磁共振全身弥散加权成像在恶性肿瘤筛查中的应用价值初探

张 妍，王晞星，黄永波，王 峻

恶性肿瘤是威胁人类生命的严重疾病之一，早期发现恶性肿瘤，检测其浸润范围及有无远处转移对疾病分期，选择治疗方案及预后判断都很重要。磁共振全身弥散加权成像(whole body diffusion weighted imaging,WB-DWI)是新的MR成像技术，可以一次性进行大范围扫描、敏感性高，病变、正常组织结构对比明显，能有效地协助寻找恶性肿瘤原发灶部位及淋巴转移、远处脏器转移，达到类PET影像效果，可对病变的良恶性作出初步诊断。本研究旨在探讨WB-DWI技术在恶性肿瘤筛查中的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

(1)选取健康志愿者10名行WB-DWI检查，其中男5名，女5名，年龄32～76岁，平均年龄53.5岁。(2)收集本院自2008年8月至2010年12月期间疑似恶性肿瘤并有完整临床和影像学资料患者36例，其中男19例，女17例，年龄8～85岁，平均58岁。临床主要以全身骨痛(21/36例)、头痛(5/36例)、腹痛(3/36例)、腰痛(3/36例)以及消瘦、乏力(4/36例)等就诊。所有疑似恶性肿瘤患者均先行WB-DWI检查，并于1周内对可疑部位行常规MRI检查(肺部病变加做CT)，必要时增强扫描。

1.2 MR扫描方法

使用1.5 T飞利浦超导型MR扫描仪，利用磁体内置体线圈进行扫描，信号采集使用磁体内置Q-BODY线圈，应用短TI反转恢复平面回波(short TI inversion recovery echo planner imaging,STIR-EPI)序列进行轴位DWI扫描，患者取仰卧位，头先进，平静呼吸。DWI参数为：TR最小值，TE最小值，反转时间(TI) 165 ms，视野(FOV)40 cm，扩散敏感因子(b值)分别为0和600 s/mm2,激励次数(NEX)为10次，层厚5 mm，层间距1 mm，自由呼吸状态下完成扫描。扫描范围从颈根部开始至双侧腹股沟区，以每段40层为准，将扫描范围分为3段进行横断面扫描，每段与其上下段间均有2层重叠。在完成一段的数据采集后，扫描床自动前进至下一段。扫描结束后对3段的原始图像进行叠加，重建后形成三维(3D)图像，并进行黑白反转，达到类“PET”效果。

1.3 影像分析

图像分析采用双盲法，所有WB-DWI及常规MRI/CT图像分别由2名临床经验丰富的影像科医师独立分析，在不提供临床信息及其他资料的前提下，查找扫描野内的可疑病灶。

1.4 恶性肿瘤的诊断依据

手术或穿刺活检组织学证实；如无组织学证据，结合患者病史、实验室检查及常规MRI/CT结果，对所有病例进行3～6个月的随访及试验性治疗进一步明确诊断。

1.5 统计分析

使用SPSS 16.0统计分析软件包，采用Kappa值对诊断试验的一致性进行检验，采用配对四格表卡方检验对WB-DWI法与金标准对恶性肿瘤检出率间的差异进行比较。

2 结果

2.1 WB-DWI的正常表现(见图1)

健康志愿者骨骼系统呈低至中等信号，双肺、纵隔及肝脏呈低信号，脾、双肾、脊髓、椎间盘、涎腺、浅表淋巴结和子宫/前列腺呈高信号，胆囊、肠道及膀胱信号变化较大，可呈高信号。在黑白反转影像中，以上信号相反。

恶性肿瘤及其全身脏器转移灶、肿大淋巴结在WB-DWI影像上表现为明显高信号区，而于黑白反转影像中，则呈明显低信号(见图2)。

2.2 WB-DWI诊断结果

共36例疑似恶性肿瘤患者最终诊断恶性肿瘤29例，良性病变7例。WB-DWI共诊断恶性肿瘤28例(其中20例发现了原发病灶)，1例肝脏巨大血管瘤误诊肝癌，胆囊癌、结肠癌各1例发生漏诊，其余病例则通过发现原发灶以外其他部位转移灶，结合常规MRI/CT检查以及临床、病理等检查得以确诊。WBDWI同时还发现了其余7例良性病变中6例的异常影像(5例多发肿大淋巴结，1例右肾下极血肿)。

2.3 统计学分析结果

两位医师对本组病诊断结论的一致性分析Kappa值=0.704，可以认为两人具有较好的一致性。

WB-DWI诊断恶性肿瘤敏感度93.1%，特异度85.7%，约登指数0.79，假阴性率14.3%，假阳性率6.9%，准确性91.7%，阳性预测值96.4%，阴性预测值75.0%，符合率91.7%。WB-DWI与金标准配对卡方检验结果P＞0.05，差别无统计学意义，可以认为两法的检验结果相同(见表1)。同时对试验结果做Kappa分析，WB-DWI与金标准的一致性Kappa值=0.748，二者具有中、高度一致性。

表1 WB-DWI诊断各部位恶性肿瘤情况Table 1 Diagnosis results of malignant tumor by WB-DWI

3 讨论

3.1 全身弥散成像技术

WB-DWI的基本原理：DWI 技术就是检测人体组织内水分子的扩散运动，该过程受扩散系数和扩散梯度强度的影响[1]。由于表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)反映水分子在组织中的扩散能力，故 DWI 的信号强弱还与 ADC 值有关。恶性肿瘤细胞繁殖旺盛，细胞密度增高，细胞外容积减少，因而ADC值降低，在DWI上呈高信号。Takahara[2]等于2004 年首次将DWI与短时反转恢复(short- TI inversion recovery,STIR)及单次激励平面回波(EPI) 等技术相结合进行三维全身扩散加权成像，可以在自由呼吸状态下完成薄层、无间隔、大范围成像，并得到高SNR、高分辨率和高对比度的影像。利用3D-MIP重组和黑白反转技术能够三维地显示转移瘤，达到了类似PET图像效果，所以有学者将这种技术称为类PET[3]。

