磁共振全身弥散成像在全身肿瘤筛查中的应用

李宁

南京医科大学附属南京第一医院影像科，江苏 南京 210006

磁共振全身弥散成像在全身肿瘤筛查中的应用

李宁

南京医科大学附属南京第一医院影像科，江苏 南京 210006

目的 探讨磁共振全身弥散成像在全身肿瘤筛查中的应用。方法 通过对磁共振全身弥散成像技术原理的阐述，分析这项新的技术成像的特点。结果 与正电子发射计算机断层扫描（Positron Emission Tomography-Computed Tomography, PET-CT）检查技术相比，磁共振全身弥散成像技术有易行、便捷、高敏感、无辐射等优点，对于全身肿瘤筛查有很高的敏感性，低辐射，费用相对较低。结论 磁共振弥散成像非常适合临床对于全身肿瘤的筛查。

核磁共振；弥散加权成像；肿瘤筛查

近年来，随着大型MR设备的出现及软件功能的不断更新，各种新的成像技术不断被推出，应用范围日益扩大。功能性磁共振成像的出现，实现了医学影像从传统的形态学检查向在体的生化代谢的飞跃，是一种无创的检查方式。其中，背景抑制快速全身磁共振弥散成像（Whole-body diffusion-weighted imaging with background suppression，WBDWI）出现并应用于临床，已受到国内外学者的重视。该项技术能够一次性完成全身大范围扫描，获得全身肿瘤筛查图像，且可以提供良恶性肿瘤的鉴别、肿瘤临床病理分期（TNM）及疗效随访等信息[1]。图像经计算机3D处理后与正电子发射成像（PET）近似，因此，磁共振弥散全身成像（WB-DWI）又称为“MR类PET”技术，但比PETCT具有一个明显的优势：检查费用远低于PET-CT，因而，可以实现在肿瘤病人检查中的常规应用，以及高端体检的应用。

1 磁共振全身弥散成像技术的原理

WB-DWI成像原理是依据人体病理状态下细胞内、外水分子的跨膜运动功能状态的改变，对疾病进行诊断。WB-DWI在DWI的基础上，采用STIR（短时间反转恢复序列）技术，对肌肉、脂肪、肝脏等组织器官的背景信号抑制更加明显；实际上是在WB-DWI的基础上添加IR（翻转恢复脉冲)，起到抑制部分短Tl信号，突出病灶DWI高信号的作用。弥散加权成像是通过一种特殊设计的序列，对于水的弥散非常敏感，扩散速度越快，则信号越弱；扩散速度越馒，则信号越强，因而在图像上形成对比[2]。自由水（如脑脊液、尿液、胆汁）具有最快的扩散速度，而正常组织由于有细胞膜的限制，细胞内的水扩散受限，因而扩散速度慢于自由水。正常组织之间扩散速度有一定的差异，最突出的是神经组织，因其独有的轴突结构使水的扩散速度明显慢于其他组织[3]。

2 磁共振全身弥散成像技术的特点

（1）弥散成像使用了翻转恢复技术后，由于背景信号被抑制，从原始弥散图像上就可以发现微小的转移灶，提高了诊断的敏感性[4]。

（2）弥散技术对病变，特别是恶性肿瘤，转移瘤有很高的敏感性及特异性（观察ADC值），因此非常适合对肿瘤病人的筛查与肿瘤鉴别[5]。

（3）磁共振对人体无任何放射损伤，弥散序列扫描无需造影剂，也非常适合临床推广。因此，磁共振全身弥散技术是最佳的体检和诊断方法之一。一般来说每年做一次磁共振全身弥散技术检查比较合适。磁共振全身弥散技术检查与目前其他手段相比，具有灵敏度高、准确性好的特点，对许多疾病尤其是肿瘤和常见的心脑血管疾病有早发现、早诊断的价值[6]。

3 磁共振全身弥散成像的新应用—全身肿瘤的筛查

磁共振检查对人体无任何放射损伤，而且全身弥散成像可以一次性进行大范围扫描，微小病灶敏感性高、无辐射。因此，磁共振全身弥散成像技术是最佳的体检和诊断设备，是非常适合于临床筛查的一项检查手段。在国外，磁共振全身弥散成像技术被视为健康体检的最佳手段，定期做磁共振全身弥散成像技术检查可发现一些无症状的早期患者。图像上病变与正常组织结构间信号对比明显，能有效地协助全身性寻找原发灶部位及肿瘤的淋巴结转移、远处脏器转移的显示[7]。通过原理可知，磁共振全身弥散技术能够检测到细胞级的病变，其对恶性肿瘤的敏感性相当高。与肿瘤浸犯的淋巴结的水分子扩散蔓延不同，DWI序列对肿瘤的淋巴结侵犯较为敏感的原因，是由于其假阳性只有神经组织和细胞水肿，故特异性较高[8]。另外其空间分辨率也明显高于PET-CT检查。类PET图像可以与MRI的常规T1、T2像结合，形成融合图像，更易于病变的定位与诊断。己经有研究表明，磁共振全身弥散技术与PET-CT比较，两种融合图像对恶性肿瘤的诊断能力无显著差异。

4 磁共振全身弥散技术在临床中的其他应用

4.1 健康体检筛查

健康体检筛查可使全身绝大多数肿瘤及其转移灶得到较好的显示，同时也可发现肝肾囊肿等良性病变，因此也可作为健康体检筛查[9]。

4.2 急性脑梗死的应用

因为缺血，部分脑组织细胞膜上依赖ATP酶的离子泵功能丧失，影响了细胞膜的稳定性，使细胞内大分子如蛋白质进入细胞间隙，导致细胞外间隙粘滞度增高，使水分子扩散受限。病灶和表观扩散系数（ADC）值减低，DWI信号增加[10]。

