關(guān)于彌散加權(quán)磁共振成像改善CT引導(dǎo)下經(jīng)皮縱隔病灶穿刺活檢的研究

李曉琴賈 琳丁 爽賈文霄*

作者單位：1. 新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像中心　2. 新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院肺內(nèi)二科　3. 新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心

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關(guān)于彌散加權(quán)磁共振成像改善CT引導(dǎo)下經(jīng)皮縱隔病灶穿刺活檢的研究

李曉琴1，2賈 琳1丁 爽3賈文霄*1

作者單位：1. 新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像中心2. 新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院肺內(nèi)二科3. 新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心

【摘要】目的：通過使用彌散加權(quán)磁共振成像和表觀擴散系數(shù)評估經(jīng)計算機斷層掃描引導(dǎo)下活檢取得縱隔病變的初步成果。方法：8例懷疑縱隔惡性病變的患者，使用計算機斷層掃描引導(dǎo)下穿刺活檢，使用彌散加權(quán)磁共振成像和表觀擴散系數(shù)測量，進行協(xié)助活檢規(guī)劃與擴散/計算機斷層掃描融合圖像。我們選擇的縱隔病變包括：大的不同成分的包塊、病變與肺不張相連或合并肺不張、累及縱隔大血管、使用其他方法和組織病理學(xué)檢查的活檢結(jié)果不同于臨床和影像學(xué)表現(xiàn)。結(jié)果：穿刺活檢成功引導(dǎo)到擴散加權(quán)序列更高的信號強度區(qū)域上和病灶內(nèi)的最低表觀擴散系數(shù)［平均0.8（0.6～1.1）×10-3mm2/s］，這表明組織由高細胞構(gòu)成?；顧z組織病理學(xué)診斷包括四個淋巴瘤，兩個肉瘤和兩個胸腺瘤。結(jié)論：像彌散加權(quán)成像和表觀擴散系數(shù)這樣的功能成像，有希望實現(xiàn)無創(chuàng)性檢查。然而，還需要進一步的研究來確認這些技術(shù)可以改善縱隔活檢的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】CT引導(dǎo)下活檢；彌散加權(quán)磁共振成像；縱隔腫物

中國醫(yī)學(xué)計算機成像雜志，2016，22：172-175

Chin Comput Med Imag，2016，22：172-175

1. The Second Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University， Imaging Center

2. Affiliated Tumor Hospital of Xinjiang Medical University

3. The First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University， Imaging Center

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影像學(xué)評價縱隔腫瘤至關(guān)重要，它可以準確評估病變的位置、范圍、與鄰近結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系。然而，影像表現(xiàn)不能明確縱隔病變的性質(zhì)和特異性診斷的病因，而這對合理的治療計劃和預(yù)后是至關(guān)重要的。計算機斷層掃描（CT）引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活檢可提高診斷準確率，降低并發(fā)癥發(fā)生率，其作為一種高效、安全的工具用于胸部病變的特異性診斷［1］。

由于穿刺活檢僅提供小的腫瘤碎片，選擇病灶內(nèi)的適當(dāng)位置非常重要［2］。然而這個過程是非常困難的，特別是對于大的異構(gòu)病變或那些有囊性或壞死區(qū)的病變。功能代謝的方法已被用來確定病變內(nèi)部性質(zhì)，增強CT和正電子發(fā)射斷層掃描（PET）/ CT與18-氟脫氧葡萄糖在診斷縱隔病變方面較有優(yōu)勢［3］。

磁共振（MR）成像對評價縱隔腫瘤的價值以達成共識，特別是在評估血管和胸壁侵襲方面更具有優(yōu)勢［4］。最近MR進展較快，如擴散加權(quán)（DW）成像和表觀擴散系數(shù)（ADC），常用于腫瘤的分期、治療規(guī)劃和療效評估等，可改進縱隔病變患者的診斷和治療的方法［5］。DW技術(shù)與體內(nèi)擴散的水有關(guān)，包含細胞膜邊界和更大的細胞結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致腫瘤和其他組織的擴散受限。最初創(chuàng)建DW的方法是為了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的檢查［6］，它不僅被用于對急性缺血的檢測，也用于腦腫瘤的表征和分化，還可用于顱內(nèi)感染，如膿腫等。DW成像是基于水分子的隨機布朗運動和組織細胞結(jié)構(gòu)完整的細胞膜來幫助確定水分子擴散受阻的程度，它可以用ADC定量地進行評估。

