磁共振扩散成像技术（精选7篇）
磁共振扩散成像技术 篇1
肝癌是临床上一种常见的消化系统恶性肿瘤,近年来随着人们饮食生活习惯变化,肝癌的发病率亦在逐渐提高[1]。目前,我国是肝癌发病率最高的国家,全世界每年约有42%新发肝癌发生于我国,对广大患者的身心健康和生活质量造成了非常严重的影响[2]。随着临床诊断技术的不断发展和完善,磁共振扩散成像技术在肝癌患者的临床诊断中获得了广泛的应用,且已获广大临床的认可。为了分析磁共振扩散成像技术在肝癌患者中的诊断价值,本文收集我院2013年10月-2015年10月接诊的疑似肝癌患者60例进行临床分析,对其临床检查资料进行回顾性分析总结如下。
1对象和方法
1.1对象本文收集我院2013年10月-2015年10月接诊的疑似肝癌的60例患者进行临床分析,纳入标准:(1)所有患者均具有相关的肝癌症状;(2)均未合并相关并发症;(3)患者及家属均自愿签署知情同意书。按照随机、对照、双盲的原则将所有患者随机分成对照组与研究组,每组30例。对照组中,男19例,女11例;其中年龄最小者31岁,最大者67岁,平均年龄(49.12±10.56)岁。研究组中,男18例,女12例;其中年龄最小者33岁,最大者68岁,平均年龄(49.75±11.04)岁。两组患者的性别、年龄等基线资料比较(P>0.05),差异均无统计学意义,存在临床可比性。
1.2方法对照组30例患者采用常规临床检查方式进行检查诊断。研究组30例患者则采用磁共振扩散成像技术进行检查诊断,仪器选用AVANTO1.5T超导磁共振扫描仪(西门子公司生产)与Ge MR750,西门子128层螺旋CT扫描仪,通过以上仪器进行磁共振扩散成像技术检查,对患者的各项参数值与癌细胞扩散情况进行密切观察,注意患者有无病变的可能,且注意保持患者以合理的姿势进行检查。
1.3观察指标以患者的病理检查结果作为金标准,对两组患者的诊断准确性、敏感性、特异性、阳性预测值及阴性预测值进行评估比较分析。
1.4统计学分析对本文所得数据进行详细记录并构建数据库,以统计学软件SPSS20.0进行处理和分析,对计数资料采用χ2比较进行分析,以率(%)表示,对计量资料的对比采用t检验进行分析,以均值±标准差(±s)来表示,当P<0.05时存在统计学意义。
2结果
2.1两种检查方式的诊断结果对比见表1。
2.2两种检查方式的准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值比较经表2可见,研究组患者诊断的准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值均显著高于对照组(P<0.05),差异均有统计学意义。
3讨论
原发性肝癌是临床上一种非常常见的消化系统恶性肿瘤,其在恶性肿瘤的死亡率中排名第2[3],并且随着近年来人们生活习惯和饮食结构的不断变化,原发性肝癌的发病率和死亡率亦呈逐年上升趋势,严重威胁着人们的身体健康及生活质量。由于原发性肝癌起病通常比较隐匿,患者刚患病时的临床症状通常不够显著,往往不易被患者察觉,故等到发现显著症状就诊时大多已处于中晚期阶段,此时患者的临床治疗难度较大,且对患者的预后造成了非常严重的影响[4]。因此,对肝癌患者的早期诊断与及时治疗,对于改善患者的预后与生活质量具有非常重要的临床意义。
随着近年来影像学诊断技术的不断进步和完善,磁共振扩散成像技术在临床上获得了广泛的应用,相关报道显示,该检查技术能够有效显示肝癌患者的各项指标,有助于肝癌的针对性治疗,从而有效提高患者的治疗效果[5,6]。本文结果显示,研究组患者诊断的准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值均显著高于对照组(P<0.05),差异均有统计学意义。由此可见,磁共振扩散成像技术在肝癌患者的临床诊断中具有良好的应用价值,值得临床进一步推广。
参考文献
[1]李文见.混合型肝癌临床及影像学诊断分析〔J〕.河南医学研究,2014,23(2):93-95.
[2]袁正,肖湘生,刘士远,等.磁共振扩散加权成像在肝癌经导管动脉化疗栓塞术后随访中的初步临床应用〔J〕.第二军医大学学报,2007,28(9):983-987.
[3]朱晓琳,侯文静,李强,等.超声造影与增强磁共振显像早期诊断肝硬化伴小肝癌的应用研究〔J〕.中华超声影像学杂志,2010,19(8):688-692.
[4]赵应满,王振平.磁共振扩散成像在肝占位性病变中的应用〔J〕.海南医学,2010,21(16):97-98,96.
