磁共振灌注加權(quán)成像在胰腺癌中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張 華 姚振威

作者單位：復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科

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磁共振灌注加權(quán)成像在胰腺癌中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張 華 姚振威

作者單位：復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科

【摘要】胰腺癌發(fā)病隱匿，進(jìn)展迅速，死亡率高，預(yù)后差，其臨床診斷及療效評估主要依靠影像學(xué)檢查。傳統(tǒng)影像學(xué)因?yàn)橹荒芴峁┬螒B(tài)學(xué)變化信息，因此大多只能診斷中晚期腫瘤；目前腹部功能磁共振技術(shù)應(yīng)用發(fā)展很快，從細(xì)胞分子水平上提供胰腺癌診斷或者患者預(yù)后信息已成為可能，從而可以早期診斷和制定個(gè)性化治療方案，盡可能降低胰腺癌病人的死亡率。本文對灌注加權(quán)成像在胰腺癌診斷﹑分級﹑療效評估等的應(yīng)用作一綜述。

【關(guān)鍵詞】胰腺癌；磁共振；灌注加權(quán)成像

中國醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志2016，22：83-86

Chin Comput Med Imag.2016，22：83-86

Department of Radiology, Huashan Hospital, Fudan University

Address: 12 Middle Wulumuqi Rd., Shanghai 200030, P.R.C.

Address Correspondence to YAO Zhen-wei （Email: aocnhnr@126.com）

胰腺癌發(fā)病隱匿，發(fā)現(xiàn)時(shí)多已中晚期，錯(cuò)過了最佳的手術(shù)治療時(shí)機(jī)。并且胰腺癌惡性程度高，死亡率高，術(shù)后五年生存率仍然低于5%［1］。早期發(fā)現(xiàn)并精確分期﹑分級對胰腺癌的治療及預(yù)后評價(jià)顯得尤為重要。

功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）［2］作為一種無創(chuàng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映臟器功能變化的影像學(xué)方法為研究者提供了一種全新的診斷思路，實(shí)現(xiàn)胰腺癌從宏觀形態(tài)學(xué)到微觀代謝和功能狀態(tài)的一站式評估，為早期胰腺癌的檢出﹑腫塊型胰腺炎及正常胰腺組織的鑒別診斷提供信息。目前常用的功能磁共振主要包括：灌注加權(quán)成像﹑彌散加權(quán)成像﹑磁共振波譜成像。

磁共振灌注加權(quán)成像原理

磁共振灌注加權(quán)成像（perfusion weighted imaging，PWI）［3］通過磁共振成像測量并計(jì)算與病變組織毛細(xì)血管灌注情況﹑組織滲透﹑病理狀態(tài)下組織毛細(xì)血管生成等相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，快速準(zhǔn)確無創(chuàng)地評價(jià)活體病變組織的微血管分布，結(jié)合常規(guī)T1/T2加權(quán)成像為疾病的診斷及鑒別診斷提供更有價(jià)值的功能信息。PWI主要反映病變組織微環(huán)境血流動(dòng)力學(xué)及其纖維化程度等信息，屬于常規(guī)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)中的一種功能成像。應(yīng)用于PWI定量分析的量化參數(shù)包括［4-5］：①容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans），其值代表對比劑從病變組織毛細(xì)血管處滲透到組織外間隙的能力，反映組織毛細(xì)血管的成熟程度及微血管密度（microvascular density，MVD），病變組織不成熟毛細(xì)血管越密集﹑滲透性越高，相應(yīng)的Ktrans值越大；②血管外間隙所占的容積百分比（Vp）；③擴(kuò)散系數(shù)（f）；④血管外間隙容積分?jǐn)?shù)（Ve），反映病變組織血管生成及間質(zhì)纖維化程度，病變組織MVD越高，相應(yīng)f及Ve值越高。還有一些可以反映病變組織微循環(huán)變化的半定量分析的灌注參數(shù)包括：時(shí)間信號強(qiáng)度曲線（time-signal intensity curve，TIC）﹑達(dá)峰時(shí)間﹑最大斜率等。目前臨床上最常用于胰腺癌臨床診斷與鑒別診斷的灌注參數(shù)仍為半定量分析參數(shù)，通過這些參數(shù)可以在一定程度上減少因診斷不明造成的治療損傷［6］。

