磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在胰腺癌診斷中的價(jià)值

左后東，張小明，唐 偉，肖 波，曾南林，黃小華，楊 林，翟昭華

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)是一種對(duì)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)敏感的成像技術(shù)，能無(wú)創(chuàng)測(cè)定活體組織細(xì)胞內(nèi)部的擴(kuò)散過(guò)程。DWI臨床最初主要應(yīng)用于急性中風(fēng)的診斷[1,2]，但近年來(lái)隨著磁共振技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，DWI也被用于其它部位不同疾病的診斷，如肝臟、腎臟、乳腺、前列腺及子宮等[3-8]，特別是上腹部的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。目前關(guān)于DWI技術(shù)用于胰腺癌的文獻(xiàn)報(bào)道越來(lái)越多，主要研究了癌組織、癌周與正常對(duì)照組胰腺組織的對(duì)比[3,8,9-12]，而同時(shí)將胰腺常見(jiàn)疾病如急性胰腺炎納入研究對(duì)象的報(bào)道相對(duì)較少。我們擬通過(guò)對(duì)胰腺癌、癌周、急性胰腺炎及正常對(duì)照組胰腺組織擴(kuò)散加權(quán)成像的研究，探討DWI對(duì)胰腺癌的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2010年1月至2010年11月間胰腺癌患者23例(男18例，女5例，年齡40～82歲，平均62.13±11.79歲)，其中10例位于胰頭和頸部，13例位于體尾部，所有胰腺癌患者臨床表現(xiàn)為腹痛和/或黃疸，經(jīng)手術(shù)病理(15例)或臨床隨訪(8例)證實(shí)。同期的急性胰腺炎患者26例(男17例，女9例，年齡33～80歲，平均56.42±14.6歲)，根據(jù)臨床表現(xiàn)、血和尿淀粉酶、脂肪酶3倍于正常確診。正常胰腺對(duì)照組25例(男12例，女13例，年齡23～74歲，平均年齡51.4±12.11歲)，全部選自接受上腹部檢查，經(jīng)臨床相關(guān)檢查及影像學(xué)檢查排除胰腺疾病的患者。以上所有患者均行上腹部常規(guī)掃描和磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像。

1.2 檢查方法

采用美國(guó)GE 1.5 T Excite MR機(jī)，體部相控陣線圈行多序列掃描，掃描序列包括：軸位梯度回波T1加權(quán) (axial gradient echo T1-weighted, Ax GRE T1WI)脂肪抑制序列；軸位快速恢復(fù)快速自旋回波(Axial fast recovery fast spin echo, Ax FRFSE)脂肪抑制呼吸門控T2加權(quán)；冠狀位和軸位單次激發(fā)快速自旋回波T2加權(quán)(coronal and axial single shot fast spin echo T2-weighted, Cor and Ax SSFSE T2WI)序列和DWI序列，掃描范圍包括肝臟上緣至胰腺下緣。Ax GRE T1WI的掃描參數(shù)：TR 195 ms，TE 1.5 ms，層厚 7mm；FRFSE掃描參數(shù)：TR 12000 ms，TE 94.4 ms，層厚5 mm；Cor和Ax SSFSE T2WI的掃描參數(shù)：掃描間隔2000 ms，TE 197.6 ms，層厚 5 mm。DWI采用SEEPI形式掃描。掃描參數(shù)如下： b=500 s/mm2，TR 4000 ms，TE 55.8 ms，DFOV42.0 cm×42.0 cm，矩陣192×128，層厚/層間距6.0～7.0 mm/1.0 mm，采集頻率帶寬1502Hz/像素，一次閉氣掃描。

1.3 圖像觀察

正常對(duì)照組胰腺的觀察：選擇2～3個(gè)感興趣區(qū)，盡量避開(kāi)胰管及周圍血管，在Function tool 2軟件包中測(cè)量不同感興趣區(qū)的ADC值。

