实用医技杂志２０１０年８月第ｌ７卷第８期Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ＭｅｄｉｃａＩ Ｔｅｃｈｎｉａｕｅｓ，Ａｕ ｓｔ ２０１０，Ｖｏ１．１７，Ｎ０．８ ・７０１・ 磁共振全身弥散加权成像在肿瘤病变的应用现状及进展 太原钢铁（集团）有限公司总医院（０３０００３） 彭 琨 磁共振弥散加权成像（ｄｉｆｕｓｉｏｎ—ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ，ＤＷＩ） 是磁共振成像（ＭＲＩ）的一种新技术，主要是利用水分子的弥 散运动成像，能提供细胞水平的定性和定量信息，已在临床 广泛应用。近几年在其基础上发展起来的背景信号抑制全身 弥散加权成像（ｗｈｏｌｅ ｂｏｄｙ ｄｉｆｕｓｉｏｎ—ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｂｏｄｖ ｓｉｇｎａｌ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ，ＷＢＤＷＩ），可在自由呼吸 状态下完成全身大范围扫描，敏感地探测病交尤其是肿瘤性 病变，通过图像后处理，达到类似正电子发射成像（ＰＥＴ）的效 果，已成为现今ＤＷＩ研究的热点之一。 １ ＷＢＤＷＩ的原理及技术发展概况 弥散（ｄｉｆｕｓｉｏｎ）是分子在媒介中的一种随机热运动。在 人体内，由于不同组织的成分及细胞排列不同，局部微循环 灌注不同，其水分子的弥散能力也不相同。通常用表观弥散 系数（ａｐｐａｒｅｎｔ ｄｉｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔ，ＡＤＣ）衡量各个方向上弥 散强度的大小。当组织发生病变时，细胞的结构和功能代谢 会发生异常，水分子的弥散也』必然受到影响，导致ＡＤＣ值发 生变化，表现在ＤＷＩ图上，即信号增高（ＡＤＣ减小时）或信号 减低（ＡＤＣ增加时）。ＤＷＩ最初主要用于脑部疾病的检查，尤 其是早期脑梗死的诊断，为及时溶栓提供了影像依据。然而 早期的ＤＷＩ时间长，心跳、呼吸等生理运动可对信号产生严 重干扰，了其在体部的应用。 随着ＭＲＩ硬件及软件的发展，技术的进步使ＤＷＩ逐渐 应用干体部。传统的体部ＤＷＩ为了减轻运动伪影，需在屏气 条件下完成扫描，由于屏气采集时间的，会损失一部分 图像的分辨率和信噪比，也不能实现全身大范围扫描。近年 来，超快速成像技术的开发，尤其是平面回波成像（ＥＰＩ）快速 成像序列的应用极大地缩短了扫描时间，能在非常短的时间 内完成单幅图像的采集，有效降低了呼吸运动伪影。并且随 着场强的增加，其图像信噪比和分辨率也得到提高，使自由 呼吸的大范围ＤＷＩ成为可能。２００４年，由日本学者Ｔａｋａｈａｒａ 等…首次报道，将ＤＷＩ与ＥＰＩ及短时反转恢复（ｓｈｏｒｔ ｔａｕ ｉｎｖｅｒ－ ｓｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ，ｓＴＩＲ）脂肪抑制技术相结合，在自由呼吸状态下 进行三维的全身大范围扫描，称之为ＷＢＤＷＩ。由于恶性肿瘤 组织细胞核增大、核异型性明显，肿瘤细胞增多且排列紧密， 水分子整体弥散速度慢干正常组织，因此ＡＤＣ降低，在ＤＷＩ 图上呈明显的高信号。