体素内不相干运动弥散加权成像在儿童腹部良恶性肿瘤诊断中的应用价值

崔鹏翔 杨凯华 周绮

目前，儿童腹部肿瘤检查方式较多，通过CT、MRI、B 超均能判断患儿病情情况，但B 超更多的被应用于肿瘤初筛、超声引导手术穿刺活检术中，而CT 检查存在一定的电离辐射，对身体可能会造成不利影响，因此，在儿童疾病的临床诊断中存在较多限制[1]。近年来，随着现代影像技术的不断发展，MRI 检查已被广泛应用于神经系统疾病和腹部肿瘤检查中，通过分子水平弥散加权成像（DWI），并借助组织内水分子布朗运动能清晰地观察到病变组织内小分子热运动，而体素内不相干运动弥散加权成像（IVIM-DWI）借助双指数模型，通过计算获得组织真实弥散系数（D）、灌注相关弥散系数（D*）以及灌注分数（f）[2]。本研究收集我院收治的110 例腹部肿瘤患儿为研究对象，分析IVIM-DWI 检查在儿童腹部良恶性肿瘤诊断中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料选取2020 年1 月～2022 年12 月我院收治的110 例腹部肿瘤患儿为研究对象，其中良性肿瘤42 例（良性组），男22 例，女20 例，年龄4d～13 岁，平均（6.5±1.2）岁；恶性肿瘤68 例（恶性组），男36 例，女32 例，年龄6d～14 岁，平均（7.0±1.1）岁，两组患儿一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

纳入标准：①所有患儿均为腹部占位性病变并确定在我院接受手术治疗；②检查前未接受化疗、放疗；③家属均对研究内容完全知情，自愿参与研究且已签署知情同意书。排除标准：①病灶位置脂肪丰富、纯囊性病变；②检查前存在放、化疗史；③依从性特别差、家属不同意参与本研究者。本研究已经获得我院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 MRI 数据获取 选择1.5T 磁共振系统，头颅线圈为8 通道，梯度场强为40mT/m，梯度切换率为150mT·m-1·ms-1。层厚参数为3.0mm，层间距参数为0.3mm，FOV 参数为230mm×230mm。对患儿行T1WI 和T2WI 轴位及T2WI 冠状位、T1WI 增强轴位数据采集。

1.2.2 IVIM-DWI 数据获取 选择EPI 序列于平行前后和间线平面扫描联合获取DWI。13 个弥散敏感系数（b）值=0、10、20、30、40、60、100、120、160、200、300、500、1 000s/mm2，扫描时间共计12min。

1.2.3 图像处理、分析 由影像科2 名具有5 年以上影像诊断经验的医生通过后处理平台分析工具对数据进行处理分析，并在感兴趣区（ROI）勾画病灶，显示最大层面实性部分，注意避开出血、囊变、坏死区域、信号极高、信号极低的区域，通过双指数模型对参数进行计算，获得D、D*、f 值及表现弥散系数（ADC），测量3 次取平均值[3]。

1.2.4 病理检查 术中取出肿瘤组织并送检。脱水、包埋、切片、染色后通过显微镜对切片进行观察。

1.3 统计学方法采用SPSS 24.0 统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（）表示，两组间比较采用t检验；计数资料采用率表示，组间比较采用χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。通过绘制受试者工作特征（ROC）曲线，求特异度、敏感度及诊断准确率。

2 结果

2.1 病理结果分析以病理检查结果为金标准，检查结果发现42 例良性肿瘤患者中良性成熟畸胎瘤20 例，肝血管瘤10 例，节细胞神经瘤8 例，肝脏局灶性结节增生4 例。68 例恶性肿瘤患者中神经母细胞瘤30 例，肝母细胞瘤14 例，肾母细胞瘤10 例，淋巴瘤8 例，未成熟畸胎瘤、横纹肌肉瘤、肾透明细胞肉瘤各2 例。

2.2 两组患儿IVIM-DWI 图像特征参数比较两组患儿f 值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；良性组ADC、D 值高于恶性组（P＜0.05），D*值低于恶性组（P＜0.05）。见表1。

表1 两组患儿IVIM-DWI 图像特征参数比较（）

表1 两组患儿IVIM-DWI 图像特征参数比较（）

2.3 IVIM-DWI 对儿童腹部良恶性肿瘤的诊断效能ROC 曲线分析结果显示，ADC 诊断儿童腹部良恶性肿瘤的曲线下面积（AUC）为0.952，特异度为87.40%，诊断准确率为86.90%，均高于D 值、D*值。见表2、图1。

图1 lVlM-DWI 不同参数在儿童腹部良恶性肿瘤中的诊断价值

表2 IVIM-DWI 对儿童腹部良恶性肿瘤的诊断效能

3 讨论

IVIM 是在DWI 基础上建立的双指数模型，通过计算即可获取D*、D 以及f 值，其中通过D 值可以观察到细胞中真实水分子弥散情况、肿瘤细胞空间大小、肿瘤细胞成分与肿瘤基质情况[4]。f、D*属于IVIM-DWI 灌注参数，经过动物实验[5]表明，f、D*和肿瘤微血管密度密切相关，但D 值与微血管密度没有关联。在血管性病变、肿瘤疾病诊断中，IVIM-DWI 灌注参数和MR 动态增强、CT 灌注成像参数有着明显关联，无需借助对比剂就能获得分辨率较高的灌注图，且和其他成像方式保持着非常高的一致性[5]。

