多路敏感编码扩散加权成像直方图鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的价值

秦方辉 张衡 陈林 蔡炜 汪洋

鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤是东南亚地区，尤其是中国南部最常见的鼻咽恶性肿瘤[1]。两种疾病均可表现为鼻塞、慢性头痛以及颈部肿块等非特异性症状[2]。然而，两者的生物学行为、治疗方案以及生存预后都存在明显差异[3]。因此，早期鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤是个体化治疗决策制定的关键。目前，鼻咽活检的组织病理学评估仍然是诊断鼻咽部肿瘤的金标准[4]。但活检是一种局部和侵入性操作，可能导致取样误差以及出血等[5]。因此，迫切需要一种客观、无创的鉴别方法。已有学者采用常规扩散加权成像（DWI）用于鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的鉴别[6，7]。然而，常规DWI 在鼻咽部成像时多容易产生磁敏感伪影且图像信噪比较低[8]。与常规DWI 相比，多路敏感编码扩散加权成像（Multiexed sensitivity encoding diffusion-weighted imaging，MUSE-DWI）开发了灵敏度编码技术，采用交错轨迹获取k 空间数据，可以提供更好的空间分辨率，以此获得的表观扩散系数图（ADC）具有更高的分辨率和信噪比，从而显著提高了ADC 值的诊断可靠性和效率[9]。本研究拟探讨基于MUSE-DWI 直方图鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象本研究经我院伦理委员会批准。收集2020 年10 月～2022 年12 月经病理确诊为鼻咽癌或鼻咽淋巴瘤的患者。纳入标准：①组织学证实为鼻咽癌或鼻咽淋巴瘤；②治疗前行鼻咽或颈部MRI 检查；③MUSE-DWI 无明显伪影。排除标准：①任何恶性肿瘤史；②MRI 扫描前已接受过放疗或化疗；③未接受MUSE-DWI 检查；④原发肿瘤直径＜5mm。最终，本研究共纳入82 例鼻咽部肿瘤患者。

1.2 图像采集采用3.0T MRI（Architect，GE Healthcare）对所有患者进行图像采集，使用28 通道头颈部相控阵线圈，扫描序列包括轴位T1WI、轴 位T2WI、轴 位MUSE-DWI 以及轴位T1WI 增强。扫描参数如下：轴位T1WI:TR 550ms，TE 10ms，层厚3mm，层间距1mm；FOV 240×240mm2；轴 位T2WI:TR 3 700ms，TE 120ms，层厚3mm，层间距1mm；FOV 240×240mm2；轴位MUSE-DWI：TR 3 864ms，TE 78.5ms，层厚3mm，层间距1mm，FOV 240×240 mm2，b=0/1 000mm2/s，激励次数3。T1WI 增强检查经肘前静脉注射对比剂（Gd-DTPA），剂量0.2ml/kg，注射流率2ml/s。

1.3 图像分析由2 名分别具有5 年和13 年头颈MRI 诊断经验的医师独立分析。将每位患者的ADC 图导入Image J，使用Image J 沿肿瘤边缘手动勾画感兴趣区（ROI），对照患者T2WI 及增强T1WI图像，尽可能避开肿瘤坏死、囊变区域，勾画ROI 后行直方图分析。自动获得均值、标准差、偏度以及峰度4 个直方图特征参数。每位患者分别由两位医师各测量3 次，取测量平均值进行最后分析。此外，具有5 年头颈MRI 诊断经验的医师在1 个月后重新测量所有参数，以评估观察者间以及观察者内部一致性。

1.4 统计学分析所有连续数据均进行正态性检验。定量参数使用Mann-Whitney U 检验或独立样本t检验。分类变量则使用Pearson 卡方检验或Fisher's 精确检验。使用受试者工作特征（ROC）曲线分析评估区分能力。计算曲线下面积（AUC）评估所有参数的诊断准确性。在所有统计分析中，使 用IBM SPSS statistics for windows，v.19.0（IBM，Armonk，NY）。P＜0.05 为差异具有统计学意义。ICC＞0.75 表示具有较好的一致性。

2 结果

2.1 临床资料比较本研究共纳入82 例患者，其中男59 例，女23 例；年 龄22～84 岁，平 均（55±15）岁。分为鼻咽癌组（51 例）与鼻咽淋巴瘤组（31例），两组在性别、年龄以及病灶信号等临床特征上差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2 组内及组间的一致性评估一致性用于评估两位放射科医生或同一放射科医生在不同时间测量的一致性。每个参数都表现出良好的观察者间一致性（ICC＞0.8）。

2.3 定量分析将其中2 例患者的ADC 图导入Image J 后沿肿瘤边缘手动勾画ROI 后，自动获得均值、标准差、偏度以及峰度4 个直方图特征参数，见图1、图2。结果表明，鼻咽癌患者MUSE-DWI直方图中均值以及标准差均大于鼻咽淋巴瘤患者，差异有统计学意义（P＜0.001），两组间峰度以及偏度比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。均值、标准差鉴别两者的AUC 值分别为0.805、0.761，其中均值的诊断效能最佳，当均值取754.95×10-3mm2/s 时，鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的敏感度与特异度分别为76.5%和74.2%,见图3。

