袁瑛， 姜梦达， 陶晓峰



·头颈部MRI新技术临床应用专题·

DWI及动态增强磁共振成像在口底病变良恶性鉴别中的应用

袁瑛， 姜梦达， 陶晓峰

目的：评价扩散加权成像(DWI)和动态增强MRI(DCE-MRI)在口底病变良恶性鉴别中的价值。方法：回顾性分析2012-2014年经病理确诊的75例非囊性口底病变的磁共振图像。经后处理获得病变的表观扩散系数(ADC)和时间-信号强度曲线(TIC)，并采用受试者工作特征曲线(ROC)分析和Logistic回归分析法评价这两个指标与口底病变良恶性的相关性。结果：良恶性口底病变的ADC值和TIC形态的差异均有统计学意义(P=0.015和P<0.001)，其曲线下面积(AUC)分别为 0.754和0.704。当联合应用ADC值和TIC形态进行良恶性鉴别时，诊断效能更佳，最佳诊断标准为ADC≤1.23×10-3mm2/s且平台/退出型TIC曲线，其AUC值为0.820，敏感度98.3%，特异度88.9%。结论：磁共振扩散加权成像和动态增强扫描对于口底病变的良恶性鉴别具有辅助诊断价值，两者联合应用的诊断价值更高。

扩散加权成像； 磁共振成像； 动态增强扫描； 口底肿瘤

根据中国国家癌症登记中心(National Central Cancer Registry of China，NCCR)公布的数据，口腔癌在中国常见的恶性肿瘤中排名二十，其人群发病率和死亡率分别为2.93/100000和1.26/100000[1]。口底部(floor of the mouth，FOM)是舌下的一个U型区域，位于黏膜表面和下颌舌骨肌之间。根据外科解剖学的定义，舌下间隙亦属于口底的一部分[2]。口底区域主要有唾液腺、舌神经、动脉和静脉，相应地，口底病变可有不同组织病理学来源。口底病变常表现出类似的症状，如舌部肿胀和抬高、吞咽、说话甚至呼吸困难，且临床检查对黏膜下病变常常难以定性，因此准确的术前诊断和疾病范围评估尤为重要。

MRI对显示软组织病变具有一定优势，但是常规MRI常难以判断病变的性质。DWI和动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)能反映组织中水分子的布朗运动和组织微血管灌注程度，为疾病定性提供更多的功能性数据和信息，已经越来越多地应用于头颈部疾病的诊断[3,4]，包括原发性肿瘤的鉴别诊断和特征描述[5,6]、与临床特征的相关性[7]、疗效的预测和评估[8,9]等。然而，鲜有报道评价DWI和DCE-MRI在鉴别良恶性口底疾病中的价值。本研究通过回顾性分析口底病变的DWI和DCE-MRI诊断结果，旨在评价两者在非囊性口底疾病定性诊断中的价值。

表1　 口底病变患者的流行病学及临床特征

注：*单位为×10-3mm2/s；括号内为百分比。

材料与方法

1.研究对象

回顾性分析2012年1月-2014年12月本院经手术或活检病理证实的75例非囊性口底病变患者的临床和MRI资料。病例排除标准：①图像伪影明显，影响后处理和分析；②曾接受过头颈部手术或放疗；③MRI扫描前接受过针对口底病变的治疗；④小于10 mm的病灶，避免部分容积效应的影响；⑤纯囊性、没有明显软组织成分的病变。“吸烟者”定义为吸烟总量超过100支的患者；否则为“不吸烟者”。“饮酒者”定义为曾饮酒每周一次、持续至少一年的患者；否则为“非饮酒者”。