IVIM-DWI 不仅可以检测到水分子发生布朗运动的扩散数据，还能获得毛细循环网里的各项灌注数据，其中DWI 为单指数模型，仅凭DWI 进行灌注参数数据获取无法充分考虑组织灌注影响，且由于腹部组织血流灌注比较丰富，因此，单独使用DWI 的诊断效能有限。而IVIM 联合DWI 能更好地考虑组织内水分子弥散运动、血流灌注与MR 信号衰减之间的关系，因此可以更真实的展现体素内运动状态[6]。IVIM 凭借对肿瘤组织扩散运动、血流灌注进行无创性定量评估，可以对肿瘤进行鉴别、诊断，并评估其病理、生理状态。通过DWI 量化分析，临床医生可以获取到常规MRI 检查所无法获取的信息。通过对ADC 值进行测量，可以判断实体肿瘤的性质。但是针对腹部肿瘤异质组织，通过测量ADC 值却无法判断性质，因受血流灌注、水分子弥散运动等影响，获得的ADC 值可能偏高[7]。在DWI 图像量化中IVIM 成像充分考虑到组织内水分子弥散运动及血流灌注可能会造成MR 信号衰减，因此，在成像过程中需要尽量对低b 值、高b 值DWI 图像进行采样，确保D 值、f 值、D*值的真实性，才能更准确地评估患者的病情。

目前，IVIM-DWI 已经被广泛用于乳腺癌、宫颈癌、自身免疫性胰腺炎、大脑胶质瘤等疾病诊断中。在肝脏良恶性肿瘤诊断中，除了受灌注因素影响，D 值相较于ADC 值敏感度更高，特别是在血供比较丰富的病变鉴别诊断中优势更加明显。f 值在血供丰富与血供缺乏的肿瘤诊断中也存在明显差异。有研究表明，D 值在肝脏血管瘤与恶性肿瘤鉴别诊断中的ROC 曲线下面积（QUC）也更大，因此，通过AUC 值可以鉴别肝脏良恶性病变，而肝细胞肝癌患者与胆管细胞癌患者及转移瘤更低的患者相比，D 值更低，f 值则更高[8]，因此，通过D 值、f 值能观察到动脉期肝结节强化程度及血供情况。

在直肠癌肝转移中，D 值和肿瘤坏死率密切相关，但是f 值、D*值和肿瘤残存组织、肿瘤坏死没有直接的关系，因此，在对不同病理分化程度肝脏肿瘤进行区分时，通过ADC 值、D 值可判断肝细胞肝癌分化高低情况，且和ADC 值相比，D 值有着更高的准确性[9]。另外，研究发现，f 值和肿瘤动脉期强化程度密切相关[10]，肝癌组织中动态对比增强磁场共振成像（DCE-MRI）参数与IVIM-DWI 灌注参数目前未发现有明显的关联，而在相邻正常肝组织内，DCE-MRI 参数与IVIM-DWI 灌注参数却存在一定的关联，因此，ADC 值、f 值在高、低分化肝细胞癌鉴别方面诊断效能较好，而f 值、ADC 值、D 值与组织学分级密切相关，因此，IVIM-DWI 参数和肿瘤病理生理改变也有着一定的关联，D 值则与肝脏肿瘤病理分级存在关联性[10]。

在胰腺肿瘤诊断中，胰腺炎性病变与肿瘤鉴别难度较高。研究表明，实性假乳头状肿瘤、胰腺癌、自身免疫性胰腺炎、急性胰腺炎患者灌注参数f、D*值明显低于神经内分泌肿瘤患者，可以鉴别胰腺癌与神经内分泌肿瘤[11]。相关研究表明[12]，胰腺癌患者f 值明显低于自身免疫性胰腺炎患者，特别是在患者治疗后第1 周期、第2 周期时差异更明显，表明通过IVIM-DWI 灌注参数可以鉴别胰腺癌与自身免疫性胰腺炎。

本研究结果显示，良性肿瘤与恶性肿瘤患儿f值比较，差异无统计学意义（P＞0.05），良性组患儿ADC、D 值高于恶性组（P＜0.05），D*值低于恶性组（P＜0.05）；ADC 诊断儿童腹部良恶性肿瘤的特异度与准确率高于D、D*。经过ROC 曲线分析得出，在小儿腹部实体肿瘤临床诊断中可以先借助D 值对病情进行初筛，再通过ADC 值进一步对患儿病情进行鉴别，因为ADC 同时受到了D、D*值的影响，合并弥散、灌注参数，因此，诊断效能更高。而f 值虽然无法判断患者肿瘤性质，但是通过f 值可以判断病变中血管环境，评估脉管系统差异，对血管瘤、血管畸形等良性病变进行准确鉴别。

但是本研究也存在局限性，受研究时间限制，抽取样本量较少的影响，且收集的患者以腹部实体肿瘤类型居多，不能全面覆盖肿瘤的所有特点，但是，本研究仍为儿童腹部良恶性肿瘤的初步鉴别提供参考。另外，灌注分数没有使用T2 校正，因此，结果可能会受到血液、组织T2 弛豫时间的影响，而且在良恶性肿瘤鉴别中出现组群大小不平衡的情况，在未来研究中还需要进一步证明。最后，关于病理学指标是否能判断肿瘤组织和IVIM-DWI 参数关系，目前也尚未证实。后续在研究中可以将研究时间延长，进一步扩大样本量，并在研究中纳入免疫组织化学结果进行分析，从而为组织病理学诊断提供更多参考依据。

综上所述，在儿童腹部实体肿瘤良恶性诊断中，IVIM-DWI 参数中ADC、D 及D*值均具有一定意义，尤其是ADC 可以作为无创成像鉴别诊断儿童腹部良恶性肿瘤的重要参考依据。