3.0T磁共振DWI在胃癌診斷中彌散敏感系數(shù)選擇的初步研究

趙國勝 馬恩潭

?

3.0T磁共振DWI在胃癌診斷中彌散敏感系數(shù)選擇的初步研究

趙國勝 馬恩潭

【摘要】目的 初步探討3.0T磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）在胃癌診斷中合適的彌散敏感系數(shù)（b值）的選擇。方法 回顧性分析了76例經(jīng)病理證實的胃癌病變患者的MRI原始資料，包括常規(guī)MRI和不同b值的DWI（b值為400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2）。運用Philips ADW 4.2工作站，分析記錄不同b值胃癌與正常胃壁的ADC值，計算不同b值時測得的胃癌ADC值與正常胃壁ADC值的差異，最后運用統(tǒng)計學(xué)分析確定合適的b值。結(jié)果 當(dāng)b=0，400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2時，胃癌ADC值平均值分別為：（1.637±0.796）、（1.299±0.625）、（1.356±0.538）、（1.209±0.510）（×10-3s/mm2），均小于正常胃壁ADC值平均值：（3.042±1.562）、（2.644±0.807）、（2.321±0.689）、（2.065±0.496）（×10-3s/mm2），之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。其中b=0，400 s/mm2、600 s/mm2時胃癌與正常胃壁的ADC值均值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。結(jié)論 在3.0T磁共振彌散加權(quán)診斷胃癌時，b值為600 s/mm2時胃癌與正常胃壁ADC值差異顯著，具有更高的敏感性和特異性，且受血流灌注及T2投射效應(yīng)影響更小，測得的ADC值更接近組織的真實擴散值，可作為較合適的成像b值。

【關(guān)鍵詞】3.0T磁共振DWI；胃癌；b值

胃癌是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，死亡率高，在惡性腫瘤相關(guān)死亡中居第2位，其5年生存率僅為20%～30%[1]。早期準(zhǔn)確的診斷，對制定治療方案時有指導(dǎo)意義，進而可提高治愈率和患者生活質(zhì)量。

磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）是能在活體檢查組織內(nèi)水分子擴散運動唯一的無創(chuàng)性影像檢查技術(shù)[2]，是磁共振功能成像的一種，目前已較多的用于顱腦腫瘤、肝臟腫瘤的研究[3]，隨著DWI技術(shù)的發(fā)展，也開始應(yīng)用于胃癌的檢測。由于腹部彌散加權(quán)成像會受到血流灌注、T2穿透效應(yīng)以及宏觀運動等影響，因此選擇一個合適的b值在胃DWI中尤為重要。目前對于胃DWI最合適b值的選擇尚缺乏統(tǒng)一認(rèn)識，張曉鵬等[4]、徐傳軍等[5]均對胃彌散加權(quán)成像時b值選擇做了相關(guān)報道，但均是在1.5T磁共振儀的研究，在3.0T超高超磁共振彌散加權(quán)成像時b值選擇的研究比較少見。本研究通過對76例病理證實的胃癌患者進行了彌散加權(quán)掃描，同時測量表觀彌散系數(shù)（ADC）值，初步探討3.0T磁共振DWI在胃癌診斷中合適的b值。

1 資料與方法

1.1 患者資料

回顧性分析2012年5月～2013年12月病理證實的76例胃癌患者MR原始資料，胃癌患者未進行任何形式的放化療。男42例，女34例，年齡31～82歲，平均（60.6±14.7）歲。其中包括胃竇癌13例，賁門胃底癌30例，胃體癌28例，幽門癌5例。

1.2 MR設(shè)備及方法

患者檢查前禁食水10～12 h，采用Philips Achieva 3.0T Rex超導(dǎo)磁共振掃描儀，最大梯度強度為80 mT/m，切換率200 mT/m/msec。患者檢查時患者取仰臥位，應(yīng)用6通道體部相控陣線圈（SENSE Q-body）采集圖像，所有患者均進行常規(guī)MRI和DWI。

