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常规MRI联合磁共振表观扩散系数在眼眶肿瘤鉴别诊断中的应用价值
李锋 刘克 孙国龙

Cite this article as: Li F, Liu K, Sun GL. The value of conventional MRI combined with apparent diffusion coefficient in differential diagnosis of orbital tumors. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(12): 1163-1166.本文引用格式:李锋,刘克,孙国龙.常规MRI联合磁共振表观扩散系数在眼眶肿瘤鉴别诊断中的应用价值.磁共振成像, 2020, 11(12): 1163-1166. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.12.018.


[摘要] 目的 探讨常规MRI联合磁共振ADC值测量在眼眶肿瘤鉴别诊断中的应用价值。材料与方法 收集2016年8月至2019年10月于珠海市中西医结合医院接受磁共振平扫、增强以及扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)检查,并经病理检查确诊的眼眶肿瘤患者25例,回顾性分析其结构MRI影像学特征(肿块位置、边界、累及范围、信号强度、T2WI上流空效应)并测量肿瘤ADC值及增强后病灶本身和周围颞肌信号比值(contrast enhancement ratio,CER),采用t检验、卡方检验对比良恶性眼眶肿物定性、定量结果的差异;采用ROC曲线分析各个诊断指标对眼眶良恶性肿瘤诊断效能。结果 25例眼眶肿瘤患者中,18例为恶性,7例为良性。恶性肿瘤中7例患者存在流空效应,良性肿瘤中6例患者存在流空效应,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。良恶性肿瘤病灶位置、边界、累及范围、信号强度比较差异无统计学意义(P>0.05)。良恶性肿瘤组ADC值及CER值分别为(1.31±0.33)×10-3 mm2/s、1.75±0.29,(0.81±0.11)×10-3 mm2/s、1.42±0.15,组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。眼眶良恶性肿瘤的最佳诊断阈值为ADC值为0.75×10-3 mm2/s,ROC下面积为0.820,敏感度和特异度分别为87.1%、94.3%;ADC+CER+流空效应联合诊断眼眶良恶性肿瘤,ROC下面积为0.965,敏感度和特异度分别为83.6%、100.0%。结论 常规MRI联合ADC值对眼眶良恶性肿瘤具有较好的鉴别诊断价值。
[Abstract] Objective: To investigate the value of conventional MRI measurement combined with apparent diffusion coefficient (ADC) in the differential diagnosis of orbital tumor.Materials and Methods: A total of 25 patients with orbital mass confirmed by pathological examination received diffusion weighted imaging (DWI) and MRI scanning in our hospital from August 2016 to October 2019. The structural MRI imaging characteristics (tumor location, boundary, involved range, signal intensity, and upper space effect of T2WI) were retrospectively analyzed. ADC value and signal ratio (CER) between the tumor itself and the peripheral temporal muscle after enhancement were measured. T-test and chi-square test were used to compare qualitative and quantitative results of benign and malignant orbital masses. ROC curve was used to analyze the diagnostic efficacy of each diagnostic index for orbital benign and malignant tumors.Results: In this group of 25 patients with orbital tumors, 18 were malignant and 7 were benign. The efflux effect was observed in 7 patients with malignant tumors and 6 patients with benign tumors, there was a statistical difference between the two groups (P<0.05). There were no statistically significant differences in the location, boundary, involved range and signal intensity of benign and malignant tumors (P>0.05). The ADC and CER values of the benign and malignant tumor groups were (1.31±0.33)×10-3 mm2/s, 1.75±0.29, (0.81±0.11)×10-3 mm2/s, 1.42±0.15, respectively, with statistically significant differences between the two groups (P<0.05).The optimal diagnostic threshold of orbital malignant tumor was ADC value 0.75×10-3 mm2/s, AREA under ROC was 0.820, sensitivity and specificity were 87.1% and 94.3%, respectively. The area under ROC was 0.965, and the sensitivity and specificity were 83.6% and 100.0%, respectively.Conclusions: Conventional MRI combined with ADC value has a good value for the differential diagnosis of orbital tumor.
[关键词] 眼眶肿瘤;磁共振成像;扩散加权成像;表观扩散系数
[Keywords] orbital tumor;magnetic resonance imaging;diffusion-weighted imaging;apparent diffusion coefficient

