0 引言

       随着人类健康意识的提高和影像技术的发展，肾脏囊性病变（cystic renal masses, CRMs）的检出率不断攀升，约27%的人群在MRI检查中偶然发现一个及以上的囊性病变^[1]。目前国内外对CRMs的诊疗主要依靠Bosniak分级系统，其将CRMs分为5级，Ⅰ级及Ⅱ级的病变通常不需要手术及监测，ⅡF级的病变则需要定期监测，Ⅲ、Ⅳ级的病变恶性概率较高，通常需要手术处理^{[2, 3]}。Ⅰ、Ⅱ及Ⅳ级病变的影像学表现较为典型，而ⅡF~Ⅲ级病变的影像学表现复杂多样，包含部分易囊变的恶性肿瘤及因感染、出血等原因影像表现不典型的囊肿^{[4, 5, 6]}。既往研究显示约50%的Bosniak Ⅲ级的病变接受了不必要的手术，如何鉴别ⅡF~Ⅲ级囊性病变的良恶性仍是目前面临的主要挑战^{[7, 8, 9]}。已有研究表明在实性肾肿瘤中恶性病变的出血率显著高于良性，而对不同性质CRMs出血情况的研究少有报道^[10]。

       磁敏感加权成像（susceptibility-weighted imaging, SWI）是一种对组织间的不同磁敏感差异高度敏感的成像技术，其在显示病变内细小血管和微小出血灶方面具有很高的敏感度^{[11, 12]}。本文旨在通过分析SWI图像上CRMs的肿瘤内磁敏感信号（intratumoral susceptibility signal intensity, ITSS）来探究Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs内出血灶及微血管差异，为其良恶性鉴别提供新的诊断依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       收集2010年8月至2024年12月期间于苏州大学附属第三医院行肾脏MRI常规平扫（T1WI、T2WI）、增强及SWI扫描的患者的影像学及临床资料，共计345例。由两名具有5年以上腹部MRI诊断经验的放射科副主任医师筛选出增强图像上强化的实性成分小于25%的囊性病变181例，根据2019版Bosniak分级对病变进行分类，排除Ⅰ级（106例）、Ⅱ级（19例）及Ⅳ级（18例）的病变，纳入诊断为ⅡF~Ⅲ级并具有完整病理结果的CRMs 38例。38例患者中男27例，女11例，年龄25~78（56±13）岁。2例有腹痛症状，36例无临床症状，为体检时意外发现。38例患者中，恶性21例（囊性肾癌6例，透明细胞癌伴囊变15例），良性17例（血肿5例，肾脏囊肿12例）。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，经苏州大学附属第三医院伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：（2024）科第028号。

1.2 检查设备与方法

       MRI扫描采用德国西门子Magneton Verio 3.0 T磁共振仪。检查前禁食4小时以上，采用仰卧位，头先进，扫描范围覆盖完整病变。扫描序列包括T2WI、抑脂T2WI、T1 Dixon、SWI及三期（皮髓质期、实质期、延迟期）动态增强扫描。MRI对比剂使用钆喷酸葡胺注射液，用量0.2 mL/kg，注射流率为2.0 mL/s，经高压注射器团注，分别于35~45 s、70~80 s、180~300 s采集皮髓质期、实质期及延迟期图像。T2WI采用半傅里叶采集-单次激发-快速自旋回波成像，TR 1800 ms，TE 96 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm；T1WI采用Dixon水脂分离成像，TR 161 ms，TE 2.46 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm；增强扫描采用T1WI Dixon序列。SWI采用轴位二维梯度回波序列，TR 120 ms，TE 10 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm。

1.3 图像分析

       两位放射科副主任医师（分别具有5年及8年腹部影像诊断经验）在不知晓患者信息的情况下，记录包括病变大小、形状及T1WI、T2WI图像上中病变囊腔信号（分别参照正常肾实质，分为低、等、高及混杂信号）。当两位观察者意见不统一时，协商决定。

       完成SWI序列扫描后，得到幅度图、相位图及SWI三组图像，两位观察者分别对SWI图像上ITSS进行分析。ITSS是指血红白蛋产物、静脉等磁敏感物质呈现的低信号，根据形态可分为出血和微血管两类。如表1所示，ITSS的分析包括：ITSS主要结构、出血灶数目、微血管数目及实性成分中ITSS所占面积比^[10]。

