擴散加權(quán)成像在眼眶腫瘤性病變鑒別診斷中的研究進展

敖亞雯， 陳軍， 桑菲， 聶鴻雁

擴散加權(quán)成像在眼眶腫瘤性病變鑒別診斷中的研究進展

敖亞雯， 陳軍， 桑菲， 聶鴻雁

磁共振擴散加權(quán)成像(DWI)是一種能夠反映人體內(nèi)水分子運動狀態(tài)的成像技術(shù)，它可以反映與腫瘤分級相關(guān)的信息，如組織結(jié)構(gòu)、細胞密度等，已廣泛應(yīng)用于顱腦、肝臟、泌尿生殖系統(tǒng)疾病的診斷和鑒別診斷。近年來，DWI開始應(yīng)用于眼眶腫瘤性病變的診斷，但仍處于研究探索階段。本文就DWI技術(shù)在眼眶良惡性腫瘤鑒別診斷中的應(yīng)用和進展進行綜述。

眼眶腫瘤；磁共振成像；擴散加權(quán)成像；診斷,鑒別

磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)已成為現(xiàn)代影像學(xué)的一個重要分支，數(shù)十年來，DWI技術(shù)已廣泛應(yīng)用于腦血管意外[1]、外傷[2]、癲癇[3]、抑郁[4]、癡呆[5]、神經(jīng)毒性[6]等顱內(nèi)疾病的評價。DWI已被證實能夠檢測出傳統(tǒng)影像學(xué)不可檢測的形態(tài)學(xué)改變以前出現(xiàn)的微妙及早期變化[7]。DWI除了無需外源性對比劑，操作過程簡單等顯著的特點外，還可以進行定性和定量分析，能更真實、有效地反映組織內(nèi)部的微觀變化。DWI日趨成為多種臟器疾病常規(guī)檢查方式之一，特別是針對腫瘤診斷、術(shù)前評估、療效評價及預(yù)后分析，目前不僅成功運用于前列腺癌[8]、乳腺癌[9]、胃腸道腫瘤[10]、唾液腺癌[11]的診斷及鑒別診斷，還逐漸拓展到眼眶良惡性腫瘤鑒別診斷中[12]。目前，DWI技術(shù)應(yīng)用于眼眶腫瘤性病變的診斷還處于研究探索階段，尚未作為常規(guī)檢查工具。本文就DWI在眼眶腫瘤性病變診斷及鑒別診斷中的應(yīng)用和進展進行綜述。

眼眶病變概述

眼眶解剖空間狹小，但其復(fù)雜的組成結(jié)構(gòu)是腫瘤和腫瘤樣病變起源的基礎(chǔ)。眼眶組織起源于三個胚層，即表皮外胚層、中胚層及神經(jīng)外胚層?？魞?nèi)的任何組織結(jié)構(gòu)均可發(fā)生腫瘤，眶外其他部位腫瘤也可蔓延或轉(zhuǎn)移至眶內(nèi)，導(dǎo)致眶內(nèi)腫瘤的類型繁多，其分類因地區(qū)標(biāo)準及專業(yè)不同而異[13,14]。良性病變約占眼眶病變的81.10%，惡性病變約占18.90%，良性病變最多見的是海綿狀血管瘤，惡性腫瘤最多見的是淚腺上皮性腫瘤，橫紋肌肉瘤次之，其中兒童最常見的惡性腫瘤為橫紋肌肉瘤，成年人最常見的惡性腫瘤為淋巴瘤。

眼眶DWI檢查序列、基本原理及b值的選擇

1.眼眶DWI檢查序列

用于DWI的序列很多，包括穩(wěn)態(tài)自由進動(steady-state free precession，SSFP)和回波平面(echo planar imaging，EPI)序列等，這些序列各有其優(yōu)點和局限性[15]。目前臨床上最為常用的是單次激發(fā)平面回波成像(single shot spin-echo echo-planar imaging，SE-EPI )序列。

2.DWI基本原理及其應(yīng)用基礎(chǔ)

