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经验交流
定量动态增强MRI对甲状腺病变的诊断价值
苏昭凤 李勇刚

Cite this article as: Su ZF, Li YG. The value of quantitative dynamic contrast enhanced MRI in the diagnosis of thyroid lesions. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(11): 1029-1031.本文引用格式:苏昭凤,李勇刚.定量动态增强MRI对甲状腺病变的诊断价值.磁共振成像, 2020, 11(11): 1029-1031. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.11.014.


[摘要] 目的 探索定量动态增强MRI (dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging,DCE-MRI)鉴别诊断甲状腺良恶性病变的价值。材料与方法 依据病理结果将病例分为良性、恶性及正常组,分析三组之间DCE定量参数值的差异,并进行统计分析。结果 共22例患者纳入分析,良性病灶5个,恶性病灶13个,对侧正常对照组织16个,良性与恶性之间,容量转移常数(transfer constant,Ktrans)、速率常数(rate constant,Kep)表现为恶性>良性;血管外细胞外间隙容积比(volume of extravascular extra-cellular space per unit volume of tissue,Ve)表现为良性>恶性,均未见明显统计学差异。结论 甲状腺良恶性病灶的DCE定量参数值差异不显著,其具体诊断价值尚需扩大样本量进一步检测。
[Abstract] Objective: To explore the diagnosis values of quantitative dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) in thyroid lesions.Materials and Methods: According to the pathological results, the cases were divided into benign, malignant and normal groups. The differences of quantitative parameters of DCE between the three groups were analyzed.Results: A total of 22 patients were included in the analysis, including 5 benign lesions, 13 malignant lesions and 16 normal tissues. for transfer constant (Ktrans), rate constant (Kep), the malignant lesions showed higher values than benign lesions, volume of extravascular extra-cellular space per unit volume of tissue (Ve) takes contrary results, but no significant differences was found.Conclusions: There is no significant difference in the quantitative parameters of DCE between benign and malignant thyroid lesions. The specific diagnostic value of DCE needs to expand the sample size for further detection.
[关键词] 甲状腺疾病;磁共振成像;顺磁性对比剂;动态增强;定量分析
[Keywords] thyroid diseases;magnetic resonance imaging;paramagnetic contrast mediums;dynamic enhancement;quantitative analysis

苏昭凤 南京中医药大学附属苏州市中医医院放射科;苏州 215008

李勇刚* 苏州大学附属第一医院放射科;苏州 215006

通信作者:李勇刚,E-mail :13776006850@163. com

利益冲突:无


收稿日期:2020-03-01
接受日期:2020-07-28
中图分类号:R445.2; R581 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.11.014
本文引用格式:苏昭凤,李勇刚.定量动态增强MRI对甲状腺病变的诊断价值.磁共振成像, 2020, 11(11): 1029-1031. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.11.014.

       甲状腺影像学检查主要包括超声、CT、MRI、核医学等。超声因操作简便、价格低廉、结节检出率高,可指导细针穿刺(fine needle aspiration biopsy,FNAB)而成为首选,但穿刺检查有创、受操作者经验水平的主观影响较大。CT检查有辐射,且单纯平扫所得信息有限,而CT增强检查风险大,因此需要更安全有效直观的检查手段。以往甲状腺MRI检查受颈部解剖结构等因素的影响,应用较少,随着MRI软硬件的不断更新完善,新的MRI序列如体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion,IVIM)、扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)、弥散加权成像(diffusion weighted images,DWI)[1,2,3,4,5]等开始应用于甲状腺,且获得较好的结果,但定量动态增强检查在甲状腺中应用较少,我们将通过一组图像分析甲状腺动态增强扫描(dynamic contrast-enhanced,DCE)定量诊断的价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       筛选2016年6月至2017年8月共22例甲状腺MRI检查的患者作为研究对象,女16例,男6例,年龄21~64岁,平均(37.0±11.9)岁。纳入标准:临床触诊或超声发现甲状腺病变,MRI检查前未经手术、放化疗等。排除标准:怀孕、哺乳期妇女,患有严重心肝肾等器质性病变、年老体弱不能长期制动患者。

