不同b值轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)擴散成像研究

張永成邢 偉田建明陳 杰陳 明

尋找一種簡便無創(chuàng)的方法鑒別淋巴結(jié)病變對于臨床腫瘤病人施治有重要意義。磁共振擴散成像(diffusion weighted imaging,DWI)是目前在活體內(nèi)進行水分子擴散測量和成像的唯一方法,它反映了小分子物質(zhì)組織內(nèi)布朗運動的狀況,使MRI從微觀觀察腫瘤病理狀態(tài)成為可能。既往研究評價淋巴結(jié)均使用ADC絕對值,研究結(jié)果差異較大,無法進行橫向比較。本研究利用擴散成像對接種VX 2兔模型的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)進行不同b值的定量研究,初步探討不同研究對象橫向比較的可行性。

方 法

1.材料

純種健康新西蘭大白兔40只,雌雄不限,2～3個月齡,體質(zhì)量1.8～2.5kg(長海醫(yī)院實驗動物中心提供)。VX 2腫瘤荷瘤兔2只。

2.實驗方法

40只實驗兔隨機分成炎癥及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)兩組,每組20只。①轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組:將種兔大腿處的VX 2瘤取部分含瘤細胞豐富的瘤塊,制成濃度107/ml的單細胞懸液,經(jīng)右側(cè)股四頭肌注射VX 2癌細胞懸液0.5ml;②炎癥組:經(jīng)左側(cè)足墊注射完全弗氏佐劑0.5ml。40只腫瘤模型兔用3%戊巴比妥鈉(1ml/kg)行靜脈麻醉,將兔仰臥、固定于膝關節(jié)線圈內(nèi),行 MRI檢查。所有兔子檢查完后,取淋巴結(jié)行病理組織學檢查。

3.磁共振檢查

所用儀器為德國Siemans1.5T磁共振掃描儀。掃描前從兔耳緣靜脈注射3%戊巴比妥鈉(1ml/kg體質(zhì)量)全麻控制呼吸,俯臥位,足先進,行常規(guī)MRI序列及DWI檢查。掃描范圍包括雙側(cè)月國窩及髂窩。常規(guī)MRI掃描包括冠狀位定位與軸位觀察淋巴結(jié)。軸位快速自選回波 (TSE)T2W I:TR3000ms、TE91m s;T 1W I:TR640ms,TE11m s。采用腹部線圈,層數(shù) 20,層厚為 4mm,間隔0.4mm,FOV 20cm×l6cm,矩陣256×192,NEX=6。DWI采用EPI序列,復制平掃軸位MR位置,TR/TE=5000/81m s,層數(shù)20,層厚=4mm,間隔0.4mm,FOV 20cm×l6cm,矩陣128×128,NEX=6。在相互垂直的X、Y、Z軸3個方向上施加擴散敏感梯度場,b值分0～500s/mm2及0～1000s/mm2兩組。

4.ADC值分析

通過b值條件不同的2幀DWI圖像點對點的計算,得到淋巴結(jié)實質(zhì)部分的近似表觀擴散系數(shù)值(apparent diffusion coefficient,ADC)。計算公式為代表b 為500s/mm2及 1000s/mm2的擴散圖像信號值,S低代表b為0的擴散圖像信號值。根據(jù)T2W I選取興趣區(qū),避開血管、壞死、囊變區(qū)域。每只兔子分別測量腫瘤組織及淋巴結(jié)的3個不同部位,取其平均值。

5.數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行量化結(jié)果的統(tǒng)計學分析。所有ADC值結(jié)果以±s表示。兩組分別進行良惡性病變的獨立樣本t檢驗,P＜0.05有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

MRI常規(guī)檢查:接種14d后,20只接種VX 2瘤兔共發(fā)現(xiàn)35枚淋巴結(jié),其中同側(cè)髂內(nèi)動脈旁25枚,右側(cè)月國窩內(nèi) 8枚;20只炎癥組實驗兔共20枚淋巴結(jié),均位于接種同側(cè)月國窩。兩組淋巴結(jié)T 1W I信號與肌肉相仿、T 2W I信號高于肌肉組織。腫瘤組淋巴結(jié)中20枚可見壞死;炎癥組信號均勻,無明顯壞死。

不同b值組良惡性淋巴結(jié)的平均ADC值及比較(圖1,2):兩組b值良惡性淋巴結(jié)的評價ADC值及t檢驗結(jié)果見表1。

圖1 轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)DWI。b值分別為500s/mm2及1000s/mm 2,右側(cè)股四頭肌瘤灶外周高信號,中央部分信號低,右側(cè)髂內(nèi)動脈旁可見多枚高信號腫大淋巴結(jié)(A、B)。

