磁共振扩散加权成像在胰腺疾病诊断中的应用

李延军 陆建平

扩散是指分子无规律的热运动，即布朗运动(Brownian motion)。扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)与传统的MRI技术不同，它主要依赖于水分子的运动而非组织的自旋质子密度、T1值或T2值，是目前唯一能够检测活体组织中水分子扩散运动的方法，属功能成像范畴。它不仅能定性分析组织中水分子的弥散状态，还能定量描述其扩散的速度和范围，以表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)的形式表示，从而间接获得组织的微观病理改变。

DWI广泛应用于各种颅脑疾病的研究，尤其对急性脑梗死的诊断更是作为“金标准”[1]。但早期DWI成像时间较长，对运动敏感，无法克服呼吸和胃肠蠕动的影响，因此在腹部的应用受到限制。随着磁共振设备和成像技术的发展，DWI的应用范围逐渐拓展到肝脏、肾脏、结直肠以及胰腺等腹部器官，作为常规MRI的补充，提供了更加丰富的诊断与鉴别诊断信息[2-5]。本文就近年来DWI在胰腺疾病诊断中的应用做一综述。

一、DWI用于胰腺炎性疾病的诊断

急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)是一种潜在的致死性疾病，病理学表现为腺泡上皮结构损伤伴胰腺内消化酶释放，进一步引起胰腺自身组织的溶解坏死。CT作为AP的首选检查手段已广泛应用于临床，但存在辐射剂量高、对轻症AP不够敏感等问题，尤其对于治疗后需多次复查的患者，频繁的检查大大增加了患者的照射剂量。DWI可以很好地避免这一问题，急性期胰腺组织信号增高伴周围渗出性反应，随着临床症状、实验室检查结果的改善，胰腺组织信号逐渐降低，周围渗出减少，最终恢复正常。Shinya等[6]报道，对于AP，DWI具有与螺旋CT同样的诊断效能，在不做动态增强扫描的前提下，DWI显示AP较CT更为清楚，并且能够发现胰腺癌继发的阻塞性胰腺炎，结合常规MRI，可以替代CT作为AP的首选检查手段。

慢性胰腺炎(chronic pancreatitis, CP)指由各种因素造成胰腺局部、节段性或弥漫性的慢性进展性炎症，导致胰腺实质的进行性破坏和广泛的纤维化，多合并胰腺萎缩、实质钙化和胰周假性囊肿形成，并伴有不同程度的胰腺内、外分泌功能障碍。在无病理证据的情况下，CP的诊断主要依靠CT、MRI、ERCP、US等影像学手段。但US、CT与传统MRI等无创成像方法无法区分正常胰腺和轻度CP。ERCP是诊断CP的金标准，但其并发症较多[7]。近年来有报道利用胰泌素增强动态MRCP来观察胰泌素注射前后主胰管内径的变化，并测量注射后胰液的分泌量，从而评价CP患者外分泌功能的损伤程度[8-9]，但对于轻度CP患者，这种方法不够敏感，假阴性率较高。随着DWI在胰腺的应用，多数研究表明，由于CP实质的进行性破坏，逐渐被大量的胶原纤维取代并伴随组织的微血管灌注下降，其 ADC值通常低于正常胰腺，且差异有统计学意义[10-11]。Akisik等[7]比较CP组和正常胰腺组注射胰泌素前后的ADC值，发现正常胰腺胰泌素增强前的平均ADC值和增强后的最大ADC值均显著高于轻、重度CP组，但是轻、重度CP患者增强前后的ADC值没有统计学差异，提出胰泌素增强前的ADC值有助于诊断CP，但是增强后的ADC值并不能区分轻、重度CP。Klauss等[12]对15例胰腺癌和9例CP患者研究发现，扩散系数D并不与纤维化程度成正比，重度纤维化患者的D值反而减低，提出纤维化周围的细胞构成可能在水分子扩散中起到了更重要的作用。该结果与传统理论相悖，还需要进一步大样本的研究验证。

