基于合成MRI定量参数与直方图特征的口腔口咽良恶性病变鉴别新方法

《BMC Medical Imaging》：A novel synthetic MRI for discrimination of oral cavity and oropharynx malignancy

本研究针对传统MRI鉴别口腔口咽病变需注射对比剂、扫描时间长易产生运动伪影等问题，开发了基于MAGiC序列的合成MRI技术，通过定量测量T1、T2值和直方图能量特征，实现了0.936的AUC鉴别效能，为无创术前诊断提供了新方案。

　　

在全球范围内，口腔和口咽部恶性肿瘤每年导致约47万新发病例和22.5万死亡病例，准确区分良恶性病变对避免不必要活检和制定个性化治疗方案至关重要。传统磁共振成像(MRI)虽然诊断效果良好，但对比剂可能引发肾病患者肾源性系统性纤维化，并有钆沉积风险。此外，长时间扫描容易因吞咽和运动产生伪影，影响图像质量。

合成MRI(SyMRI)技术的出现为这一难题带来转机。其中磁共振图像编译(MAGiC)序列通过多回波采集技术，在一次扫描中同时获取形态学和定量图像，大幅缩短检查时间。该技术提供的T1、T2和质子密度(PD)定量值是组织的固有磁特性，与扫描仪参数无关，能反映肿瘤细胞外水平信息。然而，此前关于合成MRI在口腔口咽病变鉴别诊断中的研究较少，特别是结合直方图分析的诊断效能尚未明确。

为解决这一问题，上海交通大学医学院附属第九人民医院放射科团队在《BMC Medical Imaging》发表了最新研究，评估了MAGiC序列在口腔口咽病变良恶性鉴别中的价值。

研究方法上，该研究纳入了65例患者的69个病灶和5名健康志愿者，使用3.0T MRI扫描仪进行MAGiC序列扫描。通过多延迟多回波(MDME)序列获取参数，扫描时间为3分42秒。研究人员使用3D Slicer软件手动勾画病灶区域，提取定量值和直方图特征，采用组内相关系数(ICC)和Bland-Altman图评估测量值重复性，通过受试者工作特征(ROC)曲线分析诊断效能。

健康志愿者中定量值的稳定性

研究首先验证了MAGiC序列定量测量的可重复性。结果显示所有定量值的组内相关系数(ICC)均大于0.8，表明观察者间一致性良好。变异系数(CV)均低于15%，其中腮腺的CV最小，下颌骨最大。Bland-Altman图显示差异均值接近零，大多数数据点落在95%一致性界限内，证实了测量结果的可靠性。

形态学和定量图像的鉴别能力

研究发现恶性病变的T1值(1424±238.60 ms)和T2值(92.79±12.87 ms)显著高于良性病变(T1值1193±255.30 ms，T2值78.33±20.15 ms)。在90个直方图特征中，能量(Energy)和总能量(Total Energy)在形态学和定量图像中均显示出显著差异。T2映射和PD映射的能量特征以及T2-STIR图像的能量和总能量特征在良恶性病变间存在显著统计学差异。

诊断性能

测量的T1和T2值的诊断AUC为0.803。形态学图像直方图特征的AUC为0.826，定量图像直方图特征的AUC为0.833。而当结合形态学和定量图像特征时，诊断AUC显著提高至0.936。DeLong检验显示组合特征与单独形态学特征的诊断性能有显著差异(P=0.0496)。

研究还展示了一例常规图像误诊为良性而MAGiC图像正确识别为恶性的病例（腺样囊性癌），凸显了该技术的临床价值。

讨论与结论

本研究证实了MAGiC序列在口腔口咽病变鉴别中的重要作用。恶性病变较高的T1值可能与细胞外基质丰富、氧浓度低相关，而较高的T2值可能反映自由水含量增加。直方图能量特征的高值可能表明恶性肿瘤的组织成分复杂性和异质性。

该研究的创新点在于首次全面评估了合成MRI在口腔口咽病变中的应用价值，并证明结合形态学和定量图像能显著提高诊断准确性。MAGiC序列的优势在于单次扫描获取多模式图像、缩短检查时间、减少运动伪影，且无需对比剂注射。

局限性包括样本量有限、病变类型多样未能进行亚组分析，未来需要更大规模的多中心研究验证。

总之，MAGiC作为一种高效的合成MRI序列，通过结合定量参数和直方图分析，为口腔口咽病变的无创术前鉴别提供了新方法，具有重要临床转化价值。