2.MRI扫描方案

使用GE Signa Excite 1.5T磁共振扫描仪和头颈线圈。67例患者行DWI检查，采用单次激发平面回波成像技术，扫描参数：TR 2200 ms，TE 70 ms，矩阵128×128，视野240 mm×240 mm，层厚5.0 mm，层间距0.5 mm，b值取0和1000 s/mm2。74例患者行DCE-MRI检查，使用高压注射器以3 mL/s的流率经肘静脉注射Magnevist(剂量0.1 mmol/kg)和20 mL生理盐水，扫描参数：TR 4.8 ms，TE 2.2 ms，矩阵256×192，视野240 mm×240 mm，层厚5.0 mm，层间距0.5 mm。根据头颈部磁共振成像常规操作规范[10]，同时进行了平扫及增强横轴面和冠状面MRI扫描。

3.图像处理和分析

由三位具有5年以上头颈部MRI诊断经验的放射科医师利用Functool后处理软件(GE Healthcare)对DWI和DCE-MRI数据进行处理，研究者不知晓患者的病理结果。在测量ADC值时，勾画ROI应尽量大，但需避开出血、坏死或囊变以及病灶最外缘的区域，测量三次，取平均值。在DCE-MRI后处理中， 勾画的ROI面积为25～50 mm2，将强化峰值最高的ROI及相应的TIC曲线定为病灶的TIC曲线[10,11]。TIC曲线分为四型[12,13]：①无强化；②持续强化：达峰时间>120 s；③平台型：达峰时间≤120 s，廓清率(washout rate，WR)≤30%；④流出型：达峰时间≤120 s，WR > 30%。

4.统计学分析

使用STATA 10.0统计分析软件(TX College Station)进行统计分析。所有检验均为双侧检验，P<0.05为差异有统计学意义。采用χ2检验(或Fisher确切概率法)和t检验分别比较良恶性口底病变的流行病学、临床和影像学变量的差异。采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic，ROC)和曲线下面积(areas under the curve，AUC)来评估ADC值和TIC形态的诊断效能。采用单变量和多变量Logistic回归分析，计算优势比(Odds ratio，OR)和95%置信区间，来评价口底病变的良恶性与ADC值和TIC形态的相关性。

结　果

1.患者的临床特征

本组患者的流行病学和临床资料见表1。恶性肿瘤62例，包括鳞状细胞癌(图1)43例、腺样囊性癌10例、黏液表皮样癌3例、淋巴瘤和恶性多形性腺瘤各2例、腺泡状软组织肉瘤和恶性纤维组织细胞瘤各1例。良性口底病变13例，分别为慢性炎症8例、神经鞘瘤(图2)2例、静脉畸形2例和良性增生1例。恶性肿瘤的直径大于良性病变(P=0.031)。此外，良恶性口底病变患者的饮酒史有显著差异(P=0.015)。

2.DWI和DCE-MRI的鉴别诊断能力

统计分析结果显示(表1)，良性和恶性口底病变的ADC值和TIC形态均有显著差异(P=0.015和P<0.001)。所有恶性肿瘤在静脉注射对比剂之后均出现不同程度的强化。ADC值和TIC形态的ROC曲线见图3。ADC值的AUC为0.754(95%置信区间：0.560～0.948)，TIC形态的AUC为0.560(95%置信区间：0.545～0.862)。ADC阈值取1.23×10-3mm2/s的鉴别诊断能力最佳，诊断符合率为89.6%，敏感度94.8%，特异度94.8%。在校正患者年龄、性别、吸烟和饮酒史及病灶直径后，Logistic回归分析提示ADC≤1.23×10-3mm2/s病灶的恶性危险性是ADC>1.23×10-3mm2/s病灶的23倍(OR值23.0，95%置信区间2.2～45.8)。当采用平台型或者流出型TIC曲线为恶性诊断标准时，鉴别诊断的敏感性和特异性分别为62.3%和69.2%。然而，Logistic回归并没有发现恶性危险与平台型或者流出型TIC曲线之间存在相关性(OR值3.4，95%置信区间0.9～13.2)。

