1.5T MRI全身類(lèi)PET的正常表現(xiàn)

李繼龍，張宏斌，彭榮杰，楊潤(rùn)，馬雄偉，李婭妮，呂妍明，王東平

1.5T MRI全身類(lèi)PET的正常表現(xiàn)

李繼龍*，張宏斌，彭榮杰，楊潤(rùn)，馬雄偉，李婭妮，呂妍明，王東平

作者單位：
甘肅省靜寧縣人民醫(yī)院放射科，靜寧743400

目的 探討1.5T MRI全身“類(lèi)PET”的正常表現(xiàn)。材料與方法 對(duì)40名不同年齡組健康志愿者行1.5T MR全身“類(lèi)PET”成像，在AW4.6工作站上經(jīng)Functool和3D-MIP后處理，獲得最大信號(hào)強(qiáng)度投影、黑白反轉(zhuǎn)及偽彩“類(lèi)PET”圖像，觀察正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)，分析椎體、椎間盤(pán)信號(hào)信號(hào)與年齡的相關(guān)性。結(jié)果 (1)脂肪、肌肉、兩肺、肝臟、胃腸道、腦脊液呈低信號(hào)；(2)腦、脊髓、頭頸部腺體、脾臟、膽囊、生殖腺以及椎間盤(pán)呈高信號(hào)；(3)椎體在兒童中呈高信號(hào)，在60歲以上健康志愿者中主要呈低信號(hào)；(4)椎體和椎間盤(pán)信號(hào)與年齡呈負(fù)相關(guān)(r=-0.6917，P<0.05；r=-0.7562，P<0.05)。結(jié)論 正確認(rèn)識(shí)“類(lèi)PET”的正常表現(xiàn)將有利于對(duì)病變的診斷。

彌散磁共振成像；全身成像；年齡因素

“類(lèi)PET”是醫(yī)學(xué)MRI的一項(xiàng)新技術(shù)，又稱(chēng)背景抑制全身擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted whole-body imaging with background body signal suppression，DWIBS)，于2004年由Takahara等[1]首先提出。該技術(shù)能夠一次性全身大范圍掃描，在抑制肌肉、脂肪、胃腸道、肝臟等組織背景信號(hào)的基礎(chǔ)上，突出了對(duì)病變的顯示，大大提高了病變組織尤其是惡性腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶的檢出率，從而獲得全身腫瘤篩查、腫瘤TNM分期及療效隨診等信息，其成像效果和臨床意義與PET具有較好的一致性[2-5]。

對(duì)于該技術(shù)，近年文獻(xiàn)報(bào)道以某個(gè)系統(tǒng)、某個(gè)疾病的病理改變?yōu)檠芯繉?duì)象，而對(duì)于正常人體，特別是1.5T MR在各個(gè)器官的“類(lèi)PET”成像全面系統(tǒng)的報(bào)道相對(duì)較少。就基層醫(yī)院和初學(xué)者而言，只有全面了解和熟悉正常人體的“類(lèi)PET”表現(xiàn)及其生理基礎(chǔ)，才能在日常工作中去偽存真、發(fā)現(xiàn)異常。筆者對(duì)40名不同年齡段的健康志愿者進(jìn)行“類(lèi)PET”檢查，旨在探討健康人群的“類(lèi)PET”表現(xiàn)，以便更好的為診斷和鑒別診斷服務(wù)。

1　材料與方法

1.1一般資料

本研究以健康人群作為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)臨床、超聲檢查無(wú)異常，且無(wú)肝炎、結(jié)核等傳染病史及手術(shù)史；排除標(biāo)準(zhǔn)：體內(nèi)有金屬植入物或金屬性異物、幽閉恐懼癥、妊娠，圖像出現(xiàn)明顯的扭曲或變形。最終納入健康志愿者40名，女20名，按年齡分組，6～17歲10名，18～44歲10名，45～59歲10名，60歲以上10名，年齡6～81歲，平均年齡42歲。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有志愿者在掃描前均已了解研究?jī)?nèi)容并簽署了知情同意書(shū)。

1.2檢查方法

采用GE Signa HDxt 1.5T MR儀和內(nèi)置BODY線圈進(jìn)行掃描。受檢者禁飲、禁食4 h以上，掃描前換取棉質(zhì)衣物，仰臥位于掃描床上、平靜呼吸，頭先進(jìn)。掃描參數(shù)：采用短反轉(zhuǎn)恢復(fù)回波平面擴(kuò)散加權(quán)序列(STIR-EPI-DWI)，TR 3200 ms，TE 93 ms，TI 180 ms，擴(kuò)散敏感系數(shù)(b值) 為0和1000 s/mm[2-3，6]，激勵(lì)次數(shù)(NEX) 4，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，矩陣128×128，層厚6 mm，層間距0 mm，掃描范圍從頭頂至膝關(guān)節(jié)，根據(jù)身高分4～7段完成，每段30層、掃描時(shí)間2 min 30 s。