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表1  ITSS评价指标
Tab. 1  Evaluation indicators of ITSS

1.4 统计学分析

       应用SPSS 22.0软件进行统计学分析，连续变量使用Shapiro-Wilk检验进行正态性检验，符合正态分布的变量以（x¯±s）表示，不符合正态分布的变量以M（Q1，Q3）表示。用卡方检验比较两组病变T1WI、T2WI整体信号差异；使用Mann-Whitney U检验比较良恶性组中ITSS的四种评价指标的差异；Kappa检验分别对两位观察者ITSS不同指标评价结果进行一致性检验（Kappa值<0.2为一致性很差，0.21~0.40为一致性较差，0.41~0.60为一致性一般，0.61~0.80为一致性较好，0.81~1.00为一致性很好）；利用二元logistic回归分析进入法构建ITSS评价指标联合预测因子；通过绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线比较ITSS的评价指标及联合预测因子在鉴别良恶性病变中的诊断效能，利用DeLong检验比较曲线下面积（area under the curve, AUC）差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

       38例病变中14例位于左肾，24例位于右肾；恶性组最长径1.1~7.8 cm，中位数2.9（2.4，4.2）cm，良性组最长径3.3~11.0 cm，中位数5.7（3.6，6.6）cm；33例为类圆形，2例为葡萄串样，3例为不规则形。

2.2 良、恶性组病变T1WI、T2WI信号特点

       良、恶性组病变在T1WI、T2WI的信号特点差异无统计学意义（P>0.05）。详见表2。

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表2  T1WI、T2WI信号特点及统计学结果
Tab. 2  Signal characteristics and statistical results of T1WI and T2WI

2.3 SWI上图像ITSS评价结果及观察者间一致性分析

       两位观察者对两组病变ITSS主要结构及实性成分中ITSS所占面积比评价结果一致性较好，对出血灶数目、微血管数目的评价结果很好（表3）。

       良性组的ITSS主要结构的评级中位数高于恶性组，但二者差异无统计学意义（P>0.05）；两组病变出血灶数目评级中位数均为1，但恶性组的上四分位数更高，且分布更集中，提示恶性组中病例的等级更高，差异具有统计学意义（P=0.02）；恶性组的微血管数目及实性成分中ITSS所占面积比评级的中位数均高于良性组，且二者差异具有统计学意义（P<0.01）；详见表4。恶性组病例的囊壁及分隔中表现出更多的出血灶及微血管结构（图1, 图2, 图3）。

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图1  女，58岁，体检发现右肾囊性病变，术后病理：右肾囊肿。1A：T2WI示病灶整体呈高信号，内见等信号结节与分隔；1B：T1WI示病灶整体呈低信号；1C：T1WI增强扫描可见病变内部强化的分隔，结节未见强化；1D：SWI示病变内未见斑点状、线条异常低信号。
图2  男，29岁，体检发现右肾囊性病变，术后病理：右肾囊性肾癌。2A：T2WI示病灶整体呈高信号，内见多发等信号分隔；2B：T1WI示病灶整体呈低信号；2C：T1WI增强扫描可见病变内部多条强化的分隔；2D：SWI示病变内细线样低信号，考虑为病变内的微血管成分。
图3  男，48岁，体检发现左肾囊性占位。3A：T2WI可见病灶整体为高信号，内见低信号分隔；3B：T1WI示病灶整体呈低信号，边缘可见条片状稍高信号；3C：T1WI增强扫描可见病变内部强化的纠集分隔；3D：SWI示病变斑片状低信号，考虑为病变内出血灶（箭）；3E：病变内出血灶与SWI图像上低信号区域相对应（箭）；3F：病理（HE 10×40）显示细胞巢状条索状分布，胞质透明，核见轻度异型，可见核仁，局灶见出血。SWI：磁敏感加权成像。
Fig. 1  Female, 58 years old, physical examination revealed cystic lesions in the right kidney, postoperative pathology : right renal cyst. 1A: T2WI shows that the lesion as a whole presented hyperintense, with isosignal nodules and separations observed internally; 1B: T1WI shows that the lesion as a whole presented a low signal; 1C: T1WI enhanced scan shows the separation of internal enhancement of the lesion; 1D: SWI shows no abnormal low signal in the lesion.
Fig. 2  Male, 29 years old, physical examination revealed cystic lesions of the right kidney, postoperative pathology: cystic renal cell carcinoma of the right kidney. 2A: T2WI shows that the lesion as a whole presented a high signal, and multiple signal separations are observed within. 2B: T1WI shows that the lesion as a whole presented a low signal; 2C: T1WI enhanced scan shows multiple enhanced separations within the lesion; 2D: SWI shows a thin line-like low signal in the lesion, which is considered to be the microvascular component in the lesion.
Fig. 3  Male, 48 years old, physical examination revealed cystic mass in the left kidney. 3A: On T2WI, the whole lesion show high signal intensity with low signal separation; 3B: T1WI shows that the lesion is hypointense, and the edge is patchy and slightly higher; 3C: T1WI enhanced scan shows the separation of internal enhancement of the lesion, and the separation edge is blurred; 3D: SWI shows patchy low signal of the lesion, which is considered as hemorrhage in the lesion; 3E: The hemorrhage in the lesion corresponded to the low signal area on the SWI image (arrow). 3F: Pathology (HE 10×40) shows that nest-like cord-like distribution of cells, transparent cytoplasm, mild nuclear atypia, visible nucleoli. SWI: susceptibility-weighted imaging.

