磁共振全身彌散加權成像在轉移瘤中的應用

馮平勇 宋振虎 程豪

磁共振全身彌散加權成像(whole Body diffusion-weighted imaging，WB-DWI)的應用范圍越來越廣，使得各組織器官腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和診斷更為簡捷、方便，尤其是對腫瘤分期、制定治療方案、評估療效和預后具有一定的優(yōu)勢。本文分析總結了在我院行WB-DWI 檢查的50 例腫瘤患者(包括消化系統(tǒng)腫瘤、肺部腫瘤及生殖系統(tǒng)腫瘤等)。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集我院2009 年12 月至2011 年12 月臨床確診為腫瘤且行WB-DWI 檢查的患者50 例，男41 例，女9 例;年齡37 ～73 歲，平均年齡(57.9±10.5)歲;其中肺癌12 例、食管癌6 例、賁門癌6 例、宮頸癌6 例、肝癌3 例、膽管癌3 例、膽囊癌2 例、胰腺癌3 例、腎癌3 例、乙狀結腸癌3 例、直腸癌3例。以上患者同時做了相應部位的CT 檢查，并且其中3 例患者分別于3、5 或7 個月后行再次行CT 復查。以上所有病例均經(jīng)病理證實。

1.2 應用設備及掃描技術參數(shù)采用GE Signa 3.0T EXCITE HDMR 系統(tǒng)，ADW4.2 工作站進行圖像后處理。梯度磁場:40 mT/m，梯度切換率:150 mT/ms;信號采集:磁體內(nèi)置BODY線圈;掃描序列:STIR2EPI 脈沖序列(TR:5500 ms，TE 74.4 ms，TI:200 ms);掃描參數(shù):FOV，40 cm;層厚，8 mm;層距，0;矩陣，96×96;采集次數(shù)，4;擴散敏感系數(shù):b=0 和800 s/mm2(b 值與圖像質量成反比關系，經(jīng)過多次預試驗，為了在圖像精確性與真實性之間取得平衡，本研究將b 值定為0、800)。掃描方法及圖像后處理:仰臥、平靜呼吸，自頭至股骨中段分為7 段依次橫斷掃描，每段24 層，長度200 mm;采集的7 段原始圖像通過ADD/SUB 軟件三維重建形成3D 圖像，再用黑白反轉技術得到類PET 圖像。

采用GE Light Speed 16 slice CT scanner 系統(tǒng)，行層厚5 mm、間距5 mm 常規(guī)掃描后將原始數(shù)據(jù)薄層重建為層厚1.25 mm，間距1.25 mm 圖像，再利用GE workstation 4.2 工作站多層面重建等后處理技術顯示。

1.3 圖像分析由兩位經(jīng)驗豐富并長期從事影像學診斷的副主任醫(yī)師采用雙盲法，對WB-DWI、CT 圖像中異常病灶進行分析。記錄每個患者各個器官、部位病灶數(shù)目;根據(jù)病灶的影像學表現(xiàn)，結合臨床資料分析病灶的性質，記錄分析結果。意見不一致時，經(jīng)討論取得一致結果。

1.4 統(tǒng)計學分析應用SPSS 13.0 統(tǒng)計軟件，計數(shù)資料采用四格表χ2檢驗，P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 各系統(tǒng)病變WB-DWI 與CT 一致性比較兩種檢查共發(fā)現(xiàn)病變1040 處，WB-DWI 共發(fā)現(xiàn)異常信號953 處，CT 發(fā)現(xiàn)異常病灶771 處。見表1。

表1 各系統(tǒng)病變WB-DWI 與CT 一致性比較 處

2.2 肺部兩種檢查結果比較兩種檢查在肺內(nèi)共檢出病變108 處，其中WB-DWI 僅檢出51 處(47.2%)，CT 檢出108 處(100%)。WB-DWI 發(fā)現(xiàn)的51 處轉移灶均位于肺門周圍，但未能發(fā)現(xiàn)57 處肺野內(nèi)直徑小于1.5 cm 的轉移灶(部分經(jīng)病理證實為肺內(nèi)轉移瘤)，具有統(tǒng)計學意義(P ＜0.05)。見圖1。

