弥散加权成像在胃癌诊断治疗中的价值

张 洁，金征宇

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院放射科，北京 100730

胃癌是上消化道最常见的恶性肿瘤，死亡率高，在恶性肿瘤相关死亡中居第2位，其5年生存率仅为20% ～30%［1］。早期精确的影像学诊断有利于临床医生制定正确的治疗方案，进而改善患者预后。弥散加权成像 (diffusion weighted imaging，DWI)是一种新兴的影像技术，因其具有功能成像的特点，近年来在腹部的应用逐渐增多，但关于胃癌DWI的研究较少见，本文主要阐述其在胃癌诊断治疗中的现状。

胃DWI技术

检查前准备 胃是可以蠕动的空腔脏器，为了更好地显示胃的解剖结构及胃周情况，需要患者空腹、抑制胃蠕动及保持胃适当充盈，抑制胃蠕动常用的松弛剂包括山莨菪碱 (654-2)，对山莨菪碱有禁忌的患者可以使用胰高血糖素替代。目前保持胃适当扩张常用的口服胃腔对比剂包括三类:阳性、阴性和双向对比剂。阳性对比剂为顺磁性物质，主要有高铁铵柠檬酸盐以及Gd-DTPA，可以缩短T1作用并增强腔内信号，更好地显示胃腔及胃壁结构。阴性对比剂主要指空气及正铁酸盐颗粒等，可以降低腔内信号，减少运动伪影。双向对比剂主要指用水充盈，为目前胃磁共振成像 (magnetic resonance imaging，MRI)最常用的对比剂，其优势在于不会引起磁敏感伪影且安全性好，对病灶的检出和分期与Gd-DTPA效果相似。常规采用仰卧位扫描［2］。

相关设备及序列选择 目前研究以1.5T场强设备多见［3-4］，应用最多的是单次激发平面回波序列，平面回波成像技术是目前磁共振最快的成像技术，可以大大缩短扫描时间，有利于减少呼吸、心跳以及胃肠蠕动等产生的伪影［3］。采用多通道体部相控阵线圈合并并行采集技术，可以加快图像采集速度，减轻图像变形及体部相控阵线圈合并并行采集相关伪影尤其磁敏感伪影［5］。层厚5 mm，层间距1 mm，扫描视野36～40 cm，矩阵128×128，扩散方向为3，结合分次屏气技术，视患者耐受情况，分2～3次屏气完成，保持每次屏气基线位于同一水平［5］。

扩散敏感梯度b值的选择 因腹部DWI会受到灌注、T2穿透效应以及宏观运动等影响，b值应采用较高值，这样测得的表观扩散系数 (apparent diffusion coefficient，ADC)值会更接近组织的真实扩散值。但不利之处在于高b值会使组织解剖显示不清晰，导致信噪比和图像质量的下降。Bammer［6］研究表明随着b值升高，单次激发平面回波序列产生的磁敏感伪影增加，严重时会导致图像变形。因此如何选择一个合适的b值，一方面使ADC值更接近真实扩散值，同时保证图像质量，在胃DWI中尤为重要。目前对于胃DWI最适合的b值选择尚缺乏统一认识。张晓鹏等［7］对31例病理证实胃癌患者进行多个b值DWI扫描时显示，采用b=1000 s/mm2得到的胃癌ADC值更接近组织真实值，并可有效抑制胃腔内容物信号，突出癌肿信号差异，b值取300及600 s/mm2可作为图像SNR过低影响诊断时的补充。许传军等［8］对32例胃癌患者 MRI资料进行分析显示，b值取800或1000 s/mm2时图像质量较满意，且b值取800 s/mm2时胃肿瘤ADC值与细胞密度相关性最佳。

ADC值测量方法 目前关于胃癌ADC值测量有整体测量及局部测量两种方法［9］，前提条件是胃癌癌肿可以在DWI上进行显示，而对于较小的胃部肿瘤，ADC值无法测量或存在较大偏差。ADC值为多次测量的平均值。整体测量是指对癌肿全体的边缘进行勾勒测量，局部测量是对扩散受限最明显的区域划定感兴趣区，对于浸润型癌肿可以选取癌肿最大层面进行整体测量。两种方法一致性较好，前者有利于反映肿瘤的整体特征，可以对胃癌放化疗疗效进行整体评价，但受测量者主观影响较大;后者操作相对简便，可以避开变性坏死区及周围正常组织部分容积效应的干扰，能够反映组织中扩散受限最明显的区域，其不足之处是无法反映胃癌癌肿的整体特征。可以根据临床需要选择不同的方法。

胃癌DWI表现

病灶的扩散程度是和细胞微环境的紧密度相关的。胃癌癌肿由于具有较高的细胞密度、核质比以及胞外组织的裂解，其扩散较周围正常组织受到明显限制。在DWI图像中，无论采用的b值高低，癌肿均表现为中高信号，在相应的ADC图像中表现为低信号［10］。Zhang等［11］对 23 例 Borrmann 4 型胃癌患者进行DWI检查显示，16例患者表现为典型三分层“夹心征”，且其显示率及图像对比噪声比均高于T1加权像和T2加权像。

