全身磁共振弥散加权背景抑制成像在体检中的价值

孙秋德

全身磁共振弥散加权背景抑制成像在体检中的价值

孙秋德

目的 评价全身磁共振弥散加权背景抑制成像(DWI-MR，MR类PET)在健康查体中的临床价值。方法 既往无肿瘤病史的健康查体人群中112例体检高度疑似肿瘤患者，行全身MR弥散加权背景抑制成像扫描，对获得数据进行多角度重组，采用Functool软件处理，获得多方位的重组图像获得类似PET的图像。结果 共发现69例DWI呈高信号，ADC上呈低信号。病灶ADC值均较正常区域降低。其中肝癌6例，肺癌9例，前列腺癌3例，肾癌5例，宫颈癌2例，胃肠道癌5例，鼻咽癌1例，淋巴瘤1例，淋巴结转移5例，椎体转移瘤3例，子宫肌瘤7例，肝血管瘤3例，肝脏囊肿4例，肾脏囊肿8例，胰腺囊肿3例，椎体血管瘤4例。结论 DWI-MR技术具有较高的敏感性和特异性，非常适合对正常人群尤其是肿瘤高危人群进行初步筛查。

磁共振成像；弥散加权；体检

磁共振全身弥散加权背景抑制成像(whole-body diffusion weighted imaging with background signal suppression，WB-DWI BS)技术，是在传统磁共振扩散加权成像 (magnetic resonance diffusion weighted Imaging，MR DWI)基础上衍生出来的一种新的成像技术，可在自由呼吸状态下，完成大范围的全身检查，图像出来后获得类似PET的图像(MR类PET)，实现对肿瘤的检查及诊断。回顾性112例体检异常患者的MR类PET检查，探讨其在健康查体中的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 112例在临床体检中，高度疑似肿瘤患者，行全身WB DWI BS(MR DWI，MR类PET)检查。男72例，女40例；年龄46～78岁，平均58.3岁。

1.2 MR检查方法 所有患者均无MR检查禁忌证，并经患者知情同意后行MR DWI成像检查。检查设备采用1.5T超导型MR扫描仪(GE signa，GE Medical system，USA)。检查前患者禁食、水4～6 h，排空大便，以减少食物或粪便引起的伪影。患者取仰卧位，脚先进，下肢垫高并外加绷带固定，平静状态下保持自由呼吸。信号采集使用内置BODY线圈。扫描采用反转恢复平面回波弥散序列(short TI inversion recovery echo planar Imaging，STIR-EPI)，扫描参数重复时间(repetition time，TR)TR＝5 100 ms，回波时间(echo time，TE)TE＝102.7 ms，反转时间(inversion time，TI)TI＝180 ms，回波链(Echo Train Length，ETL)ETL＝14，扫描野(field of view，FOV)FOV＝40 cm，矩阵96×128，激励次数(number of excitation，NEX)NEX＝6，层厚7 mm，重叠-1 mm，弥散敏感因子B值分别取0及600 s/mm2，先行第1段和第3段的预扫描，分别计算每段的中心频率，然后取其平均值，其后扫描中保持中心频率一致性调整，扫描范围从头顶至股骨干，横轴位分6段扫描，每段30层，每段扫描范围一致。在完成一段的数据采集后，床板自动移动至下一段进行扫描，每段扫描时间约4’05”，完成整个扫描时间约30 min。

同时采集与WB-DWI相对应的横轴位单次激发快速自旋回波序列(single shot fast spin echo，SSFSE)图像，也分6段，每段30层，获得解剖图像。采 用 SSFSE序 列 ：TR ＝ 922 ms，TE＝82.1 ms，FOV＝40 cm×40 cm，矩阵256×192，NEX＝0.54次，层厚6 mm，层间距为0。整个扫描时间约3 min。1.3 图像分析处理 扫描结束后将所得图像传送至GE ADW 4.3工作站，用ADD/SUB软件对6段的原始图像进行叠加处理，对叠加后的图像采用最大信号强度投影(maximum intensity projection，MIP)重组，对获得的三维数据进行多角度重组，采用Functool软件处理，获得多方位(3D)的重组图像，最后将图像进行黑白反转，获得类似PET的图像。对获得的全身横轴位SSFSE图同样采用ADD/SUB软件对6段的原始图像进行叠加处理，获得3D重组解剖融合图像，便于更准确地对病灶进行解剖定位。最终所有数据经处理后获得全身DWI图和对应的SSFSE解剖图像及横轴位表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图。对DWI图上有异常信号的部位，再行局部MR常规扫描(T1WI、T2WI)。