擴散是描述小分子在組織中的微觀運動即布朗運動的物理概念，是DWI成像的物理基礎(chǔ)[16]。DWI能反映生物組織中水分子布朗運動特征的功能成像序列，是活體狀態(tài)下評價水分子擴散運動的無創(chuàng)性檢查方法之一，可顯示和定量測定組織內(nèi)微觀環(huán)境中水分子擴散特性，提供各部分組織的空間結(jié)構(gòu)信息。水分子在生物體內(nèi)的擴散過程包括隨機擴散、濃度梯度下擴散、分子的跨膜擴散及主動轉(zhuǎn)運等。水分子在生物組織中擴散的程度與組織細胞結(jié)構(gòu)和細胞膜完整性呈負相關(guān)[17,18]，當(dāng)組織細胞結(jié)構(gòu)和細胞的完整性這些因素發(fā)生改變時，組織的擴散特性也將發(fā)生相應(yīng)改變，進而反映出水分子水平的病理生理過程。

生物組織中，DWI信號來源于水分子在細胞內(nèi)外和血管內(nèi)空間的運動[19]。給定一個單位時間，水分子在血管內(nèi)的空間將有一個更大的擴散距離，因為其血流量較細胞內(nèi)外的空間多。DWI中檢測到的擴散系數(shù)稱為表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)，其用于定量分析組織細胞中水分子的擴散運動，在擁有眾多完整細胞膜結(jié)構(gòu)的組織(如腫瘤組織)中水分子的運動更加受限制，這是因為在細胞外和細胞內(nèi)空間中脂溶性細胞膜的屏障作用限制了水分子的運動[16]。相反，在低細胞密度或在細胞膜被破壞的區(qū)域，水分子運動限制較少。低細胞密度環(huán)境為水分子的擴散提供了一個更大的細胞外空間，這些分子也可以自由地通過有缺陷的細胞膜,從細胞外環(huán)境移動到細胞內(nèi)環(huán)境。

3.b值的選擇

擴散敏感因子(b值)是檢測擴散運動能力的指標(biāo)，測量活體組織的ADC值宜選用較高的b值和較大的b值差，b值越大，越偏重于擴散成像，b值越小，越偏重于T2成像，這樣所得到的數(shù)值穩(wěn)定性較好，測定的ADC值也越準確。雖然小b值DWI在一定程度上反映了局部組織的微循環(huán)血流灌注情況，但測得的ADC值穩(wěn)定性較差，且易受其他生理運動的影響，不能有效反映水分子的擴散運動[20]。小b值DWI圖像信噪比高、圖像失真小，但擴散加權(quán)的權(quán)重減少，高b值(500～1200 s/mm2)DWI意味著水分子信號更大程度地衰減，同時能夠檢出細胞密度高(T2時間長)的病灶。但是隨著b值的增加， TE時間延長，圖像信噪比下降[21]，所得圖像的偽影增多，圖像質(zhì)量差甚至難以觀察。一般認為b值>500 s/mm2方可基本消除血流灌注對DWI圖像及ADC值測量的影響[20]。為了兼顧圖像質(zhì)量和減少血流灌注對ADC值的影響，需選擇合適的b值。

蒯新平等[22]每次取2個擴散敏感因子即b=0或400、700、1000 s/mm2，利用固定參數(shù)組合的自旋回波-平面回波(SE-EPI)序列進行DWI檢查,計算出相應(yīng)b值腫塊的ADC值分別為(1.42±0.44)×10-3、(1.25±0.43)×10-3和(1.16±0.40)×10-3mm2/s，差異有統(tǒng)計學(xué)意義;隨著b值的增加，ADC值降低，標(biāo)準差也逐漸變小，組間兩兩比較DWI400的ADC值與DWI700、DWI1000之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，DWI700的ADC值與DWI1000差異無統(tǒng)計學(xué)意義。隨著b值的增加，血流灌注等影響更小，更能反映病灶內(nèi)水分子的擴散狀況，從ADC值測量準確性方面考慮，應(yīng)該選用較大的b值。當(dāng)前研究結(jié)果表明b=700 s/mm2是眼眶腫塊DWI檢查的較佳b值，既可兼顧ADC值的準確性亦可得到良好的DWI的圖像,對于最佳b值的選取還需要更多的研究進行證實。