DWI在胃癌诊断中的作用

癌肿检出 在常规的MRI图像中，肿瘤组织的信号强度和正常胃黏膜的信号强度相近，诊断较困难。在DWI图像中，由于DWI对胃肠蠕动不敏感，图像具有更高的对比噪声比，肿瘤组织表现为较稳定的高信号，T2加权像联合DWI较单独应用T2加权像可以明显提高胃癌的检出率。对胃癌组织进行ADC值测量显示，癌肿的平均ADC值低于非癌胃壁，两者差异具有统计学意义。根据受试者工作特征曲线，以1.46×10－3mm2/s作为胃癌ADC值截割点，敏感性97.0%，特异性90.9%［5］。Avcul等［4］对 70 例胃癌患者及 30例健康志愿者的研究显示，胃癌患者癌肿的平均ADC值为 (0.84±0.17) ×10－3mm2/s，正常胃壁的平均ADC值为 (1.79±0.08) ×10－3mm2/s，差异具有统计学意义，且发现胃淋巴瘤患者和胃癌患者肿块的ADC值差异具有统计学意义，可以对两者进行区分，但对于胃腺癌的不同病理亚型ADC值差异无统计学意义。Zhang等［11］对23例Borrmann 4型胃癌患者及23例健康志愿者的对照研究表明，Borrmann 4型胃癌组织的ADC值明显低于未充分扩张的正常胃壁，可以对两者进行更好的区分。DWI随着b值取值升高，肿瘤和正常组织的对比会增加，有利于病灶的检出。研究表明多b值联合应用可以增加病灶的检出率［7］。

DWI不仅有助于癌肿的检出，通过测量浆膜外组织的ADC值，还可以反映肿瘤对周围组织的侵袭性，当胃癌病变浆膜外组织的ADC值偏小或与胃癌病变ADC值接近，要高度怀疑胃癌侵犯累及浆膜外组织［12］。但对于侵袭性胃癌和局限性胃癌两者的ADC值是否存在差异，尚待进一步的研究。

N分期 研究表明仅根据淋巴结的大小判断有无转移具有较大的局限性，Fukuya等［13］的研究表明，转移淋巴结直径小于10 mm者占79.7%，Monig等［14］研究显示在331个转移淋巴结中有90%直径小于10 mm，张晓鹏等［15］对53例胃癌患者研究表明，在手术摘除的直径小于5 mm的116枚淋巴结中，有21枚发生转移，约占所有小淋巴结的18.1%。MRI在直肠癌N分期中的作用已经得到肯定，在腹部DWI上脂肪、肌肉和血管等组织呈低信号，胃癌转移淋巴结由于癌细胞及间质成分密度高于正常或反应性淋巴结，限制了水分子的自由扩散运动，表现为扩散受限高信号，DWI与T2加权像联合应用，通过对淋巴结ADC值的测量，可以更好地区分转移淋巴结与非转移淋巴结［16-18］。

M分期 肝脏是胃癌转移最易受累的器官，MRI是目前最有效的肝脏疾病的诊断方法，结合DWI可以较好地提高检出率，尤其是对于肝脏的微小病灶［19-20］。Le Moigne等［19］对 62 例肝硬化患者的肝内82个直径小于2cm的肝癌结节进行MRI检测，在只进行T1加权像、T2加权像、T1加权像动态增强等常规序列扫描时，诊断的敏感性为75.7%，受试者工作特征曲线下面积为0.76，在增加DWI序列扫描后，对肝内小结节诊断的敏感性可以达到87.8%，曲线下面积为0.86，功能参数ADC值可以对肝脏病变的良恶性进行区分，有助于早期发现转移灶。腹膜转移是影响胃肠道肿瘤决策的重要因素之一，若术前影像学即可明确腹膜转移的存在，则应终止根治性手术改为保守治疗，DWI可以敏感地显示腹膜转移的情况［21］，有利于手术方案的制定。

DWI在胃癌放化疗中的作用

目前胃癌的主要治疗手段为手术及放化疗。影像学是评估胃肠道肿瘤放化疗效果的主要手段，正电子发射型计算机断层显像因其可以反映功能代谢和量化指标的优势，已被美国国立综合癌症网络指南建议作为胃癌疗效评价的影像学方法［21］。但因其价格昂贵、敏感性低，大大降低了其在临床中的应用。DWI是除正电子发射型计算机断层显像外另一项可以提供功能定量指标的影像技术。ADC值可以较好地反映肿瘤的化疗疗效［21］。

Gui等［22］对23例接受系统化疗的胃肠癌肝转移患者进行研究表明，化疗前ADC值较低的胃肠癌肝转移倾向化疗反应良好，化疗早期ADC值升高明显的胃肠癌肝转移灶倾向化疗反应良好，DWI是一种具有预测和早期评价胃肠癌肝转移化疗疗效潜力的无创性监测手段。有研究表明，20%～30%直肠癌患者经手术病理证实放化疗后完全缓解，术前精确的影像学诊断有助于对这些患者进行微创治疗或者只是随访观察，免于较大的手术创伤［23-25］。仅应用常规MRI很难对残余肿瘤或者放化疗后的纤维化进行区分，而DWI的作用是肯定的，残余肿瘤的弥散受限制，在DWI上表现为高信号，但是纤维化的细胞密度低，细胞外空间相对较大，表现为低信号。应用此标准可以发现高b值DWI联合常规MRI明显提高了对直肠癌放化疗完全缓解的诊断准确率，且同时提高了不同观察者之间的一致性。由于胃壁厚度的稳定性较差，易受充盈程度、病变形态等影响，有关胃癌原发灶化疗疗效的DWI研究尚未开展。

胃DWI的局限性及前景

胃DWI最根本的问题是缺乏统一的标准。包括成像技术、b值的选择以及ADC值的测量方法等，导致同类病变经不同技术测量的ADC值存在差异。但目前相关研究成果已充分展示了这一技术的优越性，如DWI在增加胃癌检出率及评估化疗效果方面，随着磁共振技术的不断发展和完善，DWI在胃癌的诊断治疗中将显示更加广阔的应用前景。

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