磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像和磁共振波譜在卵巢腫瘤中的應(yīng)用

蔡宋琪 綜述 強(qiáng)金偉 校審

卵巢腫瘤發(fā)生隱匿，無明顯臨床癥狀，發(fā)現(xiàn)時(shí)常為晚期，病死率居?jì)D科腫瘤首位，因此及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷病變性質(zhì)，尤其是良惡性病變的鑒別對(duì)治療和預(yù)后有重要價(jià)值。在顯示卵巢的正常結(jié)構(gòu)與病變上，MRI以其良好的軟組織對(duì)比及多方位、多序列成像，較超聲和CT更具優(yōu)勢(shì)，但仍有很多局限[1]。與常規(guī)MR成像相比，擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）和磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）可無創(chuàng)性分析病變的水分子運(yùn)動(dòng)異常和代謝產(chǎn)物濃度的變化，使MRI對(duì)人體的研究深入到細(xì)胞分子水平，為卵巢腫瘤良惡性鑒別及病理類型分析提供了新的方法，有助于疾病的早期發(fā)現(xiàn)與診斷。

DWI在卵巢腫瘤中的應(yīng)用

1.原理

小分子在組織中由高濃度到低濃度的擴(kuò)散即布朗運(yùn)動(dòng)是MRI擴(kuò)散成像的理論基礎(chǔ)。DWI通過檢測(cè)組織中水分子的擴(kuò)散來反映生理、病理狀態(tài)下組織內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其異常改變，是目前唯一能夠測(cè)定活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的無創(chuàng)性檢查方法[2]。通常將DWI上測(cè)得的生物組織擴(kuò)散系數(shù)稱為表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent difusion coeficient，ADC），是DWI進(jìn)行量化分析的指標(biāo)。b值即擴(kuò)散敏感因子，是影響DWI的主要因素。b值較大時(shí)，ADC值主要反映細(xì)胞外水分子擴(kuò)散情況；b值較小時(shí)，血流灌注對(duì)ADC值的影響較大，會(huì)產(chǎn)生T2透過效應(yīng)[2－3]。

2.方法

由于平面回波成像（echo planar imaging，EPI）技術(shù)成像速度快，由運(yùn)動(dòng)引起的偽影可被完全去除，不同b值的圖像容易獲得，故是盆腔最常用、最實(shí)用的DWI成像技術(shù)[4]。許多研究在1.5T磁共振機(jī)上采用EPI抑脂序列，并使用腹帶加壓減少運(yùn)動(dòng)偽影[5-8]，TR 3000～11500ms，TE 50～80ms，其中 Fujii等[6]合并采用了半傅里葉單次激發(fā)自旋回波（half fourier single shot turbo spin echo，HASTE）及快速自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE）序列。但各研究中b值的取值不一致，常用的有0、200、400、500、600、800和1000mm2／s，b值越高越能反映組織水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，但對(duì)磁共振系統(tǒng)硬件要求也越高，而且運(yùn)動(dòng)偽影和磁敏感偽影加重會(huì)使信噪比下降，影響圖像質(zhì)量[2]。當(dāng)b＝1000mm2／s時(shí)，可得到權(quán)重更大的DWI圖像，以減少T2透過效應(yīng)及灌注效應(yīng)對(duì)組織信號(hào)強(qiáng)度的影響，但并不適合用于計(jì)算 ADC值[5]。

