3.0T磁共振DWI在胃癌诊断中弥散敏感系数选择的初步研究

赵国胜 马恩潭



3.0T磁共振DWI在胃癌诊断中弥散敏感系数选择的初步研究

赵国胜 马恩潭

【摘要】目的 初步探讨3.0T磁共振弥散加权成像（DWI）在胃癌诊断中合适的弥散敏感系数（b值）的选择。方法 回顾性分析了76例经病理证实的胃癌病变患者的MRI原始资料，包括常规MRI和不同b值的DWI（b值为400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2）。运用Philips ADW 4.2工作站，分析记录不同b值胃癌与正常胃壁的ADC值，计算不同b值时测得的胃癌ADC值与正常胃壁ADC值的差异，最后运用统计学分析确定合适的b值。结果 当b=0，400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2时，胃癌ADC值平均值分别为：（1.637±0.796）、（1.299±0.625）、（1.356±0.538）、（1.209±0.510）（×10-3s/mm2），均小于正常胃壁ADC值平均值：（3.042±1.562）、（2.644±0.807）、（2.321±0.689）、（2.065±0.496）（×10-3s/mm2），之间差异有统计学意义（P＜0.05）。其中b=0，400 s/mm2、600 s/mm2时胃癌与正常胃壁的ADC值均值差异有统计学意义（P＜0.01）。结论 在3.0T磁共振弥散加权诊断胃癌时，b值为600 s/mm2时胃癌与正常胃壁ADC值差异显著，具有更高的敏感性和特异性，且受血流灌注及T2投射效应影响更小，测得的ADC值更接近组织的真实扩散值，可作为较合适的成像b值。

【关键词】3.0T磁共振DWI；胃癌；b值

胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一，死亡率高，在恶性肿瘤相关死亡中居第2位，其5年生存率仅为20%～30%[1]。早期准确的诊断，对制定治疗方案时有指导意义，进而可提高治愈率和患者生活质量。

磁共振弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）是能在活体检查组织内水分子扩散运动唯一的无创性影像检查技术[2]，是磁共振功能成像的一种，目前已较多的用于颅脑肿瘤、肝脏肿瘤的研究[3]，随着DWI技术的发展，也开始应用于胃癌的检测。由于腹部弥散加权成像会受到血流灌注、T2穿透效应以及宏观运动等影响，因此选择一个合适的b值在胃DWI中尤为重要。目前对于胃DWI最合适b值的选择尚缺乏统一认识，张晓鹏等[4]、徐传军等[5]均对胃弥散加权成像时b值选择做了相关报道，但均是在1.5T磁共振仪的研究，在3.0T超高超磁共振弥散加权成像时b值选择的研究比较少见。本研究通过对76例病理证实的胃癌患者进行了弥散加权扫描，同时测量表观弥散系数（ADC）值，初步探讨3.0T磁共振DWI在胃癌诊断中合适的b值。

1 资料与方法

1.1 患者资料

回顾性分析2012年5月～2013年12月病理证实的76例胃癌患者MR原始资料，胃癌患者未进行任何形式的放化疗。男42例，女34例，年龄31～82岁，平均（60.6±14.7）岁。其中包括胃窦癌13例，贲门胃底癌30例，胃体癌28例，幽门癌5例。

1.2 MR设备及方法

患者检查前禁食水10～12 h，采用Philips Achieva 3.0T Rex超导磁共振扫描仪，最大梯度强度为80 mT/m，切换率200 mT/m/msec。患者检查时患者取仰卧位，应用6通道体部相控阵线圈（SENSE Q-body）采集图像，所有患者均进行常规MRI和DWI。

1.2.1 常规MRI 采用呼吸门控快速自旋回波（FRFSE）序列，轴位T1WI、T2WI、脂肪抑制T2WI及冠状面、矢状面T2WI扫描，

1.2.2 DWI检查方法 采用STIR-EPI的DWI序列，扩散敏感梯度b值分别采用400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、 1 000 s/mm2共4次成像扫描。其余参数相同，TR/TE=1 118/49 ms，层厚8 mm，24层，层间隔：1 mm，FOV（33～42）cm×（26～33）cm，矩阵256×256；激励次数：3次。