急性胰腺炎的觀察：選擇2～3個(gè)感興趣區(qū)，盡量避開(kāi)胰管、周圍血管及胰腺邊緣區(qū)，在Function tool 2軟件包中測(cè)量不同感興趣區(qū)的ADC值。

胰腺癌的觀察：分別在T1WI、T2WI及DWI圖像上測(cè)量癌組織相對(duì)癌周的信號(hào)強(qiáng)度比(signal intensity ratio, SIR)，SIR=︱癌組織信號(hào)強(qiáng)度－癌周組織信號(hào)強(qiáng)度/癌周組織信號(hào)強(qiáng)度︱。癌周胰腺組織選擇腫塊以外，各序列上信號(hào)相對(duì)正常的胰腺組織(如胰頭腫瘤選擇胰腺體部，胰體尾部腫瘤選擇胰頭部)進(jìn)行測(cè)量。ADC值的測(cè)量：選2～3個(gè)感興趣區(qū)，在Function tool 2軟件包中測(cè)量癌組織、癌周及胰腺非癌組織的ADC值，測(cè)量中應(yīng)盡量避開(kāi)壞死組織、血管及胰管，測(cè)量壞死區(qū)邊緣的實(shí)質(zhì)部分，癌周組織的測(cè)量在距離癌組織1 cm以內(nèi)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

胰腺癌患者胰腺癌組織在T1WI、T2WI及DWI圖像上相對(duì)于癌周信號(hào)比，采用單因素方差分析；癌組織與癌周組織ADC值比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，癌組織與急性胰腺炎ADC值、癌組織與正常對(duì)照組胰腺組織ADC值、癌周組織與正常對(duì)照組胰腺組織ADC值、癌周組織與急性胰腺炎組織ADC值、正常對(duì)照組胰腺組織與急性胰腺炎組織ADC值比較均采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以上各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)學(xué)以P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 胰腺癌在MRI上的表現(xiàn)及SIR測(cè)量值

胰腺癌患者的胰腺形態(tài)變化明顯，腫瘤位于胰腺頭部及頸部病灶，其中9例(90%)伴胰管明顯擴(kuò)張，部分可見(jiàn)小的胰管分支顯示。腫瘤在T1WI上呈低信號(hào)或稍低信號(hào)，在T2WI上呈稍高信號(hào)，在DWI圖像上呈高信號(hào)(圖1、2)。T1WI、T2WI及DWI圖像上腫瘤相對(duì)于癌周的SIR值及各組間差異見(jiàn)表1。三組SIR值之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，即T1WI、T2WI及DWI上癌組織相對(duì)于癌周的SIR具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中DWI上SIR要高于T1WI和T2WI，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(前者t=9.387，P＜0.05；后者t=6.072，P＜0.05)，而T1WI和T2WI之間則沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.936，P＞0.05)。

2.2 胰腺癌與急性胰腺炎、正常胰腺組織在DWI上ADC測(cè)量值及統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

胰腺癌組織(記為Ⅰ)、癌周組織(記為Ⅱ)、急性胰腺炎(記為Ⅲ)及正常對(duì)照胰腺(記為Ⅳ)的ADC值分別為(1.446±0.201)×10-3mm2/s、(1.803±0.291)×10-3mm2/s、(1.783±0.225)×10-3mm2/s和(1.933±0.179)×10-3mm2/s，各組ADC值之間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異見(jiàn)表2。胰腺癌組織、癌周組織及急性胰腺炎組織ADC值較正常對(duì)照組胰腺組織減低(圖3)。

圖1 患者，女，61歲。腫瘤在T1加權(quán)(A)呈低信號(hào)(箭)，在DWI(B)上為高信號(hào)(箭)，高于癌周組織Fig 1 61-year-old female with pancreatic carcinoma.The tumor(arrows) was hypointense on T1 weighted imaging (A), and hyperintense on diffusion weighted imaging (B).