3.應(yīng)用進(jìn)展

DWI最初應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)，而腹部受呼吸運(yùn)動(dòng)的影響圖像質(zhì)量較差，限制了其在臨床上的應(yīng)用[9]。隨著MRI快速成像技術(shù)的成熟與完善，DWI現(xiàn)已成功地應(yīng)用于盆腔臟器的定性診斷[10]。Moteki等[11]最早對(duì)卵巢囊性病變進(jìn)行擴(kuò)散成像分析，發(fā)現(xiàn)卵巢囊腫和漿液性囊腺瘤較惡性卵巢病變的囊性成分有更高的ADC值，而黏液性囊腺瘤與惡性腫瘤的ADC值則無明顯差異，認(rèn)為囊液的粘滯度、蛋白濃度、糖及核酸含量不同是造成這種差異的原因，該研究一定程度上證明了DWI具備分析囊液構(gòu)成、鑒別腫瘤良惡性的功能，Sarty等[12]的研究結(jié)論與其一致。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究顯示良、惡性腫瘤囊性部分的ADC值有明顯差異，其鑒別診斷的最佳閾值為2.755×10－3mm2／s，并進(jìn)一步分析指出惡性腫瘤的囊液內(nèi)含有的許多壞死組織碎片及各種炎性細(xì)胞明顯限制了水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，是導(dǎo)致ADC值較良性低的原因；但有些學(xué)者也有不同意見，其中羅琳等[3]對(duì)比了12例卵巢惡性腫瘤的囊性部分和13例正常卵巢卵泡的囊液成分，發(fā)現(xiàn)兩組間的ADC值及eADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另有研究認(rèn)為卵巢腫瘤的囊液在b＝1000mm2／s時(shí)DWI上呈現(xiàn)高信號(hào)能夠強(qiáng)烈提示惡性腫瘤，但是ADC值診斷價(jià)值有限，僅對(duì)特定類型腫瘤的鑒別有一定作用[3，5，13]。卵巢腫瘤的囊液內(nèi)成分復(fù)雜、各腫瘤間血管通透性差別很大以及感興趣區(qū)定位等因素都能影響ADC值。研究結(jié)果不一致的原因可能是病變的大小、性質(zhì)及樣本量不同引起，因此卵巢腫瘤囊性成分 ADC值的診斷價(jià)值尚需大樣本研究證實(shí)[3，10，12]。

在對(duì)卵巢實(shí)性成分的分析中，DWI是否具有特異性的鑒別診斷價(jià)值，學(xué)者間的觀點(diǎn)并不一致。Fujii等[6]評(píng)估了DWI鑒別良惡性卵巢腫瘤的準(zhǔn)確度，在研究了119例患者（123個(gè)病灶）后發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的惡性卵巢腫瘤、成熟畸胎瘤及幾乎一半的子宮內(nèi)膜異位腫瘤在DWI上呈現(xiàn)高信號(hào)，其中39個(gè)惡性腫瘤與13個(gè)良性腫瘤實(shí)性成分的ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這13個(gè)良性腫瘤包括6個(gè)纖維瘤、2個(gè)黏液性囊腺瘤、2個(gè)成熟畸胎瘤和3個(gè)子宮內(nèi)膜異位相關(guān)腫瘤。Takeuchi等[7]認(rèn)為子宮內(nèi)膜異位癥和成熟畸胎瘤含有的血液、脂肪、角質(zhì)成分會(huì)造成DWI值升高，但通過常規(guī)MRI和脂肪抑制序列即可明確這兩類病變的診斷，因此不應(yīng)包括在DWI敏感度評(píng)價(jià)中，而且良性腫瘤的樣本量偏小，有必要進(jìn)行更大樣本量的研究。Li等[8]對(duì)127例131個(gè)囊實(shí)性病灶進(jìn)行了病理對(duì)照研究，提出鑒別卵巢上皮來源良性腫瘤與交界性或者惡性腫瘤的最佳ADC值為1.25×10－3mm2／s，同時(shí)通過與常規(guī)序列的比較發(fā)現(xiàn)DWI能夠提高卵巢來源腫瘤的診斷敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值及診斷符合率，但他們認(rèn)為這個(gè)結(jié)論有必要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行證實(shí)。

