WHO组织病理学分型和国际胸腺肿瘤协作组织（International Thymic Malignancy Interest Group，ITMIG）推荐的Masaoka-Koga分期已经成为公认的影响胸腺肿瘤预后的独立因素^[1]。在WHO组织病理类型上，A型胸腺瘤与B型胸腺瘤的主要差别是上皮状瘤细胞与上皮状淋巴细胞的比率差别^[2]。根据恶性肿瘤尤其是淋巴瘤的扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI)-ADC值降低的趋势，B型胸腺瘤的ADC值会低于A型胸腺瘤和胸腺增生而在DWI信号增高^[3,4]；胸腺增生组织因为含有脂质在MRI的同反相位图像上可以呈现特异性的化学位移对比差异^[5,6]。MRI的组织对比分辨率优势可以更好地显示病灶的强化幅度、内部的出血、坏死、囊变等组织学特征。胸腺瘤的Masaoka-Koga分期主要依据是胸腺包膜和纵隔胸膜的浸润和周围组织侵犯，CT对此比较有优势并且建立对应的分级方式；MRI在同／反相位的T1WI上同样可以勾勒病灶对脂肪的侵犯，增强扫描突显与大血管的空间关系可以显示肿瘤侵犯结合。

       理论上，利用MRI的T1WI、T2WI、化学位移成像、DWI、动态增强扫描的多参数的诊断模式，可以实现胸腺瘤的组织病理分型与Masaoka-Koga分期实现综合的评价，为胸腺肿瘤的诊断和治疗方案提供依据^[7]。本研究拟借鉴美国放射学院的乳腺影像报告和数据系统(breast imaging reporting and data system，BI-RADS)的分类诊断方式，尝试对胸腺肿瘤进行分类诊断，以期为胸腺肿瘤提供更加准确的术前评估。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       回顾性分析解放军总医院第一医学中心放射科2014年5月至2018年8月接受纵隔MRI检查并且获得病理证实的胸腺肿瘤85例，男46例，女39例，均经手术病理证实，年龄26~78岁，平均（51.1±11.2)岁。胸腺瘤55例，其中A型4例、AB型17例、B1型17例、B2型9例、B3型8例，胸腺癌11例、胸腺囊性病变16例、胸腺增生3例。经查询手术记录，由胸外科医师给出Masaoka-Koga分期，4期1例、3期5例、2期15例、1期51例，3例胸腺瘤和16例囊性病变未予分期。受检者在检查前均已签署知情同意书。

1.2　MRI设备及扫描方案

       使用Philips 1.5 T Multiva超导型MR扫描仪，采用8通道Torso相控阵线圈，配置呼吸门控和脉搏触发的周围门控（peripheral gating，PG)。使用PG触发的单次激发黑血对比快速自旋回波（turbo spin echo，TSE）序列在横轴位、矢状位和冠状位快速定位病灶。常规T2WI为呼吸触发放射状K空间填充快速自旋回波（Multivane）序列，频率选择化学饱和法脂肪抑制，呼吸门控触发TR取2~3个呼吸间隔，TE=70 ms，实际采样空间分辨率1.4 mm/1.4 mm/4.5 mm；呼吸触发的单次激发自旋回波平面成像扩散加权成像（single-echo echo planar imaging DWI，SE-EPI DWI）序列，呼吸门控触发采集，TR取3个呼吸间隔，TE=62 ms，b=0/500/1000 s/mm²，实际采样空间分辨率3.0 mm/3.0 mm/6.0 mm；化学位移成像序列采用二维快场回波（2D fast field echo，2D FFE）序列，TR=224 ms，TE=2.3/4.6 ms，实际采样空间分辨率1.7 mm/2.0 mm/6.0 mm。横轴位2D序列采用相同的FOV、层数、层厚、层间距；动态增强使用T1高分辨率各向同性容积激发序列(enhanced-T1 high resolution isotropic volume examination，eTHRIVE）序列，TR/TE：4.5/2.2 ms，FA=12° ，实际采样空间分辨率2.0 mm/2.0 mm/4.0 mm。以横轴位为动态增强扫描的基准层数，其扫描方式为"1+3+1"模式，即第1个为注射对比剂之前的预扫描，注射对比剂后第12秒、约第40秒、约第60秒进行肺循环期、体循环期和实质期3次扫描。然后延迟5 min完成横轴位延迟扫描；在延迟期扫描前补充一个矢状位和冠状位扫描各一次。使用0.5 mol/L Gd-对比剂，2 mL/s肘前静脉团注，0.01 mmol/kg体重给药，20 mL生理盐水团注冲洗。

