磁共振灌注加权成像在胰腺癌中的应用研究进展

张 华 姚振威

作者单位：复旦大学附属华山医院放射科



磁共振灌注加权成像在胰腺癌中的应用研究进展

张 华 姚振威

作者单位：复旦大学附属华山医院放射科

【摘要】胰腺癌发病隐匿，进展迅速，死亡率高，预后差，其临床诊断及疗效评估主要依靠影像学检查。传统影像学因为只能提供形态学变化信息，因此大多只能诊断中晚期肿瘤；目前腹部功能磁共振技术应用发展很快，从细胞分子水平上提供胰腺癌诊断或者患者预后信息已成为可能，从而可以早期诊断和制定个性化治疗方案，尽可能降低胰腺癌病人的死亡率。本文对灌注加权成像在胰腺癌诊断﹑分级﹑疗效评估等的应用作一综述。

【关键词】胰腺癌；磁共振；灌注加权成像

中国医学计算机成像杂志2016，22：83-86

Chin Comput Med Imag.2016，22：83-86

Department of Radiology, Huashan Hospital, Fudan University

Address: 12 Middle Wulumuqi Rd., Shanghai 200030, P.R.C.

Address Correspondence to YAO Zhen-wei （Email: aocnhnr@126.com）

胰腺癌发病隐匿，发现时多已中晚期，错过了最佳的手术治疗时机。并且胰腺癌恶性程度高，死亡率高，术后五年生存率仍然低于5%［1］。早期发现并精确分期﹑分级对胰腺癌的治疗及预后评价显得尤为重要。

功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）［2］作为一种无创实时动态反映脏器功能变化的影像学方法为研究者提供了一种全新的诊断思路，实现胰腺癌从宏观形态学到微观代谢和功能状态的一站式评估，为早期胰腺癌的检出﹑肿块型胰腺炎及正常胰腺组织的鉴别诊断提供信息。目前常用的功能磁共振主要包括：灌注加权成像﹑弥散加权成像﹑磁共振波谱成像。

磁共振灌注加权成像原理

磁共振灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）［3］通过磁共振成像测量并计算与病变组织毛细血管灌注情况﹑组织渗透﹑病理状态下组织毛细血管生成等相关的血流动力学参数，快速准确无创地评价活体病变组织的微血管分布，结合常规T1/T2加权成像为疾病的诊断及鉴别诊断提供更有价值的功能信息。PWI主要反映病变组织微环境血流动力学及其纤维化程度等信息，属于常规动态增强中的一种功能成像。应用于PWI定量分析的量化参数包括［4-5］：①容量转移常数（Ktrans），其值代表对比剂从病变组织毛细血管处渗透到组织外间隙的能力，反映组织毛细血管的成熟程度及微血管密度（microvascular density，MVD），病变组织不成熟毛细血管越密集﹑渗透性越高，相应的Ktrans值越大；②血管外间隙所占的容积百分比（Vp）；③扩散系数（f）；④血管外间隙容积分数（Ve），反映病变组织血管生成及间质纤维化程度，病变组织MVD越高，相应f及Ve值越高。还有一些可以反映病变组织微循环变化的半定量分析的灌注参数包括：时间信号强度曲线（time-signal intensity curve，TIC）﹑达峰时间﹑最大斜率等。目前临床上最常用于胰腺癌临床诊断与鉴别诊断的灌注参数仍为半定量分析参数，通过这些参数可以在一定程度上减少因诊断不明造成的治疗损伤［6］。

PWI技术主要包括［7］：对比剂首过磁共振灌注成像﹑动脉血质子自旋标记成像及血氧水平对比增强成像。其中对比剂首过磁共振灌注成像是目前临床上最常用的一种PWI技术，采用快速成像序列，引入人体的顺磁性对比剂经过组织毛细血管时，导致局部血管内磁场紊乱，引起邻近质子共振频率及弛豫时间的改变，导致T1﹑T2明显缩短［8］。T1WI定量和半定量分析，是评价病变组织血流信息的最佳选择，而T2*WI对胰腺癌的诊断及鉴别诊断具有重要的价值。灌注成像技术的出现标志着现代影像学从宏观形态学到微观细胞分子水平的方向发展。