1.3圖像分析

掃描結(jié)束后數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸至AW4.6工作站。各段數(shù)據(jù)經(jīng)Functool軟件融合后，采用3D-MIP重建出最大信號(hào)強(qiáng)度投影圖像(MIP)，最后將圖像黑白翻轉(zhuǎn)和偽彩顯示得到“類(lèi)PET”圖像。由1名主任醫(yī)師、2名副主任醫(yī)師、2名主治醫(yī)師分別對(duì)所有“類(lèi)PET”圖像進(jìn)行獨(dú)立判讀，分析圖像上相對(duì)低信號(hào)背景的高信號(hào)區(qū)域(在反轉(zhuǎn)像上為低信號(hào))，同時(shí)結(jié)合原始橫斷面圖像，判斷信號(hào)來(lái)源，如有分歧，經(jīng)討論后取得一致結(jié)果。在臨床上，DWIBS常被用于探測(cè)骨骼系統(tǒng)轉(zhuǎn)移灶，而骨骼系統(tǒng)在DWIBS上的信號(hào)表現(xiàn)與組織成分或年齡有關(guān)。因此在原始軸面DWI像上測(cè)量L3椎體、L3-4椎間盤(pán)信號(hào)值，ROI設(shè)定為10 mm2，每次選三個(gè)不同區(qū)域測(cè)量后取平均值。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)L3椎體、L3-4椎間盤(pán)DWI信號(hào)與年齡進(jìn)行相關(guān)性分析。采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，P<0.05為差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1　“類(lèi)PET”上高信號(hào)的組織器官統(tǒng)計(jì)(人)Tab. 1 Statistics ofTissue and organ with high signal on PET-like imaging (person)

表2　“類(lèi)PET”上略高信號(hào)的組織器官統(tǒng)計(jì)(人)Tab. 2 Statistics ofTissue and organ with slightly high signal on PET-like imaging (person)

圖1　健康志愿者全身“類(lèi)PET”表現(xiàn) 志愿者年齡分別為16(A)、28(B)、45(C)和81(D)歲，在黑白反轉(zhuǎn)圖上，脂肪、肌肉、兩肺、肝臟、胃腸道、腦脊液呈低信號(hào)，腦、脊髓、椎體、脾臟以及生殖腺呈高信號(hào)，肋骨、椎體、髂骨、腎臟呈稍高信號(hào)Fig. 1 Whole-body PET-like fndings of health volunteers.The age of volunteers is 16（A）， 28（B）， 45（C） and 81(D) years, respectively. OnThe inverted-gray-scale image, fat, muscle, double lungs, liver, gastrointestinalTract and cerebrospinal fuid displayed low signal， brain， spinal cord， vertebrae， spleen and genital gland displayed high signal, and rib, vertebrae, iliac bone and kidney showed slightly high signal.

2　結(jié)果

2.1背景組織

脂肪、肌肉、兩肺、肝臟、胃腸道、腦脊液信號(hào)均被抑制，呈極低信號(hào)，在黑白翻轉(zhuǎn)圖上呈白色(圖1)，在偽彩圖上表現(xiàn)為藍(lán)色。

2.2高信號(hào)區(qū)域

正常器官或組織，包括腦、椎體、脊髓、頭頸部腺體(甲狀腺和唾液腺)、脾臟、膽囊、生殖腺(前列腺、精囊腺、睪丸、卵巢)以及椎間盤(pán)呈高信號(hào)，在黑白翻轉(zhuǎn)圖上呈黑色，在偽彩圖上表現(xiàn)為紅、綠及黃色。17名志愿者雙側(cè)或單側(cè)下鼻甲肥大，5名雙側(cè)或單側(cè)膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)囊內(nèi)有少量積液，均表現(xiàn)出明顯高信號(hào)。具體分布如表1。

2.3稍高信號(hào)區(qū)域

肋骨、椎體、髂骨、四肢長(zhǎng)骨、膽囊、腎臟、臂叢和腰骶叢神經(jīng)近段及椎間盤(pán)呈稍高信號(hào)，在在黑白翻轉(zhuǎn)圖上輕度低信號(hào)，在偽彩圖上表現(xiàn)為藍(lán)色或深藍(lán)色。具體分布如表2。

