IVIM-DWI定量参数对胰腺癌的诊断价值

李飞飞，郝金钢

（1）北京恒和中西医结合医院放射科，北京 100005；2）昆明医科大学第二附属医院放射科，云南昆明 650101）

胰腺癌（pancreatic cancer，PCa）是消化道常见的恶性肿瘤，是40 a来生存率没有改善的少许癌症之一。目前常规的CT、MRI、EUS及ERCP技术在早期的胰腺癌诊断方面仍然的不到满意的效果，大约74%的胰腺癌的发现已经是晚期[1-2]。弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是目前唯一能够无创检查活体组织的病理生理变化，而且已经被用于疾病的早期诊断，并且取得了较好的效果。笔者采用双指数的体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）DWI对胰腺癌的诊断进行研究，探讨纯扩散系数（pure diffusion coefficient，PD）、灌注相关扩散系数（pseudo-diffusion coefficient，PDC）和灌注分数（perfusion fraction，PF）在胰腺癌诊断的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集2016年1月至2018年1月在昆明医科大学第二附属医院经手术病理和随访证实资料齐全的胰腺癌40例。其中；男性28例，女性12例，年龄35～79岁，平均（59.8±11.1）岁。同时收集随访证实的20例慢性胰腺炎进行对照分析。

1.2 检查方法

采用荷兰Philips公司的Achieva 3.0T TX磁共振系统，体部专用相控阵线圈。扫描序列包括：冠状位T2WI：TE 80 ms，TR 950 ms，矩阵252×185，FOV 33 cm×33 cm，层厚8 mm，层间距1 mm，层数16，NSA 1。横轴位T2WI：TE 80 ms，TR 950 ms，矩阵248×143，FOV 32 cm×32 cm，层厚8 mm，层间距1 mm，层数18，NSA 1。横轴位T1WI：TE 1.6 ms，TR 3.4 ms，矩阵188×147，FOV 32 cm×32 cm，层厚8 mm，层间距1 mm，层数100，NSA 1。IVIM-DWI采用SS-EPI序列，b值选取0、20、40、70、100、200、400、700及1 000 s/mm2，TR/TE=2 372 ms/59 ms，FOV 32 cm×30 cm，矩阵120×128，层厚4 mm，层间距0.4 mm，层数30，NSA 2。

1.3 数据后处理和测量

IVIM-DWI原始数据传至飞利浦专用软件进行后处理，由2名高年资主治医生共同对数据进行处理，尽量避开坏死、囊变、主胰管及病变边缘等区域测量，获得各项参数值（D值、D* 值、f值）及对应的伪彩图。

1.4 统计学处理

采用SPSS软件进行统计学分析，配对t检验对胰腺癌的D值、D*值、f值进行分析，P＜0.05为差异有统计学意义。绘制ROC曲线分析各参数对胰腺癌的诊断效能。

2 结果

2.1 常规MRI表现

40例胰腺癌中，胰头肿块20例，胰腺体部肿块11例，9例胰尾部肿块。T1WI呈局部或弥漫性信号降低，T2WI呈不均匀稍高信号，边界欠清；胰腺非肿瘤区实质信号降低，远段实质萎缩，主胰管扩张。14例伴有侵犯肠系膜动静脉，11例腹膜后淋巴结转移，9例伴有肝转移，6例伴有十二指肠壶腹部受侵及胆总管明显扩张。

2.2 胰腺癌和慢性胰腺炎IVIM各参数比较

IVIM可以较好的显示胰腺癌病灶的特征，并计算出D值、D* 值、f值，获得对应的伪彩图，弥散信号随着b的增加呈双指数曲线样的形式递减（图1）。胰腺癌的f值与慢性胰腺炎相比差异有统计学意义（P＜0.001）。胰腺癌的D*值、D值与慢性胰腺炎相比差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

2.3 D值、D*值、f值在胰腺癌的诊断效能

f值的ROC曲线面积为0.979，（P＜0.001），其曲线下面积95%的区间为0.795～0.987，诊断效果最佳，D值ROC曲线面积=0.580，P=0.327，D* 值ROC曲线面积为0.624，P=0.128、诊断胰腺癌的能力较差，见表2，图2。