李锋* 珠海市中西医结合医院影像科,珠海 519000

刘克 广州医科大学附属第二医院放射科,广州 510260

孙国龙 珠海市中西医结合医院影像科,珠海 519000

通信作者:李锋,E-mail:qhlme9382172651@163.com

利益冲突:无。


基金项目: 广东省医学科学技术研究基金 编号:WSTJJ2013122937091197401226419
收稿日期:2020-08-25
接受日期:2020-12-03
中图分类号:R445.2; R739.72 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.12.018
本文引用格式:李锋,刘克,孙国龙.常规MRI联合磁共振表观扩散系数在眼眶肿瘤鉴别诊断中的应用价值.磁共振成像, 2020, 11(12): 1163-1166. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.12.018.

       眼眶肿瘤是头颈部的常见肿瘤[1],患者多因眼球突出、肿痛、复视、眼动障碍、视力下降甚至失明就诊,除了严重威胁患者的身体健康,还会损毁患者的容貌,对患者的社会生活带来极大影响[2,3]。准确鉴别诊断眼眶肿瘤的良恶性对于选择正确的治疗方案,减轻患者的痛苦及降低患者的致残率至关重要[4]。目前MRI为眼眶肿瘤定性诊断的最常用影像学检查手段[5,6],其中扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)鉴于其无需对比剂,操作简单等优势逐渐成为多种器官疾病的检查方式之一,特别是对肿瘤的鉴别诊断、术前评估、临床疗效及临床预后预测等。目前DWI已经成功地运用到前列腺癌、乳腺癌等肿瘤的诊断及鉴别诊断,并且逐步延伸到眼眶良恶性肿瘤的鉴别诊断。目前DWI应用于眼眶肿瘤的鉴别诊断价值尚处于探索阶段,因此,本研究拟探讨常规MRI联合磁共振ADC在眼眶良恶性肿瘤鉴别诊断中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       收集珠海市中西医结合医院2016年8月至2019年10月25例眼眶肿瘤患者的影像和临床资料进行回顾性分析,其中恶性18例(淋巴瘤6例,鳞癌3例,腺癌4例,转移瘤2例,孤立性纤维性肿瘤2例,胚胎横纹肌肉瘤1例),良性7例(表皮样囊肿3例,血管瘤3例,炎性假瘤1例)。患者的临床症状主要表现为眼球突出,视物模糊、复视,动眼障碍,视力下降或者失明来诊。纳入标准:①所有病理均经病理或临床治疗后随访证实;②所有患者与术前或药物治疗前行眼眶常规平扫、DWI检查及增强检查,图像符合诊断需求;③患者与MRI检查前无激素及放疗经历;④病灶径线≥1 cm。该回顾性研究经过珠海市中西医结合医院医学伦理委员会批准,免除受试者知情同意。

1.2 影像检查方法

       25例患者均采用GE公司Signa HDx 1.5 T MRI平扫及增强检查,以及DWI检查。使用头颅正交线圈,患者下颌下收,头部用海绵垫固定,紧闭双眼不活动双眼球,加用饱和带减轻血管搏动伪影等。扫描序列及参数:(1)MRI常规平扫:横断位T1WI参数设置为TR 800 ms,TE 10 ms,层厚3 mm;横断位T2WI参数设置为TR 4700 ms,TE 79 ms,层厚3 mm;冠状位T2WI参数设置为TR 3500 ms,TE 79 ms,层厚3 mm。(2) MRI增强扫描:行横断位、冠状位以及斜矢状位T1WI,扫描参数与常规平时设置相同;增强扫描对比剂为钆喷酸葡胺注射液,使用剂量为0.1 mmoL/kg,使用自动注射器,注射对比剂的同时即开始扫描,速度为2 mL/s。(3) DWI扫描:扫描序列采用回波平面成像,参数设置为:TR 4000 ms,TE 85 ms,反转角15º,FOV 20 cm×20 cm,矩阵为384×384,激励次数为6,b值采用800 s/mm2,层厚为4 mm,无间距扫描。

