3.0 T磁共振弥散加权成像表观弥散系数对肾脏肿瘤性病变的诊断价值

陆 蓉，胥常云，林 璐，金 梅，包雪平，曹 亮，刘晓艳，黄 华

1.南通大学附属医院影像科，南通 226001 2.盐城市第三人民医院影像科，盐城 224001 3.常州市第一人民医院放射科，常州 213000 4.南通大学附属医院病理科，南通 226001

2016年WHO最新肿瘤病理分类将肾癌分为16类，其中透明细胞型肾癌、乳头状肾癌和嫌色细胞型肾癌仍是最常见的肾癌，占95%以上[1]。不同类型的肾癌生物学行为差异较大，对预后影响也较大[2]。临床上探讨敏感的肾癌生物标志物对肾癌进行早期分类、早期评估具有重要的诊疗价值。因此，本研究对常见的3种亚型肾癌及良性肾实质肿瘤行磁共振(MRI)弥散加权(DWI)成像检查，并测量表观弥散系数(ADC)值，比较不同类型肾脏肿瘤ADC值的差异，探讨DWI成像ADC值对肾脏肿瘤性病变的诊断和鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2010年1月1日至2015年12月31日在南通大学附属医院行肾脏MRI检查并经病理确诊的60例肾细胞癌患者的影像和病理资料，年龄24～82岁，男性31例，女性29例，包括：39例肾透明细胞癌、8例乳头状肾细胞癌、9例肾嫌色细胞癌、4例多房囊性肾细胞癌。另选择同期肾脏良性病变患者作为对照，包括25例肾血管平滑肌脂肪瘤、4例肾嗜酸细胞瘤；男性14例，女性15例。

1.2 仪器设备及扫描方案 采用GE Signa HD 3.0 T MR和体部8通道相控表面线圈采集MR图像。仰卧位，头先进，扫描范围包括整个肾脏。扫描前对受检者进行呼吸训练。扫描序列FSE-T2WI采用呼吸触发技术，参数如下：重复时间(repetition time, TR) 7 500 ms，回波时间(echo time, TE) 88 ms，层厚7 mm，层间距2 mm，视野(FOV)420 mm×315 mm，矩阵320×224。SE-T1WI采用外周触发和呼吸补偿技术，参数如下：TR 270 ms，TE 2.3 ms，层厚7 mm，层间距2 mm，FOV 420 mm×378 mm，矩阵384×160。DWI采用单次激发自旋回波-回波平面成像序列，不需屏气，b值取0、800 s/mm2，扫描时间1～2 min，具体参数：TR 5 000 ms，TE 62 ms，层厚7 mm，层间距2 mm，FOV 400 mm×240 mm，矩阵96×130。

1.3 影像数据采集 首先将所获得的图像传至GE Adw 4.5后处理工作站，然后通过Functool软件处理后生成ADC图，最后由两位具有5年以上工作经验的放射科医师对研究对象进行ADC值测量，每个患者分别测量3次，取平均值，求出两位医师所测量ADC值的平均值。感兴趣区的放置尽量选取病灶的最大层面放置，且不能靠近病灶边缘；避开病灶内出血、坏死、囊变区及钙化、血管，以免影响测量结果的准确性。

1.4 统计学处理 采用SPSS 22.0统计软件对各组数据进行分析。肾透明细胞癌与其他病理类型肾脏肿瘤间ADC值的比较，先行正态性检验，符合正态分布者采用独立样本t检验，否则用两独立样本的非参数检验(Mann-WhitneyU检验)。肾透明细胞癌与其他病理类型肿瘤ADC值分别行ROC曲线分析，取约登指数(敏感度+特异度-1)最大值为截断点，评价ADC值鉴别肾透明细胞癌与其他病理类型肿瘤的效能。检验水准(α)为0.05。

2 结 果

2.1 不同病理类型肾脏肿瘤ADC值的比较

2.1.1 不同病理类型肾脏肿瘤ADC值 结果表明：肾透明细胞癌、乳头状肾细胞癌、肾嫌色细胞癌、多房囊性肾细胞癌ADC平均值分别为(1.681 5±0.176 9)×10-3、(1.165 0±0.217 0)×10-3、(1.121 0±0.231 6)×10-3、(2.030 0±0.235 1)×10-3mm2/s，肾血管平滑肌脂肪瘤、肾嗜酸细胞瘤ADC平均值分别为(1.155 2±0.132 0)×10-3、(1.580 0±0.212 3)×10-3mm2/s。

2.1.2 典型病例 相关肿瘤典型患者MRI影像学资料见图1～图4。

2.1.3 不同病理类型肾脏肿瘤ADC值的相关性分析 进一步的相关性分析结果(表1)表明：肾透明细胞癌ADC值与乳头状肾细胞癌、肾嫌色细胞癌、肾血管平滑肌脂肪瘤ADC值差异均有统计学意义(P=0.000)；而与多房囊性肾细胞癌、肾嗜酸细胞瘤ADC值比较差异无统计意义(P=0.280、0.261)。