1.2.1 常規(guī)MRI 采用呼吸門控快速自旋回波（FRFSE）序列，軸位T1WI、T2WI、脂肪抑制T2WI及冠狀面、矢狀面T2WI掃描，

1.2.2 DWI檢查方法 采用STIR-EPI的DWI序列，擴散敏感梯度b值分別采用400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、 1 000 s/mm2共4次成像掃描。其余參數(shù)相同，TR/TE=1 118/49 ms，層厚8 mm，24層，層間隔：1 mm，F(xiàn)OV（33～42）cm×（26～33）cm，矩陣256×256；激勵次數(shù)：3次。

1.3 圖像及后處理方法

將不同b值的DWI圖像信息傳輸?shù)絇hilips ADW 4.2工作站，對DWI圖像進行后處理生成ADC圖。（1）感興趣區(qū)（ROI）的選擇：以邊緣劃線法在病變胃壁劃定興趣區(qū)，盡量為同一層面，選定病灶最大層面、彌散受限最明顯的區(qū)域的劃定為興趣區(qū)，應(yīng)避開壞死區(qū)及有偽影區(qū)域，再在遠離癌腫區(qū)的正常胃壁內(nèi)劃定ROI作為對照。（2）ADC值測量方法：在4組不同b值A(chǔ)DC圖上劃定ROI，分別測量記錄ADC值，所有測量均由同一位醫(yī)生測量3次，取平均值，共得到4組數(shù)據(jù)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)分析軟件，采用進行獨立樣本t檢驗，分別計算不同b值下胃癌與正常胃壁ADC值的統(tǒng)計學(xué)差異。用單因素方差分析不同b值時胃癌與正常胃壁ADC值的均值差的統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 DWI圖

76例患者中胃癌病灶在4組不同b值DWI圖上時均表現(xiàn)為高信號或稍高信號，見圖A～D，相應(yīng)ADC圖上為稍低信號或低信號，見圖E～H。正常胃壁在DWI及ADC圖上表現(xiàn)為等或稍低信號。

圖A～H：賁門胃底中分化腺癌 b值分別為400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2的DWI及ADC圖，癌腫在DWI上持續(xù)表現(xiàn)為高信號，在ADC圖呈低信號，正常胃壁呈等信號。測得癌腫ADC值分別為：1.551、2.622、2.154、1.926（×10-3s/mm2），測得正常胃壁ADC值分別為：1.551、1.469、1.414、1.207 （×10-3s/mm2）。

2.2 ADC值

4組不同b值胃癌ADC值較正常胃壁的ADC值均有不同程度降低，見表1，在不同b值下正常胃壁與病變胃壁的ADC值存在差異，并且均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

表1　胃癌病變區(qū)域及正常胃壁在不同b值時的ADC值

2.3 ADC均值圖

4組不同b值的下病變胃壁與正常胃壁的ADC值間的均值差也有明顯差異，通過因變量多重比較及均值圖，見圖1，統(tǒng)計檢驗分析，b=400 s/mm2、b=600 s/mm2時正常胃壁與病變胃壁的ADC值差異較大（P＜0.01）， b=800 s/mm2、b=1 000 s/mm2時的ADC值差異較?。≒＜0.05）。

圖1　均值圖（1表示b=400，2表示b=600，3表示b=800，4表示b=1 000）

3 討論

磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）作為一種無創(chuàng)性功能成像手段，不僅能反應(yīng)活體組織空間構(gòu)成以及病理生理狀況下個組織成分之間水分子的交換狀態(tài)，也能提供彌散圖、ADC圖及ADC值，較常規(guī)磁共振檢查更加形象、直觀，量化指標(biāo)ADC值，能反應(yīng)腫瘤內(nèi)水分子運動狀態(tài)的改變，通過數(shù)值量化在分子水平鑒別不同性質(zhì)的腫瘤，是對常規(guī)磁共振檢查的有益補充。磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）中彌散敏感梯度的程度由梯度脈沖的強度和持續(xù)時間決定，即所謂的梯度因子，用b值表示，b值也稱彌散敏感系數(shù)。

