磁共振全身彌散成像在全身腫瘤篩查中的應(yīng)用

李寧

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京第一醫(yī)院影像科，江蘇 南京 210006

磁共振全身彌散成像在全身腫瘤篩查中的應(yīng)用

李寧

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京第一醫(yī)院影像科，江蘇 南京 210006

目的 探討磁共振全身彌散成像在全身腫瘤篩查中的應(yīng)用。方法 通過(guò)對(duì)磁共振全身彌散成像技術(shù)原理的闡述，分析這項(xiàng)新的技術(shù)成像的特點(diǎn)。結(jié)果 與正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（Positron Emission Tomography-Computed Tomography, PET-CT）檢查技術(shù)相比，磁共振全身彌散成像技術(shù)有易行、便捷、高敏感、無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于全身腫瘤篩查有很高的敏感性，低輻射，費(fèi)用相對(duì)較低。結(jié)論 磁共振彌散成像非常適合臨床對(duì)于全身腫瘤的篩查。

核磁共振；彌散加權(quán)成像；腫瘤篩查

近年來(lái)，隨著大型MR設(shè)備的出現(xiàn)及軟件功能的不斷更新，各種新的成像技術(shù)不斷被推出，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。功能性磁共振成像的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像從傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)檢查向在體的生化代謝的飛躍，是一種無(wú)創(chuàng)的檢查方式。其中，背景抑制快速全身磁共振彌散成像（Whole-body diffusion-weighted imaging with background suppression，WBDWI）出現(xiàn)并應(yīng)用于臨床，已受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。該項(xiàng)技術(shù)能夠一次性完成全身大范圍掃描，獲得全身腫瘤篩查圖像，且可以提供良惡性腫瘤的鑒別、腫瘤臨床病理分期（TNM）及療效隨訪等信息[1]。圖像經(jīng)計(jì)算機(jī)3D處理后與正電子發(fā)射成像（PET）近似，因此，磁共振彌散全身成像（WB-DWI）又稱為“MR類PET”技術(shù)，但比PETCT具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)：檢查費(fèi)用遠(yuǎn)低于PET-CT，因而，可以實(shí)現(xiàn)在腫瘤病人檢查中的常規(guī)應(yīng)用，以及高端體檢的應(yīng)用。

1 磁共振全身彌散成像技術(shù)的原理

WB-DWI成像原理是依據(jù)人體病理狀態(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。WB-DWI在DWI的基礎(chǔ)上，采用STIR（短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列）技術(shù)，對(duì)肌肉、脂肪、肝臟等組織器官的背景信號(hào)抑制更加明顯；實(shí)際上是在WB-DWI的基礎(chǔ)上添加IR（翻轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖)，起到抑制部分短Tl信號(hào)，突出病灶DWI高信號(hào)的作用。彌散加權(quán)成像是通過(guò)一種特殊設(shè)計(jì)的序列，對(duì)于水的彌散非常敏感，擴(kuò)散速度越快，則信號(hào)越弱；擴(kuò)散速度越饅，則信號(hào)越強(qiáng)，因而在圖像上形成對(duì)比[2]。自由水（如腦脊液、尿液、膽汁）具有最快的擴(kuò)散速度，而正常組織由于有細(xì)胞膜的限制，細(xì)胞內(nèi)的水?dāng)U散受限，因而擴(kuò)散速度慢于自由水。正常組織之間擴(kuò)散速度有一定的差異，最突出的是神經(jīng)組織，因其獨(dú)有的軸突結(jié)構(gòu)使水的擴(kuò)散速度明顯慢于其他組織[3]。

2 磁共振全身彌散成像技術(shù)的特點(diǎn)

（1）彌散成像使用了翻轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)后，由于背景信號(hào)被抑制，從原始彌散圖像上就可以發(fā)現(xiàn)微小的轉(zhuǎn)移灶，提高了診斷的敏感性[4]。

（2）彌散技術(shù)對(duì)病變，特別是惡性腫瘤，轉(zhuǎn)移瘤有很高的敏感性及特異性（觀察ADC值），因此非常適合對(duì)腫瘤病人的篩查與腫瘤鑒別[5]。

（3）磁共振對(duì)人體無(wú)任何放射損傷，彌散序列掃描無(wú)需造影劑，也非常適合臨床推廣。因此，磁共振全身彌散技術(shù)是最佳的體檢和診斷方法之一。一般來(lái)說(shuō)每年做一次磁共振全身彌散技術(shù)檢查比較合適。磁共振全身彌散技術(shù)檢查與目前其他手段相比，具有靈敏度高、準(zhǔn)確性好的特點(diǎn)，對(duì)許多疾病尤其是腫瘤和常見(jiàn)的心腦血管疾病有早發(fā)現(xiàn)、早診斷的價(jià)值[6]。

