全身磁共振彌散加權背景抑制成像在體檢中的價值

孫秋德

全身磁共振彌散加權背景抑制成像在體檢中的價值

孫秋德

目的 評價全身磁共振彌散加權背景抑制成像(DWI-MR，MR類PET)在健康查體中的臨床價值。方法 既往無腫瘤病史的健康查體人群中112例體檢高度疑似腫瘤患者，行全身MR彌散加權背景抑制成像掃描，對獲得數據進行多角度重組，采用Functool軟件處理，獲得多方位的重組圖像獲得類似PET的圖像。結果 共發現69例DWI呈高信號，ADC上呈低信號。病灶ADC值均較正常區域降低。其中肝癌6例，肺癌9例，前列腺癌3例，腎癌5例，宮頸癌2例，胃腸道癌5例，鼻咽癌1例，淋巴瘤1例，淋巴結轉移5例，椎體轉移瘤3例，子宮肌瘤7例，肝血管瘤3例，肝臟囊腫4例，腎臟囊腫8例，胰腺囊腫3例，椎體血管瘤4例。結論 DWI-MR技術具有較高的敏感性和特異性，非常適合對正常人群尤其是腫瘤高危人群進行初步篩查。

磁共振成像；彌散加權；體檢

磁共振全身彌散加權背景抑制成像(whole-body diffusion weighted imaging with background signal suppression，WB-DWI BS)技術，是在傳統磁共振擴散加權成像 (magnetic resonance diffusion weighted Imaging，MR DWI)基礎上衍生出來的一種新的成像技術，可在自由呼吸狀態下，完成大范圍的全身檢查，圖像出來后獲得類似PET的圖像(MR類PET)，實現對腫瘤的檢查及診斷。回顧性112例體檢異常患者的MR類PET檢查，探討其在健康查體中的價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 112例在臨床體檢中，高度疑似腫瘤患者，行全身WB DWI BS(MR DWI，MR類PET)檢查。男72例，女40例；年齡46～78歲，平均58.3歲。

1.2 MR檢查方法 所有患者均無MR檢查禁忌證，并經患者知情同意后行MR DWI成像檢查。檢查設備采用1.5T超導型MR掃描儀(GE signa，GE Medical system，USA)。檢查前患者禁食、水4～6 h，排空大便，以減少食物或糞便引起的偽影。患者取仰臥位，腳先進，下肢墊高并外加繃帶固定，平靜狀態下保持自由呼吸。信號采集使用內置BODY線圈。掃描采用反轉恢復平面回波彌散序列(short TI inversion recovery echo planar Imaging，STIR-EPI)，掃描參數重復時間(repetition time，TR)TR＝5 100 ms，回波時間(echo time，TE)TE＝102.7 ms，反轉時間(inversion time，TI)TI＝180 ms，回波鏈(Echo Train Length，ETL)ETL＝14，掃描野(field of view，FOV)FOV＝40 cm，矩陣96×128，激勵次數(number of excitation，NEX)NEX＝6，層厚7 mm，重疊-1 mm，彌散敏感因子B值分別取0及600 s/mm2，先行第1段和第3段的預掃描，分別計算每段的中心頻率，然后取其平均值，其后掃描中保持中心頻率一致性調整，掃描范圍從頭頂至股骨干，橫軸位分6段掃描，每段30層，每段掃描范圍一致。在完成一段的數據采集后，床板自動移動至下一段進行掃描，每段掃描時間約4’05”，完成整個掃描時間約30 min。

同時采集與WB-DWI相對應的橫軸位單次激發快速自旋回波序列(single shot fast spin echo，SSFSE)圖像，也分6段，每段30層，獲得解剖圖像。采 用 SSFSE序 列 ：TR ＝ 922 ms，TE＝82.1 ms，FOV＝40 cm×40 cm，矩陣256×192，NEX＝0.54次，層厚6 mm，層間距為0。整個掃描時間約3 min。1.3 圖像分析處理 掃描結束后將所得圖像傳送至GE ADW 4.3工作站，用ADD/SUB軟件對6段的原始圖像進行疊加處理，對疊加后的圖像采用最大信號強度投影(maximum intensity projection，MIP)重組，對獲得的三維數據進行多角度重組，采用Functool軟件處理，獲得多方位(3D)的重組圖像，最后將圖像進行黑白反轉，獲得類似PET的圖像。對獲得的全身橫軸位SSFSE圖同樣采用ADD/SUB軟件對6段的原始圖像進行疊加處理，獲得3D重組解剖融合圖像，便于更準確地對病灶進行解剖定位。最終所有數據經處理后獲得全身DWI圖和對應的SSFSE解剖圖像及橫軸位表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖。對DWI圖上有異常信號的部位，再行局部MR常規掃描(T1WI、T2WI)。