表2　ADC值和TIC 形态对口底病变的联合诊断价值

3.DWI和DCE-MRI的联合应用价值

本组中共66例患者同时接受了DWI和DCE-MRI检查。ADC和TIC形态二者联合使用时对口底病变的鉴别诊断价值见表2。ADC>1.23×10-3mm2/s且呈持续强化或平台型TIC曲线的口底病变，恶性可能性最低。以ADC>1.23×10-3mm2/s且持续强化或平台型TIC曲线作为对照组，以下各组中恶性肿瘤的风险逐步增加：ADC>1.23×10-3mm2/s，且平台型或流出型TIC曲线(OR值8.0，95%置信区间0.3～206.4)；ADC≤1.23×10-3mm2/s，且持续强化或平台型TIC曲线(OR值28.0，95%置信区间2.3～243.1)；ADC≤1.23×10-3mm2/s，且平台型或流出型TIC曲线(OR值132，95%可信区间6.8～2546.5)。ADC值和TIC形态联合使用的ROC曲线见图1c，AUC值为0.820(95%可信区间0.667～0.972)。取ADC<1.23×10-3mm2/s或平台型或流出型TIC曲线时，诊断恶性病变的效能最大，达到最大敏感度98.3%；当恶性诊断标准为ADC<1.23×10-3mm2/s且平台型或流出型TIC曲线时，达到最大诊断特异度88.9%。

讨　论

口底病变可有多种不同的组织来源，现代成像技术有助于口底病变的术前评估和诊断。在本研究中，我们初步探讨了DWI和DCE-MRI单独使用以及联合使用对鉴别良恶性口底病变的准确性。尽管良恶性病变的ADC值和TIC形态有一定的重叠，我们仍发现，口底良恶性病变的ADC值和TIC形态的差异有统计学意义，且ADC值降低与恶性病变间具有显著相关性。ADC和TIC曲线联合应用可以进一步提高鉴别诊断能力。当恶性病变的诊断标准为ADC<1.23×10-3mm2/s和/或平台型或流出型TIC曲线时，达到最大敏感度98.3%；当恶性诊断标准为ADC<1.23×10-3mm2/s且平台型或流出型TIC曲线时，达到最大诊断特异度88.9%。

DWI和DCE-MRI能够定量或半定量评估肿瘤细胞结构和肿瘤内部的血流灌注特征。与传统结构成像技术相比，这些新的MRI技术已经展现出对头颈部病变良恶性鉴别的独特价值。在既往的研究中，我们曾提出DWI和DCE-MRI可应用于眼眶[14]、甲状腺[15,16]、腭[10]和腮腺病变[11]的良恶性鉴别诊断中，单独使用或与常规MRI联合应用，可以提高MRI的鉴别诊断能力。

扩散特征受细胞大小、密度和完整性的影响。在恶性病变中，细胞数量、细胞体积和微结构密度的增加使得弥散受限、ADC值降低。虽然由于良恶性病变间存在异质性，良恶性病变的ADC值和TIC曲线结果存在部分重叠交叉，但研究发现大多数头颈部恶性病变的ADC值减低[17]。在本研究中，我们发现恶性病变的ADC值(0.92×10-3mm2/s)明显低于良性病变(1.25×10-3mm2/s)，且ADC≤1.23×10-3mm2/s的病灶的恶性风险是ADC>1.23×10-3mm2/s病灶的23倍。然而，ADC值的诊断特异度(敏感度为94.8%时特异度为55.6%)仍未达到临床诊断要求。本研究中分别有2例腺样囊性癌和1例腺泡状软组织肉瘤的ADC值高于1.23×10-3mm2/s，而4例良性病变的ADC低于1.23×10-3mm2/s，包括慢性炎症2例、良性增生1例和静脉畸形1例。不足10%的唾液腺肿瘤源于舌下腺和小唾液腺，而其中大多数是恶性的。在本研究中，腺样囊性癌是最常见的唾液腺来源的恶性肿瘤。在2例ADC>1.23×10-3mm2/s的腺样囊性癌中，1例表现为持续强化型TIC曲线，1例表现为平台型TIC曲线。因此，根据ADC和TIC形态联合应用的诊断标准，后者可以正确诊断为恶性，而前者则为假阴性。在该假阴性病例中，常规MRI未见沿神经生长、“钻孔”等典型表现，但颈部可见一枚短径大于1cm伴中央坏死的淋巴结，可以辅助诊断。腺泡状软组织肉瘤是一种软组织肉瘤，在口腔极为罕见，主要见于青少年和年轻成年人，既往研究认为其不具备特征性影像学表现[18,19]，然而未见DWI和DCE-MRI报道。在本研究中，腺泡状软组织肉瘤患者为一14岁女性患者，病灶的ADC值为1.28×10-3mm2/s，TIC曲线为平台型。因此根据ADC和TIC形态联合应用的诊断标准，可以正确诊断为恶性。同样的，ADC低于1.23×10-3mm2/s的2例慢性炎症表现为持续强化的TIC曲线，有助于正确诊断。而1例静脉畸形，虽然表现为平台型TIC曲线而容易诊断错误，但是其临床和传统MRI表现，如皮肤青紫色、T2压脂相上呈显著高信号、可见静脉石等，将有助于诊断。