自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis, AIP)是一种以胰腺为靶器官的自身免疫性疾病，好发于老年男性，一般对激素治疗敏感。表现为胰腺弥漫或局限性肿胀、相应主胰管狭窄，血清IgG4升高，镜下见小叶间与周边实质大量T淋巴细胞和表达IgG4的浆细胞浸润并伴随纤维结缔组织的增生[13-14]。由于穿刺活检通常很难取到有效的AIP病变组织，因此诊断主要依靠临床表现、实验室检查与影像学检查相结合。随着DWI在腹部的应用，对AIP的研究也日益增多[15-18]。Muhi等[16]报道了7种AIP的影像学征象，指出结合延迟期均匀一致强化与ADC值≤0.88×10-3mm2/s联合诊断AIP的敏感性、特异性均达到100%。Kamisawa等[17]的研究发现，AIP患者的ADC值显著低于胰腺癌组和正常胰腺组，以1.075×10-3mm2/s为cutoff值鉴别AIP和胰腺癌的敏感性、特异性分别为92.5%和76.9%，同时还发现激素治疗后AIP患者的ADC值升高并接近于正常胰腺，因此提出DWI对治疗效果评估及治疗后随访均具有潜在价值。

二、DWI用于胰腺肿瘤的诊断

根据大体病理和影像学特征，胰腺肿瘤可分为实性肿瘤和囊性肿瘤。实性肿瘤主要包括导管腺癌和上皮样肿瘤(腺泡细胞癌、胰腺母细胞瘤、神经内分泌肿瘤及实性假乳头状瘤)，囊性肿瘤主要包括黏液性囊性肿瘤、导管内乳头状黏液性肿瘤及浆液性囊腺瘤[19]。

1．胰腺实性肿瘤：胰腺癌(pancreatic carcinoma, PC)是胰腺最常见的恶性肿瘤，具有围管性浸润和嗜神经生长两个重要的生物学特征，极易侵犯胰胆管和周围血管、神经，较早发生淋巴结甚至远隔器官的转移。临床起病隐匿，病程短、病情进展迅速，多数患者在确诊后的1年内死亡，中位生存期仅4.5～24.1个月，在美国癌症死因中排名第4位[20]。胰腺癌的动态增强MRI表现为相对低信号[21]，能够很好地与周围正常组织区分，但对于小胰腺癌则不够敏感。因肿瘤细胞增殖活跃，致其细胞密度增大而细胞外间隙相对减小[22]，并且肿瘤内部含有丰富的胶原纤维，血流灌注较正常胰腺组织减少，所以在高b值DWI图像上PC常表现为高信号肿块，这就使其早期发现成为可能[23]。DWI还能同时检测肝脏和淋巴结的转移，对术前分期更加准确。此外，ADC值定量分析有助于良恶性肿瘤的鉴别以及肿瘤术前评估、治疗评价和术后随访[24]。Ichikawa等[25]报道，高b值(1 000 s/mm2)DWI诊断PC的敏感性、特异性达到96.2%和98.6%。Wang等[26]对一组21例PC患者的病理对照研究发现，低分化PC的ADC值显著低于中高分化组，提出ADC值与不同分化程度胰腺癌的腺体构成和胶原纤维含量有关。Muraoka等[27]也指出，PC的ADC值与肿瘤内部胶原纤维比例有很好的相关性。Fattahi等[11]比较PC、肿块型胰腺炎与正常胰腺的DWI图像特征并测量各组ADC值，结果显示，在b=600 s/mm2的DWI图像中，肿块型胰腺炎的境界不清，而PC相对于周围正常组织则境界清晰；PC组的平均ADC值显著低于癌周组织、肿块型胰腺炎及对照组；肿块型胰腺炎与自身周围胰腺组织的ADC值没有统计学差异，提出DWI对于PC、肿块型胰腺炎的鉴别具有一定价值。值得注意的是，血流灌注因素在DWI中也起到不可忽视的作用。根据体素内不相关运动理论(introvoxel incoherent motion, IVIM)，Klauss等[28]和Lemke等[29]分别比较了PC组与肿块型胰腺炎组、PC组与正常胰腺组的灌注分数(f)、ADC值、扩散系数(D)，均发现D值无显著性差异，PC的f值显著低于正常胰腺，也低于肿块型胰腺炎，指出胰腺癌ADC值降低的原因可能与灌注分数有关。因此DWI既能反映组织的灌注水平又能显示水分子的扩散程度，在PC的诊断与鉴别诊断中具有重要价值。