圖1 患者男，62 歲，肺癌

2.3 腹部兩種檢查結果比較腹部實質性臟器中，兩種檢查共發(fā)現(xiàn)病變243 處，WB-DWI發(fā)現(xiàn)異常信號灶243 處，CT 發(fā)現(xiàn)異常密度灶217 處。有27 處(11.1%)轉移病灶，WB-DWI 顯示清晰，而CT 未能發(fā)現(xiàn)，并且均位于肝臟。胰腺、腎臟、腎上腺轉移灶，兩種檢查方法未見明顯差異(P ＞0.05)。見圖2。2.4 骨組織兩種檢查結果比較 兩種檢查共發(fā)現(xiàn)骨轉移483處，WB-DWI 發(fā)現(xiàn)474 處(98.1%)，CT 發(fā)現(xiàn)307 處(63.6%)。其中300 處(62.1%)轉移灶，兩種檢查結果一致。9 處胸椎轉移灶，WB-DWI 未發(fā)現(xiàn)，經(jīng)分析認為病變較小呼吸偽影導致顯示不清。9 例患者共56 處骨轉移灶，WB-DWI 能夠清晰顯示，而CT圖像上顯示正常，但是患者不同時間(分別為3、5、7 個月)后CT復查，均在相應部位發(fā)現(xiàn)成骨性或溶骨性骨質破壞，這些病變分別位于胸骨1 處、胸椎13 處、肋骨35 處、髂骨7 處。見圖3。

圖2 患者男，56 歲，肝癌

圖3 患者男，62歲，肺癌

2.5 淋巴結兩種檢查結果比較兩種檢查共發(fā)現(xiàn)淋巴結異常214 處，WB-DWI 發(fā)現(xiàn)異常淋巴結185 個，CT 發(fā)現(xiàn)異常增大淋巴結140 個。其中病變位置一致114 處(53.3%);74 處(34.6%)小淋巴結在WB-DWI 圖像上呈異常高信號，CT 顯示清晰但直徑小于1 cm，主要位于頸部、雙側腋窩及腹股溝區(qū)，部分活檢證實為淋巴結轉移;25 處增大淋巴結，WB-DWI 顯示正常，CT 顯示密度較低，含有脂性成分。頸部、腹部部分小淋巴結，因頸部血管影較多或腹部空腔臟器偽影較重，WB-DWI 未能發(fā)現(xiàn)。見圖4。

圖4 患者男，42 歲，肺癌

3 討論

3.1 全身磁共振彌散加權成像概述隨著MRI 技術的發(fā)展，彌散加權成像已經(jīng)廣泛應用于腹部、盆腔等顱腦外各部位檢查［1］，使得WB-DWI 的應用成為可能。磁共振DWI 成像技術反映組織內(nèi)水分子的彌散運動狀態(tài)，組織間水分子彌散的速度決定圖像信號的強度。彌散速度快的結構由于信號衰減較大呈低信號，彌散速度慢的結構由于信號衰減較小呈高信號。如自由水(腦脊液、尿液、膽汁等)具有較快的彌散速度，呈相對低信號，而細胞內(nèi)水由于細胞膜的限制彌散速度慢于自由水呈相對高信號。不同組織內(nèi)水分子的彌散速度不同，最明顯的是神經(jīng)組織，由于其特殊的軸突結構使水的彌散速度明顯慢于其他組織。有兩種病理原因造成水彌散受限:(1)細胞水腫時，細胞內(nèi)水分增多，細胞間液減少，因而彌散受限的水增多，其彌散速度慢于正常組織;(2)惡性增生組織細胞排列緊密，細胞外間隙減小，且細胞核增大，核漿比增高，水分子彌散受限明顯，彌散速度慢于正常組織。

3.2 DWI 在呼吸、腹部實性臟器的表現(xiàn)DWI 序列作為MRI常規(guī)序列檢查的一種補充，已用于全身許各組織器官，結合常規(guī)序列檢查用于分析疾病的性質。由于MRI 檢查無輻射、DWI掃描時間短，因此嘗試應用于惡性腫瘤患者發(fā)現(xiàn)全身其他組織器官轉移病灶。本研究對比分析了50 例臨床確診為腫瘤患者的WB-DWI 圖像與CT 圖像。在呼吸系統(tǒng)中，本研究結果顯示W(wǎng)B-DWI 未能發(fā)現(xiàn)57 處肺內(nèi)轉移性病變，經(jīng)過分析認為肺內(nèi)轉移瘤體積較小，產(chǎn)生信號弱;并且肺組織內(nèi)大量氣體產(chǎn)生磁敏感偽影，是病灶在WB-DWI 圖像上顯示不清的主要原因。還可能和本研究掃描方式有關(平靜呼吸下掃描及呼吸所致心臟大血管搏動產(chǎn)生的移動偽影)。51 處肺門旁病灶在WB-DWI和CT 圖像上均能良好顯示，可能由于肺門位置相對固定、病灶體積稍大易于發(fā)現(xiàn)。研究結果說明，在空腔臟器中WB-DWI 與CT 發(fā)現(xiàn)病變的一致性較差，不足50%;WB-DWI 均未發(fā)現(xiàn)周圍型肺癌及轉移灶，因此我們認為WB-DWI 對于肺內(nèi)體積較小轉移性病變的顯示弱于CT。

