磁共振DWI肺结节诊断中的最优b值

2020-09-09 1842 上传者：管理员

摘要：目的:探讨磁共振DWI肺结节诊断中的最优b值。方法:62例经CT发现的肺结节患者,取b值为200s/mm2、500s/mm2、800s/mm2、1000s/mm2行磁共振DWI扫描,测量不同b值下各病变DWI信号强度及ADC值,比较各b值DWI图像信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)和ADC值,绘制ROC曲线,评价最优b值。结果:随着b值的增加,SNR下降,差异有统计学意义(P<0.05),b=200s/mm2组SNR最大;随着b值的增加,CNR亦呈下降趋势,b=200s/mm2组CNR最大。肺结节良恶性组ADC值均随b值增加而变小,恶性组差异有统计学意义(P<0.05)。4组不同b值ROC曲线下面积(AUC)分别为0.687、0.747、0.767、0.744。结论:取b=800s/mm2为最优b值。

关键词：
b值
影像诊断
扩散加权成像
肺结节
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扩散加权成像作为目前唯一能够观察活体组织内水分子扩散运动的无创性检查方法,也可应用在肺结节的诊断。已有研究表明,DWI有助于提高肺结节良恶性诊断的准确性[1]。关于肺部DWI最佳b值的选择目前尚不统一。本研究设计多个b值用于肺部DWI扫描,以探寻最佳b值,从而达到优化b值的目的。

1、材料与方法

1.1研究对象

病例入选标准:①经胸部CT扫描发现的肺结节,实性或大部分实性;②恶性结节均经手术病理证实;良性结节均经手术、穿刺或治疗两年追踪复查大于/等于2次;③无胸部手术史;④所有患者均知情同意,经CT检查后一周内行MRIDWI扫描。

研究对象:符合上述标准患者62例,男性35例,女性27例,年龄24～73岁,平均年龄53.3岁。

1.2检查方法

GEdiscovery750W3.0T磁共振,8通道体部相控阵线圈成像,采用呼吸触发并联合心电门控扫描。扫描参数:BHAxDWI:TR/TE2000ms/minimum,矩阵128×128,BW83.33,FOV40cm,Thickness5mm,Spacing0.5mm,NEX4,b值0、200、500、800、1000s/mm2,diffusiondirection:ALL。多b值DWI成像仅扫描病灶区域。

1.3图像后处理及数据测量

1.3.1图像处理DWI图像发送至Functiontool软件,选取病灶实性部分面积最大、信号强度最强最均匀层面,设定直径为5mm圆形ROI,取最大信号强度中心区域,避开病灶边缘、供血血管等,同一病例测量3个数值,取平均值作最终测量值;取相同大小ROI置于同层面竖棘肌及体外空气背景处(频率编码方向),用以测量肌肉DWI信号强度值(S肌肉)、图像背景噪声(SD噪声)。DWI图像CNR和SNR计算公式分别为:CNR=(S病变-S肌肉)/SD噪声,SNR=S病变/SD噪声。ADC值计算公式:ADC=(1nS1/S2)/b2-b1。

1.3.2由两位经验丰富的医师在未知病理结果下作独立测量,取平均值作最终数值。

1.4统计学分析方法

使用SPSSforwindows20.0统计分析软件。数值型变量采用单因素方差分析、t检验;分类变量采用χ2检验。采用受试者操作特征曲线ROC分析不同b值下ADC值对肺良、恶性结节的诊断效能。以P<0.05为有统计学意义。

2、结果

2.1病理结果

62例病例中,48例经病理证实,6例经治疗后病灶消失或好转,8例追踪2年、复查CT次数至少2次病灶无明显变化。恶性结节42例,良性结节20例。

2.2统计学结果

2.2.1不同b值间DWI图像的SNR比较

经统计学分析(表1),随着b值的增加,SNR及图像质量下降,差异有统计学意义(F=17.876,P=0.000)。经LSD分析两两检验,除b=800s/mm2与b=1000s/mm2间SNR差异无统计学意义外,其余b值间两两对比均有统计学差异(P<0.05)。

