高场MRI多b值DWI在肺部占位性病变诊断中的应用研究

杨 磊，王惠芳，张凤翔

（1.内蒙古自治区包钢集团第三职工医院放射科，内蒙古 包头 014010；2.内蒙古自治区鄂尔多斯市中心医院，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

肺癌是目前发生率及死亡率最高的恶性肿瘤之一，全世界每年约130 万患者死于肺癌［1］，其病理学分型有小细胞肺癌、腺癌、鳞状细胞癌、鳞腺癌、大细胞癌及类癌，早期进行影像学诊断可为临床治疗和预后提供帮助。CT 是目前肺部病变的最佳检查方法，以病变的形态学特征为主要诊断依据，但CT 增强扫描及反复检查会增加辐射损害，增大患者肾脏负荷。DWI 是一种既能反映病变形态学特征，又能从微观分子水平反映组织、器官病理生理情况的无创性检查，但目前国内外对肺部占位性病变的多b值成像研究较少，且对鉴别肺良、恶性占位性病变ADC值的阈值尚无统一标准。本研究的目的在于确定肺部占位性病变的最佳b值和鉴别良、恶性占位性病变的ADC 阈值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集包钢集团第三职工医院2018 年2 月至2020 年4 月经病理或临床证实的肺内占位性病变患者69例，男38例，女31例；年龄37～75岁，平均（50.20±0.35）岁。其中，恶性40例（腺癌17例、鳞状细胞癌8例、小细胞肺癌15例），良性29例（炎性肿块20例、结核球5例、硬化性血管瘤2例、错构瘤1例、神经鞘瘤1例）。双肺上叶21例，双肺下叶24例，肺门24例。肿块长径2～11 cm，平均（3.60±0.36）cm。

1.2 仪器与方法 采用Siemens 1.5 T MRI 扫描仪，32 通道体部相控阵线圈进行扫描。患者取仰卧位，扫描前训练患者平静均匀呼吸，尽可能减少呼吸运动伪影。扫描序列包括常规序列及多b值DWI 序列，常规序列包括轴位呼吸触发脂肪抑制T2WI TR 2 400 ms，TE 91 ms，层厚6.0 mm，层距1.0 mm，矩阵320×225，视野36 cm×36 cm；轴位屏气FES T1WI TR 400 ms，TE 25 ms，层厚6.0 mm，层距1.0 mm，矩阵256×190，视野36 cm×36 cm；多b值DWI 序列采用SE-EPI TR 5 000 ms，TE 70 ms，层厚6.0 mm，层距1.0 mm，矩阵350×350，视野36 cm×36 cm，b值取0、300、500、800、1 000、1 200 s/mm2。

1.3 图像测量及分析 由2 位副主任医师以上职称的影像医师共同完成，意见不一致时经讨论达成共识，并分别测量病变的ADC值。测量时尽量避开坏死区、出血区、钙化区及病灶边缘，测量尽可能大的实性部分。ROI 为30 mm2，测量病变3 个区域，取平均值，以减少误差。结果由专人进行核对并记录。

1.4 统计学分析 采用SPSS 17.0 统计软件进行分析，计量资料以表示，多种b值条件下肺良、恶性占位性病变的ADC值比较行独立样本t 检验，采用ROC 曲线比较不同b值的ADC值对肺部占位性病变的鉴别诊断效能。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 多种b值条件下良、恶性占位性病变ADC值及诊断效能比较 随b值增加，肺部占位性病变的ADC值逐渐降低，且恶性占位性病变ADC值明显低于良性占位性病变（均P＜0.01，表1）。

表1 多种b值条件下肺良、恶性占位性病变的ADC值（×10-3 mm2/s，）

表1 多种b值条件下肺良、恶性占位性病变的ADC值（×10-3 mm2/s，）

当b值取300、500、800、1 000、1 200 s/mm2时，ROC 曲线的AUC分别为0.810、0.831、0.897、0.883、0.879，均有诊断意义。当b值取800 s/mm2时，ADC值的诊断效能最大，鉴别诊断肺良、恶性占位性病变的阈值取1.127×10-3mm2/s 时，敏感度为0.873，特异度为0.927（图1）。且b值取800 s/mm2时图像质量最佳（图2）。

2.2 多种b值条件下小细胞肺癌与非小细胞肺癌各组ADC值差异性及诊断效能比较 不同b值小细胞肺癌与非小细胞肺癌ADC值比较见表2。当b值≥800 s/mm2时，小细胞肺癌的ADC值低于非小细胞肺癌，差异有统计学意义（P＜0.05）；ADC值的诊断阈值为0.817×10-3mm2/s，敏感度为0.831，特异度为0.796。

