胰腺3T磁共振彌散加權(quán)成像的臨床應(yīng)用研究

陳士躍 黃文才 陸建平 金愛(ài)國(guó) 黃俊 田冰

·論著·

胰腺3T磁共振彌散加權(quán)成像的臨床應(yīng)用研究

陳士躍 黃文才 陸建平 金愛(ài)國(guó) 黃俊 田冰

目的探討胰腺組織3T磁共振(MR)擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)的可行性及其在胰腺腫瘤定性診斷中的價(jià)值。方法應(yīng)用3T MR成像儀對(duì)20名健康志愿者和47名胰腺腫塊患者(胰腺癌21例，腫塊型胰腺炎7例，胰腺囊性腫瘤19例)行胰腺常規(guī)MRI及兩組不同擴(kuò)散梯度因子(b值，500和1000 mm2/s)DWI檢查，測(cè)量病灶、病灶旁胰腺DWI信號(hào)強(qiáng)度(signal intensity，SI)及病灶表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值。結(jié)果在b=500和1000 mm2/s DWI圖像上，正常胰腺實(shí)質(zhì)信號(hào)均勻，胰頭、體、尾各部分的ADC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而胰腺癌、腫塊型胰腺炎均顯示為高信號(hào)，且在b=1000 mm2/s的DWI上胰腺癌的相對(duì)SI1000值顯著高于腫塊型胰腺炎(1.238±0.448比0.371±0.293，P<0.01)。胰腺癌與腫塊型胰腺炎ADC500和ADC1000均顯著低于正常胰腺(P<0.01)，且胰腺癌ADC1000顯著低于腫塊型胰腺炎[(1.087±0.175) mm2/s比(1.279±0.213) mm2/s，P<0.01]。胰腺囊性病變?cè)赽=500 mm2/s時(shí)顯示為高信號(hào)，在b=1000 mm2/s的DWI上表現(xiàn)為低或等低信號(hào)，其ADC500和ADC1000均顯著高于正常胰腺(P值均<0.01)。結(jié)論3T磁共振胰腺DWI有助于胰腺腫塊型病變的鑒別診斷，高b值DWI對(duì)胰腺病變定性診斷更有價(jià)值。

胰腺； 胰腺腫瘤； 磁共振成像； 擴(kuò)散加權(quán)成像； 表觀擴(kuò)散系數(shù)

人體斷層成像如CT和MRI等技術(shù)的進(jìn)步大大提高了胰腺疾病的診治水平[1]。隨著高場(chǎng)強(qiáng)磁體和高性能梯度線(xiàn)圈的開(kāi)發(fā)及并行成像技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)開(kāi)始越來(lái)越多地應(yīng)用于肝、腎、前列腺和胰腺等腹、盆腔器官的檢查，進(jìn)行腫瘤定性診斷、治療評(píng)價(jià)和臨床隨訪(fǎng)[2-3]。DWI的胰腺應(yīng)用包括慢性胰腺炎的分級(jí)、胰腺外分泌功能評(píng)價(jià)、胰腺腫瘤及腫瘤樣病變的診斷和鑒別診斷等[4-6]，目前關(guān)于3T磁共振DWI在胰腺疾病中的臨床應(yīng)用價(jià)值的研究尚不多見(jiàn)。本研究探討在3T條件下胰腺DWI的可行性及不同擴(kuò)散梯度因子(b值)時(shí)DWI對(duì)胰腺腫瘤定性診斷的價(jià)值。

材料與方法

一、研究對(duì)象

收集胰腺占位患者47例，其中男28例，女19例，年齡24～78歲，平均50歲。另在體檢人群中招募20名健康志愿者作為對(duì)照，其中男12例，女8例，年齡28～55歲，平均42歲。胰腺占位經(jīng)手術(shù)病理、活檢確診或臨床、影像綜合診斷，確診為胰腺癌(PC)21例，腫塊型慢性胰腺炎(mass-forming chronic pancreatitis, MFCP)7例，胰腺囊性腫瘤19例(假性囊腫7例，導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液瘤6例，黏液囊腺瘤4例，漿液性囊腺瘤2例)。

