MR全身擴散加權(quán)成像與SPECT骨顯像對惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶檢出的對比研究

蔡自強

閆培華 YAN Peihua

郝培來 HAO Peilai

尤克增 YOU Kezeng

MR全身擴散加權(quán)成像與SPECT骨顯像對惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶檢出的對比研究

蔡自強CAI Ziqiang

閆培華YAN Peihua

郝培來HAO Peilai

尤克增YOU Kezeng

目的比較MR全身擴散加權(quán)成像（WB-DWI）與SPECT骨顯像在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移診斷中的應(yīng)用價值。資料與方法30例經(jīng)病理證實的惡性腫瘤患者，均于2周內(nèi)分別行WB-DWI與SPECT骨顯像檢查。將骨骼系統(tǒng)分為8個區(qū)域觀察，顱骨、肩胛骨、胸鎖骨、肋骨、脊椎、骨盆、肱骨、股骨。比較WBDWI及SPECT骨顯像檢出的陽性病例數(shù)、病灶數(shù)量及區(qū)域。結(jié)果25例患者有骨轉(zhuǎn)移灶，受累區(qū)域共計84處，病灶數(shù)量共計204處。WB-DWI共檢出骨轉(zhuǎn)移21例，74處受累區(qū)域，193處陽性病灶；SPECT骨掃描檢出骨轉(zhuǎn)移18例，有72處受累區(qū)域，192處陽性病灶。兩種方法在診斷惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶陽性病例數(shù)及受累區(qū)域上差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=0.021, 0.650,P＞0.05）。WB-DWI尚能檢出骨轉(zhuǎn)移灶之外的病灶共計263處，其中原發(fā)腫瘤23處，實質(zhì)臟器轉(zhuǎn)移灶61處，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶179處。結(jié)論WB-DWI和SPECT骨顯像在骨轉(zhuǎn)移瘤的檢出方面具有較好的一致性，而且WB-DWI可以發(fā)現(xiàn)更多的骨外器官及淋巴結(jié)病變，可作為診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的一種新的、無輻射的有效方法。

腫瘤轉(zhuǎn)移；骨腫瘤；磁共振成像，彌散；擴散加權(quán)成像；體層攝影術(shù)，發(fā)射型計算機，單光子；對比研究

磁共振擴散加權(quán)成像（DWI）早期主要應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變的診斷[1]。近年來隨著高場磁共振，特別是3.0T MR軟件及硬件技術(shù)的發(fā)展，DWI的應(yīng)用也從神經(jīng)系統(tǒng)逐步推廣到體部[2]。磁共振全身彌散加權(quán)成像（WB-DWI）可以一次性進行大范圍掃描，并且其敏感性高，病變與正常組織結(jié)構(gòu)對比明顯，能有效協(xié)助臨床尋找惡性腫瘤原發(fā)灶部位及淋巴和遠處臟器轉(zhuǎn)移，對病變的良惡性作出初步診斷。WB-DWI在體部腫瘤及非腫瘤性病變中的應(yīng)用具有良好的前景[3,4]。本文旨在將WB-DWI與SPECT骨顯像作對比研究，評價WB-DWI在診斷惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集臨沂市沂水中心醫(yī)院2010-10～2011-12經(jīng)病理檢查證實為惡性腫瘤并可疑合并骨轉(zhuǎn)移的30例患者，男18例，女12例；年齡20～77歲，平均（52.0±6.7）歲。均無MRI及SPECT檢查禁忌證。其中肺癌10例，乳腺癌6例，胃癌5例，食管癌3例，淋巴瘤3例，前列腺癌1例，肝癌1例，腎癌1例。所有患者均于2周內(nèi)行WB-DWI及SPECT掃描，并簽署知情同意書。

1.2 MRI檢查 采用Siemens Verio 3.0T超導(dǎo)型MR儀，使用全景一體化相控陣線圈、掃描床同步移動技術(shù)、syngo REVEAL軟件及磁共振并行采集技術(shù)（integrated parallel acquisition technique, iPAT）。掃描參數(shù)：TR 15 700ms，TE 65ms，NEX 3，TI 230ms，層厚5.5mm，層間距0，視野 400mm×400mm，iPAT 2，矩陣160×120，b值分別為0、800s/mm2。掃描完成后對背景抑制磁共振擴散原始圖像行多平面重組（MPR）及最大密度投影（MIP）圖像重組、黑白翻轉(zhuǎn)及偽彩等處理。

