胰腺不同部位表观扩散系数正常值初探

潘春树 马超 汪剑 王鹤 陈士跃 张华高 陆建平

·论著·

胰腺不同部位表观扩散系数正常值初探

潘春树 马超 汪剑 王鹤 陈士跃 张华高 陆建平

目的分析表观扩散系数(ADC)随胰腺形态学变化的特征。方法对393例胰腺正常的志愿者行上腹部横断面单次激发平面回波扩散加权成像(SSEP-DWI，扩散敏感因子值为0,500 s/mm2)。依据DWI计算出相应的ADC图，测量胰腺头、颈、体及尾部ADC。Kruskal-Wallis秩和检验和Wilcoxon配对符号秩和检验进行统计学分析。结果393例正常胰腺头、颈、体及尾部ADC平均值分别为(1.52±0.29)×10-3、(1.64±0.34)×10-3、(1.67±0.35)×10-3、(1.58±0.31)×10-3mm2/s。Kruskal-Wallis检验结果表明，胰腺不同部位ADC差异具有统计学意义(χ2=44.8748,P<0.0001);Wilcoxon 配对符号秩和检验结果显示，胰腺头与颈部、头与体部、头与尾部、颈与尾部和体与尾部的ADC之间差异均具有统计学意义(P值分别为<0.0001、<0.0001、0.0008、0.0062、<0.0001)，而颈与体部ADC差异无统计学意义(P=0.1181)。结论正常胰腺ADC随胰腺形态结构不同其差异具有统计学意义，这一特征可为DWI及ADC在胰腺疾病的临床应用及研究提供参考。

胰腺； 磁共振成像，弥散； 表观扩散系数

扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)及相应的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)在胰腺疾病诊断中已体现出重要价值[1-5]。正常胰腺ADC范围为(1.02～2.06)×10-3mm2/s[5-7]，胰腺肿瘤和慢性胰腺炎ADC较正常胰腺降低[2-3]，而急性胰腺炎ADC较正常组织升高[5]。但胰腺解剖结构的大样本DWI研究尚未见报道。本研究分析正常胰腺头、颈、体及尾部ADC特征，为临床研究提供参考。

资料和方法

一、研究对象

收集2011年3月到8月间我院行上腹部MRI检查者，选择既往无糖尿病、胰腺病史，且实验室和影像学检查胰腺无异常的383例患者为研究对象(男290 例，女93例，年龄21～78岁，平均52.1岁)。另对10名胰腺健康志愿者(男9例，女1例，年龄34～68岁，平均45.8岁)分别行单方向DWI及三方向DWI检查，分析正常胰腺内水分子扩散各方向的相同性。

二、磁共振成像

所有MRI检查在3.0T超导磁共振仪(Signa HDXt，GE Healthcare，USA)上完成，嵌入式体部线圈用于信号激发，8通道体部相控阵线圈用于信号接收。行上腹部常规序列包扫描，包括轴位脂肪抑制快速自旋回波T2WI(TR/TE，6300/85 ms)、屏气法三维容积快速扰相梯度回波T1WI(TR/TE，2.6/1.2 ms)，屏气的胰腺单次激发平面回波(single-shot echo planar)扩散加权成像(SSEP-DWI)。FOV 40×32 cm2；采集矩阵130×96；图像插值256×256；层厚6 mm；间距2 mm； 激励次数 5；扩散敏感因子(b)值0，500 s/mm2；加速因子 2；带宽250 kHz；单方向扩散梯度检查时间40 s；三方向扩散梯度检查时间76 s，最后再进行动态增强三维容积快速扰相梯度回波扫描(生理盐水10～15 ml；对比剂Gadopentetate Dimeglumine 0.2～0.3 ml/kg)。

三、数据分析

采用工作站自带软件(Function 6.3.1e，GE adw4.4，USA)对获得的DWI进行图像处理。ADC数据测量由两位经验丰富的放射科医师完成。参考T2及LAVA图像，避开主胰管、大血管分支及化学伪影，采用圆形感兴趣区(region of Interest，ROI)分别测量胰腺头部、颈部、体部及尾部的ADC。ROIs面积约为40～130 mm2。胰腺头、颈、体及尾部形态学划分标准为：肠系膜上静脉右侧区域为胰腺头部；肠系膜上静脉右边界左侧到其左边界右侧区域为胰腺颈部；肠系膜上静脉左边界到大动脉左边界胰腺区域为胰体部；余下部分为胰尾[8]。

四、统计学方法

结 果

一、单方向与三正交方向DWI

10名健康志愿者行上腹部单方向及三正交方向DWI，获得正常胰腺平均ADC分别为(1.63±0.28)×10-3mm2/s和 (1.64±0.26)×10-3mm2/s，由三正交方向DWI获得的胰腺平均ADC的标准差决定的临床临界值为0.26×10-3mm2/s。两个序列获得的胰腺平均ADC之间差异小于临床临界值(t=-2.25285,P=0.0254)；两种方法平均ADC之间差异满足正态分布(W=0.9053,P=0.2503)。

