磁共振全身弥散加权成像在转移瘤中的应用

冯平勇 宋振虎 程豪

磁共振全身弥散加权成像(whole Body diffusion-weighted imaging，WB-DWI)的应用范围越来越广，使得各组织器官肿瘤的早期发现和诊断更为简捷、方便，尤其是对肿瘤分期、制定治疗方案、评估疗效和预后具有一定的优势。本文分析总结了在我院行WB-DWI 检查的50 例肿瘤患者(包括消化系统肿瘤、肺部肿瘤及生殖系统肿瘤等)。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集我院2009 年12 月至2011 年12 月临床确诊为肿瘤且行WB-DWI 检查的患者50 例，男41 例，女9 例;年龄37 ～73 岁，平均年龄(57.9±10.5)岁;其中肺癌12 例、食管癌6 例、贲门癌6 例、宫颈癌6 例、肝癌3 例、胆管癌3 例、胆囊癌2 例、胰腺癌3 例、肾癌3 例、乙状结肠癌3 例、直肠癌3例。以上患者同时做了相应部位的CT 检查，并且其中3 例患者分别于3、5 或7 个月后行再次行CT 复查。以上所有病例均经病理证实。

1.2 应用设备及扫描技术参数采用GE Signa 3.0T EXCITE HDMR 系统，ADW4.2 工作站进行图像后处理。梯度磁场:40 mT/m，梯度切换率:150 mT/ms;信号采集:磁体内置BODY线圈;扫描序列:STIR2EPI 脉冲序列(TR:5500 ms，TE 74.4 ms，TI:200 ms);扫描参数:FOV，40 cm;层厚，8 mm;层距，0;矩阵，96×96;采集次数，4;扩散敏感系数:b=0 和800 s/mm2(b 值与图像质量成反比关系，经过多次预试验，为了在图像精确性与真实性之间取得平衡，本研究将b 值定为0、800)。扫描方法及图像后处理:仰卧、平静呼吸，自头至股骨中段分为7 段依次横断扫描，每段24 层，长度200 mm;采集的7 段原始图像通过ADD/SUB 软件三维重建形成3D 图像，再用黑白反转技术得到类PET 图像。

采用GE Light Speed 16 slice CT scanner 系统，行层厚5 mm、间距5 mm 常规扫描后将原始数据薄层重建为层厚1.25 mm，间距1.25 mm 图像，再利用GE workstation 4.2 工作站多层面重建等后处理技术显示。

1.3 图像分析由两位经验丰富并长期从事影像学诊断的副主任医师采用双盲法，对WB-DWI、CT 图像中异常病灶进行分析。记录每个患者各个器官、部位病灶数目;根据病灶的影像学表现，结合临床资料分析病灶的性质，记录分析结果。意见不一致时，经讨论取得一致结果。

1.4 统计学分析应用SPSS 13.0 统计软件，计数资料采用四格表χ2检验，P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各系统病变WB-DWI 与CT 一致性比较两种检查共发现病变1040 处，WB-DWI 共发现异常信号953 处，CT 发现异常病灶771 处。见表1。

表1 各系统病变WB-DWI 与CT 一致性比较 处

2.2 肺部两种检查结果比较两种检查在肺内共检出病变108 处，其中WB-DWI 仅检出51 处(47.2%)，CT 检出108 处(100%)。WB-DWI 发现的51 处转移灶均位于肺门周围，但未能发现57 处肺野内直径小于1.5 cm 的转移灶(部分经病理证实为肺内转移瘤)，具有统计学意义(P ＜0.05)。见图1。

图1 患者男，62 岁，肺癌

2.3 腹部两种检查结果比较腹部实质性脏器中，两种检查共发现病变243 处，WB-DWI发现异常信号灶243 处，CT 发现异常密度灶217 处。有27 处(11.1%)转移病灶，WB-DWI 显示清晰，而CT 未能发现，并且均位于肝脏。胰腺、肾脏、肾上腺转移灶，两种检查方法未见明显差异(P ＞0.05)。见图2。2.4 骨组织两种检查结果比较 两种检查共发现骨转移483处，WB-DWI 发现474 处(98.1%)，CT 发现307 处(63.6%)。其中300 处(62.1%)转移灶，两种检查结果一致。9 处胸椎转移灶，WB-DWI 未发现，经分析认为病变较小呼吸伪影导致显示不清。9 例患者共56 处骨转移灶，WB-DWI 能够清晰显示，而CT图像上显示正常，但是患者不同时间(分别为3、5、7 个月)后CT复查，均在相应部位发现成骨性或溶骨性骨质破坏，这些病变分别位于胸骨1 处、胸椎13 处、肋骨35 处、髂骨7 处。见图3。

