胰腺癌磁共振弥散成像中b值的选择

郭 立，杨达宽，袁曙光，闫 东，王家平

（昆明医学院第二附属医院放射科，云南 昆明 650101）

磁共振弥散加权成像（DWI）是一种观察活体组织水分子弥散运动的无创成像技术，它通过检测生物体内水分子运动状态的改变而间接反映组织空间结构和病理变化。近年来随着回波平面技术（EPI）的不断成熟，DWI在腹部的运用越来越受到重视。b值为DWI成像中最重要的参数，但胰腺癌b值的选择争论较大。本研究对目前争论较大的几个b值组合进行比较，从中选择出最适合胰腺癌DWI的b值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

胰腺癌患者41例，其中男25例，女16例，年龄39～82岁，平均61.2岁，其中胰头癌35例，胰体尾癌6例。22例经手术病理证实，19例经相关细胞检验学及影像学检查证实（其中17例影像学检查发现已发生腹部及其他部位转移）。正常对照组为健康志愿者，共32例，男18例，女14例，年龄31～79岁，平均62.3岁。

1.2 检查方法

采用Siemens公司Sonata 1.5T超导型MR成像仪体部线圈扫描。检查前对病人进行屏气训练。所有病例行T1WI、T2WI常规MRI平扫及DWI序列扫描，然后再行动态增强扫描。T1WI分别采用快速小角度激发（FLASH）序列和FLASH+FS（脂肪抑制）序列；T2WI采用半傅立叶采集单次激发快速自旋回波（HASTE）序列；冠状面扫描采用真实稳态进动快速成像（Ture-Fisp）序列。DWI采用单次激发SE-EPI序列加脂肪抑制技术，横断面扫描。扫描参数：TR 2300ms，TE 84ms，采集频带 1502kHz/像素，激励次数1，层数15，层厚5mm，间距 0.5mm，视野 380mm×380mm，矩阵128×128。选取4种不同的扩散系数组合 成 像 ，b 值 分 别 为 （0，50）、 （0，400）、 （0，700）、（0，1000）s/mm2，进行一次闭气扫描，每种组合扫描时间为13s。

1.3 图像测量

Siemens磁共振工作站自动生成ADC图。观察不同b值下，胰腺癌肿、癌周胰腺组织的影像学特征，结合T1WI、T2WI及DWI图并对ADC图质量进行评分，评分标准为：①胰腺癌显示评价标准：1分：肿瘤组织边界不清，不能很好显示胰腺肿瘤组织；2分：介于1～3分之间；3分：肿瘤组织边缘显示尚清，与周围组织及脏器的分界对比不十分清楚；4分：介于3～5分之间；5分：胰腺肿瘤组织边缘锐利，与周围组织及脏器的分界形成明显对比。②图像伪影评价标准：1分：伪影很重，不能显示病变；2分：伪影较重，严重影响病变显示；3分：伪影一般，对病变显示有一定影响；4分：伪影较轻，对病变显示影响较小；5分：无伪影或几乎没有伪影。

分别测量胰腺癌肿、癌周胰腺及正常胰腺组织ADC值。在感兴趣区选取时应注意：感兴趣区应尽量大，但应避开胰腺周围、血管、胰管、胆管、坏死区及伪影；癌周围胰腺组织应选择MRI常规序列上信号正常的胰腺组织测量。

1.4 统计学处理

用SPSS for Windows 11.5统计软件包对胰腺癌组中癌肿、癌周胰腺及正常对照组胰腺组织间ADC值进行多样本均数的两两比较；胰腺癌组不同b值下ADC图像质量进行组间两两比较，检验标准为0.05。

2 结果

2.1 DWI图

各b值下，胰腺组织呈均匀中等信号，略高于肝组织，低于肾脏信号强度。随b值增高，胰腺组织信号逐渐降低。胰腺癌组织在DWI图上表现为高信号，随b值增高，病灶仍呈高信号。

随着b值增大，DWI图信噪比增加，扭曲、变形和折叠伪影增多。当b=700s/mm2时1例病灶由于图像质量差，胰腺显示不清；b=1000s/mm2时，3例图像质量差，胰腺显示不清。

表2 胰腺癌组织ADC图像质量（单位：分）

2.2 ADC值及ADC图

不同 b 值[（0，50）、（0，400）、（0，700）、（0，1000）s/mm2]，癌周胰腺组织、正常胰腺组织的的ADC图呈中等信号，两者间无统计学意义（P>0.05）；胰腺癌组织呈低信号表现，与正常胰腺及癌周胰腺组织间具有统计学意义（P<0.05），见表1。