二、正常胰腺DWI及ADC特征

上腹部常规MRI序列包获得的MRI图像未显示胰腺异常信号，胰腺层面DWI图像未见明显伪影，胰腺边界清晰，所选择病例的ADC图像也清晰显示胰腺头、颈、体及尾部形态结构。图1显示典型的横断位胰腺不同解剖结构的DWI图像及相应的ADC图。胰腺头部ADC值为(0.99～2.67)×10-3mm2/s，平均(1．52±0.29)×10-3mm2/s，中位数1.48×10-3mm2/s；胰腺颈部ADC值为(0.91～2.84)×10-3mm2/s，平均(1.64±0.34)×10-3mm2/s，中位数1.59×10-3mm2/s；胰腺体部ADC值为(1.00～2．66)×10-3mm2/s，平均(1.67±0.35)×10-3mm2/s，中位数1.61×10-3mm2/s；胰腺尾部ADC值为(0.94～2.80)×10-3mm2/s，平均(1.58±0.31)×10-3mm2/s，中位数1.54×10-3mm2/s。最小值出现在胰腺头部。

胰腺4个解剖部位间的ADC差异具有统计学意义(χ2=44.8748，P<0.0001)，其中胰腺头与颈部(P<0.0001)、头与体部(P<0.0001)、头与尾部(P=0.0008)、颈与尾部(P=0.0062)和体与尾部(P<0.0001)的ADC差异均具有统计学意义，而颈与体部ADC差异无统计学意义(P=0.1181)。

a：b=0 s/mm2的胰头DWI；b：b=0 s/mm2的胰颈、体、尾部DWI；c：b=500 s/mm2的胰头DWI；d：b=500 s/mm2的胰颈、体、尾部DWI；e：胰头部的ADC；f：胰颈、体、尾部的ADC

图1横断位代表性胰腺SSEP-DWI图像及ADC图

讨 论

水分子扩散能够反映组织的生理及形态学特征，如细胞密度、组织功能。DWI是无干扰、在体观测水分子热运动的惟一方法。因无对比剂，它能够反映组织微观结构并提供定性(DWI)及定量(ADC)的信息。本研究选择屏气DWI序列，有效减少检查时间及运动伪影，选择的b值(0，500 mm2/s)在保证较高信噪比的同时，有效降低ADC值测量中T2透射效应带来的误差，使得实验ADC更接近于真实值。本研究1532次(383病例×4个解剖部位)ADC测量获得的正常胰腺平均ADC为(1.60±0.33)×10-3mm2/s，与文献报道正常胰腺ADC值(1.02～2.06)×10-3mm2/s一致。

本实验通过单方向DWI及三正交方向DWI的比较，显示胰腺内水分子扩散各方向的DWI相近似，与其他人体器官，如肝脏[9]的结果类似。

胰腺起源于内皮细胞，成熟的胰腺是由背胰和腹胰融合之后形成，胰头起源于背胰和腹胰两个部分，而胰颈、体及尾部起源于腹胰。解剖研究已表明胰腺不同部位细胞成分的差异[10-11]。本研究结果显示，胰腺不同部位的ADC亦存在差异，且具有统计学意义。胰头ADC最低，可能是其内大量的小体积腺泡、较多纤维组织及外分泌细胞限制了水分子的运动所致。胰尾部含有高密度的胰岛细胞限制了水分子的自由运动，从而造成了胰尾部ADC值较颈、体部低。

因此，当进行胰腺DWI研究时，特别是对照组的选择，应考虑到不同解剖位置ADC的差异，以保证实验结果的准确性和可靠性。

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Normalapparentdiffusioncoefficientvaluesofdifferentregionsofpancreas

PANChun-shu,MAChao,WANGJian,WANGHe,CHENShi-yue,ZHANGHua-gao,LUJian-ping.

DepartmentofRadiology,ChanghaiHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

LUJian-ping,Email:cjr.lujianping@vip.163.com

ObjectiveTo investigate and determine the apparent diffusion coefficient (ADC) values in different anatomical regions of normal pancreas.MethodsA total of 383 volunteers with normal pancreas were included in this study. Single-shot echo planar imaging diffusion weighted imaging (SSEP-DWI; b value=0, 500 s/mm2) was employed to determine the ADCs in the head, neck, body and tail parts of the pancreas. Statistical analysis was performed by using Kruskal-Wallis and Wilcoxon signed rank tests.ResultsThe ADCs in the head, neck, body and tail parts of the pancreas was (1.52±0.29)× 10-3, (1.64±0.34)× 10-3, (1.67±0.35)× 10-3, (1.58±0.31) × 10-3mm2/s, the Kruskal-Wallis test results showed a significant difference of mean ADCs among the different anatomical regions (chi square=44.8748,P<0.0001). Wilcoxon signed rank test results showed the mean ADCs differed remarkably between the head and neck(P<0.0001), head and body (P<0.0001), head and tail (P=0.0008), neck and tail (P=0.0062), body and tail (P<0.0001), respectively. The mean ADCs between the neck and body was not significantly different (P=0.1181).ConclusionsThe mean ADC values of normal pancreas vary significantly within different anatomical regions, which can serve as a guide for DWI and ADC in clinical application and research of pancreatic diseases.

Pancreas; Diffusion magnetic resonance imaging; Apparent diffusion coefficient

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2012.05.006

国家自然科学基金(30870709)

200433 上海，第二军医大学长海医院放射科(潘春树、马超、汪剑、陈士跃、陆建平)，消化内科(张华高)；GE医疗集团(王鹤)

陆建平，Email：cjr.lujianping@vip.163.com

2012-06-19)

(本文编辑：吕芳萍)