MRI同反相位成像、表觀擴散系數以及彌散加權成像序列在椎體良惡性疾病鑒別中的價值

鄧 彤 程曉光 吳志剛 張艷偉

(北京積水潭醫院放射科，北京市 100035，E-mail：dengtong016@sina.com)

論著·臨床研究

MRI同反相位成像、表觀擴散系數以及彌散加權成像序列在椎體良惡性疾病鑒別中的價值

鄧 彤 程曉光 吳志剛 張艷偉

(北京積水潭醫院放射科，北京市 100035，E-mail：dengtong016@sina.com)

目的 探討MRI的同反相位成像(IP/OP)、表觀擴散系數(ADC)以及彌散加權成像(DWI)序列在鑒別椎體良惡性疾病中的應用價值。方法 選擇惡性腫瘤椎體壓縮骨折患者80例作為惡性組，良性疾病導致的椎體壓縮性骨折80例作為良性組，均行MRI常規序列及DWI掃描，并采用雙回波技術在3D快速擾相梯度回波序列中采集IP/OP圖像；分析良惡性病變病例的DWI信號特點，定量測定兩組椎體的ADC值、信號強度比(SIR)值和信號衰減程度(SAR)值。結果 良性及惡性組病灶DWI序列均可表現為高、等、低或混雜信號，兩組DWI信號改變情況比較，差異無統計學意義(P>0.05)；良性組ADC值為(2.24±0.31)×10-3mm2/s，高于惡性組ADC值的(1.72±0.36)×10-3mm2/s(P<0.05)；良性組SIR值為0.58±0.15，高于的惡性組的1.26±0.16(P<0.05)，良性組SAR值為0.45±0.36，低于惡性組的0.15±0.07(P<0.05)。結論 DWI信號不能準確鑒別椎體良惡性病變，而ADC值和SIR值、SAR值具有重要的鑒別診斷價值。

脊柱疾病；良性；惡性；磁共振成像；彌散加權成像；表觀擴散系數；同反相位成像

肺癌及乳腺癌最常見的骨轉移部位是脊柱，大約占全身骨轉移的10%，對于椎體惡性疾病而言，早期診斷及發現病變對患者預后有著至關重要的作用[1-4]。CT及MRI常用于單一椎體微小病變的診斷，并且已經在各中大型醫院中廣泛應用[5]。椎體惡性轉移導致的椎體壓縮性骨折有時很難與骨質疏松壓縮性骨折鑒別。原發性惡性腫瘤性疾病中，約有1/3的患者為良性疾病導致的骨折[6-7]。而傳統的MRI T1加權像(T1-weighted image，T1WI)及T2加權像(T2-weighted image，T2WI)序列的形態信號表現缺乏特異性，這給惡性疾病的診斷及預后判斷帶來困難。因此尋求較為準確地診斷椎體良惡性病變的方法有重要臨床意義，近年來彌散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)、同反相位成像以及表觀擴散系數在脊柱病變診斷上的應用使椎體病變的良惡性鑒別成為可能[8-10]。為此我們通過在椎體良惡性疾病患者中分析其MRI 圖像的DWI信號、同反相位成像以及表觀擴散系數，評價三者的應用價值，為臨床診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇于2013年1月至2015年8月在我院經病理診斷或隨訪確認為惡性腫瘤椎體壓縮骨折患者80例共130個椎體(惡性組)，良性疾病導致的椎體壓縮性骨折80例共125個椎體(良性組)。其中，男性78例，女性82例，年齡(54.1±1.8)歲。惡性組中，肺癌導致的骨轉移32例，乳腺癌導致的骨轉移38例，其他腫瘤10例。良性組中，骨質疏松52例，外傷62例，血管瘤6例。兩組患者的性別、年齡及發生部位比較，差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者的臨床資料比較(n，%)