4.3 在肿瘤恶性程度分级中的作用

Andreas等[11]在动物实验中发现实体肿瘤区ADC值随着肿瘤级别的升高而减小，不同级别实体肿瘤区ADC值均较坏死区低，差别具有统计学意义，提示随着肿瘤级别升高，肿瘤细胞密度增高，细胞间连接更紧密，水分子弥散减慢，从而导致ADC值降低。陈军等[12]通过手术证实的34例星形细胞瘤研究发现，低级别星形细胞瘤（Ⅰ-Ⅱ级）平均ADC值较高级别星形细胞瘤（Ⅲ-Ⅳ级）高，低级别星形细胞瘤细胞密度低于高级别星形细胞瘤，证实肿瘤细胞密度与肿瘤级别负相关。

4.4 早期预测肿瘤治疗效果、监测患者的预后

Hamstra等[13]研究表明，治疗前肿瘤ADC水平与治疗后肿瘤的消退呈负相关，即治疗前ADC水平越高，则肿瘤的治疗效果越差；而较低的ADC却能取得更好的治疗效果，也就是治疗前肿瘤的ADC水平，可以作为一种影像学指标预测治疗效果。而肿瘤在接受有效治疗后，由于细胞坏死及凋亡导致细胞数量及密度的降低，细胞外水分子容积增加，肿瘤ADC值升高，若ADC值降低或稳定，则意味着细胞内水分子容积增加及组织内自由弥散的水分子减少。往往继发于肿瘤治疗效果不佳或肿瘤进展。可对肿瘤患者治疗效果作出准确、直观的显示；对于全身转移灶筛查、淋巴结转移筛查，明确其恶性肿瘤指征寻找原发灶；术前评估，可于手术前评估肿瘤的位置、大小，供临床医生作为治疗的依据。

综上所述，磁共振弥散成像与传统磁共振成像相比是一个全新的领域，提供了常规MR不能提供的信息，对全身肿瘤的筛查和肿瘤的检出、转移等方面提供了更好的敏感性和特异性，具有一定的价值。虽然这项技术存在一些问题，但随着磁共振技术的日益发展，弥散成像必将有更广阔的发展空间和临床应用前景。

[1] 聂翔,李金高.磁共振弥散成像在肿瘤中的应用进展[J].实用癌症杂志,2009,24(3):326-327.

[2] 仲苏玉,李淑宇,李晓光.磁共振弥散成像在中枢神经系统损伤与再生中的应用[J].中国医疗设备,2009,24(5):53-55.

[3] 郦妙尔,徐庆云.磁共振成像与应用[J].当代医学,2011,17(25): 30-32.

[4] 郝帅营,张滨,许卫.磁共振弥散加权成像在直肠癌诊断中的应用价值[J].中国医疗设备,2010,25(6):134-137.

[5] 金伟,陈宏伟,陈静雯.高场磁共振全身扩散成像图像评估与优化研究[J].中国医疗设备,2011,26(8):28-31.

[6] 黄洲,欧阳可勋,符平仲.磁共振成像临床应用探讨[J].实用医技杂志,2007,14(9):1113-1114.

[7] 何翠菊,罗娅红,李森,等.全身磁共振弥散成像技术在肺癌分期中的应用研究[J].中国临床医学影像杂志,2009,20(12): 925-928.

[8] 夏进东,代河柳.磁共振弥散成像技术在肝脏疾病诊断中的新进展[J].郧阳医学院学报,2009,28(5):524-527.

[9] 钟群,陈自谦,陈锦华,等.磁共振弥散成像在肝癌肝移植术后检测中的应用价值研究[J].福州总医院学报,2010,17(4): 238-239.

[10] 王学梅,邴晶,谭晓天.3T磁共振THRIVE技术在腹部疾病中应用价值[J].中国医疗设备,2011,26(6):16-17.

[11] Herneth AM,Goaione S,Bednarski M.Apparent Diffusion Coefficient a quantitative parameter for in vivo tumor characterization[J].European Joumal of Radiology,2003,45(3):208-213.

[12] 陈军,夏军,周义成,等.星形细胞瘤磁共振弥散加权肿瘤细胞密度的相关性研究[J].中华肿瘤杂志,2005,27(5):309.

[13] Hamstra DA,Lee KC,Tychewicz JM,et al.The use of19F spectroscopy and diffusion weighted MRI to evaluate differences in genedependent enzyme prodrug therapies[J].Mol Ther,2004, 10(41):916-928.

Application of Magnetic Resonance Whole Body Diffusion Imaging in Systemic Tumor Screening

LI Ning
Radiology Department, Nanjing First Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China

Objective To discuss the application of magnetic resonance whole body diffusion imaging in systemic tumor screening. Methods Discussed the principle of MR whole body diffusion imaging technology, and analyzed the characteristics of this new imaging technology. Results Compared with PET-CT technology, magnetic resonance whole body diffusion imaging is easier, more convenient, highly sensitive and non-radiative, and has higher sensitivity, lower radiation and cost. Conclusion Magnetic resonance diffusion imaging is very suitable for systemic tumor screening.

magnetic resonance; diffusion weighted imaging; tumor screening

R730.4；R445.2

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.08.039

1674-1633(2012)08-0120-02

2012-03-30

作者邮箱：kymcoboy@163.com