1.3 图像及后处理方法

将不同b值的DWI图像信息传输到Philips ADW 4.2工作站，对DWI图像进行后处理生成ADC图。（1）感兴趣区（ROI）的选择：以边缘划线法在病变胃壁划定兴趣区，尽量为同一层面，选定病灶最大层面、弥散受限最明显的区域的划定为兴趣区，应避开坏死区及有伪影区域，再在远离癌肿区的正常胃壁内划定ROI作为对照。（2）ADC值测量方法：在4组不同b值ADC图上划定ROI，分别测量记录ADC值，所有测量均由同一位医生测量3次，取平均值，共得到4组数据。

1.4 统计学方法

应用SPSS 19.0统计学分析软件，采用进行独立样本t检验，分别计算不同b值下胃癌与正常胃壁ADC值的统计学差异。用单因素方差分析不同b值时胃癌与正常胃壁ADC值的均值差的统计学差异。

2 结果

2.1 DWI图

76例患者中胃癌病灶在4组不同b值DWI图上时均表现为高信号或稍高信号，见图A～D，相应ADC图上为稍低信号或低信号，见图E～H。正常胃壁在DWI及ADC图上表现为等或稍低信号。

图A～H：贲门胃底中分化腺癌 b值分别为400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2的DWI及ADC图，癌肿在DWI上持续表现为高信号，在ADC图呈低信号，正常胃壁呈等信号。测得癌肿ADC值分别为：1.551、2.622、2.154、1.926（×10-3s/mm2），测得正常胃壁ADC值分别为：1.551、1.469、1.414、1.207 （×10-3s/mm2）。

2.2 ADC值

4组不同b值胃癌ADC值较正常胃壁的ADC值均有不同程度降低，见表1，在不同b值下正常胃壁与病变胃壁的ADC值存在差异，并且均有统计学意义（P＜0.05）。

表1　胃癌病变区域及正常胃壁在不同b值时的ADC值

2.3 ADC均值图

4组不同b值的下病变胃壁与正常胃壁的ADC值间的均值差也有明显差异，通过因变量多重比较及均值图，见图1，统计检验分析，b=400 s/mm2、b=600 s/mm2时正常胃壁与病变胃壁的ADC值差异较大（P＜0.01）， b=800 s/mm2、b=1 000 s/mm2时的ADC值差异较小（P＜0.05）。

图1　均值图（1表示b=400，2表示b=600，3表示b=800，4表示b=1 000）

3 讨论

磁共振弥散加权成像（DWI）作为一种无创性功能成像手段，不仅能反应活体组织空间构成以及病理生理状况下个组织成分之间水分子的交换状态，也能提供弥散图、ADC图及ADC值，较常规磁共振检查更加形象、直观，量化指标ADC值，能反应肿瘤内水分子运动状态的改变，通过数值量化在分子水平鉴别不同性质的肿瘤，是对常规磁共振检查的有益补充。磁共振弥散加权成像（DWI）中弥散敏感梯度的程度由梯度脉冲的强度和持续时间决定，即所谓的梯度因子，用b值表示，b值也称弥散敏感系数。

在腹部DWI的应用，选择合适的b值至关重要，尤其是在胃部的应用。Ichikawa及Yamada等[6-8]研究表明用EPI技术进行弥散成像，采用较小b值时，测得的水分子运动主要来自运动较快的血流，故测得ADC值偏大，而b值越大，DWI及ADC值受血流灌注影响就越小，也就越接近水分子的扩散运动，因此在DWI时应选择尽量大的b值。但DWI除了反应水分子运动和血流灌注外，还会受到T2投射效应和宏观运动影响，随着b值的增大，会使组织解剖显示不清晰，导致信噪比（SRN）和图像质量的下降，另外磁敏感伪影的增加会导致图像变形，这在腹部DWI成像时显得尤为明显，因此弥散梯度因子b值的正确选择是得到精确ADC值的前提。

笔者通过4组b值分别为400 s/mm2、600 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2的DWI对胃癌患者进行扫描，分别测得4组病变胃壁及正常胃壁的ADC值，发现4组病变胃壁的ADC值均低于正常胃壁的ADC值，差异有统计学意义（P＜0.05），并且发现随着b值的升高，所测得的ADC值均逐渐降低，4组不同b值下的正常胃壁与病变胃壁的ADC值间的均值差也有明显差异，通过统计检验得出，b=800 s/mm2及b=1 000 s/mm2时正常胃壁与病变胃壁的ADC值差异较小（P＜0.05），病变检出的敏感性及特异性较低，并且随着b值的增大，组织解剖显示不清晰，导致信噪比（SRN）和图像质量的下降，图像变形明显，降低了胃癌的检出率和准确性。b=400 s/mm2、b=600 s/mm2时正常胃壁与病变胃壁的ADC值差异有统计学意义（P＜0.01），而b=400 s/mm2与b=600 s/mm2时病变胃壁与正常胃壁的ADC值均值差无明显差异，没有统计学意义（P＞0.05），因此我们可以认为当b=0，400 s/mm2或b=0，600 s/mm2时，检出胃癌的敏感性和特异性较高，而b=0，600 s/mm2时ADC值受血流灌注及T2效应影响更小，测得的ADC值更接近组织的真实扩散值。