表1 不同b值轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)平均ADC比較

圖 2 炎性淋巴結(jié)巴結(jié)DWI。b值分別為500s/mm 2及 1000s/mm2,左側(cè)月國窩內(nèi)淋巴結(jié)為明顯高信號(A、B)。

討 論

VX 2腫瘤細胞是一種可移植的中分化鱗癌瘤株,可接種到兔的腎臟、肝臟、肌肉、子宮等組織器官內(nèi),制成原位腫瘤動物模型。國內(nèi)有學者對不同移植途徑作了比較后證實瘤塊移植成瘤率高。文獻報道瘤細胞最好在106個/mm3以上,局部環(huán)境應為血供充足、營養(yǎng)豐富的組織,如肌肉、肝臟、子宮等。瘤塊移植保證了瘤細胞正常的生長濃度,且成為瘤細胞抵御機體免疫力的屏障,延緩清除過程,增強對新環(huán)境的適應力,故成瘤率高[1]。

以往鑒別淋巴結(jié)良惡性主要依賴于形態(tài)學的改變,如大小、形態(tài)、壞死等。但是單純依靠形態(tài)學診斷往往無法同時兼顧敏感性和特異性,特別是對小的淋巴結(jié)病變,其內(nèi)部可能已經(jīng)存在有微小的轉(zhuǎn)移灶。利用一些特殊MRI技術,如擴散成像,能提高MRI鑒別轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能力。

組織中水的擴散是一個復雜的過程,其量和方向取決于擴散屏障的間隙、懸浮介質(zhì)黏度和擴散檢測時間;此外毛細血管內(nèi)血液的流動和組織中水的自由擴散使得擴散變得更加復雜。細胞間隙的水分子在組織擴散加權(quán)中起主要作用,細胞間隙大小能影響間隙中水分子的擴散運動。局部淋巴結(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)移灶的增殖生長影響了細胞間隙和淋巴結(jié)的微循環(huán),為擴散成像的應用提供了病理基礎。

Sumi等[2]首先通過測量ADC值鑒別良惡性淋巴結(jié),結(jié)果顯示轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的ADC值高于良性淋巴結(jié)。此后,擴散成像被廣泛應用于淋巴結(jié)病變的研究[3-6]。國內(nèi)李爍等[7]的研究結(jié)果認為炎性淋巴結(jié)ADC值大于轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié),兩者之間有統(tǒng)計學差異。而吳冰等[8]的研究發(fā)現(xiàn)炎性淋巴結(jié)平均ADC值小于轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),且兩者的ADC值無明顯統(tǒng)計學差異。本研究炎性淋巴結(jié)ADC值同樣小于轉(zhuǎn)移淋巴結(jié),但是兩者之間有統(tǒng)計學差異,這可能與研究所取b值的差異、主磁場強度的不同等因素有關。除此之外,部分反映增生淋巴結(jié)可能以纖維增生為主,極大限制了水分子的擴散[2]。

現(xiàn)有研究中,擴散敏感因子(b value)選擇不一,ADC值差異很大[2-6]。對于DWI來說,b值的選擇非常重要。本研究表明在0～500s/mm2組,良惡性淋巴結(jié)的ADC無統(tǒng)計學差異,而0～1000s/mm2b組良惡性淋巴結(jié)的ADC值有統(tǒng)計學差異。越高的b值對水分子擴散越敏感,系統(tǒng)誤差小,能更精確地反映擴散狀況及測量的ADC值,但是b值過高會降低圖像的信噪比;較小的b值對水分子擴散運動不敏感,而且組織信號的衰減受其他運動,特別是血流灌注影響較大。此外,Niendorf等[9]認為低b值主要反映了細胞外間隙的水分子運動,b值越高則細胞內(nèi)水分子所占比重越高。但最近研究認為,大b值下,DWI同時反映水分子細胞內(nèi)外的運動狀態(tài),而低b值反映了限制水分子運動的諸多因素,如相對體積分數(shù)、細胞外間隙迂曲等[10],這可能也對不同b值下ADC值有影響。

本研究存在著一定的不足:①不同的研究設備、b值、檢查技術及感興趣區(qū)選擇等差異均可對結(jié)果產(chǎn)生影響,本研究只是著眼于其中的一個方面。②本研究樣本相對較小。

擴散成像作為一種功能性檢查手段,對于良惡性淋巴結(jié)的鑒別有重要的輔助作用。使用高b值能夠更加準確地反映病變組織擴散能力的差異。