1.5TMRI成像單指數模型及體素內不相干運動診斷胰腺癌的應用價值

李軍苗 楊登法 華淺近 陳建華 張海濤 吳貴陽

胰腺癌是惡性程度最高的惡性腫瘤，患病初期無顯著的臨床表現，起病隱匿。磁共振成像（MRI）技術不僅分辨力高，且可多方位、多參數成像、無電離輻射，尤其彌散加權成像（DWI）對組織結構及細胞特性可定量分析，無創性檢測水分子在體內運動情況，但擴散的測量在一定程度上受到灌注因素的影響［1］。有學者提出單指數模型測量的ADC值與體素內不相干運動成像（IVIM）的概念，IVIM通過多b值擬合的單指數模型、雙階單指數模型等參數可定量分離擴散與灌注成分，真實準確的反映病灶內水分子擴散及微循環灌注狀態，對胰腺癌的鑒別方面有獨到優勢［2］。本文分析1.5T MRI DWI單指數模型及IVIM診斷胰腺癌的應用價值。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2015年10月至2017年6月本院經病理檢查確診的胰腺癌患者46例為胰腺癌組，均經1.5 T MR檢查。其中男28例，女18例；年齡50～67歲，平均年齡（55.34±8.54）歲。納入標準：（1）年齡＞18歲；（2）術前1個月內行胰腺MRI檢查；（3）符合胰腺癌診療規范（2011年版）中華人民共和國衛生部（衛辦醫政發［2011］）標準［3］；（4）經手術病理證實為胰腺導管腺癌；（5）本研究均知情同意，并通過本院倫理委員會批準。排除標準：（1）MRI檢查禁忌證；（2）多次進行全身化療或局部放療；（3）圖像偽影嚴重。選擇同期無胰腺疾病病史及臨床癥狀，實驗室和MRI檢查胰腺未見異常的健康者50例為健康組。其中男30例，女20例；年齡52～66歲，平均年齡（55.26±8.35）歲。兩組患者性別、年齡比較，差異無統計學意義（P＜0.05），具有可比性。

1.2 方法 采用GE EXCITE HD 1.5T超導磁共振掃描儀和胰腺專用相控陣表面線圈，18通道陣列線圈，梯度場強40Mt/M，切換率150T/（m·s），進行胰腺常規多方位掃描成像：軸位、矢狀位。參數：T1WI（TR/TE=580ms/11ms）、T2WI（TR/TE=3080ms/85ms）、三維容積超快速多期動態掃描（LAVA）增強掃描及DWI掃描序列包括DWI（TR/TE 8000ms/57.5ms，矩陣為128×128，NEX 4.0，b值 800s/mm2，掃描時間 =2min）、IVIM（TR/TE 2400ms/100ms，矩陣為 128×128，NEX 2.0，b值 0、20、50、100、150、200、400、800s/mm2，掃描時間2.5min）；橫斷面動態掃描系列包括對比劑注射前Vibrant Mask平掃及注射后Vibrant多回合動態增強掃描，TR 5.9ms，TE 2.6ms，翻轉角15°，層厚2.8mm，FOV 32mm，矩陣為384×256，NEX 1.0，掃描時間1.5min，對比劑采用馬根維顯（Gd-DTPA），劑量為0.2mmol/kg，采用高壓注射器經肘靜脈注入，流率為2.0ml/s，其后以同樣流率注入15ml生理鹽水沖洗管內殘留的Gd-DTPA，注入對比劑后連續無間隔采集7個時相。請兩位胰腺癌MRI專業醫師共同觀察并記錄病灶大小及其周圍組織形態，并記錄正常胰腺形態信號，T1WI、T2WI、LAVA增強的信號圖。

1.3 圖像處理 由2名高年資MR診斷醫師在不知道病理結果的前提下應用GE ADW4.4工作站Functool功能軟件共同處理計算，各參數值重復測量3次，取平均值。常規單b值DWI序列生成單指數模型ADC圖，eDWI序列生成單指數模型標準的ADC圖，雙階單指數模型：雙階單指數相關擴散系數值（D）、灌注相關擴散系數值（D*）、灌注分數（f）值。DWI圖像后處理：觀察患者病灶的DWI信號特點，放置感興趣區（ROI）在病灶強化最顯著部位，面積稍小于病變范圍，結合T1WI、T2WI、LAVA圖像，盡量避開囊變、壞死處，每個病灶均測量3次，取平均值。測量并記錄以上掃描序列對應的參數。

1.4 評估指標及標準 記錄ADC值、ADCstandard、D、D*、f值。繪制相應的ROC曲線，后對閾值及診斷效能分析，曲線下面積（AUC），其中1＞AUC≥0.9認為診斷效能較好，0.9＞AUC≥0.7認為診斷效能一般，0.7＞AUC≥0.5認為診斷效能較低。

1.5 統計學方法 采用SPSS 22.0統計軟件。ADC、ADCstandard、D、D*、f值用（±s）表示，采用單因素方差分析，t檢驗；T1WI、T2WI、DWI參數用［n（%）］表示，采用χ2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組病灶T1WI、T2WI、DWI參數信號情況比較 見表1。

