为83.3%，特异度为89.7%。

图3 ADC平均值、ADC最小值鉴别诊断良、恶性四肢软组织肿瘤的ROC曲线。

讨 论

良性四肢软组织肿瘤完整切除后多具有较好的预后,恶性四肢软组织肿瘤因其恶性程度高、浸润速度快，预后多不良，临床上以扩大切除为重要原则[4]，因为四肢良、恶性软组织肿瘤治疗原则的不同，因此对四肢软组织肿瘤的良恶性进行无创性评价具有重要意义。MRI对软组织分辨力高，是鉴别四肢软组织肿瘤良恶性的首选影像学检查方法，但部分良、恶性四肢软组织肿瘤的常规MRI表现相似，鉴别诊断较困难[5]。近年来，ADC值已被广泛用于多种肿瘤的分级和鉴别诊断，但在关于采用ADC 值进行四肢软组织肿瘤定性诊断方面目前临床尚无定论。

已有不少学者应用ADC 值对不同病理类型的肿瘤进行定量研究，证实了ADC 值与肿瘤的细胞密度呈负相关，恶性肿瘤细胞排列紧密、核浆比例高、基质稀少，水分子扩散受限，ADC值较低，而良性肿瘤的ADC值较高[6-8]。Maeda等[6]报道恶性软组织肿瘤的ADC 值为(0.94±0.25)×10-3mm/s2，良性软组织肿瘤的ADC值为(1.31±0.46 )×10-3mm/s2。Kiyoshi等[7]报道恶性软组织肿瘤的ADC值为(0.88±0.40)×10-3mm/s2，而良性软组织肿瘤的ADC值为(1.36±0.48)×10-3mm/s2。王琦等[8]报道恶性软组织肿瘤的ADC值为(0.96±0.31)×10-3mm/s2，良性软组织肿瘤的ADC值为(1.92±0.36)×10-3mm/s2。本研究结果显示，四肢良性软组织肿瘤的平均ADC值为(1.289±0.231)×10-3mm/s2，恶性软组织肿瘤的平均ADC值为(0.960±0.221)×10-3mm/s2，两组差异有统计学意义(P=0.000)，本研究的平均ADC值测量结果与Maeda等、Kiyoshi等近似，但良性软组织肿瘤的ADC值测量结果与王琦等的结果差异较大，这可能与两项研究的肿瘤构成比、扫描机型及扫描参数不同有关。由于肿瘤恶性程度越高，肿瘤细胞越密集，ADC值越低，因此笔者认为如果ADC值显著降低，为恶性肿瘤的概率很高；另外，关于软组织肿瘤DWI检查最佳b值的选择尚无定论，同时b值是DWI检查的关键参数，因此选择合适的b值尤其关键，由于增高b值会导致图像信噪比降低，因此较高的b 值通常不用于临床中，但相关研究表明，b值升高能够使水分子扩散检测的敏感性提高，从而削弱T2透射效应[9]，笔者建议在保证图像信噪比的基础上，选择相对较高的b值(如800或1000s/mm2)。本研究结果显示，良性四肢软组织肿瘤的ADC值明显高于恶性软组织肿瘤，这可能是因为恶性软组织肿瘤的肿瘤细胞更密集，瘤内血液粘滞度更高，致使水分子扩散降低而导致的，这与以上研究的结果一致。

Nasu等[10]研究认为，肿瘤细胞的病理分级不仅取决于结构异型性，还取决于细胞异型性。DWI只能探查细胞外水分子的布朗运动，故只能反映其结构异型性，对于细胞内水分子的运动尚不能有效进行评估。因此，ADC平均值作为反映肿瘤细胞病理特性的指标仍存在局限性。但随着相关研究的不断深入，人们发现病灶中较低的ADC值往往更能反映恶性肿瘤的病理学特征。ADC值与肿瘤细胞密度及其良恶性密切相关，最小ADC值区域代表肿瘤细胞最密集的区域，也是病灶中水分子扩散受限最显著的区域，最小ADC值可能可以更准确地评估肿瘤的病理分级[11,12]。关于最小ADC值对肿瘤病理分级的诊断价值，已有不少文献报道。Kato等[13]发现最小ADC值有助于乳腺癌不同亚型的鉴别诊断。李颜良等[14]发现最小ADC值对髓母细胞瘤、星形细胞瘤、室管膜瘤具有较高的鉴别诊断效能。张娜等[15]的研究显示，最小ADC值可为宫颈癌的良恶性鉴别诊断及准确分期提供重要参考。鲁果果等[16]研究发现颈部淋巴瘤的最小ADC值低于转移性淋巴结，差异有统计学意义，有助于鉴别两者。陈伟等[17]研究认为最小ADC值在预测食管癌病理分级方面优于平均ADC值，有助于临床治疗方案的制定和预后评估。本研究结果显示，良性四肢软组织肿瘤的最小ADC值为(1.118±0.233)×10-3mm/s2，恶性软组织肿瘤的最小ADC值为(0.702±0.206)×10-3mm/s2，两组差异有统计学意义(P=0.000)。关于平均ADC值和最小ADC值对四肢软组织肿瘤良恶性的鉴别诊断效能，本研究采用ROC曲线进行了分析，结果显示最小ADC值的曲线下面积(AUC)为0.910，平均ADC值的AUC为0.866，故最小ADC值对四肢良、恶性软组织肿瘤具有更高的鉴别诊断效能，优于平均ADC值。以最小ADC值≤0.968×10-3mm/s2为阈值诊断恶性四肢软组织肿瘤的敏感度为83.3%，特异度为89.7%。因此，通过测量四肢软组织肿瘤病灶的最小ADC值可准确评估其病理类型，对临床治疗方法的选择及预后评估具有重要价值。

本研究存在一定的局限性：①样本量较小，同时由于四肢软组织肿瘤种类较多，本研究只涉及了相对常见的几种类型，可能对研究结果产生一定偏倚；②平均ADC值及最小ADC值的测量受多种因素的影响，可能存在一定的测量误差；③本研究中DWI检查采用单b值，而软组织肿瘤DWI检查最佳b值的选择尚无定论，同时ADC值的测量易受组织微循环灌注影响，使得测量结果可能存在一定的误差。未来笔者将尝试采用多b值DWI进行ADC值的测量，同时纳入更大样本量、更多四肢软组织肿瘤类型进行更深入的研究。

综上所述，平均ADC值和最小ADC值对四肢软组织肿瘤的良恶性均具有较高的鉴别诊断效能，最小ADC值优于平均ADC值。术前通过测量四肢软组织肿瘤病灶的最小ADC值可准确评估其病理类型，有助于临床治疗方案的制定及肿瘤预后评估。