磁共振全身彌散加權(quán)成像在全身轉(zhuǎn)移瘤中的應(yīng)用狀況及進(jìn)展*

林翠珍 鄭彩琴 黎劍宇 王永豪 陳凱旋 文豪 石宇文

磁共振全身彌散加權(quán)成像（whole body diffusion weighted，WB-DWI）是近年來磁共振發(fā)展的一種新技術(shù)，是在磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可在自由呼吸狀態(tài)下完成全身掃描，并利用新技術(shù)如3D-MIP重建和黑白反轉(zhuǎn)，能夠?qū)⒉∽冇绕涫悄[瘤性病變以三維的效果顯示，其對(duì)腫瘤探測的敏感性以及特異性可以與目前臨床上用于惡性腫瘤全身轉(zhuǎn)移評(píng)估的“金標(biāo)準(zhǔn)”，即正電子發(fā)射體層成像（positron emission tomograghy，PET）相媲美，已成為臨床上探測全身轉(zhuǎn)移瘤的影像檢查方式的熱點(diǎn)之一。

1 WB-DWI的成像原理及技術(shù)發(fā)展

彌散加權(quán)成像（DWI）是在常規(guī)MRI序列的基礎(chǔ)上，在X、Y、Z軸三個(gè)互相垂直的方向上施加彌散敏感梯度，從而獲得反映體內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀況的MRI圖像。彌散運(yùn)動(dòng)引起MR信號(hào)衰減A=exp（-bD），其中D為彌散系數(shù)（diffusion coefficient），反映擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的快慢，單位為：mm2/s；b為彌散敏感系數(shù)，單位為s/mm2。在DWI中通常利用表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）描述組織中水分子彌散強(qiáng)度的大小。主要是依據(jù)人體病理生理狀態(tài)下細(xì)胞內(nèi)、外水分子的跨膜運(yùn)動(dòng)功能狀態(tài)的改變對(duì)疾病進(jìn)行診斷[1]。當(dāng)人體內(nèi)組織器官發(fā)生病變時(shí)，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能也會(huì)隨之出現(xiàn)異常變化，影響到水分子的正常彌散，導(dǎo)致了ADC值出現(xiàn)變化，表現(xiàn)為在DWI圖上出現(xiàn)ADC減小時(shí)信號(hào)增高而ADC增加時(shí)信號(hào)減低的現(xiàn)象。

DWI所觀察到的彌散效應(yīng)除反映水分子自身的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)之外，還與使用的b值有關(guān)，所選的b值越高，測得的ADC值準(zhǔn)確。但b值增高，圖像的信噪比隨著下降，所獲得的圖像則不能清楚地顯示病灶。Bogner等[2]認(rèn)為，b=850 s/mm2時(shí)，DWI圖像的信噪比最高，許多研究所用的b值為500~1000 s/mm2[3-7]，也有研究選用10個(gè)b值（0，50，100，250，400，550，700，850，1000，1250）[2]，發(fā)現(xiàn)選用2個(gè)b值，即b=50和b=850時(shí)與選用10個(gè)b值得出的ADC值無顯著差異。

早期的DWI主要用于腦部疾病的檢查，尤其是腦梗死的早期診斷[8]，為及時(shí)溶栓提供了影像依據(jù)。根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和ADC值的變化，DWI可應(yīng)用于鑒別各種腫瘤的成分，有助于判斷腫瘤的良惡性。但大量的研究顯示，DWI對(duì)于腦部病變的檢查敏感性過高，對(duì)脊柱以及脊髓病變的顯示很有局限性[9-15]。并且傳統(tǒng)的DWI對(duì)全身的掃描時(shí)間長，心跳、呼吸運(yùn)動(dòng)等生理運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生偽影，這就使得要進(jìn)行體部DWI時(shí)，不得不要求患者屏氣才能完成掃描。由于屏氣時(shí)間有限，導(dǎo)致一部分圖像的分辨率和信噪比缺失，也無法完成全身大范圍的掃描。2004年，日本學(xué)者Takahara等[16]首次報(bào)道聯(lián)合應(yīng)用DWI與平面回波成像（EPI）及短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)（short tau inversion recovery，STIR）脂肪抑制技術(shù)，抑制肌肉、脂肪、肝臟等組織器官的背景信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了在自由呼吸下采用快速DWI全身掃描脈沖序列克服呼吸和掃描時(shí)間的限制，真正實(shí)現(xiàn)清晰的全身成像。