MRS在卵巢腫瘤中的應(yīng)用

1.原理

MRS是目前唯一能無創(chuàng)進(jìn)行活體器官和組織代謝檢測(cè)、化合物定量分析的技術(shù)，它利用質(zhì)子在化合物中共振頻率的化學(xué)位移現(xiàn)象，測(cè)定化合物組成成分及其含量。不同化合物中相同原子的進(jìn)動(dòng)頻率不同，在頻率軸上不同位置形成不同的峰。以發(fā)生共振吸收的強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，共振的頻率為橫坐標(biāo)，繪出一條共振吸收強(qiáng)度與共振頻率變化的曲線，即MRS曲線，其單位為參照物質(zhì)子共振頻率的百萬分率（partspermillion，ppm），目前生物體檢測(cè)的原子核有1H、31P、13C、19F、23Na等[14-16]。由于1H在有機(jī)物結(jié)構(gòu)中具有高自然豐度和核磁感性，故最多應(yīng)用于MRS研究中 。在卵巢腫瘤的診斷中，常用的代謝物主要有膽堿（choline，Cho）、脂質(zhì)（lipid，Lip）和乳酸（lactate，Lac）等。其中，Cho濃度上升提示細(xì)胞膜磷脂合成增加，腫瘤細(xì)胞增殖活躍；Lip是一種存在于細(xì)胞膜上的脂質(zhì)，它是細(xì)胞分解指示劑，通常表示腫瘤的分化級(jí)別；Lac是糖酵解的終產(chǎn)物，濃度上升說明病變內(nèi)缺氧或無氧。

2.方法

1H－MRS有單體素成像與化學(xué)位移成像（chemical shift image，CSI），由于卵巢病變比較局限，需進(jìn)行精確定位，且盆腔內(nèi)脂肪成分多，為得到更好的波譜成像質(zhì)量，多采用單體素掃描，其成像序列有點(diǎn)分辨率自旋回波波譜（point－resolved echo spin spectroscopy，PRESS）與受激回波波譜（stimulated－echo acquisition mode，STEAM）兩種。在1.5TMR機(jī)上，Okada等[17]和 Hascalik等[18]選擇PRESS序列（TE 135ms，TE 136ms）對(duì)Cho、Lac、Lip和肌酐（cretine，Cr）進(jìn)行測(cè)量；Cho等[19]則選擇STEAM序列（TE 30ms）測(cè)量Lip。在3.0TMR機(jī)上，McLean等[20]采用呼吸觸發(fā)PRESS序列（TE 144ms）測(cè)量Cho和Gly。體素隨病灶大小取值不等，體素越大受激發(fā)的核越多，信噪比越高，但空間分辨力會(huì)降低，峰隨之增寬。Cho和李文華等[21]選擇體素為8（2×2×2）cm3。CSI可在同一時(shí)間獲得多體素的數(shù)據(jù)，但在盆腔中的應(yīng)用較少。Esseridou等[22]認(rèn)為在1.5T條件下進(jìn)行3DCIS研究卵巢腫瘤具有可行性，其序列為PRESS（TR 700ms，TE 135ms）。所有研究均采用選擇性化學(xué)位移飽和技術(shù)抑制水信號(hào)。

3.應(yīng)用進(jìn)展

隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，作為MR結(jié)構(gòu)性成像的補(bǔ)充，MRS對(duì)組織性質(zhì)的診斷與病理活檢的一致性高達(dá)100%[23]，其診斷價(jià)值得到了普遍認(rèn)可，目前MRS已能從組織代謝角度對(duì)卵巢腫瘤的良惡性及腫瘤類型進(jìn)行定性診斷。