对获得的图像由两名经验丰富的MR医师进行双盲解释分析。意见不一致者经协商后统一。将DWI图上相对于背景的高信号为异常(阳性)，信号无异常为阴性(原发灶的信号除外)。在ADC图像上选定感兴趣区(region of interest，ROI)，测量相应病变的ADC值，ROI选取病灶最大层面，尽量避开血管和伪影、坏死区。由两位医师独立测量，尽量保持各ROI面积相近，取其平均值。

1.4 统计学方法 采用SPSS 16.0软件分析，所有ADC值以均数±标准差(±s)表示，采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

所有类PET图像均无明显的解剖变形，均能满足诊断需求。部分病例在类PET图像上，头颈交界区发现轻度变形，但不影响诊断。

2.1 43例类PET图像无异常信号 表现为正常MR DWI图像：骨骼系统信号呈低、稍低、稍高及高信号，信号强度由低到高依次为：四肢骨骼、髂骨及肋骨、脊柱、脊髓和椎间盘呈高信号改变。女性骨骼信号强度略高于男性。腹部实质脏器呈稍低及稍高信号，信号强度由低到高依次为肝脏、脾脏、肾脏；含气体及液体、脂肪脏器基本呈低信号如：双肺、纵隔、血管、肌肉、脂肪、肠管、胆囊呈低信号。颅脑、子宫(包括肌层和内膜)、前列腺外周带，睾丸，阴茎和正常的小淋巴结如颈部、腋窝、盆腔内及腹股沟等处可显示为高信号。

2.2 69例类PET图像发现异常信号 表现为MR DWI呈高信号，ADC图上呈低信号。其中肝癌6例，肺癌9例，前列腺癌3例，肾癌5例，宫颈癌2例，胃肠道癌5例，鼻咽癌1例，淋巴瘤1例，淋巴结转移5例，椎体转移瘤3例；子宫肌瘤7例，肝血管瘤3例，肝脏囊肿4例，肾脏囊肿8例，胰腺囊肿3例，椎体血管瘤4例。所有病例均经组织病理学或临床随访复查及影像学特征证实。

69例病灶根据良恶性分为两组：肝癌、转移瘤等40例归于恶性组，子宫肌瘤、血管瘤等29例归于良性组。当b值取600 s/mm2时，恶性组病灶平均ADC值约(1.23±0.57)×10-3mm2/s，良性组病灶的平均ADC值为(2.48±0.62)×10-3mm2/s；两组ADC值差异有统计学意义(P＜0.05)。以两组95%可信区间计算，ADC值1.82×10-3mm2/s作阈值，ADC值鉴别良恶性病变的敏感性和特异性分别为86.4%、72.6%。

3 讨论

世界卫生组织最新发布的《全球癌症报告2014》显示：2012年中国新增307万癌症患者并造成约220万人死亡，其中60%可能已发生转移。早期查体并筛查肿瘤对患者生存期和生存质量至关重要。

WB DWI BS是在MR DWI基础上采用STIR-EPI序列用于全身扫描，能够对全身骨和软组织同时成像，具有较高的敏感性和准确性。Takahara T等[1]发现该方法能够在自由呼吸状态下完成大范围薄层扫描，经3D-MIP图像重建后，获得类似正电子发射体层成像(position emission tomography，PET)的图像，因而称为磁共振全身类PET。MR DWI是利用水的弥散特性，从细胞分子水平监测细胞组织的微观运动的功能成像方式。通过探测水分子弥散程度的强弱，间接反映组织含水量改变而引起的组织形态和生理学改变[2]，而WB DWI BS能够充分抑制背景组织内的脂肪信号，突出病变区域弥散权重对比，明显提高病变组织和正常组织间的对比度，从而能够在分子水平上反映人体组织的病变及功能状态，有助于早期发现病变尤其是恶性肿瘤。

恶性肿瘤生长活跃，含有许多增殖旺盛的细胞，且组织细胞结合紧密，细胞外间隙相对减少，故细胞密集，相对密度增大；同时细胞核增大，胞浆减少，致细胞核浆比率增高；这些特点使得肿瘤细胞内外的水分子弥散运动受限，导致ADC值降低[3]，故在ADC图上表现为低信号，DWI表现为高信号。转移灶的生物学特性与原发灶类似，其在类PET上表现相似，故DWI能够从分子水平发现异常。本组共发现全身不同部位、不同数目的恶性肿瘤40例，其中包括3例转移瘤。表明WB DWI BS对恶性肿瘤的早期诊断具有较高的敏感性和特异性。常规的影像检查方法如MR或CT，病灶信号或密度与所在脏器相差不大的或病灶尚未引起脏器形态改变极容易误诊或漏诊。而在类PET图像上除部分器官组织呈现高信号，其他脏器几乎均呈低信号，在低信号背景对比下，在DWI上呈高信号的良性或恶性病灶能清晰显示。因此MR类PET相对常规影像检查具有其独特的优越性。