PWI在胰腺癌诊断与鉴别诊断中的应用

肿块型胰腺炎与胰腺癌临床表现及影像学表现存在很大的重叠，然而两者的治疗方案却截然不同，术前准确判断胰腺病变的性质是目前国内外研究的热点与难点。

早期PWI主要受腹式呼吸运动或者肠蠕动等生理活动的影响，伪影及模糊效应严重，并且腹部靶器官没有血-脑屏障，灌注扫描时磁共振对比剂很快地从血管内分布至血管外，因而在腹部临床应用少，但随着MR快速扫描序列及呼吸门控等技术的日渐成熟，PWI在腹部的应用逐渐开展。

磁共振灌注信息对于了解胰腺内外分泌功能及胰腺疾病的病理生理变化极为重要。正常胰腺组织PWI表现为均匀强化，多数研究表明胰腺各部分灌注间无明显差异，但是也有研究结果显示正常胰腺的头体尾灌注存在差异［9］。

胰腺癌灌注程度及形式因瘤体内肿瘤细胞的密度﹑纤维化程度﹑残存的正常胰腺组织及坏死或囊变组织的比例不同而呈现不同的灌注形态［10］。肿瘤血管在纤维组织间质中受压，血流缓慢，血流量少，血管内对比剂渗出量亦少，使胰腺癌组织呈现为低血流量和低血容量的低灌注状态。微血管密度多被用来评价肿瘤的恶性程度，胰腺癌的微血管密度明显低于正常胰腺组织，高分化胰腺癌微血管密度高于中低分化癌，灌注的Ktrans值就高于中低分化癌，根据此原理可以通过Ktrans值来间接评价肿瘤的恶性程度，对于临床分级有一定的帮助作用。有研究显示胰腺癌组织的Ktrans值明显低于正常和邻近的胰腺组织，而Ve 和f明显增高［4-5］。Ktrans与肿瘤内的纤维化程度呈负相关，MVD与Ve和f呈正相关［11］。然而Ueno等［12］却研究发现PWI与MVD之间并没有明显的相关性，而是与胰腺癌组织血管内皮生长因子的表达成一定的正相关，胰腺癌信号比越高，其血管内皮生长因子表达水平越高。目前关于胰腺癌PWI与组织病理及胰腺癌微血管血流动力学相关性的研究还尚处于初步研究阶段。

Coenegrachts等［13］通过分析正常胰腺组织与慢性胰腺炎的时间信号强度曲线及信号增高率发现慢性胰腺炎的头体尾部达峰时间明显长于正常胰腺组织，并且信号增高率明显小于正常胰腺，提示时间信号强度曲线及信号增高率这两个半定量灌注参数能有效鉴别慢性胰腺炎。Tajima等［14］研究指出正常胰腺组织灌注达峰时间在1min之内，肿块型胰腺炎多在1～2min内，而胰腺癌达峰时间一般在2min以后。提示PWI时间信号强度曲线中的达峰时间可以为胰腺癌的诊断及鉴别诊断提供可靠的信息，并根据达峰时间将曲线分为四型，＜25s的为Ⅰ型，25～60s的为Ⅱ型，1～2min达峰的为Ⅲ型，＞2min的为Ⅳ型。胰腺癌可表现为Ⅲ或Ⅳ型，而肿块型胰腺炎可表现为Ⅱ或Ⅲ型，可见处于Ⅳ型的只有胰腺癌，但是胰腺癌与肿块型胰腺炎存在重叠交叉的部分，两者之间没有明确的分界，因此PWI明确鉴别胰腺癌及肿块型胰腺炎仍面临着巨大的挑战。胰腺癌病变区与非病变区的灌注差异反映癌组织的浸润程度，而非病变区域与正常胰腺组织达峰时间的差异可提示潜在病变的可能，可为临床手术治疗提示切除范围［15］。