1.2 檢查方法 所有患者均采用Philips Achieva 1.5T超導型全身MRI掃描儀(飛利浦公司)進行檢查，檢查內容包括自旋回波T1加權像(spin-echo T2-weighted image，SE-T1WI)序列、屏氣快速自旋回波(turbo spin-echo，TSE)、 T2WI和短恢復時間反轉恢復法(short T1inversion recovery，STIR)，對患者進行掃描時采用脊柱線圈進行掃描，其中矢狀面掃描包括脊柱和周圍軟組織，層厚為4 mm，層間距為0.4 mm，TSE T1WI的重復時間(repetition time，TR)為475ms、回波時間(echo time，TE)為7.8 ms，TSE T2WI的TR為3 000 ms、TE為102 ms，TSE T2WI脂肪抑制和軸面TSE T2WI掃描，其中激勵次數(number of excitation，NEX)選取為3，矩陣為320×160。應用自旋回波(spin echo，SE)-回波平面成像(echo planar imaging，EPI)-DWI法進行擴散加權成像，TE采取最小值，TR采用5 000 ms，NEX選取為4，矩陣為128×128。采用矢狀面掃描，掃描的參數為TE 90 ms，TR 1 288 ms，矩陣(99～128)×256 mm，視野260 mm，層厚4 mm，層間距1.0 mm。選擇雙回波技術在3D快速擾相梯度回波(three-dimensional fast spoiled gradient-echo，3DFSPGR)序列中采集MR同/反相位(in-phase and opposed-phase，IP/OP)圖像[11]。

1.3 測量方法以及圖像分析 由2名經驗豐富的影像診斷醫師運用工作站自帶的AW4.2 Functool 2軟件，獨立對病變椎體以及正常椎體進行同序列、同層面的比較分析，分析的主要內容有病變椎體在常規序列T1WI和T2WI及抑脂像上的信號改變。根據T1WI和T2WI的影像學特點確定感興趣區，面積為40 mm2，測定兩組患者的OP、IP信號值、表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值，DWI信號改變以低、中、高或混雜進行評價，其中OP、IP信號值分別以相對信號強度比(signal intensity ratio，SIR)值及信號衰減程度(signal attenuation ratio，SAR)值表示，獨立測試3次取平均值。

1.4 統計學分析 采用SPSS 20.0進行統計學分析，計量資料采用(x±s)表示，兩組間比較采用t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組患者DWI信號改變情況 良性組、惡性組均可表現為低信號、等信號、高信號及混雜信號，兩組DWI信號改變比例比較，差異無統計學意義(χ2=1.067，P=0.785)。見表2。

表2 兩組患者DWI不同信號比例比較(n，%)

2.2 兩組患者ADC值比較 良性組ADC值為(2.24±0.31)×10-3mm2/s，惡性組ADC值為(1.72±0.36)×10-3mm2/s，良性組的ADC值高于惡性組(t=9.789，P<0.001)。2.3 兩組患者SIR值及SAR值的比較 良性組SIR值為0.58±0.15，低于惡性組的1.26±0.16(t=-27.732，P<0.001)；良性組SAR值為0.45±0.36，高于惡性組的0.15±0.07(t=7.317，P<0.001)。

3 討 論

本研究中，通過對比分析良性病變和惡性疾病導致的腰椎骨的MRI圖像發現，兩組的DWI信號改變情況比較，差異無統計學意義(P>0.05)，提示DWI信號改變情況并不能為診斷脊柱良惡性病變提供有用的診斷信息，這與Castillo等[12]的研究結果基本一致。而且Castillo等[12]認為采用DWI序列進行診斷并不優于T1WI序列，但是在診斷轉移瘤中優于T2WI序列。在良惡性疾病導致的脊柱骨折過程中，患者脊柱均可表現高、低或者混合信號，這可能是造成在發生骨折后DWI信號變化多端以及應用DWI信號很難將良惡性疾病區分的主要原因[5，13]。另外，Backens[14]認為T2效應再加上骨折后出血，良性疾病均會表現會高信號影，這可能是DWI信號難以將兩者區分的另一個原因。李彩霞等[15]對良惡性骨腫瘤疾病的DWI進行對比分析后發現，兩者DWI信號無差別，而ADC可鑒別良惡性疾病導致的骨折。而我們通過分析兩組ADC數值的變化也發現，良性組ADC值為2.24±0.31×10-3mm2/s，惡性組ADC值為1.72±0.36×10-3mm2/s，惡性組患者的ADC值較良性組患者明顯降低(P<0.05)，提示ADC數值的變化可用于鑒別良惡性疾病導致的骨折。水分子布朗運動可由DWI反映，而良惡性疾病細胞外水分擴散速度不同，這可能是ADC數值鑒別良惡性疾病導致的骨折的機制[16]。另外由于脊柱良性疾病為單純的骨髓水腫，而導致細胞外水分擴散增強，而在脊柱惡性疾病中，異常增殖的腫瘤細胞浸潤會造成細胞外水分擴散受阻，這是良惡性脊柱病變DWI值不同的原因[17-18]。