1.3　图像评价

       图像评价包括2个方面，信号特征和形态学特征。病灶的信号特征指定量测量T1WI、T2WI、正反相位、DWI、动态对比增强（dynamic contrast-enhanced，DCE)序列的病灶与邻近肌肉的对比信噪比（contrast to noise ration，CNR)，CNR=（病灶信号强度-肌肉信号强度)／肌肉信号强度。除囊性病变外病灶信号的测量ROI尽量回避囊变坏死区域，测量的ROI尽量避免脂肪和呼吸/心跳搏动伪影干扰，参照区域选择靠近病灶的胸壁肌肉。同／反相位成像是否存在化学位移对比差异以及动态增强特征均通过CNR值的变化进行判断，比较不同病理类型病灶的CNR测量值差别并用于病灶的分类评估。病灶内部的特征包括在T1WI、T2WI、DWI和动态增强图像的均匀度和强化方式，主要判断是否存在坏死、囊变、出血和结节或分隔强化。

       病灶的形态学特征主要通过同相位T1WI图像判断病灶与周围脂肪间隙是否清晰、是否类圆形（否则判读为不规则），并由此给出与Masaoka-Koga分期^[1]对应的1~4分期。

       借鉴BI-RADS的分类方式，根据病灶的信号特征和形态学特征对病灶进行Ⅰ～Ⅴ类评价，并将分类结果与WHO组织病理分类和Masaoka-Koga分期进行匹配分析。

1.4　统计学分析

       使用IBM SPSS statistics 19进行统计学分析。定量资料经正态性检验，符合正态分布，以±s描述，应资料经正态性检验，符合正态分布，以±s描述，应用非参数检验比较各病理类型的CNR值的差异，独立样本t检验比较两两之间的差异，P<0.05为差异有统计学意义，应用ROC曲线获得良恶性病变的诊断阈值。

2　结果

2.1　不同病理类型胸腺肿瘤MR形态学特征

       图1列举了胸腺囊性病变、胸腺增生以及各种WHO分级的胸腺瘤／癌的形态学特征。随着分级的增高病灶出现形态不规则、发生囊变坏死的概率逐渐增高，而出现强化分隔或结节的基本都是高级别的肿瘤；提示脂质存在的化学位移对比差异更多地在低级别肿瘤出现（图2)。

       表1是在MRI图像上借鉴形态学特征的分期与Masaoka-Koga分期的对照比较，使用定序变量的Spearmen的相关系数为0.669，t=7.523，P<0.01。除外16例胸腺囊性病变，MRI对是否突破包膜的判断（图3)，也即区分Ⅰ期和Ⅱ期的判断总体的准确率为81.5% (53/65)、敏感性为71.4 (10/14)、特异性为84.3% (43/51)，但是对3例存在纵隔胸膜侵犯的病例判断不清楚；1例Ⅳ期的病灶主要是因为肺门增大的淋巴结在DWI呈高信号而判断。

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图1  不同胸腺肿瘤的形态学特征
Fig. 1  The morphological features of different kinds of thymic tumors.

