1.5TMRI成像单指数模型及体素内不相干运动诊断胰腺癌的应用价值

李军苗 杨登法 华浅近 陈建华 张海涛 吴贵阳

胰腺癌是恶性程度最高的恶性肿瘤，患病初期无显著的临床表现，起病隐匿。磁共振成像（MRI）技术不仅分辨力高，且可多方位、多参数成像、无电离辐射，尤其弥散加权成像（DWI）对组织结构及细胞特性可定量分析，无创性检测水分子在体内运动情况，但扩散的测量在一定程度上受到灌注因素的影响［1］。有学者提出单指数模型测量的ADC值与体素内不相干运动成像（IVIM）的概念，IVIM通过多b值拟合的单指数模型、双阶单指数模型等参数可定量分离扩散与灌注成分，真实准确的反映病灶内水分子扩散及微循环灌注状态，对胰腺癌的鉴别方面有独到优势［2］。本文分析1.5T MRI DWI单指数模型及IVIM诊断胰腺癌的应用价值。

1 临床资料

1.1 一般资料 选择2015年10月至2017年6月本院经病理检查确诊的胰腺癌患者46例为胰腺癌组，均经1.5 T MR检查。其中男28例，女18例；年龄50～67岁，平均年龄（55.34±8.54）岁。纳入标准：（1）年龄＞18岁；（2）术前1个月内行胰腺MRI检查；（3）符合胰腺癌诊疗规范（2011年版）中华人民共和国卫生部（卫办医政发［2011］）标准［3］；（4）经手术病理证实为胰腺导管腺癌；（5）本研究均知情同意，并通过本院伦理委员会批准。排除标准：（1）MRI检查禁忌证；（2）多次进行全身化疗或局部放疗；（3）图像伪影严重。选择同期无胰腺疾病病史及临床症状，实验室和MRI检查胰腺未见异常的健康者50例为健康组。其中男30例，女20例；年龄52～66岁，平均年龄（55.26±8.35）岁。两组患者性别、年龄比较，差异无统计学意义（P＜0.05），具有可比性。

1.2 方法 采用GE EXCITE HD 1.5T超导磁共振扫描仪和胰腺专用相控阵表面线圈，18通道阵列线圈，梯度场强40Mt/M，切换率150T/（m·s），进行胰腺常规多方位扫描成像：轴位、矢状位。参数：T1WI（TR/TE=580ms/11ms）、T2WI（TR/TE=3080ms/85ms）、三维容积超快速多期动态扫描（LAVA）增强扫描及DWI扫描序列包括DWI（TR/TE 8000ms/57.5ms，矩阵为128×128，NEX 4.0，b值 800s/mm2，扫描时间 =2min）、IVIM（TR/TE 2400ms/100ms，矩阵为 128×128，NEX 2.0，b值 0、20、50、100、150、200、400、800s/mm2，扫描时间2.5min）；横断面动态扫描系列包括对比剂注射前Vibrant Mask平扫及注射后Vibrant多回合动态增强扫描，TR 5.9ms，TE 2.6ms，翻转角15°，层厚2.8mm，FOV 32mm，矩阵为384×256，NEX 1.0，扫描时间1.5min，对比剂采用马根维显（Gd-DTPA），剂量为0.2mmol/kg，采用高压注射器经肘静脉注入，流率为2.0ml/s，其后以同样流率注入15ml生理盐水冲洗管内残留的Gd-DTPA，注入对比剂后连续无间隔采集7个时相。请两位胰腺癌MRI专业医师共同观察并记录病灶大小及其周围组织形态，并记录正常胰腺形态信号，T1WI、T2WI、LAVA增强的信号图。

1.3 图像处理 由2名高年资MR诊断医师在不知道病理结果的前提下应用GE ADW4.4工作站Functool功能软件共同处理计算，各参数值重复测量3次，取平均值。常规单b值DWI序列生成单指数模型ADC图，eDWI序列生成单指数模型标准的ADC图，双阶单指数模型：双阶单指数相关扩散系数值（D）、灌注相关扩散系数值（D*）、灌注分数（f）值。DWI图像后处理：观察患者病灶的DWI信号特点，放置感兴趣区（ROI）在病灶强化最显著部位，面积稍小于病变范围，结合T1WI、T2WI、LAVA图像，尽量避开囊变、坏死处，每个病灶均测量3次，取平均值。测量并记录以上扫描序列对应的参数。

1.4 评估指标及标准 记录ADC值、ADCstandard、D、D*、f值。绘制相应的ROC曲线，后对阈值及诊断效能分析，曲线下面积（AUC），其中1＞AUC≥0.9认为诊断效能较好，0.9＞AUC≥0.7认为诊断效能一般，0.7＞AUC≥0.5认为诊断效能较低。

1.5 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件。ADC、ADCstandard、D、D*、f值用（±s）表示，采用单因素方差分析，t检验；T1WI、T2WI、DWI参数用［n（%）］表示，采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组病灶T1WI、T2WI、DWI参数信号情况比较 见表1。

