STIR-EPI弥散加权成像技术对恶性肿瘤全身转移的应用价值

蔡春仙,魏常辉,曾光华,郑大伟

(内江市第二人民医院放射科,四川内江 641000）

STIR-EPI弥散加权成像技术对恶性肿瘤全身转移的应用价值

蔡春仙,魏常辉,曾光华,郑大伟

(内江市第二人民医院放射科,四川内江 641000）

目的探讨STIR-EPI弥散加权成像技术对恶性肿瘤全身转移的临床应用价值。方法对 20例健康志愿者及 59例恶性肿瘤患者行 STIR-EPI弥散加权成像技术扫描。并与CT、MRI的影像学资料进行比较。结果59例恶性肿瘤除原发灶以外,STIR-EPI弥散加权成像检出病灶 192处,其中真阳性、假阳性分别为 168处和 24处,假阴性 11处,其检出率为 93.8%。肝、骨及淋巴结转移灶的发现率明显高于肺和脑(P＜0.05）。结论STIR-EPI弥散加权成像技术对全身转移瘤有较高的检出率,可成为恶性肿瘤全身转移筛查的重要手段。

磁共振成像;弥散加权成像;肿瘤转移

近年来恶性肿瘤的发病率居高不下,明确的诊断及分期对治疗方案的选择及肿瘤患者的预后至关重要。目前用于全身成像的影像学方法有 3种。PET是近期发展迅速的全身成像方法,其依靠病灶的高葡萄糖代谢检出病灶,同时可以显示骨、软组织及淋巴结转移情况,可用于肿瘤的诊断、分期及疗效的监测,亦可用作恶性肿瘤有无全身转移的筛查工具[1],但该方法价格昂贵且伴有电离辐射,医院的购置成本也较高,因此临床应用受到极大限制。另一种全身成像方法即骨扫描,其仅能显示骨骼情况,不能提供全身软组织和淋巴结的情况,且有辐射。STIR-EPI的全身弥散成像技术是近年来 MRI领域研究的热点,本文就其在恶性肿瘤全身转移方面的应用进行回顾性分析,探讨其临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料 收集 20例健康志愿者及 2009年 10月至 2010年 3月在我院行 STIR-EPI弥散加权成像技术扫描并经病理学或临床证实的恶性肿瘤 59例,其中肺癌 23例,乳腺癌 12例,食管癌 6例,宫颈癌 5例,卵巢癌 2例,鼻咽癌 3例,前列腺癌 2例,直肠癌 4例,恶性淋巴瘤 1例,胰腺癌 1例。所有病例均在检查后 1周内行 MRI或 CT检查,其中 5例同时行 ECT检查,2例同时行 PET检查。59例恶性肿瘤中,男性 37例,女性 22例,年龄 10～84岁,平均年龄 57岁。所有患者检查前均已了解检查内容,并签署了《磁共振扫描知情同意书》。

1.2 扫描方法 采用 GE Signa HDe 1.5 T超导磁共振扫描仪,利用 body线圈进行扫描,扫描序列为短 T 1反转恢复平面回波弥散序列(STIR-EPI）。扫描参数:TR 5 200 ms,TE Mininum,TI 180ms,激励次数(NEX）8次,扩散敏感系数为 600 s/mm2,视野(FOV）40 cm,层厚 7mm,层间距 -1mm,矩阵为 96×128,轴位多层扫描。同时采集相同层面的单次激发快速自旋回波序列(SSFSE）T2WI像作为参照,成像参数为:TR Mininum,TE 80.1 ms,带宽 83.33 mm,NEX 1次,FOV 40 cm,层厚 7mm,层间距 -1mm,矩阵为 256×192。受检者仰卧于扫描床上,足先进,平静呼吸,扫描分为 8段完成。全身扫描范围从头顶至膝关节,共覆盖1 434 mm。在完成一段数据采集后,检查床自动前进至下一段扫描,每一段扫描需 177 s,完成全身扫描约需 24min。扫描结束后,经 ADW4.3工作站将图像叠加并采用最大信号强度投影(maximum intensity projection,MIP）重组,黑白翻转技术得到类似于 PET的图像。

常规 MRI检查用于除肺部病灶以外的检查,根据病变所在部位行横断面、矢状面或冠状面扫描。扫描参数如下,T 1WI:FSPGR序列(TR 140ms,TE 5ms,翻转角 80°,NEX 1次）,FSE序列(TR 400～600 ms,TE 13～15 ms）;T2WI:脂肪抑制 FSE序列(TR 2 500～6 000 ms,TE 85～ 120 ms）;层厚 6mm,层间距 0,矩阵256×192～256,FOV 24～36 cm。

CT扫描用于肺部病灶的检查,均在 GE High speed FX/i CT机上进行,扫描条件:120 kV,250～300 mA,原始数据采集层厚、层距均为 10mm,螺距 1∶1。