PWI技術(shù)主要包括［7］：對比劑首過磁共振灌注成像﹑動(dòng)脈血質(zhì)子自旋標(biāo)記成像及血氧水平對比增強(qiáng)成像。其中對比劑首過磁共振灌注成像是目前臨床上最常用的一種PWI技術(shù)，采用快速成像序列，引入人體的順磁性對比劑經(jīng)過組織毛細(xì)血管時(shí)，導(dǎo)致局部血管內(nèi)磁場紊亂，引起鄰近質(zhì)子共振頻率及弛豫時(shí)間的改變，導(dǎo)致T1﹑T2明顯縮短［8］。T1WI定量和半定量分析，是評價(jià)病變組織血流信息的最佳選擇，而T2*WI對胰腺癌的診斷及鑒別診斷具有重要的價(jià)值。灌注成像技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代影像學(xué)從宏觀形態(tài)學(xué)到微觀細(xì)胞分子水平的方向發(fā)展。

PWI在胰腺癌診斷與鑒別診斷中的應(yīng)用

腫塊型胰腺炎與胰腺癌臨床表現(xiàn)及影像學(xué)表現(xiàn)存在很大的重疊，然而兩者的治療方案卻截然不同，術(shù)前準(zhǔn)確判斷胰腺病變的性質(zhì)是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。

早期PWI主要受腹式呼吸運(yùn)動(dòng)或者腸蠕動(dòng)等生理活動(dòng)的影響，偽影及模糊效應(yīng)嚴(yán)重，并且腹部靶器官?zèng)]有血-腦屏障，灌注掃描時(shí)磁共振對比劑很快地從血管內(nèi)分布至血管外，因而在腹部臨床應(yīng)用少，但隨著MR快速掃描序列及呼吸門控等技術(shù)的日漸成熟，PWI在腹部的應(yīng)用逐漸開展。

磁共振灌注信息對于了解胰腺內(nèi)外分泌功能及胰腺疾病的病理生理變化極為重要。正常胰腺組織PWI表現(xiàn)為均勻強(qiáng)化，多數(shù)研究表明胰腺各部分灌注間無明顯差異，但是也有研究結(jié)果顯示正常胰腺的頭體尾灌注存在差異［9］。

胰腺癌灌注程度及形式因瘤體內(nèi)腫瘤細(xì)胞的密度﹑纖維化程度﹑殘存的正常胰腺組織及壞死或囊變組織的比例不同而呈現(xiàn)不同的灌注形態(tài)［10］。腫瘤血管在纖維組織間質(zhì)中受壓，血流緩慢，血流量少，血管內(nèi)對比劑滲出量亦少，使胰腺癌組織呈現(xiàn)為低血流量和低血容量的低灌注狀態(tài)。微血管密度多被用來評價(jià)腫瘤的惡性程度，胰腺癌的微血管密度明顯低于正常胰腺組織，高分化胰腺癌微血管密度高于中低分化癌，灌注的Ktrans值就高于中低分化癌，根據(jù)此原理可以通過Ktrans值來間接評價(jià)腫瘤的惡性程度，對于臨床分級有一定的幫助作用。有研究顯示胰腺癌組織的Ktrans值明顯低于正常和鄰近的胰腺組織，而Ve 和f明顯增高［4-5］。Ktrans與腫瘤內(nèi)的纖維化程度呈負(fù)相關(guān)，MVD與Ve和f呈正相關(guān)［11］。然而Ueno等［12］卻研究發(fā)現(xiàn)PWI與MVD之間并沒有明顯的相關(guān)性，而是與胰腺癌組織血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)成一定的正相關(guān)，胰腺癌信號比越高，其血管內(nèi)皮生長因子表達(dá)水平越高。目前關(guān)于胰腺癌PWI與組織病理及胰腺癌微血管血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)性的研究還尚處于初步研究階段。

Coenegrachts等［13］通過分析正常胰腺組織與慢性胰腺炎的時(shí)間信號強(qiáng)度曲線及信號增高率發(fā)現(xiàn)慢性胰腺炎的頭體尾部達(dá)峰時(shí)間明顯長于正常胰腺組織，并且信號增高率明顯小于正常胰腺，提示時(shí)間信號強(qiáng)度曲線及信號增高率這兩個(gè)半定量灌注參數(shù)能有效鑒別慢性胰腺炎。Tajima等［14］研究指出正常胰腺組織灌注達(dá)峰時(shí)間在1min之內(nèi)，腫塊型胰腺炎多在1～2min內(nèi)，而胰腺癌達(dá)峰時(shí)間一般在2min以后。提示PWI時(shí)間信號強(qiáng)度曲線中的達(dá)峰時(shí)間可以為胰腺癌的診斷及鑒別診斷提供可靠的信息，并根據(jù)達(dá)峰時(shí)間將曲線分為四型，＜25s的為Ⅰ型，25～60s的為Ⅱ型，1～2min達(dá)峰的為Ⅲ型，＞2min的為Ⅳ型。胰腺癌可表現(xiàn)為Ⅲ或Ⅳ型，而腫塊型胰腺炎可表現(xiàn)為Ⅱ或Ⅲ型，可見處于Ⅳ型的只有胰腺癌，但是胰腺癌與腫塊型胰腺炎存在重疊交叉的部分，兩者之間沒有明確的分界，因此PWI明確鑒別胰腺癌及腫塊型胰腺炎仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)。胰腺癌病變區(qū)與非病變區(qū)的灌注差異反映癌組織的浸潤程度，而非病變區(qū)域與正常胰腺組織達(dá)峰時(shí)間的差異可提示潛在病變的可能，可為臨床手術(shù)治療提示切除范圍［15］。

