恶性肿瘤是威胁人类生命的严重疾病之一。检测恶性肿瘤浸润范围及有无远处转移对疾病分期、选择治疗方案及预后判断都很重要。近几年，PET／CT用于恶性肿瘤的全身检查。成为恶性肿瘤诊断、分期的“金标准”。磁共振扩散加权成像(DWI)对恶性肿瘤具有高敏感性，结合全身成像技术。采用最大密度投影(MIP)技术对图像进行三维重建、黑白翻转，形成“类PET”影像，有望成为筛查恶性肿瘤全身转移灶的有力工具。
lDWI的研究进展
1.1DWI的技术发展不同部位扩散加权成像的扩散敏感系数(b值)的选择很重要，随着b值的增加，影像的扩散权重加大。病变组织和正常组织之间的对比度增加，提高了DWI的敏感性；但高b值会使影像信噪比(SNR)降低，因为b值的增加主要是通过延长梯度脉冲持续时间和间隔时间来完成的，这样使回波时间(TE)延长，造成信号衰减。随着梯度磁场的发展．更高的梯度场强及更快的切换率使高b值DwI影像质量显著提高．不但保证了DWI的敏感性，且SNR较高。
DWI对运动非常敏感。活体组织的扩散系数不仅受到微循环灌注、体液流动、细胞渗透性等因素的影响；同时也受呼吸、心跳、血管搏动、肠道蠕动等生理活动的影响[31。在体部扩散成像过程中，既需克服生理运动带来的影响，又要保证对于微观运动的高度敏感性。屏气成像能避免大幅度呼吸运动产生伪影，但由于其时间限制，使得薄层DwI无法获得足够的SNR，且成像范围有限，使其应用于体部受到一定的限制。随着平面回波(EPI)、灵敏度编码(SENsE)、集成并行成像(iPAT)等MR快速成像技术的发展，体部DWI的影像质量显著提高。EPI容易产生磁敏感性伪影与化学位移伪影。可通过匀场、薄层成像、缩短TE等来减少磁敏感性伪影，有效的抑脂技术也能减少EPI产生的化学位移伪影。并行采集技术通过增加K空间中采样线的间距(即减少相位编码采样数)来加快成像速度：同时在成像时间不延长的情况下缩短EPI序列的回波链长度而减少磁敏感伪影，减少肺及肠道内空气造成的影像扭曲，保证体部扩散影像质量。
1.2全身扩散加权成像的开发应用Takaham等于年利用Philips公司的MR设备首次将DwI与短反转时间反转恢复(short—耵inversionrecovery，S，I’IR)及EPI等技术相结合进行三维全身扩散加权成像，即背景抑制全身扩散加权成像(di‰sionweightedwholebodyimagingwithbackgmundbodysuppression，DWIBS)。随后Siemens公司及GE公司也相继开发了全身扩散加权成像软件。使此技术逐渐应用于临床。全身扩散加权成像是传统DwI应用的一个延伸．它克服了以往体部DwI必须在屏气条件下进行、成像范围有限、SNR和空间分辨力较低的缺点。可以在自由呼吸状态下完成薄层、无间隔、大范围成像。并得到高SNR、高分辨率和高对比度的影像。全身扩散加权成像抑制正常背景组织信号，凸现异常病变信号。在肿瘤学领域具有广泛的实用性。可用于全身良、恶性肿瘤的筛查及鉴别。评估肿瘤的原发灶、远处转移、淋巴结浸润以及术后复发，也可用于肿瘤放、化疗后的随访检查。
全身扩散加权成像在自由呼吸状态下进行。没有时间限制，允许长时间大范围成像。正常呼吸周期中，有很长一段时间处于相对静止状态，扩散敏感梯度场持续时间较短(约50脚)，可在正常呼吸周期中的相对静止期采集信号。经过多次信号采集。产生薄层、高SNR的图像。经过2D或3DMIP重组出高质量的影像。黑白翻转后形成类PET图像。现已成为全身肿瘤病变筛查的有力工具之一。由于多次采集的信号平均是在图像重建过程中进行，而不是在K空间。因此不会产生毁损性相位效应造成的伪影[6】。
