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论著-头颈部

磁共振扩散峰度成 像对肺结节恶性和 良性鉴别诊断

作者:王金良1 Sushant Kumar Das2 张 川3

所属单位:1.河南省平顶山市第五人民医院放 射科 (河南 平顶山 467000) 2.同济大学 (上海 200000) 3.川北医学院附属医院放射科 (四川 南充 637000)

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摘要

目的 评估肺部DKI的可行性, 比较DKI和标准DWI 在鉴别良、恶性肺结 节的应用价值。方法 分别利用DKI(b值 为0,500,和1000s/mm2 )和标准DWI(b值为 0和800s/mm2 )评估了32例患者(共35个肺 结节)。两名医师独立评估并比较了平均 弥散峰度(MK)和ADC值区分恶性和良性肺 结节的准确性。对于各参数值,我们还 评估了两名观测者内和观测者之间的可 重复性(同类相关系数,ICC)。结果 对 于恶性和良性肺结节的鉴别,MK(Obs. 1a:85.70%,0.87; Obs.1b:80.00%, 0.80;Obs.2:82.80%,0.91)的诊断准 确性和曲线下面积并没有显著高于 ADC值(Obs.1a:77.14%,0.81;Obs.1b: 80.00%,0.85;Obs.2:77.14%,0.85)。对 于恶性和良性肺结节,两位观测者内和 观测者间一致性(ICC)都较高。结论 本 文的初步结果显示,DKI可用于诊断肺部 病变,其MK值在鉴别肺恶性和良性结节 方面与ADC值相比提供更多临床信息。

Objective Diffusion-weighted imaging (DWI) derived apparent diffusion coefficient (ADC) has demonstrated incon- sistent results in pulmonary nodule differentiation. Diffusion kurtosis imaging (DKI), which quantifies non-Gaussian diffusion, is believed to better characterize tissue micro-structure than conventional DWI. Purpose: To assess the feasibility of DKI in human lungs and to compare its diagnostic value with standard DWI in differentiating malignancies from benign pulmonary nodules. Methods Thirty-five pulmonary nodules in 32 consecutive patients were evaluated by DKI by using 3b- values of 0, 500, and 1000s/mm2 and conventional DWI with b values of 0 and 800s/mm2 . Two observers independently evaluated and compared diagnostic accuracy of mean kurtosis (MK) and ADC values in differentiating malignancies from benign pulmonary nodules. The intra- and inter-observer repeatability (intra-class correlation coefficient [ICC]) were also assessed for each derived measures. Results The diagnostic accuracy, and the area under curve (AUC) in differentiating malignancies from benign pulmonary nodule, were not significantly higher for MK (Obs. 1a: 85.70%, 0.87; Obs. 1b: 80.00%, 0.80; and Obs. 2: 82.80%, 0.91) as compared to ADC (Obs. 1a: 77.14%, 0.81; Obs. 1b: 80.00%, 0.85; and Obs. 2: 77.14%, 0.85 respectively). The intraand inter-observer agreement (ICC) for malignant and benign lesions was substantial for each reading. Conclusion The initial results of this study indicate the feasibility of DKI in human lungs. MK values provide more clinical in formation than ADC values for differential diagnosis of malignant and benign pulmonary nodule。

【关键词】扩散峰度成像;肺癌;肺结节

【中图分类号】R734.2;R445.2

【文献标识码】A

【DOI】 10.3969/j.issn.1672- 5131.2018.02.021

前言

肺癌最常见的临床表现为孤立性肺结节或肺肿块。CT扫描和正电 子发射断层摄影(PET)联合18F-FDG是常见的检测孤立性肺结节或肺肿 块的非创伤性方法,且诊断准确性较高。有报道显示,18F-FDG PET成 像鉴别良性和恶性结节的准确性约为90%[1]。也有文献显示[2],对于分 化程度较高的肺腺癌,18F-FDG PET成像容易出现假阴性诊断,而对于 炎性结节,18F-FDG PET成像可能给出假阳性结果[3]。虽然利用增强CT 扫描进行肿瘤血管评估有助于区分恶性和良性结节,但对于活动性肉 芽肿或多血管良性肿瘤,则可能产生假阳性结果[4]。扩散加权成像可 实现肿瘤的定量评估。对于恶性肿瘤,肿瘤细胞密度上升造成的扩散 受限、细胞核增大伴随大分子蛋白增多、核质比上升、与正常组织相 比细胞外间隙减少,这些都是肿瘤定量评估的依据[5]。但一些研究显 示,ADC值在区分孤立性肺结节(SPN)方面存在限制性,可能与磁敏感 伪影有关[6]。此外,与传统的扩散成像的高斯扩散假设不同,在许多 生物组织中,屏障(如细胞膜)和分隔(如细胞内和细胞外间隙)可能改 变水扩散的概率密度函数,因此,水扩散不一定为高斯扩散,而常常 属于非高斯扩散[7]。相反,扩散峰度成像(DKI)可定量弥散偏离高斯分 布的程度(非高斯扩散)。因此,与传统的扩散加权成像(DWI)相比, 能更准确的评估组织微观结构环境的复杂性[8]。但目前DKI仅用于人脑 组织和小型动物脑组织研究。DKI很难在高b值下达到理想的信噪比, 因此很少用于其他组织和器官。在扩散加权成像中,一般需要进行参数优化避免信噪比过低对关键扩 散参数结果的影响[9]。此外,肿 瘤与肺组织交界处磁敏感性差异 可能造成局部磁场的非均质性, 从而干扰与心肺交界处伪影相似 的肺肿瘤的磁共振信号。呼吸和 心脏运动也可能造成其他伪影和 信号损失[10]。本文为一项前瞻性 研究,目的在于评估肺DKI的可行 性,并分析DKI在鉴别恶性和良性 结节方面,是否比传统的DWI更具 优势。