综上所述，胃癌磁共振DWI扫描时，当b=0，600 s/mm2时病变胃壁与正常胃壁的ADC值差异较大，胃癌的检出敏感性和特异性最高，且受伪影干扰较小、癌肿显示最佳，ADC值更接近真实弥散值，因此在对胃癌的诊断时，b值为600 s/mm2是3.0T磁共振DWI成像的较合适b值。

本研究仅初步从胃癌与正常胃壁的ADC值差异进行间接筛选和评估，但由于DWI生物和物理学机理非常复杂，对b值的选择有很多方面的影响，尚需更加深入的研究。此外，3.0T磁共振DWI用于胃癌检查还存在较多问题：胃是空腔脏器，极易受宏观运动影响，干扰病灶检出及ADC值的测量；较小的胃癌检出率低，ADC值测量不准或无法测量；另外不同厂家的磁共振仪和参数不同，故各家测得的ADC值存在较大差异[9]。但随着磁共振技术的进一步发展，以及对DWI生物及物理学机理的研究，弥散加权成像将成为胃癌诊断的一种新方法。

参考文献

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[4]张晓鹏，唐磊，孙应实，等.胃癌MR扩散加权成像扩散敏感因子的选择及其与常规序列的对照研究[J].中华放射学杂志，2007，41（12）：1339-1343.

[5]徐传军，刘林祥，李晓东，等.胃肿瘤MR扩散加权成像中扩散敏感因子选择的初步研究 [J].中国临床医学影像杂志，2010，21（9）：625-628.

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作者单位：731100 临夏州人民医院磁共振室

Study on Diffusion Sensitive Coefficients of 3.0T Magnetic Resonance DWI in the Diagnosis of Gastric Cancer

ZHAO Guosheng MA Entan, Magnetic Resonance Imaging Section of Linxia Prefecture People’s Hospital, Linxia 731100, China

[Abstract]Objective Preliminary research of 3.0T magnetic resonance DWI in the suitable choice of dispersion sensitivity coefficient (b) in the diagnosis of gastric cancer.Methods First, make a retrospective analysis for MRI source material of patients with gastric cancer confirmed by pathology in 76 cases, including routine MRI and DWI of different b (b value 400 s/mm2, 600 s/mm2, 800 s/mm2, 1 000 s/mm2) .Second, employ the workstation of Philips ADW 4.2 to analyze and record gastric cancer of different b and ADC value of normal gastric wall.Then, calculate the difference between ADC value of gastric cancer of different b value and ADC value of normal gastric wall.And finally apply the statistical analysis to ensure the suitable b.Results When b=0, 400 s/mm2, 600 s/mm2, 800 s/mm2, 1 000 s/mm2, the average value of ADC value of gastric cancer is: (1.637±0.796), (1.299±0.625), (1.356±0.538), (1.209±0.510) (×10-3s/mm2), totally smaller than the average value of ADC value of normal gastric wall, that is, (3.042±1.562), (2.644±0.807), (2.321±0.689), (2.065±0.496) (×10-3s/mm2), there is statistical significance between them (P＜0.05).When b=0, 400 s/mm2, 600 s/mm2, the difference is apparent in mean difference between gastric cancer and ADC value of normal gastric wall (P＜0.01).Conclusion Diagnose gastric cancer using diffusion-weighted imaging, when b is 600 s/mm2, the difference is apparent between gastric cancer and ADC value of normal gastric wall with higher sensitivity and specificity.Have less influence of blood perfusion and T2projection effect.The measure of ADC value is closer to the real diffusion value of the tissue.It can be the suitable b of imaging.

[Key words]3.0T magnetic resonance DWI, Gastric cancer, b value

通讯作者：马恩潭，E-mail：hcmaentan@163.com

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2016.07.036

【文章编号】1674-9308（2016）07-0051-03

【中图分类号】R445

【文献标识码】A