近年國內(nèi)外學(xué)者初步研究表明，WBDWI方法簡單、費(fèi)用低、無輻射損傷，可對(duì)患者進(jìn)行全身大范圍掃描，來觀察腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶、淋巴結(jié)受累情況，并得到腫瘤篩查、分期、病變良惡性鑒別等診斷信息，可以幫助臨床醫(yī)生明確腫瘤分期，并未治療方案提供依據(jù)，是一種臨床急需的全身檢查技術(shù)。

2 WB-DWI在腫瘤性病變中的應(yīng)用

2.1 WB-DWI篩查腫瘤性病變 DWI與全身MR掃描技術(shù)相結(jié)合，可以在短時(shí)間內(nèi)獲得全身彌散圖像，同時(shí)利用3DMIP重建和黑白反轉(zhuǎn)技術(shù)顯示惡性腫瘤原發(fā)灶部位和轉(zhuǎn)移灶的基本情況可以得到三維的展示，取得了很好的效果，達(dá)到了類似PET的圖像[17]，使WB-DWI成像有望成為篩查惡性腫瘤及腫瘤全身轉(zhuǎn)移情況的一種新的技術(shù)并有望得到推廣。目前已有研究表明，WB-DWI對(duì)骨骼系統(tǒng)、肝臟及淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移瘤具有較高的檢出率。此外，WB-DWI具有覆蓋全身范圍、所需時(shí)間短、無造影劑的使用、價(jià)格低廉、沒有創(chuàng)傷等有點(diǎn)，非常合適應(yīng)用于對(duì)患者進(jìn)行全身轉(zhuǎn)移瘤的篩查。其所獲得的三維結(jié)果的展示，在很大程度上緩解了醫(yī)師閱讀全身大量MR斷層圖像的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也可以更有效的幫助醫(yī)生給出明確正確的診斷，這項(xiàng)技術(shù)具有重要的臨床實(shí)用價(jià)值。

2.2 WB-DWI在良惡性腫瘤鑒別中的作用 WB-DWI不僅能探測病灶的有無，還可以鑒別病灶的良惡性。惡性腫瘤增殖活躍，細(xì)胞數(shù)量多且體積大，排列緊密，使水分子擴(kuò)散受限，ADC值降低，在DWI上顯示高信號(hào)。WB-DWI從分子水平提供全身細(xì)胞水平代寫減弱信息，更早地發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤腫瘤細(xì)胞異常信號(hào)。目前已有很多研究應(yīng)用ADC值對(duì)不同的病灶進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)用ADC值的不同對(duì)腦內(nèi)囊性病變進(jìn)行病理分析的研究結(jié)果顯示，腦膿腫發(fā)生時(shí)測得的ADC值較囊性級(jí)壞死性轉(zhuǎn)移灶的測得值較低[18]。胡奕等[19]應(yīng)用WB-DWI對(duì)肝臟的局限性病灶進(jìn)行病變的初步研究證明，ADC值較高的多見于肝內(nèi)的良性病變，還發(fā)現(xiàn)原發(fā)性肝癌、肝臟轉(zhuǎn)移瘤、血管瘤、肝囊腫的ADC值依次升高。許多研究也表明，ADC值在乳腺癌與乳腺的良性病變和乳腺的正常組織中也存在顯著差異，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[20-21]。一般認(rèn)為，惡性病變的ADC值小于良性病變小于正常組織。

然而也有相關(guān)結(jié)論表明，ADC值在不同部位的腫瘤局部DWI測定中也有一定差別，如脊椎、肝臟、前列腺等，但也存在著部分重疊的現(xiàn)象[19-22]。各研究報(bào)道中，存在著對(duì)同一部位或同種病變的ADC值的測定不盡一致，故在ADC值的測定及對(duì)良惡性病變的評(píng)估上仍有待進(jìn)一步的研究。

2.3 WB-DWI在探測惡性腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用與價(jià)值含大量脂肪細(xì)胞的骨髓組成了正常骨骼系統(tǒng)，肺實(shí)質(zhì)信號(hào)確實(shí)是因?yàn)榻M織中含大量氣體，肝臟T2WI背景信號(hào)低，以上組織及其信號(hào)特征使其在WB-DWI呈較低信號(hào)，這些特點(diǎn)有利于表示惡性轉(zhuǎn)移瘤的高信號(hào)容易表現(xiàn)出來，臨床上易于通過血行轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤如肺癌、乳腺癌、前列腺等。而WBDWI對(duì)發(fā)現(xiàn)骨組織的惡心腫瘤較骨掃描敏感，如頸椎、腰椎、骶椎等椎骨的病變，骨盆、肋骨及股骨的病變，同時(shí)能夠獲得胸部、腹部及盆腔臟器影像，這就使得WB-DWI在探測惡性腫瘤的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移上具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