1.3 影像分析 每例患者的影像分析均在 ADW4.3工作站上进行。由两位经验丰富的放射科医生对所有影像资料进行双盲分析,意见不一致者经讨论后取得一致结果。STIR-EPI弥散加权成像显示原发灶以外的相对于背景的异常高信号或低信号为阳性,无异常信号为阴性。分别统计脑、肺、肝、骨、淋巴结及其他软组织转移瘤的个数,评价 STIR-EPI弥散加权成像技术对恶性肿瘤全身转移的诊断效能。多病灶聚集并融合者计为 1处。转移瘤的诊断标准:手术或穿刺活检组织学证实;如无组织学证据,结合明确的恶性肿瘤病史和其他影像学检查资料,并经临床随访局部病灶有进展或经抗肿瘤治疗后病灶缩小或消失者确定为转移瘤。半定量分析淋巴结 DWI图像,在异常高信号病灶区勾画感兴趣区(regions of interest,ROI）,测量并计算平均 ADC值。正常淋巴结可呈高信号,因此测量健康志愿者 40处淋巴结的 ADC值并与 40处转移淋巴结进行对照。

1.4 统计学处理 采用 SPSS10.5统计学软件对数据进行分析。率的比较采用 χ2检验;计量资料用±s表示,比较采用秩和检验。检验水准 α=0.05。

2 结果

2.1 志愿者和恶性肿瘤患者的信号 20例健康志愿者 STIR-EPI弥散加权成像显示骨骼系统呈低至中等信号,仅 1例显示全身骨显像阳性;双肺、纵隔及肝脏呈低信号,脑、涎腺、椎管内脑脊液、关节腔内液体、胆囊、脾脏 、双肾、浅表淋巴结 、子宫、前列腺、精囊、阴茎、睾丸呈高信号,椎间盘、胰腺、肠道及膀胱信号变化较大,可呈高信号或等信号。

2.2 STIR-EPI弥散加权成像技术评价全身转移的效能 59例恶性肿瘤患者中,7例无转移,52例存在全身不同部位、数目不等的转移瘤共 179处。STIR-EPI弥散加权成像共检出原发灶以外相对于背景的异常信号 192处(4处异常低信号位于椎体,其余均为异常高信号）,其中真阳性、假阳性分别为 168处和 24处,假阴性 11处,其检出率为 93.8%,稍高于 CT/MRI常规检查(表 1）。STIR-EPI弥散加权成像检出的假阳性病灶主要位于肝脏,假阴性病灶主要是来自于肺、脑。STIR-EPI弥散加权成像对肝脏、骨骼及淋巴结转移的检出率明显高于肺及脑转移,差异均具有统计学意义(P＜0.05）。STIR-EPI弥散加权成像与 MRI/CT对转移瘤的检出率差异无统计学意义(P＞0.05）。

表 1 STIR-EPI弥散加权成像诊断全身转移的情况

2.3 志愿者和恶性肿瘤患者 ADC值的比较 志愿者中 40处孤立淋巴结平均短径为(0.54±0.35）cm,平均 ADC值为(1.21±0.11）×10-3mm2/s;患者孤立转移淋巴结的平均短径为(0.93±0.48）cm,平均 ADC值为(0.92±0.1）×10-3mm2/s;差异均有统计学意义(P＜0.05）。

3 讨论

磁共振弥散加权成像(DWI）是目前能在活体上进行水分子扩散测量与成像的惟一方法,其通过两个方向相反、大小相同的弥散来测人体组织细胞间隙水分子扩散运动的强弱,从而间接反映特定组织细胞水平的状况,其信号强度与组织中水分子的扩散速度有关,同时受组织成分、血流灌注及 T2WI本底信号影响[2]。大部分肿瘤细胞在细胞学上具有生长密集、核浆比高的特点,这使得细胞内外可供水分子自由扩散的空间变小,在弥散相上呈高信号,所测得的表观弥散系数低,这为探测肿瘤提供了一种方法学上的可能性,从而为肿瘤的发现、肿瘤的鉴别、肿瘤的分期、肿瘤的治疗随访及疗效观察奠定了理论基础。

STIR-EPI弥散加权成像技术是近年来国内外研究的热点。其在抑制肌肉、脂肪、肝脏等到组织背影的基础上,突出病变区域的弥散加权对比,大大提高了病变组织,尤其是恶性肿瘤及其转移瘤的检出率。由于采用了全身大范围扫描,并加以 3D后处理重建,其成像效果与正电子发射成像(PET）相似,因此也被称为MR“类 PET”成像。从而开启了肿瘤影像学的新纪元。

