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剪切波弹性成像及动态对比增强MRI鉴别诊断颈部良恶性淋巴结的对比研究

2021-03-31张维周旸程娟

临床超声医学杂志 2021年3期
关键词:微血管剪切定量

张维周 旸程娟

准确判断颈部淋巴结良恶性有助于恶性肿瘤患者的临床管理,改善患者预后,还可为外科手术提供重要依据[1-2],选择性颈部淋巴结切除术可最大限度地保留患者颈部重要器官功能。剪切波弹性成像不仅可根据淋巴结形态、内部回声、血流情况鉴别其性质,还可提供病灶的弹性信息,具有较好的临床应用价值[3]。MRI是颈部影像学检查的常用手段,具有无创、软组织分辨率高等优点。近年,动态对比增强MRI(DCE-MRI)鉴别诊断颈部良恶性淋巴结的报道逐渐增多[4],但剪切波弹性成像与DCE-MRI鉴别诊断颈部淋巴结良恶性的对比研究少见。基于此,本研究通过比较颈部淋巴结剪切波弹性成像参数及DCE-MRI定量参数,旨在为临床提供参考依据。

资料与方法

一、研究对象

选取2018年3月至2020年4月我院经病理证实的淋巴结肿大患者86例,良性组32例(112枚淋巴结),男19例,女13例,年龄21~65岁,平均(54.46±6.42)岁,包括淋巴结结核17例(65枚)、反应性淋巴结增生8例(26枚)、淋巴结炎7例(21枚);恶性组54例(184枚淋巴结),男37例,女17例,年龄23~64岁,平均(53.91±7.11)岁,包括鼻咽癌淋巴结转移33例(122枚)、淋巴瘤8例(29枚)、甲状腺癌6例(15枚)、扁桃体癌4例(10枚)、喉癌3例(8枚)。纳入标准:①无淋巴结病变外科治疗史;②常规MRI、扩散加权成像及DCE-MRI等检查序列完整;③图像清晰无伪影。排除因淋巴结中央大部分坏死而无法测量者。本研究经我院医学伦理委员会批准,所有患者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.剪切波弹性成像检查:使用Supersonic Imagine Aixplorer彩色多普勒超声诊断仪,线阵探头,频率4~15 MHz,预设甲状腺超声检查条件。患者取仰卧位,必要时可垫高背部,充分暴露颈部,先行二维超声和彩色多普勒超声检查,根据颈部淋巴结分区标准[5]对目标淋巴结进行定位,记录淋巴结分区大小、内部回声、钙化及内部血流情况。然后切换至剪切波弹性成像模式,待淋巴结显示清晰后冻结图像,测量杨氏模量值,直径为2 cm。以彩色编码图为依据,选取淋巴结最硬区域,放置第一个Q-Box,选取淋巴结外周围脂肪组织放置第二个Q-Box作为参照。记录淋巴结与周围脂肪组织弹性值比值(E-ratio)、平均弹性值(E-mean)、最大弹性值(E-max),测量3次取平均值。以上操作均由同一具有丰富经验的超声医师完成。

2.DCE-MRI检查:使用西门子Skyra 3.0 T超导磁共振仪,DCE-MRI序列:三维容积内插快速扰相梯度回波序列,TR、TE分别为5.08 ms、1.85 ms,翻转角150°,视野范围229 mm×229 mm,层厚5 mm,间距0.5 mm。以常规MRI平扫图像为依据,围绕目标淋巴结进行平扫,2序列后,通过高压注射器经肘静脉团注将Gd-DTPA对比剂(西安瑞禧生物科技有限公司)注入,尾随20 ml生理盐水冲管,然后行动态增强扫描,持续40个序列,对比剂剂量0.2 mmol/kg,注射流率2.0 ml/s,总时间5 min 15 s。应用西门子Syngo MMWP工作站中Tissue 4D软件包Tofts两室模型进行动态分析,观察指标包括容量转移常数(Ktrans)、速率常数(Kep)及血管外细胞外间隙容积比(Ve)。

三、统计学处理

结 果

一、两组剪切波弹性成像参数比较

与良性组比较,恶性组E-ratio、E-mean、E-max均增高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表1和图1。

表1 两组剪切波弹性成像参数比较(±s)

表1 两组剪切波弹性成像参数比较(±s)

E-ratio:淋巴结与周围脂肪组织弹性值比值;E-mean:平均弹性值;E-max:最大弹性值

组别良性组恶性组t值P E-ratio 1.62±0.74 2.93±1.09-11.236<0.001 E-mean(kPa)16.51±6.84 30.13±11.08-11.717<0.001 E-max(kPa)20.72±8.74 36.11±12.65-11.331<0.001

二、两组DCE-MRI定量参数比较

与良性组,恶性组Kep增高,Ve降低,差异均有统计学意义(均P<0.05);两组Ktrans比较差异无统计学意义。见表2和图2。

三、ROC曲线分析

ROC曲线分析显示,剪切波弹性成像参数E-ratio、E-mean、E-max及其联合应用诊断颈部恶性淋巴结的AUC分别为0.841、0.859、0.846、0.881;DCE-MRI定量参数Kep、Ve及其联合应用诊断颈部恶性淋巴结的AUC分别为0.742、0.776、0.926,两种方法联合应用的AUC均高于单项参数(均P<0.05)。剪切波弹性成像参数与DCE-MRI定量参数对颈部恶性淋巴结的诊断效能见图3和表3。