其所用的ＳＴＩＲ技术背景抑制效果好、 稳定、可靠，对射频场和主磁场的不均匀性不敏感，对于大视 野的脂肪抑制来说，能获得比频率选择抑脂技术更加优良的 效果，完全抑制了体部的背景信号，包括血管、肌肉、骨髓及 脂肪等组织信号，更加凸显病灶，大大提高了病变组织尤其 是恶性肿瘤及其转移灶的检出率，并且可以在短时间内完成 三维的全身大范围扫描。 ２全身弥散加权成像技术在肿瘤性病变中的应用 ２．１ 肿瘤筛查方面的应用：ＷＢＤＷＩ因其敏感性高，且可以一 次性进行大范围扫描，病变与正常结构信号对比明显，可用于 恶性肿瘤的筛查，也可用于全身长 信号良性病变的检测， 如结节性甲状腺肿、乳腺良性结节、肝囊肿、肾囊肿、子宫肿 瘤、前列腺囊肿等。另外它在寻找原发肿瘤方面也是目前最 经济、省时的成像方法。而全身弥散可对患者进行一次性全 身评估，且可以敏感地探测肿瘤性病变。其对寻找原发灶具 有很高的敏感性，是原发灶不明的转移癌患者首选的检查手 段。总之，ＷＢＤＷＩ可以作为一种简单、经济、高效、无辐射 损伤检查技术，非常适合于全身肿瘤的筛查，具有良好的临床 应用潜力。 ２．２肿瘤良恶性鉴别方面的应用：ＷＢＤＷＩ不仅可以发现病 灶，在病灶的良恶性鉴别方面也有重要价值。应用ＡＤＣ值对 脑内囊性病变进行分析的研究显示，脑脓肿ＡＤＣ值较囊性及 坏死性转移灶低。各研究报道的肝脏病变的ＡＤＣ值不尽一 致，胡奕和郭启勇［２１应用ＷＢＤＷＩ对肝脏局灶性病变的初步研 究显示，肝内良性病变ＡＤＣ值明显高于恶性病变；原发性肝 癌、肝脏转移瘤、血管瘤、肝囊肿的平均ＡＤＣ值依次升高。对 肝脏局灶性病变进行ＷＢＤＷＩ成像及ＡＤＣ值的测量显示：肝 内良恶性病变比较，以１．６ｘｌＯ一３ ｍｍ２／ｓ为诊断阈值，判定病变 性质的敏感度、特异度均＞９０％。李烁等１３］应用ＷＢＤＷＩ研究动 物模型的正常淋巴结、炎性淋巴结与肿瘤转移性淋巴结，发现 三者的ＡＤＣ值差异有统计学意义，说明ＷＢＤＷＩ有助于鉴别 淋巴结的良恶性。ＤＷＩ在椎体良恶性压缩性骨折的鉴别方面 也有一定的应用价值。恶性肿瘤浸润的病理性骨折在ＤＷＩ上 呈高信号，这可能与大量肿瘤细胞堆积引起细胞间隙容积减 小有关，而良性骨折如骨质疏松、急性外伤等则为低或等信 号，可能与骨髓水肿及出血导致细胞外容积增加有关。 多组相关研究表明｝２．］ｌ，在脊椎、肝脏、前列腺等部位的肿 瘤局部ＤＷＩ测定中，良恶性病变的ＡＤＣ值有一定差别，但也 存在着部分重叠。另外不同研究者报道的同一部位或相同肿 瘤的ＡＤＣ值也不尽一致，可能与其所用设备、扫描参数等不 同有关，在这方面还有待做更深入、更广泛的研究［４１。 ２．３在探测恶性肿瘤淋巴结转移的应用：治疗前准确评价淋 巴结的情况，对于治疗方案的选择和预后的判断具有重要的 临床意义。常规Ｔ２ＷＩ对淋巴结的显示能力有限，ＴＩＷＩ及 压脂的Ｔ２ＷＩ对较大的淋巴结容易显示，但对一些较小的淋 巴结常显示不清。在ＷＢＤＷＩ图像上，由于背景信号充分抑 制，淋巴结显示清楚，可更敏感地显示小淋巴结。研究表明， ＷＢＤＷＩ对双侧颈部、腑下、腹股沟及腹膜后淋巴结的显示能 力可以达到９８％左右，可以准确地发现淋巴结大小、形态学 实用医技杂志２０１０年８月第ｌ７卷第８期Ｊｏｕｍａｌ ｏｆＰｒａｃｔｉｃａｌ Ｍｅｄｉｃｌａ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，Ａｕｇｕｓｔ ２０１ ｏ＇Ｖｏｉ．１７ ｏ＿８ 特征的改变，结合ＡＤＣ值的测量，更能起到定性诊断的效果。 据初步研究，ＷＢＤＷＩ的敏感性要超过ＰＥＴ。