對獲得的圖像由兩名經驗豐富的MR醫師進行雙盲解釋分析。意見不一致者經協商后統一。將DWI圖上相對于背景的高信號為異常(陽性)，信號無異常為陰性(原發灶的信號除外)。在ADC圖像上選定感興趣區(region of interest，ROI)，測量相應病變的ADC值，ROI選取病灶最大層面，盡量避開血管和偽影、壞死區。由兩位醫師獨立測量，盡量保持各ROI面積相近，取其平均值。

1.4 統計學方法 采用SPSS 16.0軟件分析，所有ADC值以均數±標準差(±s)表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

所有類PET圖像均無明顯的解剖變形，均能滿足診斷需求。部分病例在類PET圖像上，頭頸交界區發現輕度變形，但不影響診斷。

2.1 43例類PET圖像無異常信號 表現為正常MR DWI圖像：骨骼系統信號呈低、稍低、稍高及高信號，信號強度由低到高依次為：四肢骨骼、髂骨及肋骨、脊柱、脊髓和椎間盤呈高信號改變。女性骨骼信號強度略高于男性。腹部實質臟器呈稍低及稍高信號，信號強度由低到高依次為肝臟、脾臟、腎臟；含氣體及液體、脂肪臟器基本呈低信號如：雙肺、縱隔、血管、肌肉、脂肪、腸管、膽囊呈低信號。顱腦、子宮(包括肌層和內膜)、前列腺外周帶，睪丸，陰莖和正常的小淋巴結如頸部、腋窩、盆腔內及腹股溝等處可顯示為高信號。

2.2 69例類PET圖像發現異常信號 表現為MR DWI呈高信號，ADC圖上呈低信號。其中肝癌6例，肺癌9例，前列腺癌3例，腎癌5例，宮頸癌2例，胃腸道癌5例，鼻咽癌1例，淋巴瘤1例，淋巴結轉移5例，椎體轉移瘤3例；子宮肌瘤7例，肝血管瘤3例，肝臟囊腫4例，腎臟囊腫8例，胰腺囊腫3例，椎體血管瘤4例。所有病例均經組織病理學或臨床隨訪復查及影像學特征證實。

69例病灶根據良惡性分為兩組：肝癌、轉移瘤等40例歸于惡性組，子宮肌瘤、血管瘤等29例歸于良性組。當b值取600 s/mm2時，惡性組病灶平均ADC值約(1.23±0.57)×10-3mm2/s，良性組病灶的平均ADC值為(2.48±0.62)×10-3mm2/s；兩組ADC值差異有統計學意義(P＜0.05)。以兩組95%可信區間計算，ADC值1.82×10-3mm2/s作閾值，ADC值鑒別良惡性病變的敏感性和特異性分別為86.4%、72.6%。

3 討論

世界衛生組織最新發布的《全球癌癥報告2014》顯示：2012年中國新增307萬癌癥患者并造成約220萬人死亡，其中60%可能已發生轉移。早期查體并篩查腫瘤對患者生存期和生存質量至關重要。

WB DWI BS是在MR DWI基礎上采用STIR-EPI序列用于全身掃描，能夠對全身骨和軟組織同時成像，具有較高的敏感性和準確性。Takahara T等[1]發現該方法能夠在自由呼吸狀態下完成大范圍薄層掃描，經3D-MIP圖像重建后，獲得類似正電子發射體層成像(position emission tomography，PET)的圖像，因而稱為磁共振全身類PET。MR DWI是利用水的彌散特性，從細胞分子水平監測細胞組織的微觀運動的功能成像方式。通過探測水分子彌散程度的強弱，間接反映組織含水量改變而引起的組織形態和生理學改變[2]，而WB DWI BS能夠充分抑制背景組織內的脂肪信號，突出病變區域彌散權重對比，明顯提高病變組織和正常組織間的對比度，從而能夠在分子水平上反映人體組織的病變及功能狀態，有助于早期發現病變尤其是惡性腫瘤。

惡性腫瘤生長活躍，含有許多增殖旺盛的細胞，且組織細胞結合緊密，細胞外間隙相對減少，故細胞密集，相對密度增大；同時細胞核增大，胞漿減少，致細胞核漿比率增高；這些特點使得腫瘤細胞內外的水分子彌散運動受限，導致ADC值降低[3]，故在ADC圖上表現為低信號，DWI表現為高信號。轉移灶的生物學特性與原發灶類似，其在類PET上表現相似，故DWI能夠從分子水平發現異常。本組共發現全身不同部位、不同數目的惡性腫瘤40例，其中包括3例轉移瘤。表明WB DWI BS對惡性腫瘤的早期診斷具有較高的敏感性和特異性。常規的影像檢查方法如MR或CT，病灶信號或密度與所在臟器相差不大的或病灶尚未引起臟器形態改變極容易誤診或漏診。而在類PET圖像上除部分器官組織呈現高信號，其他臟器幾乎均呈低信號，在低信號背景對比下，在DWI上呈高信號的良性或惡性病灶能清晰顯示。因此MR類PET相對常規影像檢查具有其獨特的優越性。

