胰腺癌MRI研究进展

2.兰州大学第一医院（甘肃 兰州 730000）

徐生芳1 郭顺林1,2 辛仲宏2 杨 梅1 张艳利1

胰腺癌是恶性程度很高的消化系肿瘤，近年来其发病率有明显增加的趋势，死亡率极高，我国死亡率为2.62/10万，居恶性肿瘤死因第10位[1]。美国死亡率居恶性肿瘤死因第4位[2]。据美国最新资料显示，胰腺癌5年生存率仅为5%，是名副其实的“癌中之王”[3]。也是目前临床诊治最为困难的实体肿瘤，由于其特殊的解剖部位及本身生物学特性，80%以上的胰腺癌发现时即为晚期，失去根治性手术切除的机会，预后极差[3]。因此，对胰腺癌的早期诊断被认为是改善预后的关键。近年来，随着磁共振软、硬件技术的不断发展，对胰腺癌的成像诊断有了很大进展。本文主要将近年来MRI在胰腺癌诊断中的应用现状及发展进行综述。

目前临床诊断胰腺癌很大程度上依赖于影像学检查，所涉及到的成像技术有磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、计算机断层扫描(CT)、超声(US)、生物发光成像和单光子发射计算机断层(SPECT)等检查。而磁共振成像(magneticresonanceimaging，MRI)技术凭借其较高的空间分辨率、良好的组织对比度、无辐射等优点备受专家的青睐。MR功能成像主要包括磁共振弥散加权成像、灌注成像及波谱成像，而MR分子成像主要集中于MR成像设备的特异性分子探针的制备。随着多种检查手段的开发和应用，使得MRI在胰腺占位性病变检测方面有了更多的应用[4]，对胰腺癌的诊断、鉴别诊断、恶性度评估、术前预测分期、指导手术及预后分析均有重要的作用。

1 磁共振弥散加权成像(Magneticresonancediffusion weighted imaging，DWI)

DWI是磁共振功能成像之一，是在活体上观察水分子弥散运动的唯一方法，可以反映人体组织的空间组成信息及病理生理状态下各组织成分之间水分子交换的功能状态[5]，成像速度快、图像后处理简单、实用性强，成为众多国内外学者的研究热点。表观弥散系数(ADC)是反应水分子弥散和毛细血管微循环的人工参数，是水分子移动的自由度。ADC值可以反映肿瘤内水分子运动状态改变，提供量化指标，从而可通过数值量化在分子水平鉴别不同性质的肿瘤[6]。强磁场梯度即弥散梯度，常用b值表示(单位为s/mm2)，它代表施加梯度的持续时间和幅度以及两对梯度间的时间间隔。DWI信号强度的重要因素是b值的选择，高b值可以去除灌注等对DWI的影响，使得穿透效应影响较小，且DWI显示组织内部水分子的不规则热运动的差别与组织细胞密度密切相关[7]。高b值时，胰腺癌病灶信号强度不同程度减低，但病灶信号衰减较胰腺组织程度小，使病灶和胰腺实质组织对比增加，病灶显示更加明显，有助于病灶的定性诊断。

胰腺癌治疗后疗效的监测是指导后续治疗的关键，影像学具有无创伤性实时评估、标准客观、可重复性好、准确性高等优点，MRI无电离辐射，适合多次复查，随着高磁场磁体和高性能梯度线圈等的开发，可能成为今后胰腺癌评估的重要角色。目前尚缺乏多层螺旋CT与MRI用于胰腺癌治疗反应评估的对比研究报道，有学者通过MRI常规序列对胰腺癌靶病灶径线的测量、信号特点和强化特征的分析用于评估胰腺癌化疗后的疗效[8]。DWI也可用于评估胰腺癌的恶性程度，ADC值的不同和胰腺癌的恶性程度有密切关系，这将在胰腺癌的术前评估中发挥重要作用，从而为疗效的判定提供更多信息。文献报道[9]DWI在许多疾病中已证明是一种非常有用、较敏感的诊断方法。在腹部及盆腔肿瘤的应用越来越多，胰腺的应用主要包括胰腺肿瘤和肿瘤样病变的鉴别[10]、肿瘤的分级[11]，同时在其他实体瘤或小动物模型上已证实DWI在监测肿瘤疗效中有一定的作用[12]。Niwa等[13]通过研究发现采用高b值时具有低ADC值的胰腺癌患者化疗后更倾向于早期进展。125I粒子组织间植入治疗人胰腺癌裸鼠移植瘤可导致肿瘤坏死，并对周围脏器是安全的，用常规MRI及DWI成像观察裸鼠皮下移植瘤可行，表明DWI对疗效评估有重要价值[14]。目前虽有学者在胃肠道间质瘤[15]、直肠癌[16]以及宫颈癌疗效监测方面的应用也有报道，但尚未有DWI监测胰腺癌治疗效果的相关文献，因此DWI对胰腺癌疗效检测将会引起越来越多的关注。