Wallace等[24]最早通過線性分析證明，MRS在鑒別卵巢癌與正常卵巢組織的敏感度為100%，特異度為95%，診斷符合率為98%；進(jìn)一步分析表明其鑒別殘余卵巢癌與卵巢復(fù)發(fā)的敏感度為92%，特異度為100%，診斷符合率為97%，為活體無創(chuàng)性診斷卵巢癌提供了依據(jù)。惡性腫瘤增殖速度快、細(xì)胞活性高，往往與細(xì)胞膜合成代謝相輔相成，因此Cho濃度高低常能提示腫瘤的性質(zhì)。李文華等[21]認(rèn)為，腫瘤的分化程度與Cho峰呈正相關(guān)，即腫瘤的惡性程度越高，Cho峰越高；將Cho峰與噪聲之比＞2作為鑒別盆腔腫瘤良惡性的閾值，可準(zhǔn)確鑒別腫瘤的良惡性，這一結(jié)論和腦腫瘤MRS所顯示Cho峰的意義一致。Esseridou等[22]研究表明Cho升高提示惡性腫瘤的敏感度為89%，進(jìn)一步驗(yàn)證了這個(gè)觀點(diǎn)。但是McLean等[20]發(fā)現(xiàn)在8例未檢測(cè)到Cho峰的患者中有7例的信噪比＜2，說明Cho峰值受技術(shù)影響較大，假陰性率高，因此在操作時(shí)應(yīng)注意采用的參數(shù)及所采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。有關(guān)研究表明Lac峰也能在一定程度上提示腫瘤的惡性生物學(xué)行為，因?yàn)長(zhǎng)ac峰的出現(xiàn)常提示細(xì)胞生長(zhǎng)與供氧之間出現(xiàn)不平衡，而惡性腫瘤的供氧不足更明顯。Okada等[17]的研究發(fā)現(xiàn)Lac峰可出現(xiàn)在盆腔惡性腫瘤及一些良性腫瘤中，但前者的Lac峰明顯高于后者，但需排除盆腔膿腫[18]。Lip是一種存在于細(xì)胞膜上的脂質(zhì)，Cho等[19]對(duì)31例患者行MRS研究后發(fā)現(xiàn)大多數(shù)卵巢惡性腫瘤和良性畸胎瘤波譜中1.3ppm處的Lip峰明顯升高，但在良性上皮源性腫瘤中未發(fā)現(xiàn)該峰。Belkic[25]也有類似發(fā)現(xiàn)，這可能與脂肪酸鏈中存在的亞甲基有關(guān)，表明Lip峰能夠在一定程度上提示腫瘤的生物學(xué)行為，另有研究證明其對(duì)卵泡膜細(xì)胞瘤的診斷具有特異性[19]。

存在的問題和展望

作為一種新興技術(shù)，DWI和MRS在卵巢中的應(yīng)用尚處于起步階段，還存在一些問題。對(duì)于盆腔DWI圖像，b值越高越能反映組織水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，但會(huì)影響圖像質(zhì)量，因此合適的b值是決定成像質(zhì)量的關(guān)鍵；此外TR值的長(zhǎng)短、層厚、視野及線圈的選擇都會(huì)影響圖像質(zhì)量[2]。對(duì)于 MRS而言，由于巧克力囊腫含有出血及畸胎瘤內(nèi)多有骨骼、牙齒等成分，易導(dǎo)致波峰干擾和信號(hào)差；其次，盆腔組織脂肪豐富，卵巢腫瘤多呈囊性腫塊，致使MRS檢查中對(duì)脂肪及水抑制存在一定困難，再加上女性腹式呼吸及腸道運(yùn)動(dòng)偽影等都從一定程度上影響了MRS圖像質(zhì)量；此外，當(dāng)所測(cè)物質(zhì)不同時(shí)，TE值與檢查序列會(huì)改變圖像的信噪比。通過選擇合適的b值、TR值、TE值、線圈及檢查序列，增大視野、減少層厚，避免強(qiáng)烈的脂質(zhì)信號(hào)干擾，可使盆部DWI及MRS波譜圖像質(zhì)量提高。至今為止，尚無學(xué)者就卵巢周期性變化進(jìn)行探索，相信隨著MRI軟硬件技術(shù)的改進(jìn)，功能磁共振的應(yīng)用前景必會(huì)更加廣闊。

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