在腹部DWI的應(yīng)用，選擇合適的b值至關(guān)重要，尤其是在胃部的應(yīng)用。Ichikawa及Yamada等[6-8]研究表明用EPI技術(shù)進行彌散成像，采用較小b值時，測得的水分子運動主要來自運動較快的血流，故測得ADC值偏大，而b值越大，DWI及ADC值受血流灌注影響就越小，也就越接近水分子的擴散運動，因此在DWI時應(yīng)選擇盡量大的b值。但DWI除了反應(yīng)水分子運動和血流灌注外，還會受到T2投射效應(yīng)和宏觀運動影響，隨著b值的增大，會使組織解剖顯示不清晰，導(dǎo)致信噪比（SRN）和圖像質(zhì)量的下降，另外磁敏感偽影的增加會導(dǎo)致圖像變形，這在腹部DWI成像時顯得尤為明顯，因此彌散梯度因子b值的正確選擇是得到精確ADC值的前提。

筆者通過4組b值分別為400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2的DWI對胃癌患者進行掃描，分別測得4組病變胃壁及正常胃壁的ADC值，發(fā)現(xiàn)4組病變胃壁的ADC值均低于正常胃壁的ADC值，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），并且發(fā)現(xiàn)隨著b值的升高，所測得的ADC值均逐漸降低，4組不同b值下的正常胃壁與病變胃壁的ADC值間的均值差也有明顯差異，通過統(tǒng)計檢驗得出，b=800 s/mm2及b=1 000 s/mm2時正常胃壁與病變胃壁的ADC值差異較?。≒＜0.05），病變檢出的敏感性及特異性較低，并且隨著b值的增大，組織解剖顯示不清晰，導(dǎo)致信噪比（SRN）和圖像質(zhì)量的下降，圖像變形明顯，降低了胃癌的檢出率和準(zhǔn)確性。b=400 s/mm2、b=600 s/mm2時正常胃壁與病變胃壁的ADC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01），而b=400 s/mm2與b=600 s/mm2時病變胃壁與正常胃壁的ADC值均值差無明顯差異，沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），因此我們可以認(rèn)為當(dāng)b=0，400 s/mm2或b=0，600 s/mm2時，檢出胃癌的敏感性和特異性較高，而b=0，600 s/mm2時ADC值受血流灌注及T2效應(yīng)影響更小，測得的ADC值更接近組織的真實擴散值。

綜上所述，胃癌磁共振DWI掃描時，當(dāng)b=0，600 s/mm2時病變胃壁與正常胃壁的ADC值差異較大，胃癌的檢出敏感性和特異性最高，且受偽影干擾較小、癌腫顯示最佳，ADC值更接近真實彌散值，因此在對胃癌的診斷時，b值為600 s/mm2是3.0T磁共振DWI成像的較合適b值。

本研究僅初步從胃癌與正常胃壁的ADC值差異進行間接篩選和評估，但由于DWI生物和物理學(xué)機理非常復(fù)雜，對b值的選擇有很多方面的影響，尚需更加深入的研究。此外，3.0T磁共振DWI用于胃癌檢查還存在較多問題：胃是空腔臟器，極易受宏觀運動影響，干擾病灶檢出及ADC值的測量；較小的胃癌檢出率低，ADC值測量不準(zhǔn)或無法測量；另外不同廠家的磁共振儀和參數(shù)不同，故各家測得的ADC值存在較大差異[9]。但隨著磁共振技術(shù)的進一步發(fā)展，以及對DWI生物及物理學(xué)機理的研究，彌散加權(quán)成像將成為胃癌診斷的一種新方法。

參考文獻

[1]Chan AO，Wong BC，Lam SK，et al.Gastric caner:past predent and future[J].Can J Gastroenterol，2001，15（7）：469-474.

[2]Wittmann E，Beaton C，Lewis WG.Comparison of patients' needs and doctors' perceptions of information requirements related to a diagnosis of oesophageal or gastric cancer[J].European Journal of Cancer Care，2011，20（2）：187-195.