1.2 MR扫描方法及扫描参数

       采用德国Siemens Skyra 3.0 T MRI扫描,患者仰卧于检查床上,头后仰,充分暴露颈部,扫描范围自颅底至胸廓入口,入口以下及甲状腺前方加饱和带,扫描过程中嘱患者尽量避免吞咽动作、保持平静呼吸。使用定制8通道颈部表面线圈,常规扫描横轴位T1WI及T2Dixon、冠状位DWI (b值分别为50、800)序列;DCE扫描序列为T1-vibe-dixon-dynamic,扫描过程包括翻转角序列Pre-flip(翻转角分别为2°15° )及动态增强两部分。动态增强共40期,时间分辨率8 s/期,第2期开始时利用高压注射器按0.1 mmol/kg剂量、3.0 ml/s的注射速率经肘静脉注入对比剂钆喷酸匍胺(马根维显),后用3.0 ml/s的速度、总量15.0mL的生理盐水冲洗管道。DCE扫描参数如下:TR 5.63 ms,TE 2.46 ms,FOV 240 mm×240 mm,NEX为1,矩阵192×192,层厚3.5 mm,扫描时间6 min 2 s。

1.3 参数分析

       所有22例患者动态增强图像灌注良好。DCE定量参数计算:原始数据导入Siemens后处理工作站,打开syngo via软件预览图像,当T1-vibe-dixon-dynamic序列中存在"W/F"相位翻转时一一校正;使用tissue4D程序同时打开T1WI、T2WI压脂像、两个翻转角序列及所有40期动态增强的"W"相,选择经典Tolfs双室模型(即药代动力学双室模型)、"常量T1"协议,测量所选ROI在最佳拟合模式下的Ktrans、Kep、Ve值,ROI尽量避开出血囊变坏死钙化区及病灶边缘、大血管、气管食管等部位,根据病灶大小,ROI直径取0.6~2.0 cm,每个病灶尽量测量3个不同层面、取平均值,三个参数间的关系为Ktrans=Kep×Ve[6]

1.4 病理学检查

       所有手术后病灶行4%甲醛溶液固定后石蜡切片,HE染色,镜下观察。

1.5 统计分析

       使用SPSS 22.0软件进行统计处理;首先对DCE定量参数进行正态分布检验,符合正态分布时采用单因素方差分析(one-way analysis of variance,ANOVA),方差齐时采用Bonferroni法、方差不齐采用Dunnett’s T3法;不符合正态分布时,采用Kruskal-Wallis秩和检验,结果有差异时进一步行两两比较,P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果

       22例患者中(病灶直径约0.9~4.7 cm),4例患者伪彩图上显示甲状腺无灌注,1例结节性甲状腺肿伴腺瘤,软件不能处理。其余17例患者中,恶性病灶13个,其中未分化癌1个,乳头状癌12个。良性病灶5个,其中,腺瘤伴囊变1个,结节性甲状腺肿4个(1例患者为双侧单结节性甲状腺肿),另16个DCE灌注信号均匀的正常甲状腺侧叶做对照(图1)。

图1  患者男,30岁,甲状腺左叶及峡部乳头状癌。A~C:分别为Ktrans、Kep、T2WI图,病灶在T2WI上呈明显高信号,Ktrans图表现为对比剂交换速率快的蓝绿色,对侧正常组织表现为对比剂交换速率较慢的紫色,Kep图上两者灌注差异不明显,与定量参数检测结果相一致(恶性与正常组织Kep参数未见明显统计学差异)。恶性病灶Ktrans、Kep、Ve值分别为:0.351、1.264、0.286。D:镜下见瘤细胞排列成乳头状结构,乳头分支多,并可见点状钙化(HE ×40)

2.2 统计结果

       DCE定量参数Ktrans、Kep、Ve不完全服从正态分布,采用秩和检验,具体结果见表1表2。结果显示:良性与恶性组之间,Ktrans、Kep、Ve差异均没有统计学意义。

表1  甲状腺良性、恶性及正常组织DCE定量参数值
表2  良性、恶性及正常组织秩和检验结果

3 讨论

       DCE-MRI是评估肿瘤血管渗透性的工具,血管通透性增加通常伴随着生长因子介导的恶性肿瘤血管生成,已在多种肿瘤中证实,如乳腺、前列腺、直肠[7,8,9,10]等,而甲状腺中动态增强检查多采用半定量分析[11],采用时间信号曲线(time intensity curves,TIC)、最大强化率(maximum enhancement ratio,ERmax)、达峰时间(time to peak,TTP)等评估甲状腺病灶的良恶性,而定量研究尚少。