表1 兩組病灶T1WI、T2WI、DWI參數信號情況比較［n（%）］

2.2 兩組不同指數模型各參數值比較 見表2。

表2 兩組不同指數模型各參數值比較（±s）

表2 兩組不同指數模型各參數值比較（±s）

組別 n ADC(×10-3mm2/s)ADCstandard(×10-3mm2/s)D(×10-3mm2/s)D*(×10-3mm2/s) f(%)胰腺癌組 46 1.36±0.32 1.53±0.33 1.08±0.17 13.89±2.47 50.34±18.25健康組 50 1.73±0.36 1.69±0.30 1.23±0.22 26.45±4.28 66.34±12.25 χ2值 5.304 2.488 3.714 17.410 5.083 P值 0.000 0.015 0.000 0.000 0.000

2.3 兩組不同模型參數圖 見圖1、2。

圖1 胰腺導管腺癌

圖2 胰腺健康者

2.4 胰腺癌各參數值的診斷效能 胰腺癌組的ADC、D、D*與f參數值鑒別胰腺癌有一定的診斷效能，ADC、D*的特異度較高，D的靈敏度較高。

表3 胰腺癌各參數值的診斷效能

3 討論

磁共振T1WI、T2WI作為胰腺腫瘤檢查的常規序列，對胰腺癌有較高的靈敏度。Gurney-Champion等發現T2WI序列與腫瘤血流動力學有顯著關聯性，胰管擴張及胰腺液化壞死、囊變成像清晰，同時T2WI對水信號敏感［4］。近年來，隨著DWI技術進步，在胰腺診斷方面的應用受到關注，DWI可無創性獲取病灶內水分子的布朗運動，而擴散敏感因子b值能反映序列中施加梯度的大小及持續時間［5］。本資料結果顯示，胰腺癌患者的T2WI信號強度分布主要為稍高信號、等信號，DWI信號強度分布主要為稍高信號、高信號，與健康者的T2WI、DWI分布差異有統計學意義；而T1WI信號分布差異無統計學意義，表明MR診斷胰腺癌發揮重要的角色，但也有因對比劑過敏，及對比劑的輕微腎毒性，故MR增強不完全適合診斷腎病，以及所有胰腺疾病。

胰腺癌組織內豐富的毛細血管網內血流參與DWI信號的形成。由于胰腺癌組織同時存在體素內灌注及擴散成分，導致DWI信號隨b值的增加呈雙指數衰減。常規的ADC模型因未涉及血流灌注，雖DWI信號隨b值的增加呈單指數衰減，但較難評估胰腺癌組織中復雜的布朗運動［6］。Liu等［7］報道，在胰腺癌組織受到較少灌注影響情況下，ADC模型可計算D值，反映其組織內外水分子的擴散。IVIM模型符合雙指數信號衰減形式，IVIM參數能更真實準確地反映胰腺癌組織中水分子的擴散及血流灌注。ADC值作為最常用的組織擴散參數。本資料顯示胰腺癌患者ADC值與ADCstandard低于健康者，認為胰腺癌細胞致密，細胞外間隙減小，纖維化程度增加，正常結構消失及水分子擴散速度較慢，導致這2種組織間灌注的不同，與早前研究結果一致［8］。D*值與灌注水平相關，依賴于組織微血管密度與血流信號。本研究顯示，D*值約是D值的11倍，與張艷等［9］的結果一致，同時提示增加b值數可提高D*值的精確性。本研究采用8個b值的DWI序列，結果顯示胰腺癌患者的D*值低于健康者，提示D*值鑒別胰腺癌有一定的診斷效能，較低的D*值可能與其組織內微血管數較少有關。Yu等［10］研究顯示，中等程度纖維化胰腺組織D值會減小，這可能由于胰腺癌細胞形成非典型腺體結構導致的；而嚴重纖維化時D值又增大，這可能由于少量胰腺細胞與彌漫性纖維化共存，故D值可直觀反映胰腺病變纖維化的程度。本研究顯示，胰腺癌患者的D值低于健康者，提示胰腺癌組織中等程度纖維化。f值可反映胰腺癌組織低灌注的特征，本研究顯示，胰腺癌患者的f值低于健康者，與早前研究結果一致［11］，提示f值有助于診斷胰腺癌。Klau β等［12］報道，在結直腸癌肝臟轉移瘤的IVIM中，D*值與f值可重復性均較差，可能原因為［13］：（1）癌灶組織的異質性較顯著；（2）癌灶組織的灌注成分較少，易受到測量誤差與噪聲的影響；（3）低b值時DWI信號變化較大，適當提高低b值DWI圖像NEX，可改善其測值的準確性與穩定性；（4）IVIM模型參數還受到如心動周期等諸多生理因素的影響。

綜上所述，胰腺癌患者較低的IVIM參數，表明單指數模型能反映胰腺癌的組織內外擴散顯著減低為主的擴散特點，同時ADC-standard、D*的特異度較高，D的靈敏度較高，具有一定的鑒別胰腺癌的診斷效能。