2 磁共振灌注成像(perfusionWeightedMagnetic resonanceimaging，PWI)

PWI是在常规动态增强检查的基础上结合快速扫描技术建立起来的，属于动态增强MR的范畴。它的出现和发展标志着现代影像学从解剖形态学向着既能反映宏观大体形态、又能揭示微观代谢和功能的方向发展。磁共振灌注成像原理主要有外源性对比剂法，在腹部较为常用。内源性动脉血质子自旋标记法，成像时间较长。现在通用的是前者，指在静脉注射对比剂的同时对选定的层面进行连续不断的扫描以获得该层面内每一像素的信号随强化时间而演变的曲线，即时间-信号强度曲线(TIC)，进而间接反映组织器官内灌注量的变化。由于成像技术及相关软件的限制，目前尚没有关于胰腺灌注参数绝对值测量的磁共振灌注成像研究，大部分研究是通过组织强化峰值时间、增强前后信号增加百分率等参数来了解胰腺的血流动力学信息。任莹等认为MRI与CT相比具有更好的组织对比，且对对比剂的敏感性要高于CT，因此理论上MRI灌注成像应该比CT灌注成像更有优势[17]。

目前MR灌注在胰腺癌中的应用多是利用TIC计算灌注参数来无创地评价胰腺癌组织的血流灌注状态。张晶等[18]对胰腺癌和正常志愿者进行全胰腺灌注成像，结果相对于正常胰腺，胰腺癌的峰值时间(TTP)显著延长，最大斜率(SS)明显降低。由于SS值取决于组织的微血管数量和毛细血管通透性，SS值越小，血容量相对减少，所以胰腺癌相对于正常胰腺组织呈低灌注，说明癌组织微血管数量较少。张艳等[19]通过探讨正常胰腺及胰腺癌在MRI灌注成像中的灌注特征，分析各项灌注参数，胰腺癌组的时间峰值、初始强度时间值较正常胰腺组高，最大相对增强、流入速率、流出速率、曲线下面积值则低于正常胰腺组，表明MRI灌注成像对胰腺癌的诊断具有重要价值。有研究发现MR灌注和微血管密度(MVD)之间并无显著联系，而与胰腺癌组织血管内皮生长因子(VEGF)的表达有一定关系。Ueno等[20]研究发现随着胰腺癌血流量升高，整体生存率会下降。总之，MR灌注成像可以评价肿瘤血供情况、血管分布和血管通透性，对肿瘤的诊断、鉴别诊断、术前评估、疗效评价及预后分析提供有价值的信息，结合MR常规平扫及增强检查可以为胰腺病变的诊断、鉴别诊断及肿瘤分期提供更大的帮助[21-23]。因此，随着MR成像技术的快速发展，MR灌注成像有望成为胰腺癌诊断和鉴别诊断的主要方法。

3 磁共振波谱(Magnetic ResonanceSpectrum MRS)