表1 两组病灶T1WI、T2WI、DWI参数信号情况比较［n（%）］

2.2 两组不同指数模型各参数值比较 见表2。

表2 两组不同指数模型各参数值比较（±s）

表2 两组不同指数模型各参数值比较（±s）

组别 n ADC(×10-3mm2/s)ADCstandard(×10-3mm2/s)D(×10-3mm2/s)D*(×10-3mm2/s) f(%)胰腺癌组 46 1.36±0.32 1.53±0.33 1.08±0.17 13.89±2.47 50.34±18.25健康组 50 1.73±0.36 1.69±0.30 1.23±0.22 26.45±4.28 66.34±12.25 χ2值 5.304 2.488 3.714 17.410 5.083 P值 0.000 0.015 0.000 0.000 0.000

2.3 两组不同模型参数图 见图1、2。

图1 胰腺导管腺癌

图2 胰腺健康者

2.4 胰腺癌各参数值的诊断效能 胰腺癌组的ADC、D、D*与f参数值鉴别胰腺癌有一定的诊断效能，ADC、D*的特异度较高，D的灵敏度较高。

表3 胰腺癌各参数值的诊断效能

3 讨论

磁共振T1WI、T2WI作为胰腺肿瘤检查的常规序列，对胰腺癌有较高的灵敏度。Gurney-Champion等发现T2WI序列与肿瘤血流动力学有显著关联性，胰管扩张及胰腺液化坏死、囊变成像清晰，同时T2WI对水信号敏感［4］。近年来，随着DWI技术进步，在胰腺诊断方面的应用受到关注，DWI可无创性获取病灶内水分子的布朗运动，而扩散敏感因子b值能反映序列中施加梯度的大小及持续时间［5］。本资料结果显示，胰腺癌患者的T2WI信号强度分布主要为稍高信号、等信号，DWI信号强度分布主要为稍高信号、高信号，与健康者的T2WI、DWI分布差异有统计学意义；而T1WI信号分布差异无统计学意义，表明MR诊断胰腺癌发挥重要的角色，但也有因对比剂过敏，及对比剂的轻微肾毒性，故MR增强不完全适合诊断肾病，以及所有胰腺疾病。

胰腺癌组织内丰富的毛细血管网内血流参与DWI信号的形成。由于胰腺癌组织同时存在体素内灌注及扩散成分，导致DWI信号随b值的增加呈双指数衰减。常规的ADC模型因未涉及血流灌注，虽DWI信号随b值的增加呈单指数衰减，但较难评估胰腺癌组织中复杂的布朗运动［6］。Liu等［7］报道，在胰腺癌组织受到较少灌注影响情况下，ADC模型可计算D值，反映其组织内外水分子的扩散。IVIM模型符合双指数信号衰减形式，IVIM参数能更真实准确地反映胰腺癌组织中水分子的扩散及血流灌注。ADC值作为最常用的组织扩散参数。本资料显示胰腺癌患者ADC值与ADCstandard低于健康者，认为胰腺癌细胞致密，细胞外间隙减小，纤维化程度增加，正常结构消失及水分子扩散速度较慢，导致这2种组织间灌注的不同，与早前研究结果一致［8］。D*值与灌注水平相关，依赖于组织微血管密度与血流信号。本研究显示，D*值约是D值的11倍，与张艳等［9］的结果一致，同时提示增加b值数可提高D*值的精确性。本研究采用8个b值的DWI序列，结果显示胰腺癌患者的D*值低于健康者，提示D*值鉴别胰腺癌有一定的诊断效能，较低的D*值可能与其组织内微血管数较少有关。Yu等［10］研究显示，中等程度纤维化胰腺组织D值会减小，这可能由于胰腺癌细胞形成非典型腺体结构导致的；而严重纤维化时D值又增大，这可能由于少量胰腺细胞与弥漫性纤维化共存，故D值可直观反映胰腺病变纤维化的程度。本研究显示，胰腺癌患者的D值低于健康者，提示胰腺癌组织中等程度纤维化。f值可反映胰腺癌组织低灌注的特征，本研究显示，胰腺癌患者的f值低于健康者，与早前研究结果一致［11］，提示f值有助于诊断胰腺癌。Klau β等［12］报道，在结直肠癌肝脏转移瘤的IVIM中，D*值与f值可重复性均较差，可能原因为［13］：（1）癌灶组织的异质性较显著；（2）癌灶组织的灌注成分较少，易受到测量误差与噪声的影响；（3）低b值时DWI信号变化较大，适当提高低b值DWI图像NEX，可改善其测值的准确性与稳定性；（4）IVIM模型参数还受到如心动周期等诸多生理因素的影响。

综上所述，胰腺癌患者较低的IVIM参数，表明单指数模型能反映胰腺癌的组织内外扩散显著减低为主的扩散特点，同时ADC-standard、D*的特异度较高，D的灵敏度较高，具有一定的鉴别胰腺癌的诊断效能。