在WB-DWI圖像上，由于特殊的手段可以是對(duì)肌肉、脂肪、肝臟等組織器官背景信號(hào)給予充分抑制，在這種背景被抑制的情況下淋巴結(jié)顯示得更為清楚，對(duì)小淋巴結(jié)也可以顯示。研究證實(shí)，WB-DWI對(duì)雙側(cè)頸部、腋下、腹股溝及腹膜后淋巴結(jié)的顯示能力可達(dá)98%左右，這種檢測效果足以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)淋巴結(jié)大小、形態(tài)學(xué)特征的變化。臨床上結(jié)合ADC值，可以對(duì)淋巴結(jié)的病變起到定性診斷的結(jié)果。

2.4 WB-DWI在腫瘤分期及治療效果的評(píng)價(jià)中的應(yīng)用WB-DWI在評(píng)估腫瘤原發(fā)病中及其遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的同時(shí)，為腫瘤分期提供了依據(jù)，且能夠提供腫瘤的形態(tài)學(xué)和功能學(xué)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，而腫瘤的分期對(duì)治療方案的制定以及預(yù)后的評(píng)估有重大意義。有效的腫瘤治療會(huì)引起組織內(nèi)不同類別的水分子擴(kuò)散狀況的改變，使ADC值發(fā)生變化。據(jù)有關(guān)研究表明，對(duì)治療敏感的腫瘤患者，ADC值可以反映化療的效果，化療療效與ADC值的變化呈正相關(guān)，化療后ADC值高于化療前[23]。Theilmann R J等[24]研究表明，化療開始后4 d ADC值有可能發(fā)生明顯變化，化療進(jìn)行到第11 d時(shí)變化最顯著，其認(rèn)為11 d的表現(xiàn)可以作為評(píng)判療效的證據(jù)。本研究表明，ADC值對(duì)腫瘤治療藥物的療效有一定的預(yù)測能力，為腫瘤早期療效檢測提供了一個(gè)量化的指標(biāo)，是腫瘤評(píng)估的有價(jià)值的手段。

2.5 WB-DWI的應(yīng)用前景 隨著MR掃描技術(shù)的發(fā)展，磁體內(nèi)置BODY線圈的使用，免去了在采集信號(hào)過程中對(duì)表面線圈的更換，同時(shí)應(yīng)用掃描床的同步移動(dòng)技術(shù)，使得全身檢查不再需要對(duì)每一檢查部位重新定位，而是一次定位即可完成全身MR掃描，這種新技術(shù)的應(yīng)用極大地縮短了掃描時(shí)間，增強(qiáng)了全身MR檢查的簡易性和實(shí)用性[25]，其具有覆蓋全身范圍、檢查時(shí)間短、無需造影劑、費(fèi)用低、無創(chuàng)等優(yōu)勢(shì)，以及類似于PET的圖像效果和對(duì)腫瘤性病變探測的敏感性和特異性，使得WB-DWI在臨床上更有廣闊的應(yīng)用前景。

2.6 WB-DWI臨床應(yīng)用的局限性 WB-DWI的空間分辨率較低，圖像質(zhì)量遠(yuǎn)比不上增強(qiáng)掃描，難以準(zhǔn)確顯示病灶的形態(tài)，對(duì)于小于1 cm的病灶亦不易顯示；全身彌散加權(quán)成像由于線圈長度的限制，并非實(shí)現(xiàn)真正意義上的全身范圍掃描，使得四肢遠(yuǎn)端的病灶難以顯示；在頸部的顯示效果也較差，不能明顯的區(qū)分頸部各種血管和淋巴，也沒有統(tǒng)一的設(shè)備要求和相同的技術(shù)參數(shù)，使得各研究項(xiàng)目的結(jié)果不盡相同，缺乏可比性。

綜上所述，WB-DWI雖存在一定的不足，但其對(duì)全身轉(zhuǎn)移瘤的敏感性和特異性以及低費(fèi)用、無創(chuàng)傷、可短期內(nèi)復(fù)查的特點(diǎn)，有很大的優(yōu)越性。隨著磁共振技術(shù)的不斷發(fā)展，相信WB-DWI有著廣闊的前景。

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