采用MRI常規序列對脊柱良惡性疾病進行診斷一直以來存在爭議，既往研究顯示，由于T1WI、T2WI及STIR的信號強度不同，可再結合周圍軟組織情況，可準確診斷脊柱良惡性疾病[19]。另外，也有研究表明，雖然脊柱轉移瘤在T1WI上顯示為低信號，但在T2WI及SITR上信號并無規律，故不宜作為確診良惡性疾病的標準[11，19]。本研究利用回波IP/OP技術對兩組患者進行檢查后發現，良性組SIR值為0.58±0.15，高于惡性組的1.26±0.16(P<0.05)，良性組SAR值為0.45±0.36，低于惡性組的0.15±0.07(P<0.05)，提示椎體轉移瘤OP的信號相對增高，而IP的信號降低，這可能為臨床應用回波IP/OP技術技術診斷良惡性腫瘤性疾病提供依據。這和Thawait等[20]的研究結果相似，其通過Meta分析發現表觀系數和MR反相對良惡性診斷價值較大。

綜上所述，DWI信號不能準確診斷椎體良惡性病變，而ADC值和SIR值、SAR值具有重要的鑒別診斷價值，這可為臨床診斷椎體良惡性椎體病變提供參考。但是由于本研究納入病例較少，今后需進一步開展臨床對照試驗研究，采用兩種不同方法對同一類椎體骨折患者進行診斷，并長期隨訪，以觀察檢測方法的診斷準確性。

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Value of MRI in-phase and opposed-phase,apparent diffusion coefficient and diffusion-weighted imaging in distinguishing benign and malignant spinal lesions

DENGTong,CHENGXiao-Guang,WUZhi-Gang,ZHANGYan-Wei

(DepartmentofRadiology,BeijingJishuitanHospital,Beijing100035,China)

Objective To explore the application value of MRI in-phase and opposed-phase(IP/OP),apparent diffusion coefficient(ADC) and diffusion-weighted imaging(DWI) in distinguishing benign and malignant spinal lesions.Methods A total of 80 patients with vertebral compression fractures caused by malignant tumor were enrolled as malignant group,and 80 patients with vertebral compression fractures caused by benign disease as benign group.The patients in both groups received MRI scanning with routine sequence and DWI.And the double-echo technology was used to obtain IP/OP imaging by three-dimensional fast spoiled gradient-echo.The characteristics of DWI signals were analyzed in the cases of benign and malignant lesions.The ADC,signal intensity ratio(SIR) and signal attenuation ratio (SAR) were quantitatively determined.Results High,equal,low or mixed signals of DWI sequences were observed in both of benign group and malignant group.No significant difference in the signal change of DWI was observed between two groups(P>0.05).The ADC in the benign group was (2.24±0.31)×10-3mm2/s,and was higher than that in the malignant group(1.72±0.36)×10-3mm2/s(P<0.05).The SIR in the benign group was 0.58±0.15,and was higher than that in the malignant group(1.26±0.16)(P<0.05).The SAR in the benign group was 0.45±0.36,and was lower than that in the malignant group(0.15±0.07)(P<0.05).Conclusion DWI signal can not be used to distinguish benign and malignant spinal lesions of vertebral bodies accurately.But ADC,SIR and SAR are valuable in the differential diagnosis of benign and malignant lesions.

Spinal lesions,Benign,Malignant,Magnetic resonance imaging,Diffusion-weighted imaging,Apparent diffusion coefficient,In-phase and opposed-phase

鄧彤(1979～)，男，本科，主管技師，研究方向：影像質量控制。

R 445.2

A

0253-4304(2016)01-0060-03

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.01.18

2015-10-09

2015-12-22)