先進的腫瘤治療基于靶向治療，分子分析、轉(zhuǎn)化研究和DW磁共振成像與ADC，提供了關(guān)于組織細胞結(jié)構(gòu)和細胞膜完整性的功能信息。

研究者最近發(fā)現(xiàn)DW MR圖像和ADC在腫瘤學(xué)的診斷潛力十分巨大［7］，眾多研究已經(jīng)表明，這些序列對良性和惡性病變的鑒別診斷是非常有用的，其中也包括縱隔病變的診斷［8］。 磁共振成像還可以幫助確定最合適的縱隔病變的活檢部位。這項應(yīng)用對癌癥患者非常重要，可避免不當(dāng)?shù)慕M織標(biāo)本采集。

因此，我們研究的目的是評估DW磁共振成像和ADC對CT引導(dǎo)下經(jīng)胸穿刺活檢懷疑縱隔惡性病變的效用。

方 法

1、臨床資料

在這項前瞻性研究中，收集從2011年2月到2012年9月根據(jù)臨床和影像學(xué)表現(xiàn)懷疑惡性縱隔病變的8例患者，通過使用CT引導(dǎo)下經(jīng)胸穿刺活檢進行評價。所有這些患者需要經(jīng)磁共振成像進一步評估，需要通過下列標(biāo)準：①存在復(fù)雜的或體積較大的腫塊；②病變合并肺不張或與鄰近肺實質(zhì)；③病變侵入胸壁或縱隔組織；④大血管受累；⑤獲得活檢結(jié)果的。通過CT引導(dǎo)下穿刺活檢均獲得病理診斷結(jié)果。所有患者簽署知情同意書。

2.檢查方法

病人成仰臥位，用1.5TMR成像，DW成像之前，軸位T1加權(quán)成像和T2加權(quán)快速自旋回波圖像和脂肪抑制信號，層厚6mm，得到長30cm的視圖和256的采集矩陣。

DW成像在橫向平面采用多層，單拍，自旋回波和回波平面成像序列。在T1和T2加權(quán)圖像的基礎(chǔ)上獲得沒有門控序列的DW圖像；此序列僅用于肺病灶中憋氣的部分。成對的運動探測梯度在180°射頻脈沖中三個正交方向自旋回波T2加權(quán)序列應(yīng)用。在擴散因子（b）0和600s/mm2的值獲得DW圖像。

ADC圖會自動重建所有DW圖像和測量被ADC定義為感興趣的區(qū)域。病變ADC值最低的區(qū)域被定為CT引導(dǎo)下穿刺活檢的部位。

使用相同的參數(shù)和釓噴酸葡胺順磁性造影進行后對比度T1加權(quán)成像。使用高壓注射器20ml，2ml/s的速率。

3.圖像分析

對于每一個病人，獲得全景圖像來完成5～10mm的切口活檢。然后，對DW和CT圖像使用AquariusNET軟件，以獲得相應(yīng)的合成。所有的圖像的合成過程是非常準確的，在同一平面上，并在同一切口與圖像的重疊做了毫米的調(diào)整，考慮至少三個解剖學(xué)參照點。以最大的腫塊區(qū)域為CT引導(dǎo)下進針穿刺的方向（圖1）。

所有的活檢前均進行螺旋CT檢查，使用切割針活檢技術(shù)和自動化同軸系統(tǒng)。根據(jù)皮膚和病灶之間的距離，使用的針分別為10cm或15cm。在任何情況下，常規(guī)給予局部麻醉，沒有必要鎮(zhèn)靜。至少有5個標(biāo)本通過DW圖像和ADC的指導(dǎo)下選擇了單針位置的收集。活檢標(biāo)本進行特定診斷的組織學(xué)評價。

結(jié) 果

研究對象中男性5名，女性3名；中位年齡為44歲（22～63歲）。表1總結(jié)了患者的人口統(tǒng)計學(xué)特征和病變的放射性和組織學(xué)特征。