1.3 SPECT檢查 采用GE Millennium MPR SPECT，經(jīng)肘靜脈注入99Tcm-MDP（555MBq），2h后行全身骨顯像。顯像設(shè)備使用低能通用準(zhǔn)直器，掃描速度為9min/m，能峰140keV，縮放比例為1.0，窗寬20%。通過從頭到足或從足到頭掃描一次性獲得全身骨顯像，常規(guī)采集前位及后位圖像，必要時加做特殊體位。

1.4 圖像分析 由2位影像科副主任醫(yī)師及2位核醫(yī)學(xué)科副主任醫(yī)師采用雙盲法進行圖像分析。醫(yī)師獲知患者基本情況，包括年齡、性別、原發(fā)病、病史，在不知其他檢查結(jié)果的情況下對WB-DWI及SPECT掃描圖像進行分析。在WB-DWI圖像中相對于周圍骨組織的高信號認為是陽性病灶（除外正常臟器的高信號，如膽囊、腸道、甲狀腺、生殖腺、脾臟、腎臟、椎間盤、脊髓、外周神經(jīng)及神經(jīng)節(jié)、口咽部淋巴結(jié)等）。SPECT掃描圖像以骨骼出現(xiàn)局部或多發(fā)、散在、不對稱的放射性濃聚或（和）缺損為陽性病灶。當(dāng)病灶符合以下條件時即確診為骨轉(zhuǎn)移灶[5]：①CT或常規(guī)MRI檢查表現(xiàn)典型；②活組織病理證實或經(jīng)隨訪顯示病灶增大或治療后病灶縮小。

將一個椎體及附件或一個骨骼記錄為1個病灶，記錄每位患者WB-DWI和SPECT分別顯示的病灶數(shù)目。將骨骼系統(tǒng)分為8個區(qū)域：顱骨、肩胛骨、胸鎖骨、肋骨、脊椎、骨盆、肱骨、股骨，將每位患者骨骼系統(tǒng)在WB-DWI出現(xiàn)異常高信號或SPECT出現(xiàn)異常濃聚時標(biāo)記為受累區(qū)域，反之則標(biāo)記為不受累區(qū)域。分別記錄30例患者WB-DWI和SPECT檢出的受累區(qū)域數(shù)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 16.0軟件，WB-DWI和SPECT診斷結(jié)果與病理結(jié)果相符程度比較采用McNemar檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 惡性腫瘤患者的骨轉(zhuǎn)移情況 30例患者中，骨轉(zhuǎn)移經(jīng)CT掃描確診7例、經(jīng)MR掃描確診9例，經(jīng)活檢確診9例，即25例患者有骨轉(zhuǎn)移灶，受累區(qū)域共計84處，病灶數(shù)量共計204處，其分布分別為：顱骨8處，肩胛骨10處，胸鎖骨9處，肋骨52處，脊椎73處，骨盆30處，肱骨15處，股骨7處。

2.2 WB-DWI與SPECT檢出陽性病例數(shù)比較 30例患者均獲得良好的WB-DWI及SPECT掃描圖像。所有病灶WB-DWI為高信號，SPECT為核素濃聚（圖1、2）。25例有骨轉(zhuǎn)移灶的患者中，WB-DWI檢出陽性患者21例，陽性率為84%；SPECT檢出陽性患者18例，陽性率為72%，二者陽性病例檢出率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

圖1 患者男，56歲，左肺癌并多發(fā)轉(zhuǎn)移。WB-DWI（A、B分別為全身彌散圖像及黑白翻轉(zhuǎn)圖像）示左肩胛骨、右肋骨、胸椎、骶骨、右鎖骨上及右髂血管走行區(qū)高信號（箭）；SPECT（C）示左肩胛骨、右肋骨、胸椎、骶骨核素濃聚。WB-DWI右鎖骨上及右髂血管走行區(qū)腫大淋巴結(jié)所致高信號在SPECT未顯示

2.3 WB-DWI與SPECT檢出骨轉(zhuǎn)移病灶數(shù)比較WB-DWI與SPECT掃描分別檢出骨轉(zhuǎn)移病灶193處和192處，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

圖2 患者男，20歲，淋巴瘤。WB-DWI（A、B分別為全身彌散圖像及黑白翻轉(zhuǎn)圖像）示雙肩胛骨、脊椎、骨盆、雙股骨、肋骨、肝臟、雙腎、腹膜后多發(fā)高信號；SPECT（C）顯示雙肩胛骨、脊椎、骨盆、雙股骨及肋骨核素濃聚。兩者在骨轉(zhuǎn)移灶的顯示中無明顯差異，而WB-DWI尚能顯示肝腎等骨外病灶