二、磁共振成像檢查

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

正常胰腺不同部位(胰頭、體、尾)的ADC值的比較采用ANOVA單因素方差分析，PC、MFCP和囊性病變的RSI及ADC值的兩兩比較采用雙樣本SNK法。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

正常胰腺實(shí)質(zhì)信號(hào)均勻，DWI信號(hào)略高于肝臟，低于脾臟(圖1a、b)。在b值為500 mm2/s 的DWI圖像上，PC、MFCP與胰腺囊性病變表現(xiàn)為不同程度的高信號(hào)(圖1c、e、h)。PC、MFCP及胰腺囊性病變的RSI500分別為0.876±0.486、0.725±0.237和0.335±0.224。PC和MFCP的RSI500差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而胰腺囊性病變的RSI500顯著低于PC及MFCP(P<0.01)。在b值為1000 mm2/s 的DWI圖像上,PC和MFCP均呈明顯高信號(hào)，囊性腫瘤表現(xiàn)為低或等低信號(hào)(圖1d、f、i)。PC、MFCP及胰腺囊性病變的RSI1000分別為1.238±0.448、0.371±0.293和-0.364±0.148。PC的SI1000顯著高于MFCP，后者又顯著高于胰腺囊性病灶(P值均<0.01)。

以b值為0與500 mm2/s計(jì)算出的正常胰頭、體、尾的ADC500值分別為(1.630±0.306)、(1.710±0.319)和(1.609±0.362) mm2/s；以b值為0與1000 mm2/s計(jì)算出的正常胰頭、體、尾的ADC1000值分別為(1.322±0.217)、(1.309±0.162)和(1.292±0.211)mm2/s。正常胰腺頭、體、尾部之間ADC500和ADC1000值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。PC的ADC500、ADC1000值分別為(1.317±0.299)和(1.087±0.175) mm2/s；MFCP的ADC500、ADC1000值分別為(1.466±0.412)和(1.279±0.213)mm2/s(圖1g)。PC和MFCP的ADC值均顯著低于正常胰腺(P<0.01)。而MFCP的ADC500值與PC的比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但其ADC1000值顯著高于PC(P<0.01)。胰腺囊性病變的ADC500、ADC1000值分別為(3.263±0.742)和(5.254±1.603) mm2/s(圖1j)，均顯著高于正常胰腺(P<0.01)。

圖1正常胰腺及不同b值時(shí)PC、MFCP、胰腺囊性病變的DWI、ADC圖像 a、b：正常胰腺T2WI及DWI圖像；c、d：b為500、1000 mm2/s時(shí)的胰尾癌DWI圖像；e、f、g：b為500、1000 mm2/s時(shí)胰頭部腫塊型局限性胰腺炎的DWI、ADC圖像；h、i、j：b為500、1000 mm2/s時(shí)胰頸體部囊腺瘤的DWI、ADC圖像