表1 基于磁共振成像結(jié)果的患者相關(guān)特征

圖1 CT引導(dǎo)下右前縱隔腫物穿刺 。A. CT引導(dǎo)下右前縱隔腫物穿刺，可見穿刺針進入腫物并貼近肺組織，進針后取活檢，病理結(jié)果顯示被覆假復(fù)層黏膜上皮細胞，炎性細胞浸潤，可見紅細胞。B. CT引導(dǎo)下右前縱隔腫物穿刺，穿刺針方向進行調(diào)整，進針后取活檢，病理結(jié)果顯示霍奇金淋巴瘤。

圖2 CT引導(dǎo)下左前縱隔腫物穿刺 。A. CT引導(dǎo)下左前縱隔腫物穿刺，CT可見腫物密度較均勻，穿刺針進入腫物，進針后取活檢，病理結(jié)果顯示胸腺瘤。B. CT引導(dǎo)下左前縱隔腫物穿刺，穿刺層面進行向下方向調(diào)整，進針后取活檢，病理結(jié)果顯示胸腺瘤。

經(jīng)過影像引導(dǎo)下縱隔活檢，獲得病理診斷：4例淋巴瘤（1例經(jīng)典霍奇金淋巴瘤，2例經(jīng)典的非霍奇金淋巴瘤）；2例肉瘤（1例多形性肉瘤、1例周圍神經(jīng)鞘瘤）；2例胸腺瘤（1例B1胸腺瘤和1例B3胸腺瘤）。穿刺順利，無嚴重并發(fā)癥出現(xiàn)。

討 論

隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，腫瘤的診斷及治療均以有針對性的病理診斷和分子分型為基礎(chǔ)。在此形式下，介入放射學(xué)家認為獲得代表腫瘤侵襲性的病變組織標(biāo)本已經(jīng)變得越來越重要［9］。事實上，活檢不充分會導(dǎo)致誤診和延誤適當(dāng)?shù)闹委?。功能影像學(xué)檢查方法是有效的影像引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活檢的基礎(chǔ)，此類引導(dǎo)的方法可避免更多、創(chuàng)傷性更大的有創(chuàng)性操作，如胸腔鏡［10-11］。

MR影像引導(dǎo)的操作目的是為了避免再次活檢和更大的侵入性診斷手段，如胸腔鏡和開放手術(shù)活檢。成像引導(dǎo)的最大優(yōu)點是，可提高正確的病理診斷率。我們的初步結(jié)果表明，在DW成像和ADC引導(dǎo)下可選擇最合適的活檢部位，從而提高縱隔活檢陽性率，且無嚴重并發(fā)癥出現(xiàn)。

DW成像是一種無創(chuàng)的方式，其可用于區(qū)分良性縱隔腫瘤和惡性腫瘤，對于縱隔惡性腫瘤的分級診斷也有重要意義。由DW序列獲得的圖像與那些傳統(tǒng)的磁共振成像所獲得的圖像不同。DWI基本上取決于水的質(zhì)子穿過生物組織的隨機運動（布朗運動），這導(dǎo)致自旋的相位分散，導(dǎo)致在擴散敏感序列信號損失。該序列可使水分子的擴散做定性分析，不但如此，通過計算ADC和描述所在研究區(qū)域的信號強度的絕對值的分配，定量分析也是可能實現(xiàn)的。這些定性和定量分析，主要受水分子在其微環(huán)境擴散障礙的影響，制造在不同組織的不同對比度等級。擴散阻擋水分子最顯著的例子是細胞膜；其他例子包括細胞結(jié)構(gòu)組分和細胞與組織的連接，如細胞骨架，細胞器緊密連接。因此，不同的組織獨特的顯示信號強度水平和ADC取決于其特定的結(jié)構(gòu)。惡性腫瘤通常具有高細胞密度和降低的細胞外空間，這兩者都減少水的擴散，并導(dǎo)致更高的DW信號強度和較低的ADC值。