2.4 WB-DWI與SPECT檢出受累區(qū)域比較 WBDWI及SPECT在檢出患者受累區(qū)域上差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。30例患者共240個骨骼系統(tǒng)區(qū)域中，共有84處受累區(qū)域。WB-DWI檢出74處，SPECT檢出72處，兩者的區(qū)域敏感性分別為88.1%和85.7%。WB-DWI的10處假陰性區(qū)域包括顱骨2處、胸鎖骨2處、肩胛骨2處、脊椎2處、股骨1處、肱骨1處，SPECT的12處假陰性區(qū)域包括胸鎖骨1處、脊柱3處、肩胛骨2處、骨盆3處、肋骨2處、肱骨1處。156處不受累區(qū)域中，WB-DWI判斷出124處，SPECT判斷出115處，兩者的區(qū)域特異性分別為79.5%和73.7%。WB-DWI假陽性率為20.5%，SPECT假陽性率為26.3%。見表1。

2.5 WB-DWI檢出骨骼外病變數(shù)目 WB-DWI在27例患者的骨骼系統(tǒng)轉(zhuǎn)移灶之外發(fā)現(xiàn)腫瘤病灶共263處，原發(fā)腫瘤23處，實質(zhì)臟器轉(zhuǎn)移灶61處，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶179處。

表1 WB-DWI及SPECT檢出受累區(qū)域及骨轉(zhuǎn)移病灶情況比較（處）

3 討論

3.1 WB-DWI的應(yīng)用背景 惡性腫瘤是威脅人類生命的嚴(yán)重疾病之一，早期發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤，檢測其浸潤范圍及有無遠處轉(zhuǎn)移對疾病分期、選擇治療方案及預(yù)后判斷尤為重要[6]。影像學(xué)檢查是篩查轉(zhuǎn)移灶的主要手段，SPECT骨顯像作為一種核素掃描形式僅能顯示骨骼情況，不能提供軟組織和淋巴結(jié)情況[7]。鑒于此，DWI作為功能MRI的一項新技術(shù)，無電離輻射，具有良好的軟組織對比和較高的空間分辨率，其應(yīng)用于惡性腫瘤的分期已表現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。

3.2 WB-DWI的基本原理 WB-DWI的成像原理是通過測量活體水分子隨機運動狀況，該過程不受擴散系數(shù)和擴散梯度強度的影響[8]。惡性腫瘤細胞繁殖旺盛，細胞密度增高，細胞外容積減少，因而磁共振表觀擴散系數(shù)值降低，在DWI上呈高信號。與SPECT相比，DWI無需造影劑，無輻射造成的危害，WB-DWI成像時間較短，通過改變擴散成像參數(shù)，以相同的掃描層數(shù)、層間距和層厚對全身按5～6段進行掃描，通過自動移動，避免了受檢者的重復(fù)定位，完成一次掃描所需時間為40min左右。因受檢者均保持自由呼吸狀態(tài)，使得檢查結(jié)果重復(fù)性好，而且所采集的信息量大，提高了病變組織的檢出率，尤其是惡性腫瘤及轉(zhuǎn)移灶。Takahara等[9]將DWI與短時反轉(zhuǎn)恢復(fù)（STIR）及單次激勵平面回波（EPI）等技術(shù)相結(jié)合進行三維WB-DWI，可以在自由呼吸狀態(tài)下完成薄層、無間隔、大范圍成像，并得到高信噪比、高分辨率和高對比度的影像。利用3D-MIP重組和黑白反轉(zhuǎn)技術(shù)能夠三維顯示轉(zhuǎn)移瘤，達到類似PET圖像效果，所以這種技術(shù)又稱為類“PET”[10]。

3.3 WB-DWI應(yīng)用的可行性 SPECT在惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移方面的診斷價值已得到臨床高度認可，但其特異性和敏感性較差[11,12]，且不能提供軟組織及淋巴結(jié)情況。PET/CT已成為惡性腫瘤診斷分期的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但其價格昂貴，限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用[13]，并且二者均存在射線輻射問題。WB-DWI檢查能同時獲取多個系統(tǒng)的影像，如骨骼系統(tǒng)、胸腹部以及盆腔、淋巴結(jié)等，適用于惡性腫瘤原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移病灶征象的評估[4]。Mürtz等[14]利用WB-DWI對多種惡性腫瘤進行全身成像，發(fā)現(xiàn)WB-DWI除能顯示骨骼轉(zhuǎn)移瘤外，還能檢出原發(fā)病灶、遠處轉(zhuǎn)移灶及受累的淋巴結(jié)。DWI的出現(xiàn)使得快速全身淋巴結(jié)成像成為可能，從而對腫瘤分期提供更加豐富的信息。