在腹部實質臟器中，WB-DWI 發(fā)現(xiàn)的88.9%的轉移灶CT能夠清晰顯示，而11.1%的轉移灶CT 卻未能顯示，表明WBDWI 發(fā)現(xiàn)轉移性病變明顯優(yōu)于CT。27 處肝內(nèi)轉移瘤CT 未能發(fā)現(xiàn)，WB-DWI 卻顯示異常信號，可能是因為早期轉移病灶的密度還未出現(xiàn)改變，而在細胞水平已出現(xiàn)水分子彌散受限。這說明WB-DWI 較CT 更敏感，能夠發(fā)現(xiàn)早期轉移病灶?？岛袼嚨龋?］研究表明對于實質臟器病變的檢出數(shù)目WB-DWI 與PET(Positron Emission Tomography，)沒有明顯差異，從另一角度說明了DWI 的具有很高準確性和可靠性。

3.3 早期發(fā)現(xiàn)骨轉移在骨骼系統(tǒng)檢查中，WB-DWI 與CT 均發(fā)現(xiàn)的病灶300 處，占CT 發(fā)現(xiàn)病灶的97.7%，說明WB-DWI 具有很高的準確性。WB-DWI 發(fā)現(xiàn)異常信號474 處，而CT 僅發(fā)現(xiàn)309 處病灶，其中WB-DWI 發(fā)現(xiàn)9 例患者有56 處骨組織異常信號，數(shù)月后CT 才顯示相應部位的骨質破壞，結果也說明WB-DWI 比CT 更敏感，能夠更早發(fā)現(xiàn)病灶(P ＜0.01)，從統(tǒng)計學角度也說明DWI 圖像具有更高的敏感性和可靠性。Vilanova等［3］研究發(fā)現(xiàn)DWI 對于骨轉移有很高的靈敏度(96%)?？岛袼嚨龋?］也發(fā)現(xiàn)WB-DWI 檢出骨骼系統(tǒng)的病灶數(shù)明顯多于PET檢查，并且顯示成人轉移性骨腫瘤的敏感性較高。李爍等［4］研究表明WB-DWI 與核素骨顯像一致性較好，對骨轉移瘤有較好的診斷價值，具有相互補充作用。鄧義等［5］認為DWI 能夠發(fā)現(xiàn)局限于骨髓內(nèi)，未形成骨皮質破壞的病灶，因為在病理學上，骨髓受侵導致水分子彌散受限的病理改變較成骨反應所致的同位素骨掃描核素濃聚更早出現(xiàn)。同樣，當病變進展導致密度發(fā)生改變時CT 才能發(fā)現(xiàn)，而DWI 成像在病變早期引起水分子彌散變化即可顯示，因此DWI 完全能夠較CT 更早發(fā)現(xiàn)病變。另外，一些較小病灶或密度變化不明顯的病灶，CT 容易漏診，而DWI 圖像信號較高，顯示清晰，不易漏診，也是其另一個優(yōu)點。

3.4 高信號的小淋巴結臨床上通常認為大于1 cm 的淋巴結才具有臨床意義，對小于1 cm 的淋巴結性質不能判定，淋巴結雖小不一定正常。我們研究發(fā)現(xiàn)DWI 和CT 對于淋巴結的顯示存在較大差異:25 個大于1 cm 的淋巴結在DWI 圖像未能顯示，75 個小淋巴結(占34.7%)卻在WB-DWI 上呈高信號，部分小淋巴結經(jīng)病理證實為淋巴轉移。雖然本研究未能將DWI圖像顯示高信號的小淋巴結與病理一一對照，不能判定其完全為轉移灶，但從理論上講由于淋巴結轉移時細胞密度增大，細胞外間隙減小，水分子彌散受限，WB-DWI 信號低于炎性淋巴結，高于正常淋巴結，有助于淋巴結的性質判定。一些學者也提出了類似的觀點。趙小春等［6］研究表明，WB-DWI 對轉移性淋巴結的檢出與術后病理檢出的吻合率高達89.3%。張赟等［7］研究結果表明轉移性淋巴結的彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)明顯低于正常淋巴結。以上研究結果說明WB-DWI 能為淋巴結定性提供有價值的信息。另一方面，ADC值相差較小，需要考慮到測量誤差、個體與疾病的差異、設備不同等因素的影響，還不能作為淋巴結定性的診斷標準，但能夠提示我們DWI 高信號淋巴結是異常的。Kim 等［8］和我們的觀點一致，也認為淋巴結的大小不能作為是否轉移的準確標準，DWI 或許可以為淋巴結分析提供新的思路。WB-DWI 用于淋巴結定性是我們今后研究的一個方向。

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