并且ＰＥＴ因为有 放射性损伤及其昂贵的检查费用，难以应用于所有患者。而 ＷＢＤＷＩ方法简单、费用低、无辐射损伤，有望成为一种替代 ＰＥＴ的筛查恶性肿瘤淋巴结转移的新手段［３１。 ２．４探测骨转移方面的应用：骨骼系统是肿瘤常见的转移部 位，肺癌、乳腺癌、前列腺癌等肿瘤易于通过血行转移到全身 骨组织，骨骼系统的受累范围对确定肿瘤分期、制定正确的 治疗方案及评估预后极其重要。由于正常成年入骨髓内含有 大量的脂肪成分，导致正常骨骼系统在ＷＢＤＷＩ上呈低信号， 这就为探测肿瘤骨转移奠定了良好的基础。大部分骨转移灶 由于肿瘤细胞核增大，核质比高，单位体积内肿瘤细胞排列 紧密，细胞外间隙减小，水分子弥散受限，因而ＡＤＣ值降低， 在ＤＷＩ上呈高信号，这与正常骨骼的低信号背景形成鲜明的 对比，大大提高了病灶的检出率［４１。一直以来核素骨扫描被公 认为探测骨转移灶的金标准，其敏感性很高，但特异性差，容 易出现假阳性，另外由于少数转移灶不出现示踪剂的浓聚， 也会导致假阴性，而且骨扫描对受检者有电离辐射损害。有 关ＷＢＤＷＩ与核素骨扫描的初步对比研究显示，ＷＢＤＷＩ对示 踪剂摄取增加的骨转移灶，其敏感性与骨扫描是相似的，对 于示踪剂摄取不增加的转移灶，其敏感性高于骨扫描。另外 ＷＢＤＷＩ对发现颈椎、腰椎、骶椎、骨盆、肋骨及股骨的病变较 核素骨扫描敏感，但不同部位骨转移瘤之间的ＡＤＣ值无显著 差异。此外，ＷＢＤＷＩ检查能同时获得胸部、腹部及盆腔脏器 影像，有利于同时评估肿瘤原发灶和筛查骨外其他脏器转移 灶，为确定肿瘤分期及选择治疗方案提供依据，是一种很有 发展前景的全身检查技术四。 ２．５在评估肿瘤治疗效果方面的应用：目前临床上通常是利 用常规影像检查比较治疗前后病灶的大小、形态改变，以此 来评价肿瘤的治疗效果。但由于治疗引起的肿瘤结构变化滞 后于肿瘤细胞的死亡，并且细胞损伤后还常伴随周围组织的 纤维化增生，可能会导致肿块持续存在。而有效的抗癌治疗 会导致肿瘤细胞溶解，细胞膜完整性丧失、细胞间隙增宽，因 此水分子弥散能力增加。研究表明，放疗或化疗后ＡＤＣ值的 升高会很快出现，且多早于形态学改变，如肿瘤体积缩小等。 在进行性的肿瘤坏死中，ＡＤＣ值会发生明显的变化，早于组 织切片上可观察到的改变。对一组恶性淋巴瘤患者治疗前后 ＡＤＣ值的测量显示，治疗后的ＡＤＣ值明显高于治疗前【唰。 Ｍａｒｄｏｒ等 的研究认为治疗前基线ＡＤＣ值较高的肿瘤对放 疗或化疗效果不如治疗前基线ＡＤＣ值较低的肿瘤，这可能是 由于ＡＤＣ值较高的肿瘤往往更多见坏死，而这类肿瘤是低氧 代谢的、酸性且血供相对较少，导致对放化疗的敏感性下降。 这表明ＡＤＣ值对于肿瘤的疗效有一定的预测能力，说明了 ＷＢＤＷＩ检查及ＡＤＣ值的测量不仅能在病变发生形态学变 化之前预测肿瘤的转归，而且为疗效的早期监测提供了一个 量化的指标，是一种非常有价值的肿瘤评估手段。 ３应用前景与局限性 ＷＢＤＷＩ作为一种新的磁共振功能成像技术，虽然还在 初步探索阶段，但已充分展示了这一技术的优越性和前景。然 而，ＷＢＤＷＩ技术毕竟刚刚起步，仍存在许多不足之处，如由 于线圈长度的，不能无地增加扫描长度，目前多数扫 描并非严格的全身成像，而是从头到膝关节的大范围ＤＷＩ扫 描，难以显示上肢及下肢远端的病灶；全身弥散图像的空间分 辨率低，对一些小病灶（肺内或脑内＜１．