磁共振全身彌散加權(quán)成像在惡性腫瘤篩查中的應(yīng)用價(jià)值初探

張 妍，王晞星，黃永波，王 峻

惡性腫瘤是威脅人類(lèi)生命的嚴(yán)重疾病之一，早期發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤，檢測(cè)其浸潤(rùn)范圍及有無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移對(duì)疾病分期，選擇治療方案及預(yù)后判斷都很重要。磁共振全身彌散加權(quán)成像(whole body diffusion weighted imaging,WB-DWI)是新的MR成像技術(shù)，可以一次性進(jìn)行大范圍掃描、敏感性高，病變、正常組織結(jié)構(gòu)對(duì)比明顯，能有效地協(xié)助尋找惡性腫瘤原發(fā)灶部位及淋巴轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處臟器轉(zhuǎn)移，達(dá)到類(lèi)PET影像效果，可對(duì)病變的良惡性作出初步診斷。本研究旨在探討WB-DWI技術(shù)在惡性腫瘤篩查中的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

(1)選取健康志愿者10名行WB-DWI檢查，其中男5名，女5名，年齡32～76歲，平均年齡53.5歲。(2)收集本院自2008年8月至2010年12月期間疑似惡性腫瘤并有完整臨床和影像學(xué)資料患者36例，其中男19例，女17例，年齡8～85歲，平均58歲。臨床主要以全身骨痛(21/36例)、頭痛(5/36例)、腹痛(3/36例)、腰痛(3/36例)以及消瘦、乏力(4/36例)等就診。所有疑似惡性腫瘤患者均先行WB-DWI檢查，并于1周內(nèi)對(duì)可疑部位行常規(guī)MRI檢查(肺部病變加做CT)，必要時(shí)增強(qiáng)掃描。

1.2 MR掃描方法

使用1.5 T飛利浦超導(dǎo)型MR掃描儀，利用磁體內(nèi)置體線圈進(jìn)行掃描，信號(hào)采集使用磁體內(nèi)置Q-BODY線圈，應(yīng)用短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)平面回波(short TI inversion recovery echo planner imaging,STIR-EPI)序列進(jìn)行軸位DWI掃描，患者取仰臥位，頭先進(jìn)，平靜呼吸。DWI參數(shù)為：TR最小值，TE最小值，反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI) 165 ms，視野(FOV)40 cm，擴(kuò)散敏感因子(b值)分別為0和600 s/mm2,激勵(lì)次數(shù)(NEX)為10次，層厚5 mm，層間距1 mm，自由呼吸狀態(tài)下完成掃描。掃描范圍從頸根部開(kāi)始至雙側(cè)腹股溝區(qū)，以每段40層為準(zhǔn)，將掃描范圍分為3段進(jìn)行橫斷面掃描，每段與其上下段間均有2層重疊。在完成一段的數(shù)據(jù)采集后，掃描床自動(dòng)前進(jìn)至下一段。掃描結(jié)束后對(duì)3段的原始圖像進(jìn)行疊加，重建后形成三維(3D)圖像，并進(jìn)行黑白反轉(zhuǎn)，達(dá)到類(lèi)“PET”效果。

1.3 影像分析

圖像分析采用雙盲法，所有WB-DWI及常規(guī)MRI/CT圖像分別由2名臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師獨(dú)立分析，在不提供臨床信息及其他資料的前提下，查找掃描野內(nèi)的可疑病灶。

1.4 惡性腫瘤的診斷依據(jù)

手術(shù)或穿刺活檢組織學(xué)證實(shí)；如無(wú)組織學(xué)證據(jù)，結(jié)合患者病史、實(shí)驗(yàn)室檢查及常規(guī)MRI/CT結(jié)果，對(duì)所有病例進(jìn)行3～6個(gè)月的隨訪及試驗(yàn)性治療進(jìn)一步明確診斷。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件包，采用Kappa值對(duì)診斷試驗(yàn)的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，采用配對(duì)四格表卡方檢驗(yàn)對(duì)WB-DWI法與金標(biāo)準(zhǔn)對(duì)惡性腫瘤檢出率間的差異進(jìn)行比較。

2 結(jié)果

2.1 WB-DWI的正常表現(xiàn)(見(jiàn)圖1)

健康志愿者骨骼系統(tǒng)呈低至中等信號(hào)，雙肺、縱隔及肝臟呈低信號(hào)，脾、雙腎、脊髓、椎間盤(pán)、涎腺、淺表淋巴結(jié)和子宮/前列腺呈高信號(hào)，膽囊、腸道及膀胱信號(hào)變化較大，可呈高信號(hào)。在黑白反轉(zhuǎn)影像中，以上信號(hào)相反。

惡性腫瘤及其全身臟器轉(zhuǎn)移灶、腫大淋巴結(jié)在WB-DWI影像上表現(xiàn)為明顯高信號(hào)區(qū)，而于黑白反轉(zhuǎn)影像中，則呈明顯低信號(hào)(見(jiàn)圖2)。