DWI和ADC值在眼眶腫瘤性病變中的應(yīng)用價值

DWI技術(shù)在眼眶病變中的應(yīng)用受到一定限制，主要受到眼球運動偽影、鄰近結(jié)構(gòu)的磁敏感偽影以及化學(xué)位移偽影的影響。MRI技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步克服了磁敏感偽影，提高了眼眶DWI圖像質(zhì)量。因此，研究者越來越關(guān)注DWI在眼眶病變中的應(yīng)用，但目前DWl對眼眶腫瘤擴散特征的研究需進一步深入。

吳春楠等[23]對多種眼眶腫瘤進行DWI檢查，結(jié)果顯示良性腫瘤的ADC值為(1.34±0.25)×10-3mm2/s，惡性腫瘤的ADC值為(0.76±0.14)×10-3mm2/s，良惡性腫瘤的ADC值之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。郭健等[24]對多種眼眶病變進行DWI檢查，發(fā)現(xiàn)這些眼眶腫瘤性病變之間ADC值存在差異，其中良性腫塊ADC值為(1.56±0.75)×10-3mm2/s，惡性腫塊ADC值為(1.09±0.42)×10-3mm2/s，如果以ADC值1.05×10-3mm2/s作為判斷眶內(nèi)腫塊良惡性的閾值，其診斷敏感度、特異度和準確度分別為59.1%、78.2%和72.7%。因此，DWI可以顯示眼眶腫瘤的擴散特征，ADC值對于眼眶腫瘤性病變具有一定的鑒別診斷價值。Fatima等[25]對35例經(jīng)病理證實的多種眼眶腫瘤進行DWI檢查，顯示良性和惡性眼眶腫瘤的ADC值分別為(0.77±0.38)×10-3和(1.23±0.42)×10-3mm2/s，經(jīng)ROC曲線分析表明，以ADC值0.84×10-3mm2/s作為判斷眶內(nèi)腫塊良惡性的閾值，其診斷敏感度、特異度分別為83.33%、85.71%；通過 Mann-Whitney U test，顯示淋巴瘤的平均ADC值[(0.61±0.12)×10-3mm2/s]與炎性假瘤[(0.93±0.35)×10-3mm2/s]之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。 Fatima等的研究結(jié)果與之前多項研究結(jié)果相近，顯示惡性眼眶腫瘤較良性腫瘤的ADC值更低[26-28]，特別是淋巴瘤和炎性假瘤之間的ADC值差距更大。Sepahdari等[26]對47例經(jīng)手術(shù)證實的眼眶病變患者進行DWI檢查，顯示良性和惡性眼眶腫塊的ADC值分別為(1.41±0.40)×10-3和(1.02±0.41)×10-3mm2/s，以ADC值<1.0×10-3mm2/s和ADC比值(病變區(qū)ADC值/對側(cè)正常腦白質(zhì)ADC值)<1.2為最佳閾值診斷惡性腫瘤，其敏感度、特異度和準確度高達63%、90%和81%；其中7例炎性假瘤和對應(yīng)數(shù)目淋巴瘤的ADC值分別為(1.49±0.40)×10-3和(0.70±0.16)×10-3mm2/s，以ADC值1.0×10-3mm2/s或ADC比值1.2為閾值，鑒別診斷眼眶淋巴瘤與炎性假瘤的準確度很高。眼眶淋巴瘤ADC值低，與擴散受阻、腫瘤細胞間質(zhì)少、細胞豐富等因素有關(guān)。Kapur等[27]比較眼眶炎性假瘤、眼眶淋巴組織增生以及蜂窩織炎的ADC值，結(jié)果表明這三類疾病的ADC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義，眼眶蜂窩織炎ADC值最高，淋巴組織增生最低。Politi等[28]發(fā)現(xiàn)眼附屬器淋巴瘤較健康的眼眶組織，如淚腺、眼外肌、視神經(jīng)、玻璃體等表現(xiàn)出較低的ADC值，眼眶淋巴瘤平均ADC值[(0.666±0.073)×10-3mm2/s]較其他眼眶腫瘤性病變更低[(1.118±0.343)×10-3mm2/s]，ADC值有助于淋巴瘤的鑒別;以ADC值0.775×10-3mm2/s為閾值鑒別診斷其他腫瘤性和非腫瘤性眼眶病變，敏感度為96%，特異度為93%，陽性預(yù)測值為88%，陰性預(yù)測值為98.2%，準確度為94.4%；經(jīng)過合適的治療后，29例眼眶淋巴瘤中的10例(34%)腫瘤體積縮小，ADC值增加，另外7例進展性病例中ADC值進一步減低，其治療前后ADC值發(fā)生變化的原因仍未明確，可能與病灶的細胞構(gòu)成變化有關(guān)，也可能是病灶發(fā)生纖維化。蒯新平等[29]的研究中顯示眼眶淋巴瘤的ADC值低于其他絕大多數(shù)眼眶占位性病變，當(dāng)ADC閾值定為0.804×10-3mm2/s時，鑒別診斷眼眶淋巴瘤和其他眼眶占位性病變的敏感度為77.3%，特異度為98.4%，準確度為93.1%，與病理結(jié)果的一致性較好(Kappa值為0.806)。Razek等[30]對47例眼眶腫瘤患者行DWI檢查，結(jié)果表明眼眶惡性腫瘤的平均ADC值[(0.84±0.34)×10-3mm2/s]顯著低于良性腫瘤[(1.57±0.33)×10-3mm2/s]；淋巴瘤的ADC值[(0.67±0.08)×10-3mm2/s]低于炎性假瘤[(1.29±0.5)×10-3mm2/s]，神經(jīng)鞘瘤的ADC值[(1.92±0.20)×10-3mm2/s]高于血管畸形[(1.38±0.70)×10-3mm2/s]，淋巴瘤的ADC值[(0.67±0.08)×10-3mm2/s]低于轉(zhuǎn)移瘤[(0.98±0.06)×10-3mm2/s]，以ADC值1.15×10-3mm2/s鑒別診斷眼眶良惡性腫瘤的敏感度為95%，特異度為93%。