[3]Thoney HC，De Keyzer F，Vandecaveye V，et al.Effect of vascular targettingagent in rat tumor model: dynamic con-trast-enhanced versus diffiusion-weighted MR imaging[J].Radiology，2005，237 （21）：492.

[4]張曉鵬，唐磊，孫應(yīng)實，等.胃癌MR擴散加權(quán)成像擴散敏感因子的選擇及其與常規(guī)序列的對照研究[J].中華放射學(xué)雜志，2007，41（12）：1339-1343.

[5]徐傳軍，劉林祥，李曉東，等.胃腫瘤MR擴散加權(quán)成像中擴散敏感因子選擇的初步研究 [J].中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2010，21（9）：625-628.

[6]Yasui W，Oue N，Kuniyasu H.Molecular diagnosis of gastric cancer: present and future[J].Gastric Cancer，2001，4（3）：113-121.

[7]Chenevert TL，Stegman LD，Taylor JM，et al.Diffusion magnetic resonance imaging: an early surrogate marker of therapeutic efficacy in bram tumors[J].J Nart Cancer Inst.，2000，92（24）：2029-2036.

[8]Chen J，Rocken C，Malfertheiner P.Recent advances in molecular diagnosis and therapy of gastric cancer[J].Digestive Diseases，2004，22（4）：380-385.

[9]周誠，楊正漢，葉曉華.CT、MR功能成像在肝臟病變的應(yīng)用進展[J].中國醫(yī)學(xué)計算機成像雜志，2004，10（5）：329-337.

作者單位：731100 臨夏州人民醫(yī)院磁共振室

Study on Diffusion Sensitive Coefficients of 3.0T Magnetic Resonance DWI in the Diagnosis of Gastric Cancer

ZHAO Guosheng MA Entan, Magnetic Resonance Imaging Section of Linxia Prefecture People’s Hospital, Linxia 731100, China

[Abstract]Objective Preliminary research of 3.0T magnetic resonance DWI in the suitable choice of dispersion sensitivity coefficient (b) in the diagnosis of gastric cancer.Methods First, make a retrospective analysis for MRI source material of patients with gastric cancer confirmed by pathology in 76 cases, including routine MRI and DWI of different b (b value 400 s/mm2, 600 s/mm2, 800 s/mm2, 1 000 s/mm2) .Second, employ the workstation of Philips ADW 4.2 to analyze and record gastric cancer of different b and ADC value of normal gastric wall.Then, calculate the difference between ADC value of gastric cancer of different b value and ADC value of normal gastric wall.And finally apply the statistical analysis to ensure the suitable b.Results When b=0, 400 s/mm2, 600 s/mm2, 800 s/mm2, 1 000 s/mm2, the average value of ADC value of gastric cancer is: (1.637±0.796), (1.299±0.625), (1.356±0.538), (1.209±0.510) (×10-3s/mm2), totally smaller than the average value of ADC value of normal gastric wall, that is, (3.042±1.562), (2.644±0.807), (2.321±0.689), (2.065±0.496) (×10-3s/mm2), there is statistical significance between them (P＜0.05).When b=0, 400 s/mm2, 600 s/mm2, the difference is apparent in mean difference between gastric cancer and ADC value of normal gastric wall (P＜0.01).Conclusion Diagnose gastric cancer using diffusion-weighted imaging, when b is 600 s/mm2, the difference is apparent between gastric cancer and ADC value of normal gastric wall with higher sensitivity and specificity.Have less influence of blood perfusion and T2projection effect.The measure of ADC value is closer to the real diffusion value of the tissue.It can be the suitable b of imaging.

[Key words]3.0T magnetic resonance DWI, Gastric cancer, b value

通訊作者：馬恩潭，E-mail：hcmaentan@163.com

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2016.07.036

【文章編號】1674-9308（2016）07-0051-03

【中圖分類號】R445

【文獻標(biāo)識碼】A