圖2 患者，男，41歲。病灶在T1WI上呈稍低信號(hào)(A)，T2WI上呈稍高信號(hào)(B)，而在DWI上呈明顯高信號(hào)(C) (箭)；病灶信號(hào)較均勻，邊界不清Fig 2 41-year-old male with pancreatic carcinoma.The mass (arrows) was hypointense on T1 weighted imaging (A),and hyperintense on T2 weighted imaging (B), while distinct hyperintense on diffusion weighted imaging (C).The mass had homogeneous signal and ill-defi ned margin.

圖3 急性胰腺炎患者的DWI(A、B)，胰腺邊緣模糊不清，信號(hào)較正常胰腺組織(C)信號(hào)稍高，正常對(duì)照組胰腺組織邊緣清楚(箭)。3A：患者，女，17歲；3B：患者，女，31歲；3C：女，46歲Fig 3 DWI of acute pancreatitis (A, B) depicted the ill-defi ned border (arrows) and hyperintense than that of normal pancreas (C).DWI of normal pancreas revealed well-defi ned margin (arrows) (C).3A: 17-year-old female.3B: 31-year-old female.3C: 46-year-old female.

表1 T1WI、T2WI及DWI圖像上癌組織相對(duì)于癌周的SIR值及組間差異Table 1 The SIR values of tumor tissues, the tissues adjacent to the tumor on T1WI, T2WI,DWI and difference between groups

3 討論

磁共振成像中的DWI是基于物體內(nèi)部的布朗運(yùn)動(dòng)，反映機(jī)體在正常生理及病理狀態(tài)下各組織及細(xì)胞間水分子的交換及功能狀態(tài)。表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)是定量參數(shù)，能反映微觀環(huán)境中水分子的擴(kuò)散情況，因此ADC值的可以從微觀水平反映組織的變化，因此在對(duì)許多疾病的診斷及鑒別中起到非常重要的作用。

3.1 DWI序列及b值的選擇

表2 各組ADC值間統(tǒng)計(jì)差異Table 2 ADC values statistical signifi cance between groups

胰腺位于腹膜后，是腹膜后位器官，容易受生理運(yùn)動(dòng)的影像，如呼吸，腹腔內(nèi)腸管的運(yùn)動(dòng)等，另外，胰腺周圍的大血管也會(huì)對(duì)胰腺的檢查產(chǎn)生一定的影響。平面回波成像(echo planar imaging, EPI)，特別是自旋回波-回波成像(SE-EPI)，以其成像速度及采集圖像快，切層效率高，生理運(yùn)動(dòng)干擾小而被廣泛應(yīng)用。本次研究中使用SE-EPI成像，掃描出的圖像無(wú)明顯的呼吸運(yùn)動(dòng)等生理活動(dòng)影響產(chǎn)生的偽影，圖像上胰腺區(qū)域均顯示較清楚，對(duì)本次研究無(wú)明顯影響。

b值的大小和數(shù)量影響擴(kuò)散的測(cè)量，b值越多，b差值越大，測(cè)得的ADC值或擬合出的ADC圖越真實(shí)。Chikawa[13]等人的研究認(rèn)為較大b值在胰腺癌診斷中具有優(yōu)勢(shì)，而較小b值不利于腫瘤良惡性的鑒別，這與胰腺癌的血流灌注低于正常胰腺組織有關(guān)，而灌注對(duì)ADC值的影響隨b值的增大而減弱[14]。綜合考慮，本研究采用500 s/mm2，作為b值，可以較為滿意的顯示病灶及周圍情況。