虽然现有的PWI技术一定程度上有助于鉴别胰腺癌与肿块型胰腺炎，间接评价病变血管的生成、通透性及纤维化程度，为临床提供多种有价值的信息，提高临床综合评估能力，但是面对部分肿块型胰腺炎，其一些灌注特性与胰腺癌较为相似，由于没有明确的界限标准，致使一些临床工作者容易混淆，此时仍需要病理明确诊断。

PWI对胰腺癌治疗疗效评估的价值

胰腺癌对放化疗敏感性较差，目前临床多采用手术配合放化疗的综合疗法，而抗肿瘤新生血管生成是目前治疗胰腺癌的一个新靶点［16］。作为一种功能成像技术，灌注加权成像可以定量测量组织微循环相关参数，从而无创实时动态早期评估胰腺癌抗血管治疗的疗效［17］，特别是新型分子靶向药物的疗效，反映胰腺癌对药物的敏感程度，配合临床制定更加合理的治疗方案。

Akisik等［4］在抗血管治疗进展期胰腺癌前后分别测得灌注参数Ktrans，发现治疗前后Ktrans变化显著，对抗血管治疗有反应的胰腺癌Ktrans值偏高，当治疗前Ktrans高于0．78ml/ml·min时，相应胰腺癌对治疗反应的敏感性达100%，特异性达71%，因此可以将治疗前Ktrans＞0．78ml/ml·min作为抗血管治疗的一项指标，预测胰腺癌抗血管治疗的反应性。而Park等［18］也是在放化疗前后行灌注成像，测得治疗前后的灌注参数，结果表明治疗前Ktrans值高的放化疗效果好。因此，灌注加权成像作为疗效评估的一项客观指标可以前瞻性地指导临床治疗方案的选择，减少可能的无效治疗导致的不良反应。有关研究［19］指出PWI在评估胰腺癌预后也有一定的价值，胰腺癌血流量越大，整体生存率也会随之下降。虽然MR PWI在胰腺癌治疗疗效评估的应用研究较少，但不断地受到临床工作者及研究人员的重视。

小 结

综上所述，由于目前医学界尚没有统一规定的MR灌注成像的扫描方法，MR灌注成像序列多，后处理方法及采用的计算方法也不尽相同，因此目前尚未得出胰腺癌与胰腺炎定量半定量灌注参数值的统一标准。这使得通过胰腺PWI手段对早期病变的检出、胰腺癌的分级，与肿块型胰腺炎的鉴别诊断仍面临很大的挑战。但是只要我们客观正确认识胰腺癌及肿块型胰腺炎PWI的特征性表现及其限度，合理运用PWI就可以为临床提供更有价值的诊断与鉴别诊断及其疗效评估的信息。并且随着MR技术及灌注参数计量模型的不断发展统一，相信胰腺癌PWI的研究会有不断突破，其在腹部的应用也会越来越广阔。

参 考 文 献

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The Advance of Perfusion Weighted Imaging in Pancreatic Cancer

ZHANG Hua, YAO Zhen-wei

【Abstract】Pancreatic cancer grows elusively and rapidly, and is with high mortality and poor prognosis. The clinical diagnosis and evaluation of therapy are often depended on imaging examination. However, traditional imaging can provide clinicians with lesion information only when its morphological changes happen. In most cases, advanced pancreatic cancer losing optimal chance of treatment. Nowadays, with widely use of functional magnetic resonance imaging in abdomen，it is possible to get molecular information of pancreatic cancer and early formulate personalized treatment protocol with the goal to decrease the mortality. This review focus on the principle of perfusion weighted imaging and its application in diagnosis, grading, and evaluation of therapy for pancreatic cancer.

【Key words】Pancreatic cancer; MR; Perfusion weighted imaging

收稿时间:（2015.05.11;修回时间：2015.08.03）

通信作者：姚振威（电子信箱: aocnhnr@126.com）

通信地址:上海市乌鲁木齐中路12号，上海 200030

中图分类号：R445.3

文献标志码：B

文章编号：1006-5741（2016）-01-0083-04