Lope等[31]回顧性分析了24例不同種類兒童眼眶腫瘤的常規(guī)MRI及DWI圖像，發(fā)現(xiàn)僅根據(jù)常規(guī)MRI圖像難以鑒別各種腫瘤，以血管瘤與橫紋肌肉瘤為例，它們有著相似的臨床表現(xiàn)，如眼瞼腫脹、眼球突出、上眼瞼下垂等，血管瘤和橫紋肌肉瘤T1WI都呈低信號，增強掃描血管瘤較橫紋肌肉瘤稍微均勻強化，然而細微之處仍不易鑒別，但血管瘤ADC圖像呈高信號，擴散增強；橫紋肌肉瘤ADC圖像呈低信號，擴散受限。雖然該研究病種較多，但病例數(shù)太少，無法獲得各種腫瘤鑒別診斷的量化指標(biāo)，仍需要進一步深入研究，將傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查和DWI技術(shù)結(jié)合起來對眼眶病變的診斷更有價值。

綜上所述，DWI是一種無創(chuàng)、快速、便捷的檢查技術(shù)，且對眼眶良惡性腫瘤的顯示具有一定特異性,也可評估腫瘤治療前后的改變，并通過ADC值進行定量分析，從分子水平上揭示病變細微改變。雖然DWI在眼眶腫瘤性病變中的應(yīng)用還存在不少問題，但相信隨著磁共振硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，其在眼眶腫瘤性病變中的臨床應(yīng)用價值和潛力將會越來越高。

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430060 武漢,武漢大學(xué)人民醫(yī)院放射科

敖亞雯(1990-)，女，湖北武漢人，碩士研究生，主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷。

陳軍，E-mail:whuchenjun@163.com

R739.7; R445.2

A

1000-0313(2017)01-0089-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.01.019

2016-05-05)