3 磁共振全身彌散成像的新應(yīng)用—全身腫瘤的篩查

磁共振檢查對(duì)人體無(wú)任何放射損傷，而且全身彌散成像可以一次性進(jìn)行大范圍掃描，微小病灶敏感性高、無(wú)輻射。因此，磁共振全身彌散成像技術(shù)是最佳的體檢和診斷設(shè)備，是非常適合于臨床篩查的一項(xiàng)檢查手段。在國(guó)外，磁共振全身彌散成像技術(shù)被視為健康體檢的最佳手段，定期做磁共振全身彌散成像技術(shù)檢查可發(fā)現(xiàn)一些無(wú)癥狀的早期患者。圖像上病變與正常組織結(jié)構(gòu)間信號(hào)對(duì)比明顯，能有效地協(xié)助全身性尋找原發(fā)灶部位及腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處臟器轉(zhuǎn)移的顯示[7]。通過(guò)原理可知，磁共振全身彌散技術(shù)能夠檢測(cè)到細(xì)胞級(jí)的病變，其對(duì)惡性腫瘤的敏感性相當(dāng)高。與腫瘤浸犯的淋巴結(jié)的水分子擴(kuò)散蔓延不同，DWI序列對(duì)腫瘤的淋巴結(jié)侵犯較為敏感的原因，是由于其假陽(yáng)性只有神經(jīng)組織和細(xì)胞水腫，故特異性較高[8]。另外其空間分辨率也明顯高于PET-CT檢查。類PET圖像可以與MRI的常規(guī)T1、T2像結(jié)合，形成融合圖像，更易于病變的定位與診斷。己經(jīng)有研究表明，磁共振全身彌散技術(shù)與PET-CT比較，兩種融合圖像對(duì)惡性腫瘤的診斷能力無(wú)顯著差異。

4 磁共振全身彌散技術(shù)在臨床中的其他應(yīng)用

4.1 健康體檢篩查

健康體檢篩查可使全身絕大多數(shù)腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶得到較好的顯示，同時(shí)也可發(fā)現(xiàn)肝腎囊腫等良性病變，因此也可作為健康體檢篩查[9]。

4.2 急性腦梗死的應(yīng)用

因?yàn)槿毖糠帜X組織細(xì)胞膜上依賴ATP酶的離子泵功能喪失，影響了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，使細(xì)胞內(nèi)大分子如蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞間隙，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙粘滯度增高，使水分子擴(kuò)散受限。病灶和表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）值減低，DWI信號(hào)增加[10]。

4.3 在腫瘤惡性程度分級(jí)中的作用

Andreas等[11]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)實(shí)體腫瘤區(qū)ADC值隨著腫瘤級(jí)別的升高而減小，不同級(jí)別實(shí)體腫瘤區(qū)ADC值均較壞死區(qū)低，差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示隨著腫瘤級(jí)別升高，腫瘤細(xì)胞密度增高，細(xì)胞間連接更緊密，水分子彌散減慢，從而導(dǎo)致ADC值降低。陳軍等[12]通過(guò)手術(shù)證實(shí)的34例星形細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)，低級(jí)別星形細(xì)胞瘤（Ⅰ-Ⅱ級(jí)）平均ADC值較高級(jí)別星形細(xì)胞瘤（Ⅲ-Ⅳ級(jí)）高，低級(jí)別星形細(xì)胞瘤細(xì)胞密度低于高級(jí)別星形細(xì)胞瘤，證實(shí)腫瘤細(xì)胞密度與腫瘤級(jí)別負(fù)相關(guān)。

4.4 早期預(yù)測(cè)腫瘤治療效果、監(jiān)測(cè)患者的預(yù)后

Hamstra等[13]研究表明，治療前腫瘤ADC水平與治療后腫瘤的消退呈負(fù)相關(guān)，即治療前ADC水平越高，則腫瘤的治療效果越差；而較低的ADC卻能取得更好的治療效果，也就是治療前腫瘤的ADC水平，可以作為一種影像學(xué)指標(biāo)預(yù)測(cè)治療效果。而腫瘤在接受有效治療后，由于細(xì)胞壞死及凋亡導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量及密度的降低，細(xì)胞外水分子容積增加，腫瘤ADC值升高，若ADC值降低或穩(wěn)定，則意味著細(xì)胞內(nèi)水分子容積增加及組織內(nèi)自由彌散的水分子減少。往往繼發(fā)于腫瘤治療效果不佳或腫瘤進(jìn)展?？蓪?duì)腫瘤患者治療效果作出準(zhǔn)確、直觀的顯示；對(duì)于全身轉(zhuǎn)移灶篩查、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移篩查，明確其惡性腫瘤指征尋找原發(fā)灶；術(shù)前評(píng)估，可于手術(shù)前評(píng)估腫瘤的位置、大小，供臨床醫(yī)生作為治療的依據(jù)。