MR全身类PET适合于恶性肿瘤的全身各脏器的检测，尤其适合对骨骼系统及淋巴结的转移灶的检测[4-5]。本组淋巴结转移均作出准确判断，但在骨骼系统的诊断存在一定的假阳性及假阴性，我们认为除了对正常骨骼的MR弥散的认识不足，关键在于不同年龄、不同性别患者甚至同患者不同部位的骨骼中红骨髓、黄骨髓的含量以及红黄骨髓相互转化的程度不均等综合因素造成局部骨髓的信号异常[6]，难以判断是正常或异常。而成骨性转移灶或陈旧性压缩骨折病例中成熟骨性组织成分增多，瘤细胞中水分子含量少，容易导致假阴性。

传统MR根据病灶的形态、信号的改变及病灶与周围的关系进行良恶性病灶的诊断与鉴别诊断。MR DWI除了能更敏感的发现病灶，还可以通过测量ADC值以量化的形式判断病灶的良恶性，具有一定的定性诊断价值。我们发现，恶性肿瘤的平均ADC值低于良性肿瘤，高分化癌比低分化癌的ADC值高。良性病灶或高分化的核胞浆比率低和细胞致密度相对疏松，细胞内外水分子扩散相对增加，ADC值相对增高。本组病例在b值取600 s/mm2时，恶性组病灶平均ADC值均低于良性组病灶的平均ADC值，两组ADC值有差异有统计学意义(P＜0.05)。本组根据ADC阈值，诊断良恶性的敏感性和特异性分别为86.4%、72.6%，与报道相似[7]。但必须注意，良恶性病灶间ADC值存在一定程度的交叉，不能单纯根据ADC值的大小判断良恶性。这可能与肿瘤发展的不同病理阶段有关，还需要进一步研究。此时可结合异常信号部位的常规MR(T1/T2)图像，更易于判断病变的性质。

PET依靠病灶的高葡萄糖代谢特点检出病灶，用于肿瘤的诊断、有无全身转移的筛查。MR DWI类PET成像与PET在一定程度上可反映肿瘤的恶性程度。与PET成像比较，WB DWI显示肿瘤病灶数量较多，对转移性骨肿瘤的显示敏感性高[8]，且无辐射危害、空间分辨率高。但是，PET的设备昂贵、存在辐射危险及需要注射造影剂、价格昂贵等不足，限制其作为临床常规应用。WB DWI BS检查时间短，成像速度快，只有30 min左右时间，费用低廉，一次扫描可以完成全身成像，而且对肿瘤的检出具有高度敏感性和准确性，特别适合高危肿瘤人群及健康人群的查体，值得临床推广应用。

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Objective To evaluate the clinical value of diffusion-weighted MR(magnetic resonance)imaging(DWI-MR)with background suppression in physical examination.Methods 112 cases in physical examination without tumor history but with highly suspected cancer underwent DWI-MR health examination and the data were multi-dimensionally recombined.Functool software was adopted to obtain multidirectional recombined images and PET-like images.Results DWI of 69 cases showed hyperintense，and ADC showed hypointense.ADC value of lesion regions were lower than normal regions.There were 6 cases of liver cancer，9 cases of lung cancer，3 cases of prostate cancer，5 cases of renal cell carcinoma，2 cases of cervical cancer，5 cases of gastrointestinal cancer，1 case of nasopharyngeal carcinoma，1case of lymphoma，5 cases of lymphatic metastasis，3 cases of vertebral metastases，7 cases of uterine fibroids，3 cases of hepatic hemangioma，4 cases of liver cyst，8 cases of renal cysts，3 cases of pancreatic cyst，and 4 cases of vertebral hemangioma.Conclusion DWI-MR has high sensitivity and specificity for health examination，which is especially suitable for normal people with high risk of tumor in the preliminary screening.

Magnetic resonance imaging；Diffusion-weighted；Health examination

2014-09-15)

1005-619X(2015)04-0372-03

10.13517/j.cnki.ccm.2015.04.014

264002解放军第107医院影像科

孙秋德