3 讨论

胰腺癌被称为“癌中之王”，是恶性程度非常高的消化道肿瘤，进展快、预后差，早期病情较隐匿，手术切除和化疗效果不佳[3-5]。近年来，胰腺癌的发病率在逐年增多，成为危害人类健康的重大问题[6-7]。DWI可以对组织内部水分子自由运动进行无创性的评估，是近些年发展起来的MRI功能成像技术，检查时间短，无需注射造影剂的优势越来越得到临床重视。随着EPI技术的发展，DWI在腹部器官评估方面的应用也是日益增多，这种技术不但可以提供常规成像的形态学信息外，还可以提供功能信息，ADC值可以作为早期诊断及良恶性病变检测和定性的工具。

图1 胰腺尾部胰腺癌的MRI表现Fig.1 The MRI of pancreas tail pancreatic cancer

表1 胰腺癌、慢性胰腺炎D值、D*值、f值比较（）Tab.1 Comparisons of D value,D*value and f value of pancreatic cancer and chronic pancreatitis（）

表1 胰腺癌、慢性胰腺炎D值、D*值、f值比较（）Tab.1 Comparisons of D value,D*value and f value of pancreatic cancer and chronic pancreatitis（）

与慢性胰腺炎组比较，*P ＜0.001。

图2 D值、D*值、f值在胰腺癌诊断效能的ROC曲线Fig.2 ROC curves of D value,D* value and f value in the diagnosis of pancreatic cancer

表2 D、D*、f值鉴别诊断胰腺癌与慢性胰腺炎的诊断效能Tab.2 The diagnostic efficacy of D,D* and f value in differentiating pancreatic cancer from chronic pancreatitis

国内外文献研究证实单指数DWI能够提高胰腺癌的诊断水平，高b值的ADC值有助于胰腺癌与慢性胰腺炎的鉴别诊断[8]。在笔者既往利用1.5T MRI采用b值700 mm/s2的单指数DWI研究中表明ADC值在鉴别胰腺癌与慢性胰腺炎中具有统计学意义[9]。但不同的学者研究的结果不尽相同[10-12]。胰腺癌与慢性胰腺炎的ADC值仍然存在重叠性，主要是因为胰腺恶性肿瘤细胞的增殖，伴有大量的纤维及结缔组织等间质成分导致的弥散受限；与慢性胰腺炎病变中炎性细胞的浸润伴有纤维组织的增生引起弥散受限相接近[13]。另外与所收集的样本、采用的机器及扫描参数亦有一定的相关性。尤其是ADC值反映的不仅是水分子的随机扩散运动，而且还反映了毛细血管网内的微循环灌注的情况，因此双指数的IVIM-DWI模型提出将这二种信号的衰减分开单独进行计算，从而衍生出了D、D*和f值等定量参数值[14]。

纯扩散系数D是真性扩散系数，取决于液体的粘度并且反映了由细胞膜、大分子和纤维造成的细胞内外单纯水分子扩散受限的情况。笔者的研究结果显示胰腺癌、慢性胰腺炎之间的D值无统计学意义（P＞0.05），可能原因是D值为真性扩散系数值，反映组织结构引起的扩散受限状态，而这二者之间的组织结构差异可能不大；也有可能是b值选择及IVIM后处理软件的不同所引起的；再者就是和笔者收集的样本有一定的相关性，有待于进一步深入研究。

灌注相关扩散系数D* 是假性扩散系数，表示局部感兴趣区内微循环灌注所致的扩散效应。我们的研究显示胰腺癌的D*值明显大于D值，但与慢性胰腺炎的D*值相比未见明确的统计学意义（P＞0.05）。文献报道D* 的差异很大，Park等认为病理条件下的D*值差异与实际测量数值的误差较大，没有可信度[15]。这与很多学者认为IVIM模型的特点及D*的计算需要高质量数据，大都采用了D值和f值的对病灶进行评估相一致[16]。

灌注分数f值反映的是胰腺癌的血管分布特点是乏血供，而慢性胰腺炎的血管密度较高，所以f值有助于胰腺癌、慢性胰腺炎的鉴别。f值对诊断胰腺癌与慢性胰腺炎的诊断效能最佳，敏感度和特异度分别为95%、94.3%；与Kang等[17]和Klau等[18]的研究结果相近。Lemke等[19]及Klauss等[20]认为当胰腺血管被抑制，其f值降低，提示f值取决于病变血管的密度，而胰腺癌与慢性胰腺炎的血供分布不同，所以f值在胰腺癌和慢性胰腺炎的鉴别具有重要的意义。