2.4椎體、椎間盤(pán)信號(hào)與年齡相關(guān)性

隨著年齡的增加，椎體、椎間盤(pán)在MIP圖上信號(hào)呈減低趨勢(shì)，相關(guān)性分析顯示兩者DWI信號(hào)與年齡呈負(fù)相關(guān)(r= -0.6917，P<0.05；r= -0.7562，P<0.05)。

3　討論

“類(lèi)PET”在傳統(tǒng)的DWI序列基礎(chǔ)上添加短反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖(STIR)，更好的抑制了脂肪組織及正常組織的背景信號(hào)，使病灶的顯示更為清晰；使用大體線圈，采用自動(dòng)移床和快速采集技術(shù)，在自由呼吸條件下的掃描允許多次采集信號(hào)，保證了高分辨率、高信噪比、高對(duì)比度的圖像質(zhì)量和舒服的檢查過(guò)程；通過(guò)分段掃描和拼接組合，再經(jīng)過(guò)圖像黑白反轉(zhuǎn)或位彩色顯示得到大范圍的“類(lèi)PET”圖像。b值是DWI成像中的一個(gè)重要參數(shù)，其一方面影響背景信號(hào)的抑制，另一方面決定對(duì)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的敏感程度。b值取800～1000 s/mm2時(shí)能獲得較好的背景抑制效果[6]，同時(shí)也是目前在腫瘤性病變應(yīng)用研究中常采用的數(shù)值[3，7]。因此，本研究采用1000 s/mm2的b值，從而獲得綜合性效果。

關(guān)于正常人群的“類(lèi)PET”表現(xiàn)，國(guó)內(nèi)僅見(jiàn)徐賢等[8]在3.0T MRI上的研究報(bào)道。本研究采用臨床上更為常用的1.5T MRI，因此結(jié)果應(yīng)用范圍更為廣泛。

人體組織如脂肪、肌肉、兩肺、肝臟、胃腸道、腦脊液信號(hào)均被抑制被完全抑制，這有利于對(duì)病灶的凸顯，從而能對(duì)全身的病灶進(jìn)行篩選。頭頸部腺體(甲狀腺和唾液腺)、脾臟、膽囊、腎、以及生殖腺(前列腺、精囊腺、睪丸、卵巢)呈高或稍高信號(hào)，這大多是由于這些器官血流灌注豐富或T2WI本底高信號(hào)，在DWI上有T2穿透效應(yīng)的存在所形成[9]。各個(gè)年齡組腦、脊髓均為高信號(hào)，這與其獨(dú)有的軸突結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元豐富、血供豐富、代謝高有密切關(guān)系?？谘什苛馨徒Y(jié)環(huán)為高或稍高信號(hào)影，以少兒和老年組為著，主要是由于正常人口腔存在不同程度感染。在正常人群中，縱膈內(nèi)出現(xiàn)高或稍高信號(hào)表現(xiàn)的淋巴結(jié)影，筆者考慮這與近期感染有關(guān)。

臂叢和腰骶叢神經(jīng)近段在頸根部、腰椎和骶椎及腹股溝區(qū)呈條形稍高信號(hào)，具有雙側(cè)對(duì)稱(chēng)分布，而神經(jīng)節(jié)表現(xiàn)為小結(jié)節(jié)狀稍高信號(hào)，應(yīng)注意與淋巴結(jié)區(qū)分。椎間盤(pán)在兒童和青年組中主要呈高信號(hào)，隨著年齡增長(zhǎng)，信號(hào)呈逐漸減低趨勢(shì)，在60歲以上年齡組中信號(hào)多被抑制，整體椎間盤(pán)信號(hào)與年齡呈負(fù)相關(guān)(r=-0.7562)，這與髓核水分減少、蛋白及多糖濃度上升有關(guān)。

由于轉(zhuǎn)移瘤常累及骨骼系統(tǒng)，因此，在“類(lèi)PET”上辨識(shí)骨骼部位是否有擴(kuò)散像高信號(hào)尤為重要[10]。本研究顯示椎體、肋骨及髂骨以表現(xiàn)為高或稍高信號(hào)為主，其中椎體信號(hào)最高。四肢長(zhǎng)骨在兒童年齡組中，骨骺或骨端表現(xiàn)為稍高信號(hào)，在成年人群中信號(hào)幾乎被完全抑制。骨骼系統(tǒng)這種“類(lèi)PET”信號(hào)表現(xiàn)與其成分有關(guān)。正常人群軀干骨內(nèi)以紅骨髓為主，含較多造血細(xì)胞，四肢骨在兒童期間骨骺或骨端有紅骨髓存在，成年后大部分已轉(zhuǎn)變?yōu)辄S骨髓，因此，采用STIR技術(shù)抑制背景后，含有富含黃骨髓骨骼部位信號(hào)明顯減低。本研究以腰3椎體為例，發(fā)現(xiàn)其信號(hào)隨年齡增長(zhǎng)呈減低趨勢(shì)，整體呈負(fù)相關(guān)(r= -0.6917)。這主要是隨著年齡增長(zhǎng)，椎體內(nèi)黃骨髓比例增加，在STIR上信號(hào)減低；此外，骨質(zhì)疏松、骨小梁稀疏，減少了水分子擴(kuò)散受限，在DWI上信號(hào)減低。