       定量DCE MRI使用Tofts双室模型,视血浆为中央室、血管外细胞外间隙(extra vascular extra celluar space,EES)为周围室[6],经计算所得Ktrans、Kep、Ve等参数,Ktrans主要反映对比剂从血管进入组织间隙的速度,单位为min-1;Kep代表对比剂从EES回到血浆的速率,单位min-1,Ve代表EES容积分数,反映对比剂在EES空间的容量。

3.1 Ktrans鉴别诊断价值

       本组结果显示甲状腺恶性病灶Ktrans值高于良性病灶、高于正常组织,良恶性之间差异不显著,可能与样本量较小有关。恶性肿瘤血管密度增高,受肿瘤细胞内异常分子调节的影响,新生血管形态扭曲、管壁膨胀、交联混杂,血管内皮细胞间隙扩大,血管成熟度降低,从而导致新生肿瘤血管脆弱且渗透性高[10],利于对比剂进出,所以恶性肿瘤Ktrans值更高。此结果与李晓峰等[12]在甲状腺中的研究及乳腺、前列腺[7,8,9]等系统中的研究结果相似。

       但Ben-David等[13]和Sakat等[14]的研究结果与我们相反,表现为甲状腺良性病灶Ktrans、Kep值高于恶性,认为该现象与甲状腺的特殊结构有关:正常甲状腺组织是一个渗漏性相对较大的血管床,方便甲状腺激素分泌到血流中,当肿瘤形成时,正常甲状腺组织血管床的通透性受到损害,新生肿瘤血管的渗漏性低于正常甲状腺组织的固有渗漏,肿瘤恶性程度越高,结构异型性越大,渗漏性越小,所以良性、恶性及正常组织中,恶性组织结构异型性最大,Ktrans、Kep值最低。Ben-David实验中,Ktrans、Kep、Ve值均未见明显统计学差异,Sakat等[14]实验中,仅Ktrans值有统计学差异。

       乳腺、前列腺等腺体,主要通过导管将乳汁、前列腺液输出,甲状腺属于内分泌腺,甲状腺素由滤泡腔释出后直接进入血管,理论上,甲状腺血管床为适应这种模式,渗漏性相对较高,但甲状腺素是含碘氨基酸,而对比剂钆喷酸葡胺是中性不带电的钆的螯合物,不同物质通过血管内皮细胞进出肿瘤毛细血管的方式不同,我们认为螯合剂进出毛细血管的速度与肿瘤新生血管渗透性的关系更大,且Ben-David等[13]在实验中使用了一种未具体说明的特殊类型的对比剂,其实验结果不能排除对比剂的影响,而且两组实验的样本量均较小,不能排除抽样误差的影响。

3.2 Kep鉴别诊断价值

       目前的研究结果显示,Kep参数在甲状腺病灶及正常组织中未见一致性结论。本组中甲状腺正常组织Kep值高于恶性及良性病灶,与Sakat等[14]的研究相似,其结果表现为正常组织Kep值高于良性及恶性病灶;而李晓峰等[12]的研究中正常组织Kep值介于良恶性病灶之间。Shen等[10]在直肠癌研究中发现Kep与肿瘤分化级别无显著相关性。推测,Kep与血管外细胞外空间的组成有关,可能因为恶性病灶新生毛细血管通透性增加,部分血浆蛋白质滤过细胞间隙进入血管外细胞外组织间液,致组织液胶体渗透压增高,对比剂回流减少,表现为恶性及良性病灶Kep值减低,而本组甲状腺恶性病灶主要为分化较好的乳头状癌,其组织构成与正常甲状腺相似,所以,恶性病灶Kep值略高于良性,三者之间差异不显著。

3.3 Ve值的鉴别诊断价值

       Ve主要受细胞密度、肿瘤间质的影响,可能某一阶段肿瘤细胞增殖旺盛,致血管外细胞外间隙减小,而某一阶段肿瘤细胞坏死液化显著,致血管外细胞外间隙增大[10],导致Ve值不稳定[15]。本研究局限性在于样本量小且良性病灶中腺瘤较少,扩大样本量将能获得更为准确的结果。另外,本组中有5例患者的数据不能后处理,可能因为颈部结构复杂致数据不稳定,或与软件稳定性也有关系。总的来说,定量动态增强MRI是一种新颖直观的鉴别甲状腺良恶性病灶的检查方法,将能成为诊断甲状腺病变的有力工具。

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