本研究存在几点不足。首先，虽然我们根据纳入患者的结果设定了鉴别诊断的阈值，但需要注意的是，这个阈值只适用于特定的情况，事实上ADC阈值可能受到不同的扫描仪器和成像参数的影响而改变[20-22]。其次，我们采用的手动勾画ROI法容易受研究者主观因素的影响或造成偏倚，为此我们采用多次测量取平均值、取强化峰值最高TIC曲线的方法尽可能降低其影响。最近有文献报道，采用直方图分析DCE-MRI参数，对整个病灶所有层面信息进行汇总分析，充分考虑病灶内部异质性的影响，可以有效避免选择偏倚的存在，得到更加客观和可靠的结果[23]。另外，由于研究纳入标准和排除标准的设定，符合研究目的的样本数较少。此外，本研究属于回顾性、单个医院的数据分析，研究结果尚需要通过更大规模的多中心前瞻性研究来验证。

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Application of diffusion-weighted imaging and dynamic contrast-enhanced MRI in differentiating benign from malignant lesions in the floor of the mouth

YUAN Ying，JIANG Meng-da，TAO Xiao-feng.Department of Radiology，Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200011,China

Objective:To evaluate the potential use of diffusion-weighted imaging (DWI) and dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) in differentiating benign from malignant lesions in floor of the mouth (FOM).Methods:A retrospective analysis was conducted on MRI data of 75 patients with pathologically confirmed non-cystic FOM lesions from January 2010 to December 2014.Apparent diffusion coefficient (ADC) and time-signal intensity curve (TIC) were obtained by post-processing.Receiver operating characteristic curve (ROC) and logistic regression analysis were performed to evaluate their correlation with malignant and benign FOM lesions.Results:Significant differences were detected between benign and malignant lesions in ADC value and TIC pattern (P=0.015 andP<0.001).The areas under the curve (AUC) for ADC and TIC pattern were 0.754 and 0.704,respectively.Combination of ADC and TIC pattern for differential diagnosis of benign and malignant FOM lesions had best efficacy with threshold of ADC≤1.23×10-3mm2/s and plateau/washout TIC pattern.The corresponding AUC was 0.820,sensitivity was 98.3%,and specificity was 88.9%.Conclusion:Our results suggest that DWI and DCE-MRI can contribute to differential diagnosis of non-cystic FOM lesions,especially when used in combination.

Diffusion weighted imaging； Magnetic resonance imaging； Dynamic contrast enhanced scan； Neoplasm of floor of the mouth

200011上海，上海交通大学医学院附属第九人民医院放射科

袁瑛(1983-)，女，安徽合肥人，博士研究生，主治医师，主要从事头颈部肿瘤的磁共振成像工作。

陶晓峰，E-mail：cjr.taoxiaofeng@vip.163.com

国家自然科学基金(81402461，81471709)

R445.2； R739.8

A

1000-0313(2016)08-0689-06

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.004

2016-07-01

2016-07-25)