2.2 ADC值对肾透明细胞癌与其他病理类型肾脏肿瘤的鉴别诊断价值 ROC曲线分析结果表明：(1)肾透明细胞癌-乳头状肾细胞癌ADC值的ROC曲线下面积为0.870，当敏感性为0.974，特异性为0.625时，约登指数最大为0.599，此时ADC值为1.485×10-3mm2/s，即ADC值为1.485×10-3mm2/s作为肾透明细胞癌与乳头状肾细胞癌的诊断阈值(图5A)；(2)肾透明细胞癌-肾嫌色细胞癌ADC值的ROC曲线下面积为0.926，当敏感性为0.971，特异性为0.667时，约登指数最大为0.638，此时ADC值为1.498×10-3mm2/s，即ADC值为1.498×10-3mm2/s作为肾透明细胞癌与肾嫌色细胞癌的诊断阈值(图5B)；(3)肾透明细胞癌-肾血管平滑肌脂肪瘤ADC值的ROC曲线下面积为0.932，当敏感性为0.970，特异性为0.800时，约登指数最大为0.77，此时ADC值为1.495×10-3mm2/s，即ADC值为1.495×10-3mm2/s作为肾透明细胞癌与肾血管平滑肌脂肪瘤的诊断阈值(图5C)。

图1 典型乳头状肾细胞癌患者MRI影像特征

患者男，44岁，左肾下极4.3 cm×4.3 cm大小的病灶，术后病理诊断为乳头状肾细胞癌.A:T2WI影像示病灶呈等低信号；B：T1WI影像示病灶呈等低信号；C：DWI影像示病灶呈稍高信号；D：ADC伪彩图示病灶呈蓝绿色，所测ADC值为1.17×10-3mm2/s；E：灰阶图示病灶呈低信号.箭头所示为病灶

图2 典型肾嫌色细胞癌患者MRI影像特征

患者女，70岁，右肾4.4 cm×4.3 cm大小病灶，术后病理诊断为肾嫌色细胞癌.A:T2WI影像示病灶呈等信号；B：T1WI影像示病灶呈低信号；C：DWI影像示病灶呈高信号；D：ADC伪彩图示病灶呈蓝绿色，所测ADC值为1.13×10-3mm2/s；E：灰阶图示病灶呈低信号.箭头所示为病灶

图3 典型肾血管平滑肌脂肪瘤患者MRI影像特征

患者男，58岁，左肾8.8 cm×4.9 cm大小病灶，内伴出血，术后病理诊断为肾血管平滑肌脂肪瘤.A：T2WI影像示病灶呈等高信号；B：T1WI影像示病灶呈等低信号伴片状高信号；C：DWI影像示病灶呈等高信号；D：ADC伪彩图示病灶呈蓝绿色，所测ADC值为1.20×10-3mm2/s；E：灰阶图示病灶呈高低混杂信号.箭头所示为病灶

图4 典型肾嗜酸细胞瘤患者MRI影像特征

患者女，73岁，右肾6.6 cm×6.0 cm大小病灶，术后病理诊断为肾嗜酸细胞瘤.A: T2WI影像示病灶呈高信号；B:T1WI影像示病灶呈低信号；C:DWI影像示病灶呈高低混杂信号；D:ADC伪彩图示病灶以红色为主，所测ADC值为1.75×10-3mm2/s；E：灰阶图示病灶以高信号为主.箭头所示为病灶

表1 各组研究对象ADC值的比较

图5 ADC值对肾透明细胞癌与其他肾脏肿瘤的鉴别诊断价值

A:肾透明细胞癌与乳头状肾细胞癌ADC值的ROC曲线分析; B:肾透明细胞癌与肾嫌色细胞癌ADC值的ROC曲线分析; C:肾透明细胞癌与肾血管平滑肌脂肪瘤ADC值的ROC曲线分析

3 讨 论

肾脏肿瘤中以恶性者居多，肾细胞癌是最常见的肾脏恶性肿瘤，但是其他的病变如移行细胞癌和淋巴瘤也可以表现为肾脏单发的实质性肿块[3]。肾透明细胞癌、乳头状肾细胞癌、肾嫌色细胞癌是肾细胞癌的3个主要亚型，分别约占70%～80%、10%～15%、5%[4]。目前，保留肾单位的手术和腹腔镜手术被逐步应用于肾脏肿瘤的治疗，对其术前影像学检查提出了更高的要求。尽管过去影像学检查对于肾细胞癌诊断的准确性较高，但对于不同病理类型肾脏肿瘤的鉴别诊断仍然具有挑战性。在这种情况下，DWI对于不同病理类型肾脏肿瘤间的鉴别诊断可能具有一定的价值[5]。