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图2  男，47岁。前上纵隔内肿块，外侧主体部分在T2WI呈均匀的高信号(A)，DWI呈突出的高信号（B)，化学位移无对比差异(C、D)，预扫描与肌肉呈等信号（E)，动脉期均匀强化（F)，高于肌肉信号。在此病灶的内侧有一部分更长T2信号成分（A)、DWI呈低信号、轻度强化，因为存在明显的化学位移对比差异预测为胸腺的残余或增生。病灶与周围组织分界清晰。MRI预测分类Ⅲ类。切除标本（G）显示略呈分叶状的肿块，质地相对均匀。病理：WHO B1型胸腺瘤
图3  男，62岁，前上纵隔不规则肿块。在T2WI上呈不均匀的高信号并内部不规则的低信号分隔（A)，DWI呈混杂的高信号(B)，化学位移成像无对比差异(C、D)，动态增强扫描的动脉期呈不均匀的异常对比强化（E)，延迟期渐进性强化（F)。病灶向前侵犯了胸骨和肋骨，右侧病灶边缘不规则，在同相位T1WI图像显示胸骨后脂肪间隙消失，右侧纵隔胸膜下脂肪间隙消失，而左侧纵隔胸膜下脂肪信号保留。MRI判读为Ⅴ类。病理证实胸腺癌，标本（G)是一个不规则的肿块，有出血，侵犯胸骨、肋骨和右侧胸膜，左侧胸膜未见受侵，Masaoka-Koga分期Ⅳ期
Fig. 2  A 47-year-old male. A mass located in the anterio-superior mediastinum. The lateral major part of the mass is homogeneous high signal to the thoracic muscle on T2W image (A) and prominent high on DWI (B). On the chemical shift imaging, it has no contrast difference on in-phase (C) and oppose-phase (D) images. The signal is lower than the muscle on pre-contrast T1W image (E) but it enhanced on the arterial phase showing higher than the muscle (F), but the medial smaller part shows higher T2 signal (A), black on DWI and minimum enhancement. The prominent contrast difference on chemical shift imaging indicates a residual thymic tissue or hyperplasia. The mass is well demarcated with the surrounding structures. It was categorized as Ⅲ thymoma on MRI. The excised specimen was a slightly lobulated and homogeneous solid tumor (G). It was a thymoma, WHO B1 subtype.
Fig. 3  A 62-year-old male, a irregular mass located in the anterior superior mediastinum. It is heterogeneous high signal on T2WI and has lower irregular septum (A). It is heterogeneous high signal on DWI (B) and no contrast enhancement on chemical shift imaging (C, D). On dynamic contrast scan, it shows moderate enhancement on the arterial phase (E) and maximum enhancement on the delay phase (F) progressively. Anteriorly, the sternum and clavicle are invaded and its right border is irregular. On the in-phase T1W image, the fat along the mediastinal pleura in the right side is obliterated while it was preserved in the left side. It was categorized as Ⅴ on MRI. The pathology revealed a thymic carcinoma. It was irregular and had bleeding inside the specimen (G). The tumor invaded sternum, clavicles and right side pleura, while the left pleura intact. Masaoka-Koga Stage Ⅳ.

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表1  MRI分期与Masaoka-Koga分期的匹配对照
Tab. 1  Comparison of MRI and Masaoka-Koga staging of thymic tumors

2.2　不同病理类型胸腺肿瘤的信号特征

       图4为不同类型胸腺肿瘤的T2WI、T1WI和DWI信号特征，采用与邻近肌肉信号比较的CNR值作为指标。采用方差分析显示，除囊性病变T2WI信号显著高于其他实性肿瘤，且DWI显著低于其他实性肿瘤外，各实性肿瘤之间T2WI、DWI的CNR差异均无组间统计意义(F=1.405，P>0.227)。所有肿瘤在T1WI均与肌肉信号接近。

       图5为不同类型胸腺肿瘤的动态增强信号特征，采用与邻近肌肉信号比较的CNR值作为指标。由于肌肉存在一定程度的强化，无强化的囊性病变的CNR表现为负值。多数实性肿瘤在增强扫描在体循环的动脉期和静脉期达到呈稳定的强化并达到峰值，但是不同类型肿瘤之间的强化幅度均未有明确的统计学差异(F=2.444，P=0.066)，其动态强化曲线也没有表现出明确的趋势特征。

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图4  不同类型胸腺肿瘤的T2WI、T1WI和DWI的CNR比较
图5  不同类型胸腺肿瘤的动态增强CNR变化
Fig. 4  The CNRs of thymic tumors to the muscle on T2WI, T1WI and DWI.
Fig. 5  The dynamic change of contrast-enhanced CNRs of the thymic tumors to the muscle in different WHO types.