图3 剪切波弹性成像参数与DCE-MRI定量参数诊断颈部恶性淋巴结的ROC曲线图

表2 两组DCE-MRI定量参数比较(±s)

表2 两组DCE-MRI定量参数比较(±s)

Ktrans:容量转移常数;Kep:速率常数;Ve:血管外细胞外间隙容积比

组别良性组恶性组t值P值Ktrans(min-1)0.492±0.213 0.519±0.235-0.993 0.322 Kep(min-1)0.721±0.308 1.153±0.537-7.768<0.001 Ve 0.716±0.168 0.508±0.151 11.011<0.001

图1 两组剪切波弹性成像图

图2 两组DCE-MRI图

讨 论

剪切波弹性成像可直接提供目标组织的弹性模量,定量分析靶组织。研究[6-8]表明,剪切波弹性成像在乳腺、甲状腺及淋巴结良恶性鉴别诊断方面均有重要价值。DCE-MRI定量分析能够实时动态监测目标部位组织T1弛豫时间变化,同时以假定药代动力学模型为基准,计算感兴趣区组织灌注或微循环渗透性的血流动力学参数,在细胞分子功能水平层面上反映组织血管分布、血流灌注等生理信息,其常用定量参数有Ktrans、Kep、Ve,三者关系为Kep=Ktrans/Ve[9]。本研究结果显示,两组剪切波弹性成像参数E-ratio、E-mean、E-max值比较差异均有统计学意义(均P<0.05);两组DCE-MRI定量参数比较,Ktrans差异无统计学意义,Kep和Ve差异均有统计学意义(均P<0.05)。DCE-MRI早期,对比剂多在血管内分布,其信号强度与肿瘤血管生成程度及结构存在关联,病变组织内的新生血管壁发育不完善,导致间隙增宽,对比剂能更多地从血管内进入组织细胞外间隙,使Ktrans增高;本研究两组Ktrans比较差异无统计学意义或与样本量偏少有关。DCE-MRI晚期,对比剂多分布在组织细胞外间隙,其信号强度与微血管通透性和密度存在关联,微血管通透性和密度越高,单位时间内回流进入微血管的造影剂量越大,Kep越高。这或与恶性淋巴结感兴趣区内病变组织新生血管发育程度不完善、病变组织内细胞密度高,以及血管外组织细胞外间隙小有关。

表3 剪切波弹性成像参数与DCE-MRI定量参数对颈部恶性淋巴结的诊断效能

本研究ROC曲线分析显示,剪切波弹性成像参数E-ratio、E-mean、E-max及其联合应用诊断颈部恶性淋巴结的AUC分别为0.841、0.859、0.846、0.881,DCEMRI定量参数Kep、Ve及其联合应用诊断颈部恶性淋巴结的AUC分别为0.742、0.776、0.926,表明两种方法均有较高的诊断价值,且联合应用诊断价值均高于单项参数。DCE-MRI定量参数单独应用的诊断价值低于剪切弹性成像参数单独应用,但前者两项参数联合应用的诊断价值高于后者三项参数联合应用。剪切波弹性成像三项参数联合应用的诊断敏感性、特异性分别为89.7%、88.4%,DCE-MRI两项参数联合应用的诊断敏感性、特异性分别为91.5%、88.4%。分析原因为:①剪切波弹性成像重复性好,能明显降低操作者主观偏差,而E-ratio、E-mean、E-max为不同类别的弹性比值,具有一定趋同性,故其单项参数诊断价值均较高,但联合应用的诊断价值未明显增加;②DCEMRI定量分析中,Ktrans与微血管生成及血管通透性相关,Kep反映单位时间内对比剂进入微血管回流量,Ve与微血管外-细胞外间隙大小相关,或因某种抗原引发反应性淋巴结增生,使增生滤泡间小血管增多,血供变得丰富,而此时淋巴结结核增殖区内可出现血管闭塞性脉管炎、管腔狭窄甚至消失,使良性淋巴结内Ktrans和Kep发生改变,若仅计算病灶平均参数无法准确反映病灶病理生理学信息[10]。因此,DCE-MRI定量参数单独应用诊断效能偏低,而联合应用各参数可相互补充,提高诊断敏感性。

本研究的局限性:①样本量较少,未根据淋巴结大小及原发灶的不同病理类型进行亚组分析;②良恶性淋巴结病理类型多样,病例的不均衡影响平均值的变化,今后有待进一步对某一类型良恶性淋巴结进行大样本量的统计分析。

综上所述,剪切波弹性成像与DCE-MRI定量参数对颈部良恶性淋巴结均有较高诊断价值;其中剪切波弹性成像参数单独应用价值更高,DCE-MRI参数联合应用价值更高。

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