胰腺神经内分泌肿瘤(pancreatic neuroendocrine tumor, PNT)仅占所有胰腺肿瘤的1%～2%，随着诊断方法的进步其检出率有上升趋势[30]。在常规MRI中多数PNT表现为T2WI高信号(47%～82%)和动脉期明显强化(44%～86%)，诊断敏感性达到95%，被推荐为PNT的首选检查方法[31]。然而传统MRI对于一些体积较小的功能性PNT容易漏诊[32]。DWI以其良好的图像对比度为PNT的诊断开辟了新的途径，尤其对血供不丰富的小肿瘤更有诊断价值。良性神经内分泌肿瘤在低b值(b≤50 s/mm2)的DWI上，常表现为信号和ADC值均升高；而神经内分泌癌因细胞增殖活跃，水分子扩散明显受限，尤其在高b值下更为明显，ADC值往往降低。Caramella等[31]报道PNT的平均ADC值显著低于正常胰腺，但是DWI的敏感性只有65%。Brenner等[33]对一组18例(2 cm以下肿瘤占67%)PNT研究发现，DWI的敏感性也只有72%，但是利用T2+DWI融合图像，敏感性则高达94%，尤其对小肿瘤的诊断更有帮助。

实性假乳头状瘤(solid pseudopapillary tumor, SPT)占所有胰腺肿瘤的1%以下，属低度恶性肿瘤，好发于年轻女性。一般包膜完整，易并发囊变、出血，T1WI可表现为高低混杂信号，增强扫描多呈渐进性强化，ADC值降低[34]。

2．胰腺囊性肿瘤：浆液性囊腺瘤(serous cystadenoma, SC)约占胰腺囊性肿瘤的20%，属良性肿瘤，其中又以微囊型浆液性囊腺瘤(一般6个囊以上，单个直径<2 cm，囊与囊之间有自中央瘢痕向周边放射状分布的纤维分隔)常见。常规MRI能够清晰地显示SC，T2WI表现为葡萄样的高信号小囊形成的簇状结构，动态增强扫描可见病灶内的纤维间隔延迟强化[35]。多数SC在高b值DWI上表现为低信号，但也有少数病例表现为高信号，与非肿瘤性囊肿相比其ADC值减低。由于SC的ADC值与纤维间隔和囊内液体含量有关，DWI并不能有效鉴别SC和非肿瘤性囊肿。

黏液性囊性肿瘤(mucinous cystic neoplasm, MCN)约占胰腺囊性肿瘤的10%，好发于40～60岁人群，以胰体尾多见，包括囊腺瘤、交界性囊腺瘤和囊腺癌[36]。病变不与主胰管相沟通，镜下囊内壁为富含黏蛋白的柱状上皮，外层为特征性的巢状基质层。常规MRI的典型表现为2 cm以上的单房或有少许分隔的囊性病灶，T1WI低信号、T2WI高信号，增强扫描囊壁可有延迟强化。

导管内乳头状黏液性肿瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm, IPMN)约占胰腺囊性肿瘤的20%[20]，好发于老年男性。主要特点是肿瘤在胰管内呈多个乳头状生长并分泌大量胶冻样黏液致主胰管或分支胰管弥漫性或局限性扩张。由于过多黏液阻碍胰液分泌，患者临床症状类似慢性胰腺炎或复发性胰腺炎；生物学行为可表现为非侵袭性的导管内黏液性腺瘤，也可表现为侵袭性腺癌。根据起源位置不同IPMN可分为主胰管型、分支胰管型和混合型[36-37]。Fatima等[38]对50例(62个病灶)IPMN和8例MCN的DWI比较分析后发现，相对于胰周实质，所有的IPMN均为等低信号，8例MCN中的2例为等低信号，其余6例为高信号；IPMN组的平均ADC值显著高于MCN组；根据ROC曲线分析，以2.4×10-3mm2/s为cutoff值鉴别两者的敏感性、特异性分别为98%和88%。Boraschi等[39]对一组包括导管内乳头状黏液性瘤、假性囊肿、浆液性囊腺瘤、黏液性囊腺瘤的患者研究后提出ADC值有助于胰腺囊性病变的鉴别。也有学者认为ADC值不能鉴别肿瘤性和非肿瘤性囊肿、黏液性和浆液性病变，对肿瘤的良恶性区分也没有价值[40]。

三、结论

DWI作为一种无创性的功能成像手段，能够反映组织中水分子的扩散运动状态和微循环的灌注水平，从微观水平展现胰腺组织的病理生理学变化，结合ADC值定量分析，为胰腺疾病的诊断与鉴别诊断开辟了新的视角。

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