3.2 DWI及ADC值在胰腺癌診斷中的應(yīng)用

有文獻(xiàn)報(bào)道[15-18]DWI已在許多疾病中被證明是一種非常有用的、較敏感的診斷方法,并被用于疾病的診斷及鑒別診斷。DWI上信號(hào)變化與組織內(nèi)細(xì)胞及水分子的運(yùn)動(dòng)有明顯的相關(guān)性。在富血供含細(xì)胞較多的腫瘤組織，由于細(xì)胞數(shù)的增加，細(xì)胞外間隙就會(huì)變小，水分子的運(yùn)動(dòng)就會(huì)相應(yīng)減弱。胰腺癌組織相對(duì)正常胰腺組織其細(xì)胞數(shù)明顯增多，細(xì)胞外間隙明顯變小，因此其擴(kuò)散能力較正常胰腺組織明顯下降，即胰腺癌在DWI上呈高信號(hào)或稍高信號(hào)，高于正常胰腺組織。

我們還發(fā)現(xiàn)在DWI圖像上胰腺癌組織相對(duì)癌組織周圍殘存的胰腺組織的對(duì)比度較T1WI及T2WI好。ADC值越高，DWI上組織信號(hào)越低，反之，則越高。在大多數(shù)的惡性腫瘤及急性胰腺炎患者中，其所測(cè)得的ADC值是減低的[7,19-23]，F(xiàn)attahi[24]等人通過(guò)研究，得出胰腺癌的ADC值(1.46±0.18)×10-3mm2/s較正常胰腺組織明顯減低，本次研究結(jié)果與上述研究結(jié)果相一致。而有些研究報(bào)道則得出胰腺癌的ADC值較正常胰腺高[12,25]，與本次研究結(jié)果相矛盾，有待今后進(jìn)一步探討研究。

急性胰腺炎的病理變化在某些方面與胰腺癌相似，如纖維化，細(xì)胞水腫、主胰管擴(kuò)張等，細(xì)胞間的間隙相對(duì)就會(huì)減小，水分子的運(yùn)動(dòng)就會(huì)受到限制，相應(yīng)的ADC值會(huì)較正常胰腺組織減低。本組研究中，所測(cè)得急性胰腺炎的ADC值較正常胰腺組織低，這也與Satoshi[20]等人的研究結(jié)果一致。

本研究中，除研究胰腺癌與癌周及正常對(duì)照組胰腺組織ADC差異外，還納入了急性胰腺炎的研究，結(jié)果正常胰腺組織、胰腺癌組織及急性胰腺炎胰腺組織三者之間ADC有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而急性胰腺炎組織與癌周組織ADC值則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且正常胰腺組織、癌周組織及急性胰腺炎胰腺組織的ADC值均高于胰腺癌組織，加上胰腺癌組織相對(duì)于癌周的信號(hào)強(qiáng)度比在DWI上較TIWI及T2WI高，能更好的顯示胰腺癌組織，能更好的說(shuō)明DWI成像在一定程度上有助于胰腺癌的診斷。

本研究中，通過(guò)測(cè)量統(tǒng)計(jì)得出胰腺癌組織與癌周組織、胰腺癌組織與急性胰腺炎胰腺組織、胰腺癌組織與正常對(duì)照組胰腺組織、急性胰腺炎胰腺組織與正常對(duì)照組胰腺組織ADC值間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在測(cè)量過(guò)程中難免會(huì)受到一些因素的影響，如胰腺頭頸部的腫瘤，往往伴有胰管的顯著擴(kuò)張、胰腺實(shí)質(zhì)萎縮等，這些因素都可能會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，但是我們可見(jiàn)較為清楚的看到胰腺癌組織在DWI上顯示為高信號(hào)，高于癌周及正常胰腺組織，且胰腺癌癌組織的ADC值較胰腺癌癌周組織、急性胰腺炎組織及正常胰腺組織的ADC值是減低的。關(guān)于DWI及ADC值對(duì)于胰腺疾病的更深更高的價(jià)值，有待進(jìn)一步的更深入研究。

總之，DWI對(duì)于胰腺癌的診斷極其評(píng)價(jià)有很大的幫助，且有可能在以后會(huì)成為診斷胰腺癌的首要檢查方法。

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