1.3 图形分析及数值测量

       25例患者所有图形资料及肿瘤实质部分ADC值测量均由2名医师统一后处理,并由1名高年资上级医师指导后,取共同观察及测量后得出一致结论为最终结果。

1.3.1 定性分析

       病灶位置的确定(单侧、双侧),病灶边界的确定(清晰可辩、不清晰),病灶累及范围(≥2个象限患者),T1WI、T2WI和DWI图像上病灶信号强度(以邻近眼外肌为参考标准:高、低和等信号),病灶T2WI图像上是否存在留空效应。观察病灶位置时分为4个象限进行定位,即内上、内下、外上、及外下。

1.3.2 定量分析

       将图像传输至工作站使用Functool软件进行分析,若患者为双侧或多发病灶时,确定最大病灶为观察对象。(1)病灶ADC值测量:通过DWI后处理获得相对应ADC图像,分别于病灶最大径线以及其上下相邻层面进行ROC划取,ROC面积为(2.9±0.2) mm2,包括5~10个像素,ROC划取时尽量避开坏死、出血以及病灶的边缘。对每个病灶最少进行3次测量,取其均值。(2)增强后病灶与颞肌信号的信号比值(contrast enhancement ratio,CER):增强后在T1WI图像上进行测量,确定病灶最大层面和同层面同侧颞肌信号强化。CER=SI病灶/SI颞肌[4]

1.4 统计学分析

       对所得数据运用SPSS 27.0进行分析。眼眶肿瘤良恶性组间ADC值和CER值差异采用t检验比较分析,两组定性指标差异分析采用χ2检验。对所得有统计学意义的参数行多因素Logistic回归分析,确定具有鉴别诊断意义的参数。对Logistic回归分析获得的具有鉴别诊断意义的参数单独和联合行ROC曲线分析,确定其诊断效能,并获得最佳的良恶性ADC诊断阈值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 本组患者眼眶肿瘤一般情况

       本组25例患者最大年龄73岁,最小年龄18岁,平均年龄(51.48±13)岁,所有患者均行MRI平扫、增强扫描及DWI检查,所得图像均满足临床诊断需求。

2.2 眼眶肿瘤良恶性组间的定性分析

       眼眶良性肿瘤更容易出现流空效应,与恶性组之间比较差异有统计学意义(P<0.05),而两组病灶位置、边界、信号强度、病灶累及范围比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1

表1  眼眶肿瘤良恶性组间的定性分析(例)

2.3 眼眶肿瘤良恶性组间的定量分析

       恶性组ADC值和CER值均低于良性组,两组之间差异有统计学意义(P<0.05),见表2

表2  眼眶肿瘤良恶性组间的定量分析

2.4 多因素Logisti回归分析及ROC曲线分析

       将表1表2中存在统计学差异的T2WI图像上流空效应、ADC值和CER值纳入分析显示,ADC值、CER值和流空效应的优势比值分别是18.969(95% CI:0.624~1.000)、11.697(95% CI:0.727~1.000)、0.336(95% CI:0.593~1.000),P均<0.05。通过ROC曲线分析得出,ADC值=0.75×10-3 mm2/s为诊断眼眶良恶性肿瘤的诊断阈值,ROC下面积为0.82,敏感度和特异度分别为87.1%、94.3%(图1图2)。