綜上所述，磁共振彌散成像與傳統(tǒng)磁共振成像相比是一個(gè)全新的領(lǐng)域，提供了常規(guī)MR不能提供的信息，對(duì)全身腫瘤的篩查和腫瘤的檢出、轉(zhuǎn)移等方面提供了更好的敏感性和特異性，具有一定的價(jià)值。雖然這項(xiàng)技術(shù)存在一些問(wèn)題，但隨著磁共振技術(shù)的日益發(fā)展，彌散成像必將有更廣闊的發(fā)展空間和臨床應(yīng)用前景。

[1] 聶翔,李金高.磁共振彌散成像在腫瘤中的應(yīng)用進(jìn)展[J].實(shí)用癌癥雜志,2009,24(3):326-327.

[2] 仲蘇玉,李淑宇,李曉光.磁共振彌散成像在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷與再生中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2009,24(5):53-55.

[3] 酈妙爾,徐慶云.磁共振成像與應(yīng)用[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué),2011,17(25): 30-32.

[4] 郝帥營(yíng),張濱,許衛(wèi).磁共振彌散加權(quán)成像在直腸癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2010,25(6):134-137.

[5] 金偉,陳宏偉,陳靜雯.高場(chǎng)磁共振全身擴(kuò)散成像圖像評(píng)估與優(yōu)化研究[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2011,26(8):28-31.

[6] 黃洲,歐陽(yáng)可勛,符平仲.磁共振成像臨床應(yīng)用探討[J].實(shí)用醫(yī)技雜志,2007,14(9):1113-1114.

[7] 何翠菊,羅婭紅,李森,等.全身磁共振彌散成像技術(shù)在肺癌分期中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2009,20(12): 925-928.

[8] 夏進(jìn)東,代河柳.磁共振彌散成像技術(shù)在肝臟疾病診斷中的新進(jìn)展[J].鄖陽(yáng)醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,28(5):524-527.

[9] 鐘群,陳自謙,陳錦華,等.磁共振彌散成像在肝癌肝移植術(shù)后檢測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值研究[J].福州總醫(yī)院學(xué)報(bào),2010,17(4): 238-239.

[10] 王學(xué)梅,邴晶,譚曉天.3T磁共振THRIVE技術(shù)在腹部疾病中應(yīng)用價(jià)值[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2011,26(6):16-17.

[11] Herneth AM,Goaione S,Bednarski M.Apparent Diffusion Coefficient a quantitative parameter for in vivo tumor characterization[J].European Joumal of Radiology,2003,45(3):208-213.

[12] 陳軍,夏軍,周義成,等.星形細(xì)胞瘤磁共振彌散加權(quán)腫瘤細(xì)胞密度的相關(guān)性研究[J].中華腫瘤雜志,2005,27(5):309.

[13] Hamstra DA,Lee KC,Tychewicz JM,et al.The use of19F spectroscopy and diffusion weighted MRI to evaluate differences in genedependent enzyme prodrug therapies[J].Mol Ther,2004, 10(41):916-928.

Application of Magnetic Resonance Whole Body Diffusion Imaging in Systemic Tumor Screening

LI Ning
Radiology Department, Nanjing First Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China

Objective To discuss the application of magnetic resonance whole body diffusion imaging in systemic tumor screening. Methods Discussed the principle of MR whole body diffusion imaging technology, and analyzed the characteristics of this new imaging technology. Results Compared with PET-CT technology, magnetic resonance whole body diffusion imaging is easier, more convenient, highly sensitive and non-radiative, and has higher sensitivity, lower radiation and cost. Conclusion Magnetic resonance diffusion imaging is very suitable for systemic tumor screening.

magnetic resonance; diffusion weighted imaging; tumor screening

R730.4；R445.2

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.08.039

1674-1633(2012)08-0120-02

2012-03-30

作者郵箱：kymcoboy@163.com