討 論

DWI是一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)生物體內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的功能成像手段[4]。胰腺DWI結(jié)合ADC值測(cè)量可能有助于CP患者胰腺外分泌功能的評(píng)估及對(duì)胰腺囊性病灶及胰腺癌的定性診斷[6-9]。SE-EPI是胰腺DWI最常用的成像序列[10]，而利用呼吸觸發(fā)EPI成像技術(shù)則可通過(guò)增加信號(hào)平均次數(shù)來(lái)減輕運(yùn)動(dòng)偽影，提高圖像信號(hào)噪聲比。并可以通過(guò)減少EPI因子而降低磁敏感效應(yīng)，提高ADC值測(cè)量的可靠性[11]。我們的經(jīng)驗(yàn)表明，在3T磁共振成像儀，應(yīng)用呼吸觸發(fā)采集DWI信號(hào)可獲得滿(mǎn)意的圖像質(zhì)量。值得注意的是，在檢查前對(duì)受檢者的呼吸訓(xùn)練非常必要，因?yàn)椴灰?guī)則的呼吸運(yùn)動(dòng)還是會(huì)造成相位編碼方向上明顯的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，降低圖像信號(hào)噪聲比。EPI序列本身具有極高的磁敏感性，高場(chǎng)強(qiáng)(3T)條件下MRI受磁敏感偽影的影響更大，可導(dǎo)致胰腺DWI圖像變形或成像失敗[12]。因此，在成像中應(yīng)用并行成像技術(shù)是很有必要的，因?yàn)椴⑿胁杉夹g(shù)可通過(guò)縮短采集時(shí)間減輕呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)DWI成像質(zhì)量的干擾。

在DWI中，b值是一個(gè)最主要的成像參數(shù)。目前認(rèn)為，DWI圖像上信號(hào)強(qiáng)度可反映組織的水分子擴(kuò)散度，但易受到“T2透過(guò)效應(yīng)”(T2 shine-through effect)和微血管灌注(microvascular perfusion)的影響[10]。在人體組織中水分子的擴(kuò)散自由度依賴(lài)于水分子所處的環(huán)境。細(xì)胞內(nèi)的水分子，由于受到細(xì)胞膜的空間限制以及可溶性大分子的水合作用，往往表現(xiàn)為擴(kuò)散度受限[5-6]。高b值在減少組織微灌注影響的同時(shí)，也能更大程度上消除“T2透過(guò)效應(yīng)”，但b值增加會(huì)降低DWI圖像的信號(hào)噪聲比[10-11]。本研究結(jié)果顯示，胰腺囊性病變?cè)赽值為500 mm2/s的DWI圖像上受“T2透過(guò)效應(yīng)”的影響呈高信號(hào)；在b值為1000 mm2/s DWI圖像上病變表現(xiàn)為等低或低信號(hào)(取決于囊液成分)。因此，我們認(rèn)為高b值的DWI能減少“T2透過(guò)效應(yīng)”的干擾而更真實(shí)地反映囊性病變組織高水分子擴(kuò)散特征，有助于對(duì)囊性胰腺病變成分的定性診斷。我們的結(jié)果還顯示，PC在b=1000 mm2/s的DWI圖像上的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度較MFCP更高，提示兩種病灶內(nèi)水分子擴(kuò)散受限程度上存在差別，且高b值的DWI可能更有助于反映病灶的微觀組織病理學(xué)特征。

由于ADC值不受“T2透過(guò)效應(yīng)”的影響，我們?cè)谘芯恐型ǔＳ肁DC來(lái)定量描述體內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)。ADC值是根據(jù)2個(gè)以上不同b值的DWI磁共振信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算得出。通過(guò)多個(gè)b值采集的數(shù)據(jù)計(jì)算出的ADC值能更準(zhǔn)確，但會(huì)相應(yīng)增加信號(hào)采集時(shí)間[7]。根據(jù)IVIM(intravoxel incoherent motion)理論， ADC同時(shí)受到體內(nèi)水分子擴(kuò)散和血流灌注兩者的影響，故高于真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)(D值)[2-3]。通常認(rèn)為，采用小b值DWI會(huì)增加ADC值中血流灌注的比重，而使用大b值計(jì)算得出的ADC值可更大程度上消除血流灌注因素的影響[8-9]。本研究中對(duì)兩組不同b值條件下(1000與500mm2/s)計(jì)算出的ADC值進(jìn)行比較，結(jié)果表明正常胰腺與病變的ADC500平均值均明顯高于ADC1000，說(shuō)明b值越大測(cè)出的ADC值會(huì)越小，所測(cè)得的ADC值更趨同于真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)(D值)，符合IVIM理論。