2.3　胸腺肿瘤的MRI分期与分类

       将上述统计的胸腺肿瘤的特征按照表2的诊断标准进行分类诊断，获得的分类与病理对应关系如表3。由表3数据可以得出，Ⅴ类病灶主要对应胸腺鳞癌(9/10)，Ⅳ类主要对应B2和B3型胸腺瘤（11/19)，Ⅲ类主要对应A型、AB型、B1型胸腺瘤和胸腺增生（35/41)，Ⅱ类主要对应胸腺囊性病变，Ⅰ类定义为前上纵隔未见异常。使用定序变量的Spearmen相关系数为0.808，t=12.499，P<0.01。

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表2  胸腺肿瘤病灶的Ⅰ～Ⅴ类以及对应的MRI特征
Tab. 2  The MRI features of thymic tumors in category Ⅰ—Ⅴ

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表3  胸腺肿瘤不同病理学类型的MRI分类
Tab. 3  The MRI categorization and its corresponding histological WHO subtypes

3　讨论

       胸腺肿瘤的影像分类方式众多而复杂。本研究试图借鉴乳腺BI-RADS分类诊断方式建立胸腺肿瘤的MRI分类诊断方式，利用MRI的T1WI、T2WI、化学位移成像、DWI、动态增强扫描的多参数的诊断模式，为胸腺肿瘤的诊断和治疗方案提供依据。初步的研究结果显示，MRI可以与WHO的组织病理分类和Masaoka-Koga分期形成较好的一一对应关系。

3.1　MRI的分类诊断效能

       胸腺肿瘤的分类和分期直接影响治疗方案和预后^[8]。WHO从组织细胞学类型上将胸腺肿瘤划分为：A与AB型胸腺瘤（包括A型、非典型A型、AB型）、B型（包括B1、B2和B3型）、胸腺癌和混合型胸腺癌。ITMIG推荐的Masaoka-Koga分期从显微镜下或肉眼上将胸腺肿瘤划分为4期：Ⅰ期为大体或显微镜下肿瘤未突破包膜；Ⅱ期为镜下肿瘤穿破包膜(Ⅱa)、浸润胸腺或周边脂肪(Ⅱb)；Ⅲ期为肿瘤侵犯临近器官（如心包、大血管、肺）；Ⅳ期为胸膜或心包转移(Ⅳa)、淋巴或血行转移(Ⅳb)^[1]。与WHO组织病理分类和Masaoka-Koga分期对应，影像学的研究也包括两个方面，一方面是对胸腺肿瘤组织特征的研究包括CT增强以及能谱CT分析、MRI的DWI及其ADC值和动态增强、PET-CT和PET-MRI对肿瘤代谢的研究，以揭示肿瘤组织的微环境、血供、代谢为对象^[9]；另一方面是依据形态学上病灶与周围组织的关系做出侵袭性／非侵袭性^[10]或者良恶性判断^[11]。因此，胸腺肿瘤的影像诊断并非简单的良性-恶性、侵袭-非侵袭的二元判断，借鉴乳腺BI-RADS分类的方式融合了组织信号特征和形态学特征，可以做出综合的、更精细的分类，为病灶的随访、治疗、评估提供依据。