雖然現(xiàn)有的PWI技術(shù)一定程度上有助于鑒別胰腺癌與腫塊型胰腺炎，間接評價(jià)病變血管的生成、通透性及纖維化程度，為臨床提供多種有價(jià)值的信息，提高臨床綜合評估能力，但是面對部分腫塊型胰腺炎，其一些灌注特性與胰腺癌較為相似，由于沒有明確的界限標(biāo)準(zhǔn)，致使一些臨床工作者容易混淆，此時(shí)仍需要病理明確診斷。

PWI對胰腺癌治療療效評估的價(jià)值

胰腺癌對放化療敏感性較差，目前臨床多采用手術(shù)配合放化療的綜合療法，而抗腫瘤新生血管生成是目前治療胰腺癌的一個(gè)新靶點(diǎn)［16］。作為一種功能成像技術(shù)，灌注加權(quán)成像可以定量測量組織微循環(huán)相關(guān)參數(shù)，從而無創(chuàng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)早期評估胰腺癌抗血管治療的療效［17］，特別是新型分子靶向藥物的療效，反映胰腺癌對藥物的敏感程度，配合臨床制定更加合理的治療方案。

Akisik等［4］在抗血管治療進(jìn)展期胰腺癌前后分別測得灌注參數(shù)Ktrans，發(fā)現(xiàn)治療前后Ktrans變化顯著，對抗血管治療有反應(yīng)的胰腺癌Ktrans值偏高，當(dāng)治療前Ktrans高于0．78ml/ml·min時(shí)，相應(yīng)胰腺癌對治療反應(yīng)的敏感性達(dá)100%，特異性達(dá)71%，因此可以將治療前Ktrans＞0．78ml/ml·min作為抗血管治療的一項(xiàng)指標(biāo)，預(yù)測胰腺癌抗血管治療的反應(yīng)性。而Park等［18］也是在放化療前后行灌注成像，測得治療前后的灌注參數(shù)，結(jié)果表明治療前Ktrans值高的放化療效果好。因此，灌注加權(quán)成像作為療效評估的一項(xiàng)客觀指標(biāo)可以前瞻性地指導(dǎo)臨床治療方案的選擇，減少可能的無效治療導(dǎo)致的不良反應(yīng)。有關(guān)研究［19］指出PWI在評估胰腺癌預(yù)后也有一定的價(jià)值，胰腺癌血流量越大，整體生存率也會隨之下降。雖然MR PWI在胰腺癌治療療效評估的應(yīng)用研究較少，但不斷地受到臨床工作者及研究人員的重視。

小 結(jié)

綜上所述，由于目前醫(yī)學(xué)界尚沒有統(tǒng)一規(guī)定的MR灌注成像的掃描方法，MR灌注成像序列多，后處理方法及采用的計(jì)算方法也不盡相同，因此目前尚未得出胰腺癌與胰腺炎定量半定量灌注參數(shù)值的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這使得通過胰腺PWI手段對早期病變的檢出、胰腺癌的分級，與腫塊型胰腺炎的鑒別診斷仍面臨很大的挑戰(zhàn)。但是只要我們客觀正確認(rèn)識胰腺癌及腫塊型胰腺炎PWI的特征性表現(xiàn)及其限度，合理運(yùn)用PWI就可以為臨床提供更有價(jià)值的診斷與鑒別診斷及其療效評估的信息。并且隨著MR技術(shù)及灌注參數(shù)計(jì)量模型的不斷發(fā)展統(tǒng)一，相信胰腺癌PWI的研究會有不斷突破，其在腹部的應(yīng)用也會越來越廣闊。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］Schima W, Ba-Ssalamah A, Kolblinger C, et al. Pancreatic adenocarcinoma. Eur Radiol, 2007,17:638-649.

［2］Park H S, Lee J M, Choi H K, et al. Preoperative evaluation of pancreatic cancer: comparison of gadolinium-enhanced dynamic MRI with MR cholangiopancreatography versus MDCT. J Magn Reson Imaging, 2009,30:586-595.

［3］Sandrasegaran K. Functional MR imaging of the abdomen. Radiol Clin North Am, 2014,52:883-903.