磁共振成像有超越可進行活檢的其他成像技術(shù)的幾個優(yōu)點。首先，磁共振成像提供了無與倫比的軟組織對比度和細膩解剖細節(jié)。此外，磁共振成像提供通過使用不同的脈沖序列的過程中，顯示不同組織特性的獨特能力，從簡單的T1或T2加權(quán)成像到更先進的影像功能，如流量、灌注和擴散等［12］。

使用MRI的功能引導(dǎo)，對醫(yī)護工作者和患者來說，可以避免較多電離輻射的風(fēng)險。這些因素都減少了長時間暴露于電離輻射的機會，從而降低腫瘤發(fā)生的風(fēng)險。因此，MRI可減少輻射誘發(fā)第二原發(fā)腫瘤的風(fēng)險。MRI對患者的不良反應(yīng)發(fā)生、靜脈注射造影或腎功能受損評價也是有價值的。

MR / CT圖像融合可以使用市售軟件設(shè)計來執(zhí)行，這種方法通過PET/ CT確定病變。Tatli等最近使用特殊的軟件獲得PET/ CT圖像和活檢的融合圖像。

這項研究亦存在一定的局限性。其一，病例數(shù)較少，其二，缺乏對照組。一般情況下無患者在活組織檢查后再行MRI檢查。此外，不同范圍的ADC值被確定，妨礙ADC臨界值的建立；因此，每個病變被單獨評估。然而，就我們所知，這一初步研究首次證明對縱隔程序設(shè)計使用DWI和ADC的可行性。更多的研究，尤其是關(guān)于大病變和/或嚴重的疾病中，那些比較MRI和CT引導(dǎo)穿刺活檢的結(jié)果，可進一步評估經(jīng)胸縱隔活檢的診斷技術(shù)的可行性。

總之，MRI在臨床和腫瘤實踐方面存在極大優(yōu)勢。功能成像的DWI和ADC值介導(dǎo)的無創(chuàng)檢查是未來之星。然而，還需要進一步的研究，以確認縱隔活檢是否可使用這些技術(shù)來改善。

參 考 文 獻

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Improving CT-guided Transthoracic Biopsy of Mediastinal Lesions by Diffusion-weighted Magnetic Resonance Imaging

LI Xiao-qin1，JIA Lin2，DING Shuang3，JIA Wen-xiao4

【Abstract】Purpose: To evaluate the preliminary results obtained using diffusion-weighted magnetic resonance imaging and the apparent diffusion coefficient for planning computed tomography-guided biopsies of selected mediastinal lesions. Methods: Eight patients with mediastinal lesions suspicious for malignancy were referred for computed tomography-guided biopsy. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging and apparent diffusion coefficient measurement were performed to assist biopsy planning with diffusion/computed tomography fused images. The mediastinal lesions that we selected including: large heterogeneous masses， lesions associated with lung atelectasis or consolidation， lesions involving large mediastinal vessels， and lesions with the results of biopsy using other methods and histopathological examination were divergent from the clinical and radiological suspicion. Results: In all cases， the biopsy needle was successfully directed to areas of higher signal intensity on diffusionweighted sequences and the lowest apparent diffusion coefficient within the lesion （mean， 0.8 ［range， 0.6-1.1］×10-3mm2/s）. All biopsies provided adequate material for specific histopathological diagnoses for four lymphomas， two sarcomas and two thymomas. Conclusion: Functional imaging tools， such as diffusion-weighted imaging and thebook=78,ebook=78apparent diffusion coefficient， are promising for implementation in noninvasive and imaging-guided procedures. However， additional studies are needed to confirm that mediastinal biopsy can be improved with these techniques.

【Key words】CT-guided biopsy； Diffusion-weighted magnetic resonance imaging； Mediastinal lesion

收稿時間：（2015.10.09；修回時間：2015.11.04）

DOI:［11］徐 亮.磁共振全身擴散加權(quán)成像評價惡性腫瘤的臨床應(yīng)用研究.山東大學(xué)，2010.10.7666/d.y1794348.

基金項目：國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項目，NO.81360214

通信作者：賈文霄（電子郵箱： 1615369202@qq.com）

通信地址：新疆烏魯木齊市蘇州東街789號，烏魯木齊830011

中圖分類號：R445.2

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-5741（2016）-02-0172-04