MRS利用磁共振现象和化学位移作用对特定原子核及其化合物进行分析，是一种无创性研究活体器官组织代谢、生化变化及化合物定量分析的技术，通过射频脉冲激励受检物质的原子核，测量原子核弛豫过程中释放出来的自由衰减信号，再经过傅里叶转换，在化合物固有的化学位移上显示其波峰，并以波谱曲线的形式表现出感兴趣区内物质的生化代谢变化。是目前唯一能够定性定量提供活体内生化信息的方法，作为一种无创检查保留了胰腺及肿瘤的完整性，避免了活检等有创检查对患者造成的创伤及并发症[5]。常用的波谱包括1氢(1H)、31磷(31P)和23钠(23Na)波谱分析，胰腺癌方面的研究主要集中于1H-MRS，而胰腺癌的特征性代谢物尚处于探索阶段。文献报道1H-MRS牛磺酸峰的升高有望成为胰腺癌的临床诊断标志。应用1HMRS研究胰腺的代谢物变化已有报道[24]。Tesiram等[25]应用MRS还发现了一种尚未命名的复合物UCM，胰腺癌组的UCM峰值是非癌对照组的2倍，提示胰腺癌中可能还存在其他未知的特征性代谢物。苏天昊等[26]通过观察胰腺癌的1H-MRS表现分析胰腺波谱中代谢物的表现，并比较两组的代谢物峰显示率以及每一组中胆固醇和不饱和脂肪酸的混合峰(Chol+Unsat)与脂肪峰(Lip)峰高的比(Chol+Unsat/Lip)，发现胰腺癌局部的Chol+Unsat/Lip的峰高比值较正常胰腺明显增加，可能反映了胰腺癌组织的代谢物变化趋势，对诊断胰腺癌有一定参考价值。Fang等[27]对慢性胰腺炎和胰腺癌离体标本通过MRS研究提出磷酸胆碱和甘油磷酸胆碱在胰腺癌组织中降低但在慢性胰腺炎标本中增加、谷氨酸盐复合物Glx含量相对稳定，胰腺癌的肿瘤实质以纤维组织为主质而细胞成分相对稀少，可能是其胆碱类代谢物CCM峰小于正常胰腺组织和肿块型胰腺炎的原因。黄文才等[28]研究胰腺1HMRS中应用BREASE序列能获得令人满意的在体胰腺1H波谱图像，胰腺癌的1H波谱以脂质峰降低、残留水峰增加为特征，胰腺脂质成分定量分析对胰腺癌定性诊断有潜在价值。因此，1H-MRS对胰腺癌的诊断与鉴别诊断有一定作用，但其诊断胰腺癌的敏感性和特异性还有待进一步研究。目前也有学者运用MRS分析胰腺癌患者胆汁、尿液等的特征性代谢物也引起了关注，Napoli等[29]运用MRS研究了33例胰腺导管腺癌患者和54例正常对照组的尿液代谢物波谱，统计学分析显示胰腺导管腺癌和对照组的尿液代谢物特征存在显著差异(P＜10-5)，提示胰腺癌患者尿液中可能存在特异性代谢物。尿液MRS分析诊断胰腺癌的特异性和敏感性分别为90.7%和75.8%，同时由于其无创性和高重现性，可能在胰腺癌大规模筛查中发挥作用。

分子影像学的开展使针对胰腺癌的特异性靶向成像成为可能，目前MRI分子影像主要集中于特异性分子探针的制备及与其他成像设备结合的双模/多模态成像。MR特异性分子探针的制备是进行靶向成像的重点和难点，其必须满足多种条件，如高敏感性、高特异性、无毒性、生物学兼容性及合适的分子量以克服体内生理屏障等。国内外学者进行了大量的实验研究，在动物实验中也有成功的应用，尽管胰腺癌的MR分子靶向成像取得了阶段性成果，但仍处于起步阶段，特异性及敏感性更高的分子探针依旧是未来研究的重点[30]。

综上所述，MRI在胰腺癌病变的诊断治疗中发挥着不可替代的作用，尤其在早期变化如分子、基因及代谢等方面取得了显著的成就，但对于正常大小的隐匿性转移、淋巴结的鉴别和胰周淋巴及神经浸润以及预测胰腺癌的预后方面仍然面临巨大挑战。因此，对胰腺癌的早期诊断还须积累更多的资料与经验，同时也可预见MR特别是分子影像新技术在诊断胰腺癌方面将会起到越来越重要的作用。

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