磁共振全身弥散技术在肿瘤检查中的临床应用

【摘要】  目的 探讨磁共振全身弥散技术在肿瘤检查中的临床应用价值。方法 使用美国GE signa HDe 1.5T超导型MR扫描仪，信号采集使用内置BODY线圈，进行全身扫描，对26例全身弥散检查病人进行结果分析。结果 26例检查结果中24例图像质量好，1例图像质量一般，1例图像质量差;22例阳性患者原发灶全部检出，所有病例的临床诊断结果与检查结果相符率为95%。结论 本研究结果说明全身弥散成像非常适合对肿瘤病人的筛查与肿瘤鉴别，而且全身弥散成像扫描无需造影剂，非常适合临床推广。

【关键词】  磁共振;全身弥散;肿瘤

　　恶性肿瘤严重危害人类健康，全世界每年有大约超过1000多万的新癌症患者，晚期癌容易并发远处部位的转移。转移瘤的诊断，虽然可以通过仔细询问病史，全面细致的查体加以判断，但确诊还是需要影像学检查。影像学检查可以确定转移瘤的部位、数目，对于恶性肿瘤的准确分期及个人优化治疗非常重要。由于原发性肿瘤的恶性程度、细胞分化不同，转移瘤的发展速度和转移瘤的数目也不尽相同，所以部分原发肿瘤手术切除之前已存在了转移灶，只是尚未出现临床症状，缺乏诊断依据而已。尽管当代影像学发展迅速，但临床所见的转移瘤在确诊时仍多数位于晚期，根据临床及影像学检查确定有无转移瘤以及进行转移瘤的早期检测是摆在我们面前的一个难题。磁共振弥散加权成像(DWI)技术是一种反映活体组织功能状态的无创性检查技术，随着MRI硬件的发展和平面回波成像(echo planar imaging，EPI)等快速序列的开发应用，弥散技术应用于体部MRI检查，是近些年被广泛研究的题目。弥散技术的一个特点就是对病变，特别是恶性肿瘤，转移瘤有很高的敏感性及特异性，因此非常适合对肿瘤病人的筛查与肿瘤鉴别;而且弥散序列扫描无需造影剂，也非常适合临床推广。

　　1 资料与方法

　　1.1 临床资料

　　2009年2月-2010年7月间笔者共收集全身弥散检查病例26例,其中男15例，女11例;年龄45～76岁，平均60岁。其中4例为健康志愿者,9例肺癌患者,6例肝癌患者,3例前列腺癌患者,1例淋巴瘤患者,1例卵巢癌患者,1例乳腺癌患者,1例多发骨髓瘤患者。

　　1.2 磁共振扫描方法

　　1.2.1 检查前准备

　　更衣，除去身上一切金属饰品，禁食禁水4～6h，检查前排空大便，以减少食物或粪便引起的伪影。

　　1.2.2 线圈及体位

　　使用美国GE signa HDe 1.5T超导型MR扫描仪，信号采集使用内置BODY线圈，患者取仰卧位，脚先进，下肢垫高，身体水平，并外加绷带固定，自由呼吸。

　　1.2.3 成像序列及参数

　　STIR-EPI的DWI序列，横轴位分8段扫描，层厚7mm，重叠1mm，每段扫描范围一致。STIR-DWI序列，TR=5000，TE=100，TI=180，ETL=14，Bdw=250，FOV=40，矩阵96×128，NEX=12，B值取600，中心频率一致性调整，扫描时间约45min。健康志愿者直接行全身弥散扫描，阳性患者先对原发灶行局部常规MRI扫描，再行全身弥散扫描。

　　1.2.4 所得图像传送至AW4.3工作站，Functool软件拼接，并行3DMIP重建，负片保存。

　　1.3 图像质量分析

　　由两位医师分别对图像质量进行评价，分为好(图像拼接完整，无变形，无伪影，对比度、分辨率好，病变显示清晰);一般(图像有少许变形或伪影，病变能够显示，能够诊断);差(图像变形或伪影较大，病变显示不清，不能诊断)。

　　1.4 统计学方法

　　计量资料采用t检验，计数资料用χ2检验，所用数据应用SPSS13.0统计学软件对数据进行处理。

　　2 结果

　　26例检查结果中24例图像质量好，1例图像质量一般，1例图像质量差;22例阳性患者原发灶全部检出，此外检出脑内转移2例，颈部淋巴结转移8例，腋窝淋巴结转移6例，肺转移6例，肝转移4例，后腹膜淋巴结转移3例，盆腔转移3例，椎体转移10例，四肢长骨转移2例，骨盆转移6例，肋骨转移1例。阳性患者除原发灶外，均合并有上述一或一项以上远处转移灶(见图1、2)。图1 乳腺癌：右侧锁骨上窝、纵隔淋巴结转移图2 左侧肺癌：左侧胸腔、腹腔多发转移并胸、腹腔大量积水