０ ｃｍ的病灶）不易显 示，难以实现对病灶的准确定位；颈部图像质量较差，不易区 分大血管和淋巴结；缺乏标准的扫描方案，各研究者所用设 备、所选的技术参数不同，因而其研究结果之间的比较缺乏可 靠性。这些问题的解决还有待于ＤＷＩ新技术的进一步研发完 善以及更大范围的深入研究。相信随着磁共振软硬件的不断 发展，ＷＢＤＷＩ会有更广阔的应用前景。 参考文献 １ Ｔａｋａｈａｒａ Ｔ，Ｉｍａｉ Ｙ，Ｙａｍｎｓｈｉｔａ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｄｉｆｕｓｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｗｈｏｌｅｂａｄｙ ｉｍａｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｂｏｄｙ ｓｉｇｎａｌ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ （ＤＷＩＢＳ）：ｔｃｅｈｎｉｃａｌ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｆｒｅｅ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ，ＳＴＩＲ ａｎｄ ｈｉｈｇ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ３Ｄ ｄｉｓｐｌａｙ．Ｒａｄｉａｔ Ｍｅｄ，２００４，２２（４）：２７５— ２８２． ２ 胡奕。郭肩勇．背景抑制体部磁共振扩散加权成像在肝内局灶 性病变诊断方面的应用价值研究．中国临床医学影像杂志。 ２００６，１７（１Ｏ）：５４７－５５０． ３ 李烁，薛华丹，金征字，等．磁共振扩散加权成像用于动物模型 淋巴结病变的实验研究．临床放射学杂志。２００８．２７（７）：９５２— ９５６． ４ Ｌｉ Ｓ，Ｓｕｎ Ｆ，Ｘｕｅ ＨＤ，ｅｔ ａ１．Ｗｈｏｌｅ—ｂｏｄｙ ｄｉｆｕｓｉｏｎ—ｗｅｉｇｈｔｄｅ ｉｍａｇｉｎｇ：ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｒｅｓｕｌｔｓ．ＪＭＲＩ， ２００７。２６（４）：Ｉ１３９—１１４４． ５ 李烁，薛华丹，孙非，等．全身磁共振弥散加权成像探测骨转移 瘤的可行性及临床价值．中国医学科学院学报．２００９．３１（２）： １９２－１９９． ６ 龚红霞，路青，朱炯，等．３．０Ｔ磁共振扩散加权成像和表面扩 散系数在淋巴瘤诊断中的价值．上海交通大学学报（医学版）， ２００８．２８（８）：９４４—９４７． ７ Ｍａｒｄｏｒ Ｙ，Ｒｏｔｈ Ｙ，Ｏｃｈｅｒｓｈｖｉｌｌｉ Ａ，ｅＩ ａ１．Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｅｄｉｅ－ ｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒａｉｎ ｔｕｍｏｒｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｍｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ ｕｓｉｎｇ ｈｉｇｈ ｂ－ ｖａｌｕｅ ｄｉｆｕｓｉｏｎ－ｗｅｉｇｈｔｅｄ ＭＲＩ．Ｎｅｏｐｌａｓｉａ，２００４，６（２）：１３６－ １４２． （收稿日期：２０１ｏ－．０３－０３）