本研究結(jié)果示，WB-DWI與SPECT掃描在骨轉(zhuǎn)移灶的顯示中有很好的一致性，兩種方法在診斷惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移灶陽性病例數(shù)及發(fā)生部位上差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），與牛磊等[15]的研究結(jié)果相似。WBDWI與SPECT在不同部位各有優(yōu)劣，兩者的區(qū)域敏感性相仿（88.1%對85.7%），而WB-DWI區(qū)域特異性稍高于SPECT（79.5%對73.7%）。本研究中，WBDWI的假陰性區(qū)域主要位于顱骨、胸鎖骨和肩胛骨；SPECT的假陰性區(qū)域主要位于脊柱、骨盆和肋骨，與國外研究結(jié)果相符[16]。其原因可能由于平面成像，脊柱和骨盆易受重疊影響導(dǎo)致其敏感性降低，而在WBDWI中，肩胛骨及胸鎖骨的病灶由于受頸部磁場不均勻的影響顯示欠佳，而顱骨病灶遺漏可能是由于腦組織在DWI上的高信號干擾導(dǎo)致?？傊琖B-DWI除在檢出惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移病灶方面與SPECT效能相仿外，在原發(fā)腫瘤灶、淋巴結(jié)及骨外轉(zhuǎn)移灶檢出方面優(yōu)勢明顯。

3.4 展望與不足 WB-DWI在腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶的診斷上仍存在問題：①容易漏診一些正常高信號組織的重疊，如腦、脾臟、腸道等的微小病變。②DWI空間分辨率較低，需結(jié)合常規(guī)MR掃描對病灶進行準(zhǔn)確定位。③一些良性病變?nèi)缱刁w血管瘤、新發(fā)壓縮骨折在WBDWI呈高信號，在診斷骨轉(zhuǎn)移瘤時需除外這些良性病變。④存在特異性較差、掃描時間較長、床位匹配錯位等缺點。然而，WB-DWI作為一種新的快速、無創(chuàng)、無輻射的檢查方法，在顯示骨轉(zhuǎn)移方面與SPECT無明顯差異，在肝臟及肺部等遠處轉(zhuǎn)移和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面優(yōu)于SPECT，在惡性腫瘤原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移病灶的檢出中仍有較高的價值，可與SPECT互相補充為臨床醫(yī)師提供更加全面的信息。由于本研究病例數(shù)相對較少，下一步需擴大病例數(shù)并結(jié)合大規(guī)模臨床試驗進一步研究。

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Whole Body Diffusion-weighted Imaging in Detecting Bone Metastasis of Malignant Tumor:Compared with SPECT

PurposeTo compare the value of MR whole body diffusion-weighted imaging (WB-DWI) and single-photon emission computed tomography (SPECT)in detecting bone metastasis of malignant tumor.Materials and MethodsTotally 30 patients with malignant tumors were enrolled. All patients underwent WB-DWI and SPECT within 2 weeks. The skeletal system was divided into 8 regions： skull,scapula, sternum/clavicle, ribs, spine, pelvic bone, humerus and femur. The number and the region of the lesions detected by WB-DWI and SPECT were compared.ResultsTotally 204 metastatic lesions in 84 regions of 25 patients were detected.193 lesions in 74 regions of 21 patients were detected by WB-DWI, and 192 lesions in 72 regions of 18 patients were identified by SPECT. No statistical difference was assessed between the two methods (χ2=0.021, 0.650,P＞0.05). Moreover, WBDWI revealed 263 extra skeletal lesions including 23 primary tumors, 61 solid organ metastatic lesions and 179 metastatic lymph lodes.ConclusionThere are excellent consistency between WB-DWI and SPECT in detecting bone metastasis.Furthermore, WB-DWI revealed more metastases in the lymph lodes and extra skeletal organs. It can be a new, sensitive method with no radiation in detecting bone metastasis of malignant tumor.

Neoplasm metastasis; Bone neoplasms; Diffusion magnetic resonance imaging; Diffusion-weighted imaging; Tomography, emission-computed, singlephoton; Comparative study

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.12.015

臨沂市沂水中心醫(yī)院影像中心 山東臨沂276400

蔡自強

Department of Imaging Center, the Yishui Central Hospital, Linyi 276400, China

Address Correspondence to：CAI ZiqiangE-mail： caizq001@163.com

山東省衛(wèi)生廳基金項目（2011HW024）。

中國圖書資料分類法分類號R738.1；R730.42

2012-05-03

2012-11-09

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2012年 第20卷 第12期：932-935

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(12)： 932-935

（責(zé)任編輯 張春輝）