全身扩散加权成像需要高SNR及良好的背景信号抑制。频率预饱和反转恢复(spectralpretu．rationinversionrecovery，SPIR)序列在中枢神经系统及体部小视野(FOV)成像时脂肪抑制效果很好，在大范围成像及颈、肩部时脂肪抑制不充分；在2DMIP重组时．不充分的脂肪抑制出现在检查部位的周围，对诊断没有太大的影响；在3DMIP重组中，周围残余的脂肪信号叠加在躯体的中心部位，使得需要重点观察的区域变得模糊。而应用咖R序列能获得出色的脂肪抑制，较好地抑制了血管、肌肉、脂肪及大部分实质器官等背景信号。较应用SPIR的脂肪抑制效果要好．这是MRI技术上的一大进步。由于肠道及其内容物的T1较短，S11R可以部分抑制其信号．因此SrIIR的另一个优点是可以抑制肠道及其内容物的信号，获得最佳的背景抑制效果[引。SrI’IRDwI也有其局限性：①ST1R在抑制背景信号的同时。也会降低图像的SNR。有可能因为自由呼吸遗漏小的病变．尤其是直径小于1cm的病变；②尽管DWI的敏感性较高，但特异性较差，同时T2穿透效应也会影响判断的准确性，此时应结合ADC值进行鉴别。因此，当不能确定病变性质时，需要结合ADC值及常规MRI进一步确定。另外，两种脂肪抑制技术的灵活运用尤为重要，全身大范围成像时应用sⅡR序列抑制背景信号，腹部局部成像时可用SPIR抑脂获得良好的SNR。
b值越高，对扩散的敏感性越高，但高b值会使sNR降低。当进行DWIBS时，可以利用高b值(一般大于1Ooos／mm2)并进行srⅡRDwI进行背景信号抑制，凸显异常病变信号，使病变与背景信号之间对比度增加．更直观地显示全身肿瘤病变[引。但DMBs对背景信号抑制充分，获得的背景组织sNR较差，不能精确显示病灶的解剖位置，因此，DWIBS影像与解剖影像的融合显得尤为重要。
2DWI及DWIBS在全身恶性肿瘤的临床应用
DWI依靠实性肿瘤的细胞密度、细胞外间隙及组织结构来判断其组织学特点。基于囊性病变内容物的不同黏滞度来推断其理化性质．依据瘤周带的DWI信号特点及ADC值判断肿瘤生长速度、浸润性、血管生成状况等。
恶性肿瘤组织细胞增殖活跃．肿瘤细胞异常增多、体积较大且排列紧密，导致细胞外间隙减小；同时细胞核增大，核浆比增高，细胞内间隙亦较正常细胞小，因而水分子扩散受限，导致ADC值降低，DWI时显示高信号。当进行全身DwI时，原发灶及转移灶因具有相似的生物学行为及病理生理基础均显示高信号。在抑制的背景低信号衬托下，对比度高于其他常规序列．可以作为恶性肿瘤全身转移灶筛查的有力工具。恶性肿瘤放、化疗后主要引起肿瘤组织坏死．文献报道坏死区大于90％是放、化疗效果较好的指标。由于坏死区的细胞膜破裂，其内水分子的扩散比存活的肿瘤区明显增强．DWI显示为低信号。其ADC值增高。目前，DWI是检测坏死区最准确的方法之一．因其与PET／CT相比无需应用对比剂且无电离辐射。可以作为恶性肿瘤放、化疗后定期随访的理想工具。同时行全身DwI的费用比PET／CT低数倍。且SNR高，现已越来越多地应用于全身各部位恶性肿瘤。