3.1 DWI需要考虑的因素和b值选择 人体组织中水分子的弥散自由度取决于水分子所处的环境，影响水分子弥散因素主要是细胞密集度、细胞结构(细胞膜、纤维结缔组织)、细胞外间隙的大小及黏滞度等，而由于细胞膜的空间限制以及可溶性大分子的水合作用，细胞内水分子通常表现为弥散度受限[6]。ADC值是指细胞内外以及血管腔内水分子弥散的平均值，DWI通过ADC值来量化表达组织的弥散程度。b值即扩散敏感系数，其选择对于DWI非常重要。理论上讲当选取的b值越高时，由于DWI对水分子的扩散敏感增高，越能真实地反映水分子的运动，所测得的ADC值越准确。但是b值升高会带来图像信噪比降低、伪影增多等弊端。因此，过高的b值可使低b值能够显示的病灶被掩盖[7]。实际工作中b值的选择需要综合考虑DWI序列、场强、信噪比(SNR)以及测量技术等因素[8]。以往一些研究[9]指出腹部DWI扫描中，当b值介于500～1 000 s/mm2时，此时获得的图像较清晰，也能较好地避免以上因素的干扰。因此，本课题选取b值为800 s/mm2。

3.2 ADC值对肾脏肿瘤性病变的诊断价值 既往一系列研究[10]认为：肾透明细胞癌ADC值为1.1×10-3～2.4×10-3mm2/s，乳头状肾细胞癌ADC值为0.6×10-3～1.6×10-3mm2/s，肾嫌色细胞癌ADC值为0.8×10-3～1.5×10-3mm2/s，肾血管平滑肌脂肪瘤ADC值为0.9×10-3～1.4×10-3mm2/s，肾嗜酸细胞瘤ADC值为1.2×10-3～1.9×10-3mm2/s。本研究中所测各种类型肾脏肿瘤ADC值的范围与上述报道基本一致。采用此范围为标准，本研究对肾脏肿瘤的诊断准确率分别为肾透明细胞癌85.38%、乳头状肾细胞癌82.79%、肾嫌色细胞癌83.17%、肾血管平滑肌脂肪瘤85.92%、肾嗜酸细胞瘤82.64%。

本研究发现不同类型肾脏肿瘤ADC值差异明显，与既往研究[11]结果一致。本研究发现肾透明细胞癌ADC值明显高于乳头状肾细胞癌、肾嫌色细胞癌；肾透明细胞癌的ADC值明显高于肾血管平滑肌脂肪瘤。但肾透明细胞癌ADC值与多房囊性肾细胞癌、肾嗜酸细胞瘤ADC值比较差异无统计意义。分析原因可能如下：(1)有活力的肿瘤细胞构成比高，且有完整包膜，能阻止水分子的移动，从而导致ADC值下降，DWI上信号增高；(2)病灶内出血及含铁血黄素影响局部磁场改变，也会引起DWI信号下降，从而导致ADC值升高[12]，而肾透明细胞癌较其他亚型的肾细胞癌更易出现坏死和出血；(3)低b值成像时，病灶ADC值还受血流灌注影响，血供越丰富，血管灌注引起的ADC值相对越高，而肾透明细胞癌血供相对丰富。肾透明细胞癌ADC值较肾血管平滑肌脂肪瘤高，考虑主要是因为本研究以实体肿瘤为研究对象，肾血管平滑肌脂肪瘤组中纳入不少非典型病例所致，并且测量ADC值时主要将感兴趣区放置于病变的实质部分，避开了血管及脂肪成分。

3.3 DWI对肾脏肿瘤性病变的鉴别诊断效能 进一步的诊断效能ROC曲线结果表明：(1)肾透明细胞癌与乳头状肾细胞癌ADC值的ROC曲线下面积为0.870，当敏感性为0.974，特异性为0.625时，约登指数最大为0.599，此时ADC值为1.485×10-3mm2/s，即ADC值为1.485×10-3mm2/s作为肾透明细胞癌与乳头状肾细胞癌的诊断阈值；(2)肾透明细胞癌与肾嫌色细胞癌ADC值的ROC曲线下面积为0.926，当敏感性为0.971，特异性为0.667时，约登指数最大为0.638，此时ADC值为1.498×10-3mm2/s，即ADC值为1.498×10-3mm2/s作为肾透明细胞癌与肾嫌色细胞癌的诊断阈值；(3)肾透明细胞癌与肾血管平滑肌脂肪瘤ADC值的ROC曲线下面积为0.932，当敏感性为0.970，特异性为0.800时，约登指数最大为0.77，此时ADC值为1.495×10-3mm2/s，即ADC值为1.495×10-3mm2/s作为肾透明细胞癌与肾血管平滑肌脂肪瘤的诊断阈值。

综上所述，3.0 T MR-DWI成像ADC值对肾脏肿瘤性病变具有鉴别诊断价值，有利于指导患者治疗方案的选择。