       从本研究的分类结果看，这种Ⅰ～Ⅴ类的分类方式与预期的病理分组具有一致性，除Ⅰ类正常表现和Ⅱ类囊性病变外，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类分别对应了WHO组织病理分类的低危组(A、AB和B1)、高危组(B2和B3)、胸腺癌(C)。由于胸腺囊肿和胸腺瘤囊变在病理上也无法有效区分而统称为囊性病变，在CT上可以与软组织呈等密度而需要作鉴别诊断，在本研究中作为胸腺肿瘤的良性病变列入分类^[12]；在MRI上Ⅱ类的囊性病变特征明确，T2WI高信号且无强化，可以不予干预或长期随访观察。Ⅲ类包括胸腺增生和WHO的低危组胸腺瘤（A1、AB和B1)，这类肿瘤的信号以实性为主，DWI呈等信号，化学位移存在对比差异提示含有脂质；在形态学上缺乏侵袭性的征象，临床可以采用单纯切除，预后较好。Ⅳ类和Ⅴ类的胸腺肿瘤的主要差别是肿瘤的形态学是否有侵袭特征，信号混杂缺乏特异性，可以有囊变坏死，处理措施需要手术切除以及辅助放化疗能降低复发率。从影像诊断的逻辑看，这种分类方式还可以扩展纳入前上纵隔的其他肿瘤包括畸胎瘤和胸腺瘤等，进行系统的影像分类，从而为前纵隔肿瘤的诊断提供结构化的诊断方式^[13]。

3.2　胸腺肿瘤的影像学特征

       本研究的数据表明，除外囊性病变有典型特征，其他不同类型的胸腺肿瘤在T1WI、T2WI、DWI的信号高低以及动态增强信号变化上并没有明确的界限特征，不足以在胸腺增生、各类型胸腺瘤和胸腺癌之间进行鉴别诊断。理论上，MRI的多参数信号有利于病灶成分的推测，从而有利于组织成分的判断，这是MRI的软组织对比度优势。经过图像分析认为，各种伪影是干扰信号判断的主要原因。胸腺肿瘤的MRI成像受到肺部气体-组织界面的干扰导致的脂肪信号抑制不充分、大血管内血流搏动伪影和胸部呼吸运动伪影的影响，虽然从技术角度对各种伪影进行了控制，但是成像质量和信号判断容易发生偏倚，这些都给信号的定量测量带来误差。使用心脏成像的心电门控序列可以帮助控制这些伪影，但是成像效率较低^[14]。DWI成像是以测量其ADC值为目的，但是此区域的图像在b=0和b=800~1000 s/mm²时，图像畸变导致空间匹配不良，准确测量ADC值缺乏可重复性，因此本研究只能采用DWI高b值图像的对比信噪比作为评价指标。动态扫描期间由于呼吸幅度深浅不完全一致，同时大血管内高浓度对比剂的信号在病灶形成叠加，在定量测量上容易造成误差。

       对不同类型胸腺瘤进行分类的依据主要是形态学特征，包括病灶内部的信号分布和对周围组织的侵袭性是重要的判断指标。本研究采用与邻近肌肉的CNR进行定量测量，主要是提供视觉判断的依据，例如囊变或坏死、出血、强化结节，这些需要多参数联合判断，是判读良恶性的主要指标。在对周围组织侵犯的判断上，同相位的T1WI上病灶与脂肪的分界是判断侵袭性的关键；其次是动态增强延迟期显示的病灶边界，血流、呼吸和脂肪背景信号是干扰边界判断的主要原因。从本研究的数据看，判断肿瘤侵袭形态的指标很有限，判断的个体主观性差异较大。CT具有很高的空间分辨率，病灶与周围的脂肪对比分辨充分，运动伪影可控，尤其是对胸膜的侵犯判断比MRI具有优势，因此在胸腺肿瘤的诊断时结合CT应该成为一个诊断的必要条件^[15]。

       本研究尝试利用MRI的信号特征和形态特征将胸腺肿瘤划分成Ⅰ～Ⅴ类，在一定程度上体现了WHO的组织学分型和Masaoka-Koga分期特征，有利于胸腺瘤的诊断治疗计划。但是，本研究样本量小，各类型的样本量分布也不均匀，需要更多的病例进行验证，以期得到推广应用。