图2 患者男，56 岁，肝癌

图3 患者男，62岁，肺癌

2.5 淋巴结两种检查结果比较两种检查共发现淋巴结异常214 处，WB-DWI 发现异常淋巴结185 个，CT 发现异常增大淋巴结140 个。其中病变位置一致114 处(53.3%);74 处(34.6%)小淋巴结在WB-DWI 图像上呈异常高信号，CT 显示清晰但直径小于1 cm，主要位于颈部、双侧腋窝及腹股沟区，部分活检证实为淋巴结转移;25 处增大淋巴结，WB-DWI 显示正常，CT 显示密度较低，含有脂性成分。颈部、腹部部分小淋巴结，因颈部血管影较多或腹部空腔脏器伪影较重，WB-DWI 未能发现。见图4。

图4 患者男，42 岁，肺癌

3 讨论

3.1 全身磁共振弥散加权成像概述随着MRI 技术的发展，弥散加权成像已经广泛应用于腹部、盆腔等颅脑外各部位检查［1］，使得WB-DWI 的应用成为可能。磁共振DWI 成像技术反映组织内水分子的弥散运动状态，组织间水分子弥散的速度决定图像信号的强度。弥散速度快的结构由于信号衰减较大呈低信号，弥散速度慢的结构由于信号衰减较小呈高信号。如自由水(脑脊液、尿液、胆汁等)具有较快的弥散速度，呈相对低信号，而细胞内水由于细胞膜的限制弥散速度慢于自由水呈相对高信号。不同组织内水分子的弥散速度不同，最明显的是神经组织，由于其特殊的轴突结构使水的弥散速度明显慢于其他组织。有两种病理原因造成水弥散受限:(1)细胞水肿时，细胞内水分增多，细胞间液减少，因而弥散受限的水增多，其弥散速度慢于正常组织;(2)恶性增生组织细胞排列紧密，细胞外间隙减小，且细胞核增大，核浆比增高，水分子弥散受限明显，弥散速度慢于正常组织。

3.2 DWI 在呼吸、腹部实性脏器的表现DWI 序列作为MRI常规序列检查的一种补充，已用于全身许各组织器官，结合常规序列检查用于分析疾病的性质。由于MRI 检查无辐射、DWI扫描时间短，因此尝试应用于恶性肿瘤患者发现全身其他组织器官转移病灶。本研究对比分析了50 例临床确诊为肿瘤患者的WB-DWI 图像与CT 图像。在呼吸系统中，本研究结果显示WB-DWI 未能发现57 处肺内转移性病变，经过分析认为肺内转移瘤体积较小，产生信号弱;并且肺组织内大量气体产生磁敏感伪影，是病灶在WB-DWI 图像上显示不清的主要原因。还可能和本研究扫描方式有关(平静呼吸下扫描及呼吸所致心脏大血管搏动产生的移动伪影)。51 处肺门旁病灶在WB-DWI和CT 图像上均能良好显示，可能由于肺门位置相对固定、病灶体积稍大易于发现。研究结果说明，在空腔脏器中WB-DWI 与CT 发现病变的一致性较差，不足50%;WB-DWI 均未发现周围型肺癌及转移灶，因此我们认为WB-DWI 对于肺内体积较小转移性病变的显示弱于CT。

在腹部实质脏器中，WB-DWI 发现的88.9%的转移灶CT能够清晰显示，而11.1%的转移灶CT 却未能显示，表明WBDWI 发现转移性病变明显优于CT。27 处肝内转移瘤CT 未能发现，WB-DWI 却显示异常信号，可能是因为早期转移病灶的密度还未出现改变，而在细胞水平已出现水分子弥散受限。这说明WB-DWI 较CT 更敏感，能够发现早期转移病灶。康厚艺等［2］研究表明对于实质脏器病变的检出数目WB-DWI 与PET(Positron Emission Tomography，)没有明显差异，从另一角度说明了DWI 的具有很高准确性和可靠性。