表1不同b值间DWI图像的SNR比较

2.2.2不同b值间DWI图像的CNR比较

经统计学分析(表2),随着b值增加,CNR减小,差异有统计学意义(F=6.346,P=0.000)。经LSD分析两两检验,除b=200s/mm2与b=500s/mm2、b=500s/mm2与b=800s/mm2、b=800s/mm2与b=1000s/mm2间SNR差异无统计学意义(P值分别为0.117、0.132、0.325)外,其余b值间两两对比均有统计学差异(P<0.05)。

表2不同b值间DWI图像的CNR比较

2.2.3不同b值下良、恶性肺结节ADC值的ROC曲线分析

应用ROC分析4个不同b值下的ROC曲线下面积(areaundercurve,AUC),由图1～图4可知,4个b值组的AUC分别为0.687、0.747、0.767、0.744,均有诊断意义,b=800s/mm2时曲线下面积最大。

图1b=200s/mm2时ROC曲线分析

图2b=500s/mm2时ROC曲线分析

图3b=800s/mm2时ROC曲线分析

图4b=1000s/mm2时ROC曲线分析

3、结论

肺结节DWI成像图像的SNR、CNR及ADC值均随b值增大而下降,当b取800s/mm2时ROC曲线下面积最大,对肺结节诊断效能最高。

4、讨论

b值范围的选择应当能清晰显示并分辨受检组织,能有效抑制T2穿透效应的影响。在图像质量满足诊断要求的同时,应采用尽可能大的b值,以使受检组织的ADC值更接近组织的真实扩散。然若b值过大则易使图像变形,使ADC值的测量不准确。

病变组织的细胞数量多、排列紧密[4],细胞外间隙小,水分子的扩散受限,因此DWI图上呈高信号,ADC图呈低信号,ADC值减低[5],尤其是恶性病变组织表现明显。因此,DWI可用于鉴别病变组织与正常组织,以及病变组织的良恶性。有学者认为b值取1000s/mm2时,DWI可以鉴别肺内良恶性结节,并能获得较高的敏感性和特异性。有文献[6]研究发现肺内恶性结节DWI的信号强度要比良性结节高[7],肺良恶性病变ADC值随b值增加而逐渐变小,差异有统计学意义;而各b值组ADC均可作为良恶性病变鉴别的诊断有效指标。有研究发现b值为200～1000s/mm2不同的ROC曲线下面积均有诊断意义。本研究发现,良、恶性病变的平均ADC值均随b值的增大而下降,与邓启明等[8,9,10]的结果一致。本研究以4个不同b值的ROC曲线下面积评价ADC值对肺内良、恶性结节病变的鉴别诊断效能,得出b值范围为0～800s/mm2时,随着b值增大AUC值逐渐增高,b=800s/mm2时诊断效能最高,而b取1000s/mm2时AUC下降。

综合SNR、CNR及ROC曲线分析结果,本研究认为可选择b=800s/mm2作为肺部DWI成像的最优b值,此b值时的DWI成像信噪比、对比噪声比及图像质量相对较好的同时,ADC值的测量较准确,图像变形伪影及信号缺失部分较小,最接近肺内结节真实的ADC值,且该b值测得的ADC值对肺内良、恶性病变的鉴别诊断效能最高。

参考文献：

[8]邓启明,邱维加,周智鹏,等.不同b值下DWI鉴别肺部良､恶性病变的价值[J].中国医学影像技术,2012,28(8):1537-1540.

[10]钟丽,孙玲玲.1.5TDWI在肺良､恶性病变鉴别诊断中最适b值的探讨[J].放射学实践.2015;30(2)141-144.

王兰菁,朱红春,王艳萍.肺结节磁共振DWI的最优b值[J].影像研究与医学应用,2020,4(18):109-112.