       对表1表2中存在统计学差异的诊断特征参数T2WI图像上流空效应、ADC值和CER值分别进行联合诊断,并绘制ROC曲线绘制。各项参数的敏感性和特异性如表3图2所示。ADC+流空效应+CER值两者联合诊断眼眶良恶性肿瘤,ROC下面积最大为0.965,见表3

图1  ADC值、CER值和流空效应单独诊断ROC曲线分析
图2  ADC值、CER值和流空效应分别联合诊断ROC曲线分析
表3  不同诊断模型对眼眶肿瘤良恶性的鉴别诊断效能

3 讨论

       眼眶肿瘤在临床上为较少见的肿瘤之一,由于其早期无明显症状,往往被忽视,当肿瘤增大对周围组织造成压迫时,会引起视力下降、眼球突出等一系列症状。而区别眼眶肿瘤的性质与患者预后息息相关,因此,眼眶良恶性肿瘤的鉴别诊断对临床医师治疗决策的选择至关重要。

       眼眶磁共振检查分辨率好,软组织对比度高,无电离辐射损害,常规扫描可清晰显示眼眶肿瘤的解剖学特征及信号特征,如肿瘤形态、大小、信号高低及其与周围组织的关系,而增强扫描在注入对比剂后可以观察肿瘤的血供特点。DWI扫描是无需对比剂,且操作简单、可重复性好,还可以通过ADC对病灶进行定量分析,且相关文献已证实DWI能检测出常规MRI扫描不可检测的形态学改变以前的早期微妙改变,是观察人体组织中水分子微观扩散运动的一种无创的检测方法,对眼眶肿瘤的诊断、治疗方案的选择及治疗后的评估起着非常重要的作用[7,8,9,10,11]。及时鉴别眼眶肿瘤的良恶性,对提示临床治疗很关键,并直接关系到患者的预后及生活质量,磁共振检查对眼眶肿瘤的定性具有很大的参考价值[12,13,14,15]。本研究发现眼眶良性肿瘤的ADC值显著低于眼眶恶性肿瘤,其原因在于ADC值可以定量反映肿瘤细胞的水分子扩散受限状态,眼眶恶性肿瘤生长活跃,肿瘤细胞核浆比率升高,瘤细胞相对排列紧密,细胞外空间较狭小,故肿瘤实质的ADC值降低较明显,反映在影像ADC图像上呈低信号影,对肿瘤良恶性的鉴别意义较大。本研究以ADC=0.75×10-3 mm2/s为鉴别诊断眼眶肿瘤的良恶性肿瘤具有较大价值,与国内外相关文献显示ADC诊断阈值存在一定差异[16,17,18,19],纠其原因可能与设备参数不同相关。

       本研究发现对于眼眶良性肿瘤来说T2WI图像上出现流空效应的几率要大于恶性肿瘤,其原因可能是由于良性肿瘤血管相对丰富造成的。国外有相关文献显示[20,21,22],眼眶良恶性肿瘤的边界特征存在统计学差异,恶性肿瘤相对来说发现边界不清晰的情况较多,与本研究结果存在一定的差异,分析其可能原因与样本数的多少以及MRI定性分析重复性较差有关。而通过不同模型诊断效能分析显示,ADC+CER+流空效应对于鉴别诊断眼眶肿瘤良恶性存在较大价值,ADC值的可重复性的定量分析一定程度上弥补了MRI定性分析重复性较差的劣势,为临床治疗措施的选择提供了影像依据。

       本组25例样本量较少,有一定局限性,以后将尽量扩大样本量及测量数据来进一步深入研究,更加明确其诊断价值。总之,眼眶肿瘤的磁共振检查具有重要的诊断价值,其影像征象呈一定特殊性,联合使用MRI增强检查、ADC值测量等,结合患者的发病年龄、病史以及家族史等特殊情况综合评估,可以有效提高诊断效能,对提示临床诊断眼眶肿瘤的良恶性具有重要意义。

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