3.3 早期发现骨转移在骨骼系统检查中，WB-DWI 与CT 均发现的病灶300 处，占CT 发现病灶的97.7%，说明WB-DWI 具有很高的准确性。WB-DWI 发现异常信号474 处，而CT 仅发现309 处病灶，其中WB-DWI 发现9 例患者有56 处骨组织异常信号，数月后CT 才显示相应部位的骨质破坏，结果也说明WB-DWI 比CT 更敏感，能够更早发现病灶(P ＜0.01)，从统计学角度也说明DWI 图像具有更高的敏感性和可靠性。Vilanova等［3］研究发现DWI 对于骨转移有很高的灵敏度(96%)。康厚艺等［2］也发现WB-DWI 检出骨骼系统的病灶数明显多于PET检查，并且显示成人转移性骨肿瘤的敏感性较高。李烁等［4］研究表明WB-DWI 与核素骨显像一致性较好，对骨转移瘤有较好的诊断价值，具有相互补充作用。邓义等［5］认为DWI 能够发现局限于骨髓内，未形成骨皮质破坏的病灶，因为在病理学上，骨髓受侵导致水分子弥散受限的病理改变较成骨反应所致的同位素骨扫描核素浓聚更早出现。同样，当病变进展导致密度发生改变时CT 才能发现，而DWI 成像在病变早期引起水分子弥散变化即可显示，因此DWI 完全能够较CT 更早发现病变。另外，一些较小病灶或密度变化不明显的病灶，CT 容易漏诊，而DWI 图像信号较高，显示清晰，不易漏诊，也是其另一个优点。

3.4 高信号的小淋巴结临床上通常认为大于1 cm 的淋巴结才具有临床意义，对小于1 cm 的淋巴结性质不能判定，淋巴结虽小不一定正常。我们研究发现DWI 和CT 对于淋巴结的显示存在较大差异:25 个大于1 cm 的淋巴结在DWI 图像未能显示，75 个小淋巴结(占34.7%)却在WB-DWI 上呈高信号，部分小淋巴结经病理证实为淋巴转移。虽然本研究未能将DWI图像显示高信号的小淋巴结与病理一一对照，不能判定其完全为转移灶，但从理论上讲由于淋巴结转移时细胞密度增大，细胞外间隙减小，水分子弥散受限，WB-DWI 信号低于炎性淋巴结，高于正常淋巴结，有助于淋巴结的性质判定。一些学者也提出了类似的观点。赵小春等［6］研究表明，WB-DWI 对转移性淋巴结的检出与术后病理检出的吻合率高达89.3%。张赟等［7］研究结果表明转移性淋巴结的弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)明显低于正常淋巴结。以上研究结果说明WB-DWI 能为淋巴结定性提供有价值的信息。另一方面，ADC值相差较小，需要考虑到测量误差、个体与疾病的差异、设备不同等因素的影响，还不能作为淋巴结定性的诊断标准，但能够提示我们DWI 高信号淋巴结是异常的。Kim 等［8］和我们的观点一致，也认为淋巴结的大小不能作为是否转移的准确标准，DWI 或许可以为淋巴结分析提供新的思路。WB-DWI 用于淋巴结定性是我们今后研究的一个方向。

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2 康厚艺，张伟国，金榕兵，等.肿瘤MR 全身弥散加权成像与PET 成像初步对比.中国医学影像技术，2010，26:748-751.

3 Vilanova JC，Barceló J.Diffusion-weighted whole-body MR screening.Eur J Radiol，2008，67:440-447.

4 李烁，薛华丹，孙非，等.全身磁共振弥散加权成像探测骨转移瘤的可行性及临床价值.中国医学科学院学报，2009，31:192-199.

5 邓义，斯润，弓健.全身弥散加权成像诊断骨转移瘤的初步临床应用研究.中国医疗前沿，2009，4:77-79.

6 赵小春，孙西河，王滨，等.磁共振全身弥散成像对盆腔淋巴结检测的价值初探.中国临床解剖学杂志，2010，28:65-68.

7 张赟，梁碧玲，高立，等.颈部淋巴结的MR 扩散加权成像.临床放射学杂志，2007，26:244-247.

8 Kim T，Murakami T，Takahashi S，et al.Diffusion-weighted single-shot echoplanar MR imaging for liver disease.AJR Am J Roentgenol，1999，173:393-398.