图1 图1A为正常成人WBDWI重建图像。图1B～1D为72岁男性患者全身弥散加权成像重建图像及轴位图像，提示胰腺体尾部及肝脏多发异常信号，考虑胰腺癌肝转移。图1E、1F为常规T1WI/FS及常规T2WI图像，临床得以证实Fig 1 Fig 1A was the reconstructed WB-DWI images of healthy adults.Fig 1B-1D were the axial and reconstructed images of WB-DWI (male,72 years old) abnormal signals lied in the body and tail of the pancreas,liver,it suggested that pancreatic cancer liver metastases.Fig 1E and Fig 1F were the conventional MRI images (T1WI/FS,T2WI).It proved to be right with clinic findings.

3.2 WB-DWI在恶性肿瘤筛查中的可行性

目前最常用的全身成像方式有两种，即核素骨显像和PET/CT。核素骨显像在恶性肿瘤骨转移方面的诊断价值已被临床高度认可，但不少研究报道其特异性和敏感性较差[4]，且不能提供软组织及淋巴结情况。PET/CT依靠病灶的高葡萄糖代谢检出病灶，可以同时显示骨、软组织及淋巴结的转移情况，用于恶性肿瘤的全身检查，成为恶性肿瘤诊断分期的“金标准”，但PET/CT价格昂贵[5]。二者均存在射线辐射问题。磁共振全身弥散加权成像(WB-DWI)检查能同时获取多个系统，如骨骼系统、胸腹部以及盆腔、淋巴结的影像，具有覆盖范围大、检查时间短、无需对比剂、无创、敏感性高等优点，非常适合于恶性肿瘤患者原发灶以及原发灶以外肿瘤/和肿瘤征象的评估[6]。Mürtz等[7]利用WB-DWI对多种恶性肿瘤进行全身成像，发现WB-DWI可很好显示原发灶浸润范围以及淋巴结、腹膜、骨、肾上腺及肝脏的转移，可以直观显示全身转移灶，与PET/CT有良好相关性。Komori等[8]对16例恶性肿瘤患者进行WBDWI与PET/CT对照研究，利用WB-DWI 检查27处恶性肿瘤共检出25处，敏感度为92.6%；而PET/CT共检出22 处，敏感度为81.5%。顾太富[9]等对34例转移瘤患者行WB-DWI检查，发现可疑原发灶24例，其中23例被证明是恶性肿瘤，认为WB-DWI对转移瘤患者寻找原发灶的灵敏度高，可以作为寻找原发灶的筛查方法。本研究结果与上述结论一致，36例疑似恶性肿瘤患者最终诊断恶性肿瘤29例，WB-DWI正确诊断恶性肿瘤27例(其中20例发现了原发病灶)，还发现了肝脏、肾、肾上腺、软组织等多个远隔部位的转移病灶及多发骨转移和淋巴结转移，敏感度93.1%，特异度85.7%，符合率91.7%。同时WB-DWI还发现了其余7例良性病变中6例的异常影像，为临床进一步诊治奠定了一定基础。

图2 图2A～2C为85岁男性患者WB-DWI重建图像及轴位图像，提示右肺癌肝脏、椎体及部分肋骨多发转移。图2D～2F为CT平扫肺窗、纵隔窗及骨窗，图2G、2H为MRI平扫T2WI/FS及T1WI图像，与WB-DWI诊断一致，临床得以证实Fig 2 Male,eighty-fi ve years old,the reconstructed and axial images of WB-DWI (Fig 2A-2C) suggested right lung cancer with liver,vertebral body and rib metastases.Fig 2D-2F were the lung,mediastinum and bone windows of CT.Fig 2G-2H were the conventional MR images (T1WI/FS,T2WI) and it proved to be correct with clinic findings.

然而，自由呼吸、心脏及大血管搏动伪影可导致遗漏较小的肺部病灶、纵隔及肺门淋巴结转移，尤其是直径＜1 cm者，本组中3例肺癌患者WB-DWI首先发现的是转移灶，而遗漏了原发灶；由于DWI图像背景信号抑制导致提供的解剖信息不足，同时胃肠道高信号干扰病灶的判断和邻近器官的显示有关，本组1例胃癌患者未发现原发灶，胆囊癌及结肠癌各1例漏诊，我们的经验是尽量空腹并将常规MRI/CT作为解剖参照进行准确定位；背景信号较高脏器(如脾、前列腺等)的病灶易被掩盖，本组2例前列腺癌患者均漏诊了原发灶，WB-DWI通过发现全身多发骨转移灶，结合骨穿、PSA测定及超声定位下穿刺活检最终得以确诊；肾上腺肿瘤、肝、肾囊肿、肝脏血管瘤等在WB-DWI图像上经常呈高信号，此时应结合ADC值测定进行鉴别[10,11]，本组由于病例数较少，未进行该方面的统计分析，1例肝脏巨大血管瘤误诊肝癌。

3.3 展望

WB-DWI在恶性肿瘤筛查中具有较高的检出率，可用于疑似肿瘤患者的早期筛查及病情随访，今后，有待结合ADC值测定对病灶良恶性的诊断与鉴别诊断做进一步的研究。同时，对于已经确诊为恶性肿瘤的患者，在明确肿瘤浸润范围及有无远处转移，区分肿瘤残留或复发以及治疗前后对比等方面WB-DWI也具有一定的应用价值，有待结合大规模临床试验做进一步研究。

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