2.2 WB-DWI診斷結(jié)果

共36例疑似惡性腫瘤患者最終診斷惡性腫瘤29例，良性病變7例。WB-DWI共診斷惡性腫瘤28例(其中20例發(fā)現(xiàn)了原發(fā)病灶)，1例肝臟巨大血管瘤誤診肝癌，膽囊癌、結(jié)腸癌各1例發(fā)生漏診，其余病例則通過(guò)發(fā)現(xiàn)原發(fā)灶以外其他部位轉(zhuǎn)移灶，結(jié)合常規(guī)MRI/CT檢查以及臨床、病理等檢查得以確診。WBDWI同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了其余7例良性病變中6例的異常影像(5例多發(fā)腫大淋巴結(jié)，1例右腎下極血腫)。

2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果

兩位醫(yī)師對(duì)本組病診斷結(jié)論的一致性分析Kappa值=0.704，可以認(rèn)為兩人具有較好的一致性。

WB-DWI診斷惡性腫瘤敏感度93.1%，特異度85.7%，約登指數(shù)0.79，假陰性率14.3%，假陽(yáng)性率6.9%，準(zhǔn)確性91.7%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值96.4%，陰性預(yù)測(cè)值75.0%，符合率91.7%。WB-DWI與金標(biāo)準(zhǔn)配對(duì)卡方檢驗(yàn)結(jié)果P＞0.05，差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以認(rèn)為兩法的檢驗(yàn)結(jié)果相同(見(jiàn)表1)。同時(shí)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果做Kappa分析，WB-DWI與金標(biāo)準(zhǔn)的一致性Kappa值=0.748，二者具有中、高度一致性。

表1 WB-DWI診斷各部位惡性腫瘤情況Table 1 Diagnosis results of malignant tumor by WB-DWI

3 討論

3.1 全身彌散成像技術(shù)

WB-DWI的基本原理：DWI 技術(shù)就是檢測(cè)人體組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程受擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散梯度強(qiáng)度的影響[1]。由于表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)反映水分子在組織中的擴(kuò)散能力，故 DWI 的信號(hào)強(qiáng)弱還與 ADC 值有關(guān)。惡性腫瘤細(xì)胞繁殖旺盛，細(xì)胞密度增高，細(xì)胞外容積減少，因而ADC值降低，在DWI上呈高信號(hào)。Takahara[2]等于2004 年首次將DWI與短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)(short- TI inversion recovery,STIR)及單次激勵(lì)平面回波(EPI) 等技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行三維全身擴(kuò)散加權(quán)成像，可以在自由呼吸狀態(tài)下完成薄層、無(wú)間隔、大范圍成像，并得到高SNR、高分辨率和高對(duì)比度的影像。利用3D-MIP重組和黑白反轉(zhuǎn)技術(shù)能夠三維地顯示轉(zhuǎn)移瘤，達(dá)到了類(lèi)似PET圖像效果，所以有學(xué)者將這種技術(shù)稱為類(lèi)PET[3]。

圖1 圖1A為正常成人WBDWI重建圖像。圖1B～1D為72歲男性患者全身彌散加權(quán)成像重建圖像及軸位圖像，提示胰腺體尾部及肝臟多發(fā)異常信號(hào)，考慮胰腺癌肝轉(zhuǎn)移。圖1E、1F為常規(guī)T1WI/FS及常規(guī)T2WI圖像，臨床得以證實(shí)Fig 1 Fig 1A was the reconstructed WB-DWI images of healthy adults.Fig 1B-1D were the axial and reconstructed images of WB-DWI (male,72 years old) abnormal signals lied in the body and tail of the pancreas,liver,it suggested that pancreatic cancer liver metastases.Fig 1E and Fig 1F were the conventional MRI images (T1WI/FS,T2WI).It proved to be right with clinic findings.