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表3  两组病变SWI图像上ITSS的评价结果及观察者间一致性分析
Tab. 3  Evaluation results of ITSS on SWI images and inter-observer agreement analysis

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表4  ITSS 4项评价指标的统计结果
Tab. 4  Statistical outcomes of ITSS evaluation indicators

2.4 评价指标鉴别Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs良恶性的效能分析

       ROC曲线分析结果显示，出血灶数目、微血管数目、实性成分中ITSS所占面积比三种评价指标及联合预测因子鉴别Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs良恶性的AUC分别为0.695（95% CI：0.520~0.869）、0.868（95% CI：0.757~0.980）、0.877（95% CI：0.771~0.983）和0.943（95% CI：0.877~1.000），最佳阈值、敏感度及特异度详见表5、图4。

       DeLong检验结果显示（表6），联合预测因子在鉴别Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs良恶性方面的诊断效能高于出血灶数目、微血管数目及实性成分中ITSS所占面积比（P<0.05）。

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图4  不同评价指标及联合预测因子鉴别ⅡF~Ⅲ级CRMs良恶性的ROC曲线。CRMs：肾脏囊性病变；ROC：受试者工作特征。
Fig. 4  ROC curve of different evaluation indexes and combined predictors in differentiating benign and malignant ⅡF-Ⅲ CRMs. CRMs: cystic renal masses; ROC: receiver operating characteristic.

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表5  ITSS不同指标鉴别Bosniak ⅡF～Ⅲ级CRMs良恶性的诊断效能
Tab. 5  Diagnostic performance of ITSS in differentiating benign from malignant Bosniak category ⅡF-Ⅲ cystic renal masses

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表6  DeLong检验结果
Tab. 6  DeLong's test for comparing diagnostic accuracy

3 讨论

       本研究回顾性分析了38例Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs的影像学表现，首次系统探讨SWI在Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs良恶性鉴别中的应用，以ITSS主要结构、出血灶数目、微血管数目、实性成分中ITSS所占面积比作为核心评价指标，对病变内的出血情况进行了探究，并对四种评价指标的观察者间一致性进行了分析，结果表明四种评价指标均具有良好的观察者间一致性，恶性病变较良性病变具有更多的出血相关结构。此外，本研究通过构建ITSS评价指标联合预测因子，发现其诊断效能优于其他三种评价指标，综合评估病变内的出血相关结构有利于提高良恶性诊断的准确性。