MR全身類PET適合于惡性腫瘤的全身各臟器的檢測，尤其適合對骨骼系統及淋巴結的轉移灶的檢測[4-5]。本組淋巴結轉移均作出準確判斷，但在骨骼系統的診斷存在一定的假陽性及假陰性，我們認為除了對正常骨骼的MR彌散的認識不足，關鍵在于不同年齡、不同性別患者甚至同患者不同部位的骨骼中紅骨髓、黃骨髓的含量以及紅黃骨髓相互轉化的程度不均等綜合因素造成局部骨髓的信號異常[6]，難以判斷是正常或異常。而成骨性轉移灶或陳舊性壓縮骨折病例中成熟骨性組織成分增多，瘤細胞中水分子含量少，容易導致假陰性。

傳統MR根據病灶的形態、信號的改變及病灶與周圍的關系進行良惡性病灶的診斷與鑒別診斷。MR DWI除了能更敏感的發現病灶，還可以通過測量ADC值以量化的形式判斷病灶的良惡性，具有一定的定性診斷價值。我們發現，惡性腫瘤的平均ADC值低于良性腫瘤，高分化癌比低分化癌的ADC值高。良性病灶或高分化的核胞漿比率低和細胞致密度相對疏松，細胞內外水分子擴散相對增加，ADC值相對增高。本組病例在b值取600 s/mm2時，惡性組病灶平均ADC值均低于良性組病灶的平均ADC值，兩組ADC值有差異有統計學意義(P＜0.05)。本組根據ADC閾值，診斷良惡性的敏感性和特異性分別為86.4%、72.6%，與報道相似[7]。但必須注意，良惡性病灶間ADC值存在一定程度的交叉，不能單純根據ADC值的大小判斷良惡性。這可能與腫瘤發展的不同病理階段有關，還需要進一步研究。此時可結合異常信號部位的常規MR(T1/T2)圖像，更易于判斷病變的性質。

PET依靠病灶的高葡萄糖代謝特點檢出病灶，用于腫瘤的診斷、有無全身轉移的篩查。MR DWI類PET成像與PET在一定程度上可反映腫瘤的惡性程度。與PET成像比較，WB DWI顯示腫瘤病灶數量較多，對轉移性骨腫瘤的顯示敏感性高[8]，且無輻射危害、空間分辨率高。但是，PET的設備昂貴、存在輻射危險及需要注射造影劑、價格昂貴等不足，限制其作為臨床常規應用。WB DWI BS檢查時間短，成像速度快，只有30 min左右時間，費用低廉，一次掃描可以完成全身成像，而且對腫瘤的檢出具有高度敏感性和準確性，特別適合高危腫瘤人群及健康人群的查體，值得臨床推廣應用。

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Objective To evaluate the clinical value of diffusion-weighted MR(magnetic resonance)imaging(DWI-MR)with background suppression in physical examination.Methods 112 cases in physical examination without tumor history but with highly suspected cancer underwent DWI-MR health examination and the data were multi-dimensionally recombined.Functool software was adopted to obtain multidirectional recombined images and PET-like images.Results DWI of 69 cases showed hyperintense，and ADC showed hypointense.ADC value of lesion regions were lower than normal regions.There were 6 cases of liver cancer，9 cases of lung cancer，3 cases of prostate cancer，5 cases of renal cell carcinoma，2 cases of cervical cancer，5 cases of gastrointestinal cancer，1 case of nasopharyngeal carcinoma，1case of lymphoma，5 cases of lymphatic metastasis，3 cases of vertebral metastases，7 cases of uterine fibroids，3 cases of hepatic hemangioma，4 cases of liver cyst，8 cases of renal cysts，3 cases of pancreatic cyst，and 4 cases of vertebral hemangioma.Conclusion DWI-MR has high sensitivity and specificity for health examination，which is especially suitable for normal people with high risk of tumor in the preliminary screening.

Magnetic resonance imaging；Diffusion-weighted；Health examination

2014-09-15)

1005-619X(2015)04-0372-03

10.13517/j.cnki.ccm.2015.04.014

264002解放軍第107醫院影像科

孫秋德