不同b值组合下胰腺癌组ADC图图像质量比较具有统计学意义（P<0.05），见表2及图1。

表1 不同b值所测得的ADC平均值（单位：10-3s/mm2）

3 讨论

3.1 胰腺癌的DWI中b值的选择

扩散是指人体组织中水分子的布朗运动，常用扩散系数D描述布朗运动的大小，其指一个水分子在单位时间内随机扩散运动的范围，单位为mm2/s或cm2/s。DWI是通过弥散梯度磁场下水分子位移所引起信号的改变来观测水分子的弥散，人体内水分子弥散运动速率与状态成微米数量级的运动变化，与人体组织细胞的大小处于同一数量级。活体组织内水分子的位移除受布朗运动影响外，还受到多种因素的影响，使我们所测得的弥散系数并不仅仅反映水分子的弥散状况，这些影响因素主要包括两类[1-3]：第一类是宏观因素的影响，如呼吸运动、肢体移动、肠道蠕动、心脏及血管搏动等。这些生理运动引起水分子的位移明显大于布朗运动所引起的位移，从而导致DWI失败，因此过去DWI主要运用于像中枢神经系统这些受生理运动影响较小的地方。随着MRI硬件设备的快速发展和快速的成像技术（如EPI序列）的应用，DWI能有效“冻结”这些生理运动，使DWI在胰腺疾病的应用成为可能。第二类是微循环因素影响，如毛细血管灌注、体液流动、细胞的渗透性等。我们主要通过ADC值或指数图像这两种方法来减少上述因素的影响，此外这两种方法还能消除T2穿透效应的影响，较为真实的反映组织真正的弥散状况。其中ADC值在临床上应用更为广泛。 运算公式为：ADC=ln（S低/S高）/（b高-b低），其中 S低、S高为不同弥散敏感系数（低b值、高b值）条件下弥散加权图像的信号强度。扩散速度快的组织ADC值高，扩散速度慢的组织ADC值低。

各种MR扫描仪所测得的纯水ADC值比较接近，但各研究者[4-6]所测正常胰腺和胰腺癌的ADC值差别较大，这与每台磁共振所用的扫描技术、序列及成像参数不尽相同有关，更重要的是不同的研究者所选用的 b值不同。 b值范围在（0，50～1000）s/mm2均有研究，目前尚无一个公认的b值。

本研究选择目前争论较大的几种b值组合[（0，50）、（0，400）、（0，700）和（0，1000）s/mm2]进行胰腺癌DWI[4，6-8]，通过对图像质量进行评分（包括病灶显示评分和伪影评分），从中选择出较佳的b值。当b 值为（0，50）s/mm2时，ADC 图病灶的显示欠佳，病变及周围其他组织信号不均，波动较大。这可能与b值较小时，扩散信号在图像中所占的比例小，而血流灌注等微循环因素的影响较大有关，这与Chow等[4]研究结论相同。此外，我们认为ADC图病变的显示欠佳还可能与b值差较小有关：b值差较小时，所得的DWI图对图像信号变化敏感性差，从而计算出的ADC值波动较大。故我们认为选择小b值所得的ADC值难以真实地反映组织内水分子的布朗运动，故不宜选用较小 b 值。 当 b 值为（0，700）、（0，1000）s/mm2时，由于需用较长的TE，对于胰腺T2值较短的器官来说信号衰减明显，且所得ADC图伪影指数明显增高。 b 值为 （0，700）s/mm2有 1 例、b 值为（0，1000）s/mm2有3例ADC图因伪影干扰而无法辨认胰腺解剖结构。根据我们的研究结果，当b值为（0，400）s/mm2时，ADC 图中胰腺癌病灶显示清晰，边界清楚，与周围组织对比度高，且伪影较少。这因为b值取400s/mm2即避免了小b值时弥散图像受血流因素及T2穿透效应的影响，又避免了大b值时图像信噪比较低的影响，利于胰腺癌更好显示，为最佳的b值。

3.2 DWI在胰腺癌的诊断价值

DWI通过对水分子的弥散运动的研究，能提供关于组织空间组成和病理生理状态下各组织成分之间水交换状态的信息，从而从另一个方面来观察病变。

本研究中选择不同的b值观察正常胰腺组织、胰腺癌组织：不同b值的DWI图中正常胰腺呈中等信号，随b值增高，正常胰腺组织信号逐渐降低；胰腺癌组织在不同b值的DWI图呈高信号，并且随b值增高，其信号降低不明显。测量正常胰腺和胰腺癌组织ADC值，胰腺癌组织ADC值明显低于正常胰腺组织（P<0.05），这说明胰腺癌内水分子弥散受限，这与文献报道一致，这可能与3个因素有关[9]：①肿瘤细胞生长迅速，细胞密度高；②肿瘤细胞异型性与细胞器的丰富程度呈正相关，胰腺癌组织内，细胞核及细胞器体积较正常胰腺细胞的体积大，从而一定程度上限制水分子弥散。③细胞外间隙减小。

在研究中癌周胰腺组织与正常胰腺组织在不同b值下，其ADC值无明显差异（P>0.05），提示胰腺癌的病例中癌周胰腺组织的ADC值可作为评判胰腺癌的标准。研究中肿瘤周围胰腺组织ADC值略低于正常胰腺组织，这可能与癌肿阻塞胰管，引起胰腺炎症有关。

DWI与传统MRI成像相比是一个全新的领域，是磁共振的功能成像之一。虽然DWI在胰腺尚处于初级探讨阶段，但在诊断中已显示出较大的价值。在研究中我们观察到直径＜4cm的癌肿并发生胰外转移的病变比病变较大而未发生转移的癌肿的ADC值低，这可能与肿瘤的恶性程度有关，但由于病例数有限，未做进一步的研究。相信随着DWI在胰腺的应用和更多经验的积累，其将为胰腺癌的诊断、病变的分级和鉴别诊断中提供更多帮助。

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