3.1 SWI上ITSS评价指标良恶性组间对比

       在SWI技术应用于实性肾肿瘤研究中发现，高级别肿瘤较低级别肿瘤中存在更多的肿瘤内出血^[13]。本研究采用相似的观测方法，将ITSS分为出血和微血管两类，发现恶性组的出血灶数目、微血管数目及实性成分中ITSS所占面积比均显著高于良性组。与先前恶性肿瘤出血多见，良性肿瘤出血少见的研究结果一致^{[10, 14]}。恶性肿瘤会生成更多微血管以提供恶性增殖所需物质条件，且新生血管管壁薄弱，易破裂出血，从而使恶性病变的微血管数目及出血灶数目均多于良性病变^[15]。在ITSS主要结构上，良性与恶性组之间并未表现出统计学差异。这或许是由于部分良性病变分隔及囊壁中的出血破入囊腔，使含铁血黄素等磁敏感物质弥漫分布于囊腔，导致出血灶面积扩大并在主要结构中占据主导^[16]。为了避免囊腔内积血的影响，本研究比较了两组病变实性成分内ITSS所占面积比，发现恶性病变实性成分中ITSS所占面积比明显高于良性，且实性成分中ITSS所占面积比在鉴别Bosniak ⅡF~Ⅲ级CRMs良恶性方面的诊断效能高于出血灶数目和微血管数目，为临床放射学诊断及后续研究提供新的方向。

3.2 SWI上ITSS评价指标的观察者间一致性分析

       2019版Bosniak分级系统量化病变囊壁及分隔厚度、分隔数量、壁结节等关键影像指标，一定程度上提高了观察者间一致性及重测信度，但对于ⅡF~Ⅲ级病变的观察者间一致性仍有待提高^{[2, 17, 18, 19]}。并且，在小体积的病变内，这些特征难以被准确观测，导致观察者间的一致性欠佳^{[20, 21]}。多项研究表明CT联合超声和多模态MRI检查有助于诊断恶性肾肿瘤，但多项检查势必会增加患者的经济负担^{[22, 23, 24]}。LI等研究显示，恶性CRMs实性成分在MR弥散加权成像上表现为高信号发生率更高，反映了肿瘤细胞的异质性，但在肿瘤边界模糊或存在复杂囊性成分时应用受限^[25]。SWI作为同样无需对比剂的MRI技术，对血红蛋白、含铁血黄素等磁敏感物质非常敏感，即使在较小病变内，也可以检测到在常规MRI序列上不易发现的血液和血管结构，在增加恶性肿瘤诊出率的同时有效降低患者的经济负担及对比剂过敏的风险。有研究显示部分存在恶性风险的T1WI非均质高信号肿块难以观察到病变内的强化成分，SWI能够显示此类病变中的出血灶及微血管结构，为诊断提供一定帮助^[26]。与SWI在脑胶质瘤中的应用相比^[27]，本研究ITSS四项评价指标同样具有较好的观察者间一致性，这将为SWI应用于临床诊断创造基础条件。

3.3 不同评价指标及联合预测因子诊断效能分析

       本研究通过构建ITSS评价指标联合预测因子，发现其诊断效能优于其他三种评价指标，综合分析病变内出血相关结构将有助于定性诊断。当选取最佳诊断阈值时，联合预测因子模型的特异度达100%，而敏感性为66.7%，表明当囊性病变的分隔及囊壁中出现较多出血灶及微血管结构时，其恶性可能性极高，而部分瘤内缺少出血灶及微血管成分的恶性病变可能会漏诊，但以往研究中恶性肿瘤发生瘤内出血的可能性很大，此类遗漏发生概率应该很低^[10]。既往文献显示Bosniak ⅡF~Ⅲ级病变的阳性预测值较低，导致了过度的外科干预^{[28, 29]}。将本研究的SWI特征与Bosniak分级相结合，有望使Bosniak ⅡF~Ⅲ级病变的阳性预测值得到提升。

3.4 本研究的局限性

       本研究存在以下局限性：（1）由于SWI尚未成为临床肾脏MRI检查的常规序列，且本研究以病理结果作为诊断的金标准，部分随访中的Bosniak ⅡF级病变因缺少病理结果而未纳入分析，导致纳入分析的病例数较少；（2）本研究属于单中心的回顾性研究，存在一定选择偏倚，各项指标的诊断效能仍需在多中心、大样本中进一步研究；（3）本研究仅探究了良、恶性组病变间磁敏感信号的差异，未对不同的病理亚型进行深入研究，后续将在扩充不同病理亚型样本量的基础上进一步研究。

4 结论

       综上所述，SWI技术可用于判断囊性病变内的微血管及出血灶成分，恶性组病变具有更多出血相关结构，能为Bosniak ⅡF~Ⅲ病变的良恶性鉴别提供重要的参考价值，有助于制订治疗决策和向患者解释出血风险。