大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，ADC定量分析有助于良惡性腫瘤鑒別以及惡性腫瘤預(yù)測(cè)和治療后監(jiān)測(cè)[9-10]。我們研究還表明，PC與MFCP的ADC500值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但ADC1000值的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示高b值DWI可能更有助于PC和MFCP的鑒別診斷。但PC和MFCP的ADC值具有較大的個(gè)體差異，兩者存在很大的重疊。所以我們認(rèn)為單純以ADC值來(lái)區(qū)分胰腺癌和腫塊型局限性胰腺炎并非完全可靠。其內(nèi)在原因是：(1)PC組織很不均質(zhì)，腫瘤不同程度的壞死、出血會(huì)增加ADC值的差異[13]；(2)PC和MFCP的病理過(guò)程存在混合的形式，PC和MFCP時(shí)水分子低擴(kuò)散狀態(tài)可能與病灶內(nèi)豐富的纖維組織有關(guān)[14-15]。本組所有胰腺囊性病變的ADC500、ADC1000值均高于正常胰腺，在ADC圖像上表現(xiàn)為稍高-高信號(hào)，易于與實(shí)性腫塊相區(qū)別[11]。

總之，呼吸觸發(fā)3T磁共振胰腺DWI獲得的圖像質(zhì)量滿(mǎn)意,能符合診斷需要。DWI能提供微觀病理組織學(xué)方面的重要信息，高b值DWI能更真實(shí)地反映病變組織的水分子擴(kuò)散狀態(tài)及內(nèi)在的病理組織學(xué)特征，對(duì)胰腺病變定性診斷更有價(jià)值。

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2011-04-22)

(本文編輯：屠振興)

Clinicalapplicationofpancreaticdiffusion-weighedimagingat3T

CHENShi-yue,HUANGWen-cai,LUJian-ping,JINAi-guo,HUANGJun,TIANBing.

MedicalImagingCenter,ChanghaiHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

LUJian-ping,Email:luping@sh163.net

ObjectiveTo investigate the feasibility of pancreatic DWI at a 3T MR imager and its value for the qualitative diagnosis of pancreatic tumors.MethodsFor 20 normal healthy volunteers and 47 patients with pancreatic tumors [21 pancreatic carcinoma (PC), 7 mass-forming chronic pancreatitis (MFCP) and 19 cystic lesions), routine pancreatic MRI and pancreatic DWI using b values (500 and 1000 mm2/s) were obtained, the DWI signal intensity (SI) and apparent diffusion coefficient (ADC) value of pancreatic lesions and adjacent tissue was measured.ResultsIn the b=500 and 1000 mm2/s DWI images, there was no significant difference in ADC value between different parts of normal pancreas. But PC and MFCP were shown as hyperintensity mass, in addition, the related SI1000of PC at b=1000 mm2/s DWI was significantly higher than that of MFCP (1.238±0.448vs. 0.371±0.293,P<0.01). Compared with normal pancreas, both PC and MFCP presented as decreased ADC500and ADC1000value. The ADC1000of PC was significantly lower than that of MFCP [(1.087±0.175)mm2/svs. (1.279±0.213)mm2/s]. Pancreatic cystic lesions were shown as hyperintensity in DWI at b= 500 mm2/s, but were depicted as iso-intense signal or low-signal lesions in DWI using b=1000 mm2/s. Both ADC500and ADC1000of pancreatic cystic lesions were higher than that of normal pancreas.Conclusions3T-MR DWI is helpful to differentiate pancreatic lesions. High b valueDWI is more valuable for the qualitative diagnosis of pancreatic mass.

Pancreas; Pancreatic neoplasms; Magnetic resonance imaging (MRI); Diffusion-weighted imaging (DWI); ADC value

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2011.04.005

200433 上海，第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心(陳士躍、陸建平、金愛(ài)國(guó)、黃俊、田冰)；廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院放射影像科(黃文才)

陸建平，Email:luping@sh163.net