图1 鼻咽淋巴瘤患者的MUSE-DWI 直方图

图2 鼻咽癌患者的MUSE-DWI 直方图

图3 均值及标准差鉴别鼻咽癌和鼻炎淋巴瘤的ROC 曲线

表2 两组ADC 直方图参数比较

3 讨论

本研究主要探讨基于MUSE-DWI 直方图鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤的可行性，以此为临床诊断与治疗提供辅助决策信息。本研究结果表明标准差以及均值在两组间差异有统计学意义，其中均值的诊断效能最佳，ADC 直方图分析可以有效鉴别两者。

鼻咽癌是起源于鼻咽上皮的恶性肿瘤，临床表现通常为鼻出血、头痛或颈部淋巴结肿大，研究表明放疗是该病首选治疗方案，此外，早期诊断和治疗是患者获益的关键[3，10]。鼻咽淋巴瘤多起自韦氏环，以弥漫大B 细胞型非霍奇金淋巴瘤最多见，临床亦可表现为头痛、颈部淋巴结肿大等非特异症状，与鼻咽癌相似。然而，研究表明单纯放疗难以控制鼻咽淋巴瘤的进展，化疗是其临床治疗的主要手段[3]。因此，早期鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤是临床治疗方案选择的关键。MRI 有多种优点，如任意平面成像、高软组织分辨率以及多参数成像，这些优点对于鼻咽部肿瘤的早期诊断和初步评价具有极其重要的作用。然而，常规MRI 有时很难区分鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤，因为它们通常具有相似的MRI 形态特征，两者均可以表现为鼻咽壁的增厚、肿块以及颈部淋巴结肿大。此外，这些图像特征是非定量的，容易受到观察者的主观影响。有研究表明，动态增强MRI 可以定量评估组织血流动力学模式，但需要注射造影剂，存在过敏以及钆脑沉积的风险[11]。因此，临床急需一种无创、定量的鉴别方法来辅助临床个体化治疗方案的制定。

DWI 通过探测生物组织中水的扩散，可以直观地显示组织的微观结构特征。目前已广泛应用于头颈部肿瘤的诊断、分期、表征和治疗反应预测。由于鼻咽部特殊组织结构的原因，通常情况下病灶周围包含颅底骨、肌肉、脂肪等多种组织，因此，相对于头颅的DWI 成像，鼻咽部DWI 应用受到了一定的限制，这是由于传统的DWI 基于单次自旋回波平面成像（SS-EPI）技术，SS-EPI 具有较长的回波间隔以及读出时间，磁敏感差异导致几何失真以及T2*衰减导致了图像模糊，从而影响了图像的信噪比以及空间分辨率。为了获取具有更高空间分辨率的图像，目前多个MRI 设备厂商提供了不同的解决方案，包括：西门子的读出分段读出回波平面成像、飞利浦的使用图像空间采样函数的图像重建以及GE 的MUSE,已经用于评估人体各个器官疾病[11～14]。然而，基于MUSE-DWI 鉴别鼻咽部肿瘤的研究尚未报道。本研究使用的MUSEDWI 采用一种新的DWI 图像重建方法，运用多路敏感编码技术，实现交错轨迹获取k 空间数据，与传统DWI 技术相比，具有更高的信噪比和更高的空间分辨率，并且不会增加采集时间，可以减少磁化伪影、图像失真，提高图像空间分辨率，为鼻咽部疾病的诊断提供更高的图像质量以及更多的组织信息，从而为后期进行直方图分析提供保证。ADC 直方图分析是一种更客观的技术，它提供了关于肿瘤的异质性和组织特征的可测量信息[15]。本研究中，鼻咽淋巴瘤的ADC 均值远低于鼻咽癌，这与之前的研究一致[7，16]。ADC 均值主要取决于细胞外基质的组成和细胞密度，鼻咽淋巴瘤相对于鼻咽癌有更高的细胞密度，从而限制了水分子的扩散运动，即更低的均值。标准差、偏度和峰度已被认为是与肿瘤异质性相关的定量纹理参数。标准差表示直方图的离散度，在本研究中，鼻咽癌的标准差高于鼻咽淋巴瘤，这可能表明相对于鼻咽淋巴瘤而言，鼻咽癌的信号在ADC 图中的异质性更强。既往研究表明基于T2WI 图像的鼻咽癌的标准差T2WI 更高，与本研究结果一致[17]。然而，本研究在偏度和峰度上两组差异无统计学意义。因此，可能需要更大样本量以及更先进的纹理分析方法进一步研究。

本研究有一定的局限性：第一，未与常规的DWI 进行对比，因为已有研究表明了MUSE-DWI在头颈肿瘤方面的优势；第二，本研究样本量相对较小，患者来自单一中心，今后需要在更大样本量和多个中心的基础上进行进一步的研究来证实我们的结论；第三，ADC 直方图分析是基于最大层面的ROI 勾画，可能不能充分反映肿瘤的微观特征；第四，本研究MUSE-DWI 序列中只设置了两个b值，基于多b 值MUSE-DWI 序列的研究还有待于进一步深入。

综上所述，基于MUSE-DWI 成像的ADC 直方图分析可以有效鉴别鼻咽癌和鼻咽淋巴瘤。