　　3 讨论

　　3.1 WB-DWI序列成像原理

　　DWI 技术就是检测人体组织内水分子的扩散运动，该过程受扩散系数和扩散梯度强度的影响[1]，DWI对水分子布朗运动非常敏感，也就是将宏观流动相位位移成像原理应用于微观水平的扩散成像，是惟一能反映活体组织内水分子扩散运动的成像技术。活体组织的弥散受许多微循环因素如毛细血管灌注、体液的流动、细胞的渗透性等影响，同时又受宏观因素如呼吸、血管搏动、肠道蠕动等生理活动的影响。在病理情况下，有两种原因造成水的扩散受限：一种是细胞水肿时。细胞水肿后，细胞间液减少，细胞内水增多，因而扩散受限的水增多，水的整体扩散速度慢于正常组织，主要见于脑急性梗死。另一种是恶性肿瘤。恶性肿瘤细胞较正常细胞体积大，恶性肿瘤的细胞间液较正常少，二者结合，水的整体扩散速度慢于正常组织。 EPI是目前最快的MR成像方法，在数十毫秒内完成单幅图像的信号采集，可以基本“冻结”上述多数生理活动，减轻或消除他们对DWI信号的影响，因此目前均采用单次激发EPI-DWI成像方法作肝脏弥散成像。EPI-DWI序列为1个90°脉冲后随1个180°脉冲，在180°脉冲前后对称施加2个沿层面选择方向的运动敏感梯度，即梯度脉冲，前一梯度脉冲激发所有分子，后一梯度脉冲激发静止分子，通过信号相减即可得到运动分子的信号，最后以EPI方式读取信号。而笔者使用了一项新的MRI技术：STIR-EPI的DWI序列，就是在传统DWI序列的基础上，添加IR(翻转恢复脉冲)，起到抑制部分短T1信号的作用。翻转恢复脉冲可以抑制肌肉、脂肪、肝脏、肾脏产生的磁共振信号，突出病变区域的对比度。使用了翻转恢复技术后，由于大部分背景组织信号被抑制，从原始弥散图像上就可以发现微小的转移灶，明显提高了弥散技术的敏感性。由于表观扩散系数(apparentdiffusion coefficient, ADC)反映水分子在组织中的扩散能力，故 DWI 的信号强弱还与 ADC 值有关。恶性肿瘤细胞繁殖旺盛，细胞密度增高，细胞外容积减少，因而ADC值降低，在DWI上呈高信号。Takahara等[2]于2004 年首次将DWI与短时反转恢复(short- TI inversion recovery, STIR)及单次激励平面回波(EPI) 等技术相结合进行三维全身扩散加权成像，可以在自由呼吸状态下完成薄层、无间隔、大范围成像，并得到高SNR、高分辨率和高对比度的影像。利用3D-MIP重组和黑白反转技术能够三维地显示转移瘤，达到了类似PET图像效果，所以有学者将这种技术称为类PET[3]。

　　3.2 全身弥散序列成像质量

　　在实际应用中笔者发现，检查前耐心地安慰病人，消除病人的紧张情绪，使病人在检查中保持固定的体位，对检查起着至关重要的作用;检查前更衣，除去身上一切金属饰品，防止因金属带来的图像变形;检查前禁食禁水4～6h，检查前排空大便，以减少食物或粪便引起的伪影。本组20例中，90%的图像质量好，5%的图像质量一般(患者在检查过程中体位有轻微的变动)，5%的图像质量差(患者在检查过程中体位有较大的变动，体内有永久性金属植入物，致运动伪影较重及图像变形明显，病变显示不清，无法诊断)。

　　3.3 全身弥散技术的临床应用价值

　　目前最常用的全身成像方式有两种，即核素骨显像和PET/CT。核素骨显像在恶性肿瘤骨转移方面的诊断价值已被临床高度认可，但不少研究报道其特异性和敏感性较差[4]，且不能提供软组织及淋巴结情况。PET/CT依靠病灶的高葡萄糖代谢检出病灶，可以同时显示骨、软组织及淋巴结的转移情况，用于恶性肿瘤的全身检查，成为恶性肿瘤诊断分期的“金标准”，但PET/CT价格昂贵[5]。二者均存在射线辐射问题。磁共振全身弥散加权成像(WB-DWI)检查能同时获取多个系统，如骨骼系统、胸腹部以及盆腔、淋巴结的影像，具有覆盖范围大、检查时间短、无需对比剂、无创、敏感性高等优点，非常适合于恶性肿瘤患者原发灶以及原发灶以外肿瘤/和肿瘤征象的评估[6] 。WB-DWI序列作为MR成像的重要补充扫描技术，它抑制了肌肉、脂肪、肝脏、肾脏产生的磁共振信号，突出病变区域的对比度，明显提高了弥散技术的敏感性。笔者自2009年2月起共收集全身弥散检查病例26例,通过随访复查，所有病例的临床诊断结果与检查结果相符率为95%。因此全身弥散成像非常适合对肿瘤病人的筛查与肿瘤鉴别，而且全身弥散成像扫描无需造影剂，非常适合临床推广。

【参考文献】
  　1 Lain WW, Poon WS, Met reweli C. Diffusion MR Imaging in Glioma: Does It Have any Role in the Pre-operation Determination of Grading of Glioma. Clin Radiol, 2002,57(2): 219-221.

　　2 Takahara T, Imai Y, Yamashita T, et al. Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression (DWIBS): technical improvement using free breathing, STIR and high resolution 3D display. Radiat Med, 2004, 22(4): 275-282.

　　3 Barceló J, Vilanova JC, Riera E, et al. Diffusion-weighted whole-body MRI (virtual PET) in screening for osseous metastases. Radiologia, 2007, 49(6): 407-415.

　　4 Engelhard K, Hollenbach HP, Wohlfart K, et al. Comparison of whole-body MRI with automatic moving table technique and bone scintigraphy for screening for bone metastases in patients with breast cancer. Eur Radiol, 2004, 14(1): 99-105.

　　5 Mckinney AM, Reichert P, Short J, et al. Metachronous, multicentric giant cell tumor of the sphenoid bone withhistologic, CT, MR imaging and position-emission tomography/CT correlation. AJNR Am J Neuroradiol, 2006,27(10): 2199-2201.

　　6 徐贤,马林,张金山,等. 全身MR扩散加权成像与骨扫描探测骨转移灶的初步对比研究. 中华放射学杂志, 2008,42(6): 636-640.