本研究存在以下三方面不足：(1)既往研究顯示女性腰椎、髂骨、股骨SNR(信噪比)值均高于男性(P<0.05)[8]；本研究并未做此項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，筆者認(rèn)為做全年齡段的統(tǒng)計(jì)，其實(shí)用意義要低于分年齡段統(tǒng)計(jì)，但這需今后擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。(2)本研究以正常人群作為研究對(duì)象，但在最終納入的研究對(duì)象中或多或少存在一些異常表現(xiàn)，如鼻甲肥大、肝臟或腎臟囊腫、膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)囊少量積液，這主要是考慮“類(lèi)PET”技術(shù)在臨床上主要用于腫瘤性病變的檢出或診斷[11-14]，納入這部分研究對(duì)象不妨礙此次研究結(jié)果的臨床應(yīng)用價(jià)值，另外，對(duì)于60歲以上人群，在實(shí)際研究中難以做到研究對(duì)象的絕對(duì)“正?！?。(3)本研究排除了有明顯圖像扭曲的研究對(duì)象，這可能會(huì)造成選擇偏倚；在實(shí)際工作中，“類(lèi)PET”圖像的扭曲并不少見(jiàn)[15]，也可以說(shuō)是一種“正?！北憩F(xiàn)，如在胸鎖關(guān)節(jié)部位，圖像扭曲并有明顯高信號(hào)表現(xiàn)，類(lèi)似骨轉(zhuǎn)移的高信號(hào)。

總之，正常人體全身“類(lèi)PET”圖像大多數(shù)實(shí)質(zhì)性臟器及骨骼因背景抑制而顯影淺淡，部分組織和器官呈高信號(hào)，形成機(jī)理復(fù)雜，大多是由于DWI上T2穿透效應(yīng)造成，部分與年齡相關(guān)，或與造血系統(tǒng)活躍有關(guān)(如紅骨髓)。實(shí)際工作中，在認(rèn)識(shí)正常人體“類(lèi)PET”表現(xiàn)后，將有利于辨別病變，從而作出正確診斷，減少誤診和漏診。

［

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Normal appearance of whole-body PET-like imaging at 1.5T MRI

LI Ji-long*, ZHANG Hong-bin, PENG Rong-jie, YANG Run, MA Xiong-wei, LI Ya-ni, Lü Yan-ming, WANG Dong-ping
Department of Radiology, Jingning People's Hospital of Gansu Province, Jingning 743400, China

*CorrespondenceTo: Li JL, E-mail: 654640021@qq.com

9 Mar 2015, Accepted 14 Sep 2015

Objective：To investigateThe normal appearance of whole-body PET-like imaging at 1.5T MR scanner. Materials and Methods： Forty healthy volunteers with different age underwent whole-body PET-like MR examination at 1.5T scanner.The data was reformatted using Functool and 3D-MIP software at AW4.6 workstation.Then, maximum intensity projection (MIP), inverted-gray-scale and pseudocolor processing PET-like images were obtained. Signal ofThe normalTissue was observed. Correlation between age and signal of lumbar vertebrae and intervertebral discs was analyzed. Results： (1) Fat, muscle, lungs, liver, gastrointestinalTract, and cerebrospinal fluid showed hypointensity. (2) Brain, spinal cord, glands of head and neck, spleen, gallbladder, genital gland, and intervertebral discs showed hyperintensity. (3) Vertebral body showed hyperintensity in children and mainly hypointensity in healthy volunteers over 60 years of age. (4)There were significant negative correlation between age and signal of lumbar vertebrae (r=-0.6917，P<0.05) and intervertebral discs (r=-0.7562，P<0.05). Conclusions： It will be benefcial for diagnosis after correctly understanding normal appearance of PET-like images.

Diffusion magnetic resonance imaging; Whole body imaging; Age factors

李繼龍，E-mail：654640021@qq.com

R445.2

A

10.3969/j.issn.1674-8034.2015.11.011

投稿日期：2015-03-09接受日期：2015-09-14

李繼龍, 張宏斌, 彭榮杰, 等. 1.5T MRI全身類(lèi)PET的正常表現(xiàn). 磁共振成像, 2015, 6(11): 855-859.