3.2 WB-DWI在惡性腫瘤篩查中的可行性

目前最常用的全身成像方式有兩種，即核素骨顯像和PET/CT。核素骨顯像在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移方面的診斷價(jià)值已被臨床高度認(rèn)可，但不少研究報(bào)道其特異性和敏感性較差[4]，且不能提供軟組織及淋巴結(jié)情況。PET/CT依靠病灶的高葡萄糖代謝檢出病灶，可以同時(shí)顯示骨、軟組織及淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移情況，用于惡性腫瘤的全身檢查，成為惡性腫瘤診斷分期的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但PET/CT價(jià)格昂貴[5]。二者均存在射線輻射問(wèn)題。磁共振全身彌散加權(quán)成像(WB-DWI)檢查能同時(shí)獲取多個(gè)系統(tǒng)，如骨骼系統(tǒng)、胸腹部以及盆腔、淋巴結(jié)的影像，具有覆蓋范圍大、檢查時(shí)間短、無(wú)需對(duì)比劑、無(wú)創(chuàng)、敏感性高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于惡性腫瘤患者原發(fā)灶以及原發(fā)灶以外腫瘤/和腫瘤征象的評(píng)估[6]。Mürtz等[7]利用WB-DWI對(duì)多種惡性腫瘤進(jìn)行全身成像，發(fā)現(xiàn)WB-DWI可很好顯示原發(fā)灶浸潤(rùn)范圍以及淋巴結(jié)、腹膜、骨、腎上腺及肝臟的轉(zhuǎn)移，可以直觀顯示全身轉(zhuǎn)移灶，與PET/CT有良好相關(guān)性。Komori等[8]對(duì)16例惡性腫瘤患者進(jìn)行WBDWI與PET/CT對(duì)照研究，利用WB-DWI 檢查27處惡性腫瘤共檢出25處，敏感度為92.6%；而PET/CT共檢出22 處，敏感度為81.5%。顧太富[9]等對(duì)34例轉(zhuǎn)移瘤患者行WB-DWI檢查，發(fā)現(xiàn)可疑原發(fā)灶24例，其中23例被證明是惡性腫瘤，認(rèn)為WB-DWI對(duì)轉(zhuǎn)移瘤患者尋找原發(fā)灶的靈敏度高，可以作為尋找原發(fā)灶的篩查方法。本研究結(jié)果與上述結(jié)論一致，36例疑似惡性腫瘤患者最終診斷惡性腫瘤29例，WB-DWI正確診斷惡性腫瘤27例(其中20例發(fā)現(xiàn)了原發(fā)病灶)，還發(fā)現(xiàn)了肝臟、腎、腎上腺、軟組織等多個(gè)遠(yuǎn)隔部位的轉(zhuǎn)移病灶及多發(fā)骨轉(zhuǎn)移和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，敏感度93.1%，特異度85.7%，符合率91.7%。同時(shí)WB-DWI還發(fā)現(xiàn)了其余7例良性病變中6例的異常影像，為臨床進(jìn)一步診治奠定了一定基礎(chǔ)。

圖2 圖2A～2C為85歲男性患者WB-DWI重建圖像及軸位圖像，提示右肺癌肝臟、椎體及部分肋骨多發(fā)轉(zhuǎn)移。圖2D～2F為CT平掃肺窗、縱隔窗及骨窗，圖2G、2H為MRI平掃T2WI/FS及T1WI圖像，與WB-DWI診斷一致，臨床得以證實(shí)Fig 2 Male,eighty-fi ve years old,the reconstructed and axial images of WB-DWI (Fig 2A-2C) suggested right lung cancer with liver,vertebral body and rib metastases.Fig 2D-2F were the lung,mediastinum and bone windows of CT.Fig 2G-2H were the conventional MR images (T1WI/FS,T2WI) and it proved to be correct with clinic findings.

然而，自由呼吸、心臟及大血管搏動(dòng)偽影可導(dǎo)致遺漏較小的肺部病灶、縱隔及肺門(mén)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，尤其是直徑＜1 cm者，本組中3例肺癌患者WB-DWI首先發(fā)現(xiàn)的是轉(zhuǎn)移灶，而遺漏了原發(fā)灶；由于DWI圖像背景信號(hào)抑制導(dǎo)致提供的解剖信息不足，同時(shí)胃腸道高信號(hào)干擾病灶的判斷和鄰近器官的顯示有關(guān)，本組1例胃癌患者未發(fā)現(xiàn)原發(fā)灶，膽囊癌及結(jié)腸癌各1例漏診，我們的經(jīng)驗(yàn)是盡量空腹并將常規(guī)MRI/CT作為解剖參照進(jìn)行準(zhǔn)確定位；背景信號(hào)較高臟器(如脾、前列腺等)的病灶易被掩蓋，本組2例前列腺癌患者均漏診了原發(fā)灶，WB-DWI通過(guò)發(fā)現(xiàn)全身多發(fā)骨轉(zhuǎn)移灶，結(jié)合骨穿、PSA測(cè)定及超聲定位下穿刺活檢最終得以確診；腎上腺腫瘤、肝、腎囊腫、肝臟血管瘤等在WB-DWI圖像上經(jīng)常呈高信號(hào)，此時(shí)應(yīng)結(jié)合ADC值測(cè)定進(jìn)行鑒別[10,11]，本組由于病例數(shù)較少，未進(jìn)行該方面的統(tǒng)計(jì)分析，1例肝臟巨大血管瘤誤診肝癌。

3.3 展望

WB-DWI在惡性腫瘤篩查中具有較高的檢出率，可用于疑似腫瘤患者的早期篩查及病情隨訪，今后，有待結(jié)合ADC值測(cè)定對(duì)病灶良惡性的診斷與鑒別診斷做進(jìn)一步的研究。同時(shí)，對(duì)于已經(jīng)確診為惡性腫瘤的患者，在明確腫瘤浸潤(rùn)范圍及有無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，區(qū)分腫瘤殘留或復(fù)發(fā)以及治療前后對(duì)比等方面WB-DWI也具有一定的應(yīng)用價(jià)值，有待結(jié)合大規(guī)模臨床試驗(yàn)做進(jìn)一步研究。

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