［4］Akisik M F, Sandrasegaran K, Bu G, et al. Pancreatic cancer: utility of dynamic contrast-enhanced MR imaging in assessment of antiangiogenic therapy. Radiology, 2010,256:441-449.

［5］姚秀忠,曾蒙蘇,饒圣祥,等.3.0T MR灌注加權(quán)成像和擴(kuò)散加權(quán)成像在胰腺腫塊診斷中的應(yīng)用.中華放射學(xué)雜志,2011,45:646-652.

［6］Tajima Y, Kuroki T, Tsutsumi R, et al. Pancreatic carcinoma coexisting with chronic pancreatitis versus tumor-forming pancreatitis: diagnostic utility of the time-signal intensity curve from dynamic contrast-enhanced MR imaging. World J Gastroenterol, 2007,13:858-865.

［7］姚秀忠,曾蒙蘇.胰腺癌磁共振功能成像的最新進(jìn)展.中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2011，22:258-261.

［8］Edelman RR, Wielopolski P, Schmitt F. Echo-planar MR imaging. Radiology, 1994,192:600-612.

［9］Bali M A, Metens T, Denolin V, et al. Pancreatic perfusion: noninvasive quantitative assessment with dynamic contrast-enhanced MR imaging without and with secretin stimulation in healthy volunteers--initial results. Radiology, 2008,247:115-121.

［10］張 晶,田建明,郝 強(qiáng),等.磁共振灌注成像在胰腺癌中的應(yīng)用初探. 中國醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志,2008,6:569-572.

［11］Bali MA, Metens T, Denolin V, et al. Tumoral and nontumoral pancreas: correlation between quantitative dynamic contrastenhanced MR imaging and histopathologic parameters. Radiology, 2011,261:456-466.

［12］Ueno M, Ohkawa S, Niwa T, et al. The correlation of perfusionweighted MRI with VEGF in resected pancreatic cancer //ASCO Annual Meeting Proceedings，2007, 25: 15092.

［13］Coenegrachts K, Van Steenbergen W, De Keyzer F, et al. Dynamic contrast-enhanced MRI of the pancreas: initial results in healthy volunteers and patients with chronic pancreatitis . J Magn Reson Imaging, 2004,20 :990-997.

［14］Tajima Y, Kuroki T, Tsutsumi R, et al. Pancreatic carcinoma coexisting with chronic pancreatitis versus tumor-formingpancreatitis: diagnostic utility of the time-signal intensity curve from dynamic contrast-enhanced MR imaging . World J Gastroenterol, 2007,13 :858-865.

［15］Nishikawa Y, Tsuji Y, Isoda H, et al. Perfusion in the tissue surrounding pancreatic cancer and the patient's prognosis . Biomed Res Int, 2014,2014:648021.

［16］Awasthi N,Zhang C,Ruan W,et al. Evaluation of poly-mechanistic antiangiogenic combinations to enhance cytotoxic therapy response in pancreatic cancer . PLoS ONE,2012,7:1-12.

［17］Meijerink M R, van Cruijsen H, Hoekman K, et al. The use of perfusion CT for the evaluation of therapy combining AZD2171 with gefitinib in cancer patients . Eur Radiol, 2007,17 :1700-1713.

［18］［18］Park M S, Klotz E, Kim M J, et al. Perfusion CT: noninvasive surrogate marker for stratification of pancreatic cancer response to concurrent chemo- and radiation therapy . Radiology, 2009,250 :110-117.

［19］［19］Ueno M, Niwa T, Ohkawa S, et al. The usefulness of perfusionweighted magnetic resonance imaging in advanced pancreatic cancer Pancreas, 2009,38 :644-648.

The Advance of Perfusion Weighted Imaging in Pancreatic Cancer

ZHANG Hua, YAO Zhen-wei

【Abstract】Pancreatic cancer grows elusively and rapidly, and is with high mortality and poor prognosis. The clinical diagnosis and evaluation of therapy are often depended on imaging examination. However, traditional imaging can provide clinicians with lesion information only when its morphological changes happen. In most cases, advanced pancreatic cancer losing optimal chance of treatment. Nowadays, with widely use of functional magnetic resonance imaging in abdomen，it is possible to get molecular information of pancreatic cancer and early formulate personalized treatment protocol with the goal to decrease the mortality. This review focus on the principle of perfusion weighted imaging and its application in diagnosis, grading, and evaluation of therapy for pancreatic cancer.

【Key words】Pancreatic cancer; MR; Perfusion weighted imaging

收稿時(shí)間:（2015.05.11;修回時(shí)間：2015.08.03）

通信作者：姚振威（電子信箱: aocnhnr@126.com）

通信地址:上海市烏魯木齊中路12號，上海 200030

中圖分類號：R445.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1006-5741（2016）-01-0083-04