2.1颅脑DWI在脑部最成功的应用是急性缺血性病变的诊断和鉴别诊断。随着对脑内生理、病理状态下水分子扩散因素的深入认识，DwI在颅内占位性病变的应用亦逐步显示出重要价值。Filippi等研究发现．非典型、恶性脑膜瘤的平均ADC值比正常脑组织的低，在DW上为高信号；良性脑膜瘤的平均ADC值比正常脑组织的高，大多数在DwI和ADC图上为等信号。利用DwI和ADC值在术前鉴别良性、非典型性和恶性脑膜瘤可以指导临床制定手术方案。近年有研究发现低级别星形细胞瘤瘤体及瘤周水肿的ADC值和rADC值(病灶ADC值与对侧相应区域ADC值的比值)明显高于高级别星形细胞瘤。利用ADC值和rADC值能有效鉴别低级与高级星形细胞瘤，判断肿瘤细胞瘤周浸润范围，且ADC值、rADc值与肿瘤的恶性度呈显著负相关。张等通过研究发现。脑内转移瘤为继发性恶性病变，生长迅速，压迫瘤周组织形成“致密带”，瘤周细胞排列紧密，限制水分子的扩散，DwI显示高信号；而胶质瘤为原发性病变，生长相对缓慢，瘤周组织表现为逐渐受压和浸润的过程，不易形成明显的“致密带”，DwI一般显示为等或略高信号，其ADC值明显高于转移瘤瘤周组织。
Moon等[13]通过研究首次发现，DWI与TlwI相比能更好地显示颅骨转移瘤，所有病灶在DWI上表现为高信号，其对比度高于T1WI，颅骨转移瘤ADC值为(0．90士o．25)×10习mm2／s，与以往文献报道椎体转移瘤、恶性压缩性骨折的ADC值[(0．69～0．92)×1矿mIIl2／s]相一致。
2.2颈部淋巴结转移是恶性肿瘤全身转移的重要途径之一。有无淋巴结转移是恶性肿瘤诊断、分期，制定治疗计划的重要指标之一。较大淋巴结常规MRI即可清晰显示，较小的淋巴结常规Mm上常显示不清或因周围结构的干扰而难以观察。张等用b值30、s／mm2对肝脏进行扩散加权成像，发现肝囊肿的ADC值为3．05×10-3mm2／s，肝血管瘤的ADC值为1．95×10-3mm2／8，肝恶性肿瘤的ADC值为1．04x10-3mm2／s．具有显著差异；随b值增高至s／mm2。囊肿信号衰减消失，血管瘤信号有显著衰减，恶性肿瘤信号衰减程度最小。胡等利用DWBS对肝脏进行成像，发现肝内良性病变的ADC值明显高于恶性病变．以1．6×10-3mm2／s为标准判断病变性质。敏感度和特异度均大于90％；肝转移瘤的ADC值波动较大，这可能与其组织起源不同有关；原发性肝癌、肝转移瘤及血管瘤的ADC值与肝脏的ADC值比值依次递增，这可能与原发性肝癌多在肝硬化基础上发生，而血管瘤及肝转移瘤则多发生于正常肝实质有关。
Matsuki等[卫]用b值0、s／mm2对胰腺进行DWI检查。胰腺癌ADC值为1．44×10-3mm2/s，显著低于肿瘤周围胰腺慢性炎症ADC值为(2．31×10-3mm2／s)及正常胰腺ADC值(1．90×10-3mm2／s)，利用D聊及ADC值定量分析．可以鉴别胰腺癌及肿瘤周围胰腺慢性炎症。
DWI除了应用于肝脏、胰腺等腹部器官，许多研究者通过研究证实结直肠、肾脏、膀胱、前列腺及宫颈的恶性肿瘤ADC值低于良性病变及正常组织，DWI显示为高信号。Naganawa等对9例官颈癌病人放疗前后进行DwI。结果显示治疗后ADc值为1．48×10-3mm2／s。较治疗前ADC值(1．09×10-3mm2／s)明显增高。因此认为DwI可用于宫颈癌放疗疗效的监测与评价。
2.5肌骨系统Baur等首次应用DwI对恶性肿瘤的骨髓浸润进行研究．利用DWI鉴别良恶性椎体压缩性骨折。Nonomum等进行骨髓研究时注意到病灶的ADC值和其组织细胞结构密切相关。Hemeth等证实骨质疏松性压缩骨折引起的水肿ADC值为1．6l×10-3mm2／s．显著高于肿瘤所致病理性骨折ADC值(O．71×10-3mm2／8)和椎体转移的ADC值(o．69×10-3mm2／s。恶性肿瘤经过成功治疗后1个月，脊柱转移在DWI上显示为低信号。治疗前ADC值为O．78×10-3mm2／s，治疗后ADC值为1．22×10-3mm2／s，因此认为DwI可以作为无创性评估治疗效果的一种手段。