STIR-EPI弥散加权成像上的高信号为弥散受限或较长 T2信号的组织或器官。人体肺、脑、肝脏、骨骼、淋巴结是恶性肿瘤最常见的转移部位,这些组织的 STIR-EPI弥散加权成像的信号特征直接影响病灶的显示。本组 20例正常体检的病例所显示的肺组织及肝脏在 STIR-EPI弥散加权成像上均呈较低信号。而脑组织呈较高信号,且接近颅底部位,因磁敏感伪影较重,不易显示病灶。椎管内脑脊液、关节腔内液体、胆囊、脾脏、肾脏、甲状腺、涎腺、生殖器(包括前列腺、精囊腺、阴茎、睾丸、卵巢、子宫）呈高信号;骨骼系统、椎间盘、胰腺、肠道及膀胱内液体信号变化较大,可呈低信号、高信号或等信号,与相关文献报道一致[3]。本文结果显示,健康志原者中仅有 1例呈骨显像阳性,临床证实该患者贫血多年,血红蛋白较低,这可能与患者骨髓红骨髓化有关。正确认识以上正常组织的信号特征有利于转移瘤的判断。

本组 59例肿瘤患者中检出转移瘤 179处,STIREPI弥散加权成像共检出除原发灶以外的异常信号192处,其中真阳性、假阳性分别为 168处和 24处,假阴性 11处,其检出率为 93.8%,高于李澄等[4]的研究结果。这可能与本组病例数较多,肿瘤病程相对较晚期有关。在临床应用中发现,除肝囊肿外,其他脏器的囊性病变同样呈高信号改变,这可能与其有较长T2时间有关。另外本组仅 2例同时行 PET检查,WB-DWI漏诊 2处(颈部、肺部小结节）,而 PET漏诊 1处(胸椎）,误诊 1处(肺炎性假瘤）,因病例数太少而未进行有效的比较。但有关文献表明 STIR-EPI弥散加权成像与 PET对转移性肿瘤的敏感性及特异性相似[5-7]。因此,STIR-EPI弥散加权成像技术作为一种成本较低、检查方便且无电离辐射的影像检查方法,有望在临床广泛推广应用,成为肿瘤筛查、肿瘤良恶性鉴别、肿瘤分期及肿瘤疗效评估的重要手段。

淋巴结是肿瘤转移最常见的组织之一。本组资料显示,转移淋巴结与正常淋巴结大小及 ADC值间差异均有统计学意义(P＜0.05）。这提示转移淋巴结无论其大小,还是 ADC值均有别于正常淋巴结,ADC值作为 STIR-EPI弥散加权成像半定量的参数,在淋巴结的鉴别诊断中具有一定的参考价值,但仍需进一步扩大样本量研究。

STIR-EPI弥散加权成像技术作为新兴的全身成像方法亦有其不足之处:在技术上各家研究的参数不一,导致所出结果参考意义有限;颈部图像质量变形严重;心脏大血管搏动伪影易致漏检相应部位病变;各段之间连接有重叠及错位现象。诊断上胃肠道高信号易干扰邻近器官的显示和病灶的判断;小的病变尤其是直径 ＜1 cm者易漏诊;背景信号较高脏器(如脾、双肾、脑等）的病灶易被掩盖;全身各正常脏器或组织及不同年龄段的 ADC值测量没有统一的标准;因此,这一技术还有待进一步的完善和大宗病例的研究。

总之,STIR-EPI弥散加权成像技术作为一种新的全身成像技术,有较高的全身转移瘤的检出率,可成为恶性肿瘤全身转移筛查的重要手段。

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The Values of Application of STIR-EPIMagnetic Resonance Diffusion Weighted Imaging of Detection ofWhole Body Metastases

CaiChunxian,WeiChanghui,Zeng Guanghua,Zheng Dawei
(Department of radiology,the Second People's Hospitalof Neijiang,Neijiang 641000,China）

Objective To evaluate the value of STIR-EPImagnetic resonance diffusion weighted imaging of detection ofwhole body metastases.MethodsTwenty healthy volunteers and 59 patientswithmalignant tumors underwent STIR-EPI diffusion weighted imaging scanning.STIR-EPIdiffusion weighted images,conventional CT images,MR images were compared.ResultsOne hundred and ninty twometastatic lesionswere found in the 59 patientswithmalignant tumors on STIR-EPIdiffusion weighted images.STIR-EPIdiffusion weighted images with the sensitivity of93.8%.The detection rate ofmetastases in liver,bone and lymph nodeswas significantly higher than that in lung and brain(P＜0.05）.One hundred and sixty eight cases were true positive,24 caseswere false positive and 11 cases were false negative.ConclusionSTIR-EPIdiffusion weighted imaging technical has high sensitivity,it can be a sensitivemethod in the detection of whole bodymetastatic lesions.

magnetic resonance imaging;diffusion weighted imaging;metastases

R 730.49;R73-37

A

1673-5412(2010）05-0424-03

蔡春仙(1971-）,女,副主任医师,主要从事 MRI的影像学诊断工作。E-mail:caichxian@163.com

2010-09-07）