表2 多种b值条件下小细胞肺癌与非小细胞肺癌的ADC值（×10-3 mm2/s，）

表2 多种b值条件下小细胞肺癌与非小细胞肺癌的ADC值（×10-3 mm2/s，）

3 讨论

DWI 作为目前唯一能够观察活体组织内水分子扩散运动的无创检查方法，对肺部占位性病变的诊断与鉴别诊断、分期与疗效的评估有着极其重要的作用［2］。多b值DWI 技术在人体多个系统疾病中广泛应用，如中枢神经系统、乳腺、前列腺及肝脏占位性病变等［3-5］。但其在肺部的应用很少，主要原因是肺部氢质子含量少且受心脏大血管的搏动和呼吸运动等因素影响较大［6］。近年来随着MRI 技术不断的更新，尤其是回波平面成像技术的迅速发展，对呼吸运动伪影的不断研究，以及并行采集技术的推广应用，多b值DWI在肺部的应用越来越广泛。

3.1 最佳b值的选择 目前国内外对肺部占位性病变的MRI 应用研究较少，且DWI 的技术应用无统一标准，对b值的选取也未达成共识，且不同设备、不同场强及不同扫描方式获得的ADC值也不同，相关研究显示的最佳b值的选取结果也不一致。b值反映的是附加梯度场性质的参数，其大小与组织的信号强度衰减成正比。b值较小时，获得的ADC值不能严格反映组织病变的真实扩散情况，其中还包括组织的微循环灌注信息，且受T2透过效应的影响，但组织获得的DWI 图像SNR 和图像质量均较高［7-8］。b值较大时，获得的ADC值更稳定，能够获得组织真实的扩散信息，各种因素对其影响也较小，但其DWI 图像的对比信噪比较差，b值越高，图像质量越差，图像越扭曲变形［9］。b值的选取对高质量图像的获取和组织扩散受限信号的真实反映尤为重要。有学者研究认为，当b值取500 s/mm2时，获得的ADC值对肺部良、恶性占位性病变有较好的敏感度和特异度，且诊断效能最大［6］。本研究当b值取800 s/mm2时ROC 曲线的AUC 为0.897，明显高于其他b值，且ADC值的诊断效能最大，在获得可靠组织扩散值的同时，其图像质量也较高，既可获得较高图像SNR，又能真实反映出不同肿瘤组织本身特性，与平扫T2WI 图像联合，能较准确区分肿瘤组织、阻塞性肺炎与肺不张；对肺部良、恶性占位性病变的鉴别诊断正确率也明显提高；当b值取800 s/mm2时，对小细胞肺癌与非小细胞肺癌的鉴别诊断效能最大，小细胞肺癌的ADC值低于非小细胞肺癌。

3.2 不同b值ADC值在肺部占位性病变的诊断与分析 研究显示，ADC值与组织细胞的致密程度相关，组织细胞越致密、细胞外间隙越小，组织扩散受限，ADC值越低，基于以上原理，由于恶性肿瘤的组织细胞致密，细胞排列紧密，细胞增殖快，细胞数目多，细胞外间隙小，水分子扩散阻力增大，扩散受限，ADC值较良性病变低，且DWI 呈高信号［9］。Liu 等［10］研究表明，DWI 的信号强弱对鉴别肺部良、恶性病变无明显差异，但肺部恶性肿瘤的ADC值明显低于良性占位性病变。这主要是因为DWI 的信号强弱受T2透过效应的影响。因此，在实际工作中ADC值的应用价值更高，能够更真实地反映组织的扩散情况。本研究通过5 种b值（300、500、800、1 000、1 200 s/mm2）对69例肺部占位性病变行DWI 扫描，获得的AUC分别为0.810、0.831、0.897、0.883、0.879，其中b值取800 s/mm2时，ADC值的诊断效能最大，诊断敏感度为0.873，特异度为0.927，鉴别诊断肺良、恶性占位性病变的阈值为1.127×10-3mm2/s。陈爱萍等［11-12］认为不同b值（200、500、800、1 000 s/mm2）时肺部良、恶性占位性病变的ADC值差异均有统计学意义，且b值取500 s/mm2时的诊断效能最大，鉴别肺部良、恶性病变的诊断阈值为1.473×10-3mm2/s。本研究与其在鉴别良、恶性的病变ADC值阈值有差异，可能与选取的最佳b值不同及设备场强不同有关。本研究中小细胞肺癌的ADC值低于非小细胞肺癌；原因主要是与非小细胞肺癌相比，小细胞肺癌的癌细胞外形较大，呈球形或卵圆形，排列紧密，呈弥漫或片状实性分布，细胞密度高，胞核大且胞浆少，所以小细胞肺癌细胞中水的扩散受限更明显［11-12］。当b值取800 s/mm2时，其ADC值的诊断阈值为0.817×10-3mm2/s，诊断敏感度为0.831，特异度为0.796，在非小细胞肺癌中腺癌的ADC值高于鳞状细胞癌。

综上所述，采用1.5 T MRI 扫描仪行多b值扫描对于肺部良、恶性占位性病变有一定的诊断价值，尤其当b值取800 s/mm2诊断效能最大，诊断阈值为1.127×10-3mm2/s；ADC值的测量对于肺癌的不同病理组织学类型有一定量化依据。本研究例数偏少，可能对结果造成一定程度的影响，需扩大样本量进一步研究。