2.6恶性肿瘤全身转移筛查TakaIlara[6]及Murtz等[，利用DwIBS对多种恶性肿瘤进行全身成像，发现DwIBS可很好显示原发灶浸润范围以及淋巴结、腹膜、骨、肾上腺及肝脏的转移，可以直观显示全身转移灶，与PET／cT有良好相关性。l例淋巴瘤病人化疗后3个月复查。DwIBS可很好地显示受累淋巴结的缩小情况．因此认为DwIBS可以作为恶性肿瘤治疗后随访的理想工具。
Komori等对16例恶性肿瘤病人进行DwIBS与PET／CT对照研究，利用DWIBS检查27处恶性肿瘤共检出25处。敏感度为92．6％；而PET／CT共检出22处，敏感度为81．5％。与PET／CT相似，DWIBs可用于检测恶性肿瘤及远处转移灶。与DWIBS相比．PET／CT空间分辨力较低，5例大小为5mm的转移灶PET／CT无阳性发现。而DWIBS均清晰显示。其空间分辨力及对比度均高于PET／CT。
Nakanishi等对30例恶性肿瘤病人同时进行全身冠状面T1WI、STIR、全身DwI及骨扫描，其中10例发现有骨转移，共发现骨转移灶52处。T1WI、STIR联合全身DWI检出骨转移灶的敏感度为96％，与骨扫描相同。高于T1WI联合STIR的敏感度(88％)。T1wI、STIR联合全身DWI对骨转移灶的阳性预测值为98％，高于T1wI联合STIR的阳性预测值(95％)及骨扫描的阳性预测值(94％)。T1WI、STIR联合全身DwI同时检出2例肝多发转移、l例肺转移及淋巴结转移。联合应用全身DWI可提高检出骨转移瘤的敏感度及阳性预测值．并可用于骨骼系统外转移灶的检出。
3展望
随着高场强及超高场强MR设备逐渐投入临床使用．更高的场强及磁场均匀性使大FOV脂肪抑制更为均匀，为DWIBS提供良好的背景抑制，病变与背景对比度更高：较高的梯度场强度及梯度切换率可以提高成像速度。最大程度缩短回波时间，提高图像SNR；良好的梯度场线性使图像几何变形小，保证均匀b值．使得ADc值的定量测量结果更为可靠；全身大范围成像可以发现远隔病变，有利于肿瘤分期及预后判断。DwIBs-—类PET技术日益成熟，与PET／CT相比其价格低廉。无需回旋加速器等价格昂贵的设备，性价比更高；检查更方便快捷，完成全身检查约需10min，病人无需如PET／CT检查时静卧不动半小时，更适于危重病人的检查；无需注射对比剂、无电离辐射，为无创性检查，更适用于恶性肿瘤治疗后的长期随访；SNR更高，与常规T1IWI或T2wI影像的融合，可更准确地显示病变的解剖位置。但该技术也有一些不足之处：①场强越高，对磁场不均匀性越敏感，容易产生磁敏感伪影及化学位移伪影。②多次信号平均导致重组影像时像素匹配错误，影像空间分辨力下降。③由于T2穿透效应，影响DWIBs诊断肿瘤的特异性，一些良性病变如脓肿、结核等也需与肿瘤进行鉴别诊断。④DwIBS不能精确显示解剖位置，定位需要结合常规MRI。
参考文献：略
文章出处：[1]马婉玲,宦怡.磁共振扩散加权成像在恶性肿瘤诊断中的应用进展[J].国际医学放射学杂志,(04):-.
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