[5]侯红军,王慧丽,许祖闪,等.原发性肝癌的磁共振扩散成像〔J〕.医学理论与实践,2010,23(4):398-399,401.
[6]孙永华.磁共振扩散加权成像对肝癌临床诊断价值〔J〕.中国保健营养:下旬刊,2014,24(4):2347-2348.
磁共振扩散成像技术 篇2
资料与方法
2013年5月-2014年2月收治MRI平扫疑为HH和HC患者502例, 男205例, 女297例, 其中单发220例, 多发282例, 病灶总数1 225个, 其中HH 380个、HC 845个, 病灶均符合长T1长T2的典型特征, 信号均匀, 边缘清晰。多数是查体时发现, 部分患者属于肝脏其他病变并发HH和HC, 年龄32~89岁, 平均年龄56.9岁。所有患者均常规行LAVA-Flex、T2 Propeller、2D FIESTA、DWI序列及MRI动态增强扫描进行对比, 其中6例HH经手术证实。2名资历高的MRI诊断医生同时阅片, 采用双盲法分析全部病灶, 根据影像特点进行判定, 如果两名医生的诊断结果一致则依据所给出的诊断结果定性, 如果两名医生的诊断意见不同, 需要两名医生共同商议给出定性诊断, 最后与MRI动态增强结果进行对照。
设备:采用GE3.0T DISCOVER MR750扫描机, 进行轴位LAVA-Flex、DWI、T2 Propeller序列、冠状2D FIESTA序列和LAVA-Flex+C三期动态增强扫描。所有序列使用的都是体部8通道相控阵线圈。轴位压脂T2 Propeller序列及DWI, 采用呼吸门控扫描, T2 Propeller序列扫描时间约2~4分钟, 层厚6mm, 层间距1mm。DWI序列b值800~1 000s/mm2, TR 6 000ms, TE 63.6ms, 矩阵160×192, 层厚6mm, 层间距1mm, 接收带宽250KHz, 采集1次, 采集23~27层。冠状2D FIESTA序列采用呼气后屏气扫描, TR 3.1ms, TE l.7ms, 反转角45°, 矩阵160×256, 层厚7mm, 层间距1mm, 接收带宽166.7KHz, 采集1次, 采集18~20层。
结果
502例中, 通过MRI增强扫描证实HH 184例, 449个病灶中, 通过平扫序列诊断正确417个病灶, 正确率92.9%, 24个病灶诊断HC (5.3%) , 8个病灶诊断其他 (1.8%) ;经MRI增强扫描证实的318例HC 776个病灶中, 738个病灶经平扫序列核实诊断正确, 正确率95.1%, 30个病灶诊断HH (3.9%) , 8个病灶诊断其他 (1.0%) 。合计1 193个病灶诊断正确。正确率97.4%, 诊断错误70个病灶 (3.6%) 。HH直径最大者约18.2cm, HC直径最大者约12.5cm。
讨论
MRI技术已经进入了高场强时代, 伴随MRI高场强技术不断的发展, 利用高场强MRI平扫T1WI、T2WI序列 (我院采用的是LAVA-Flex、T2 Propeller) , 结合扩散加权成像序列 (DWI) 及二维稳态进动快速采集成像序列 (2D FIESTA) 能够诊断出绝大多数的HH和HC, 杜绝了静脉增强检查给患者带来的造影剂过敏风险, 并减轻了患者的经济负担。
形态学表现:HH无包膜, 不具有囊肿一样的整齐外形, 通常存在不同程度的分叶。而HC通常为圆球形, 具有光滑、锐利的边缘, 有张力感。常规T1WI和T2WI序列显示, HH在T1WI上的信号通常高于HC, 这一信号强度的差异反映出HC长于HH的T1值。但是脂质和蛋白质等高分子化合物能够增加结合水的比例, 当HC内为低黏稠度的液体时T1、T2均呈长信号, MRI信号的强度随着HC内分子化合物含量的变化而变化, 呈现出T1WI上低-高信号和T2WI上高-低信号的变化过程[3], 绝大多数HC呈长T1长T2信号, Gd-DTPA增强扫描后病灶均无强化表现;在T2Wl上HH和HC均呈高信号, 但是用宽窗观察时, 囊肿内部信号均匀。在T1WI上HH的小病灶多呈均匀低信号, 但是大病灶内部由于存在血管壁、血窦、血栓及纤维组织, 在通常情况下其信号一般表现为不均匀, 时常伴有混杂信号或更低信号;在T2WI上一般呈高信号 (灯泡征) , 在T1WI和T2WI系列上纤维瘢痕呈低信号, 但是当纤维瘢痕组织内存在血栓或出血时, 在T2WI上呈高信号。纤维性血管瘤是极其罕见的一种血管瘤, 有大量纤维组织增生, 呈长T1短T2信号。有研究者用长TE SSFSE序列 (重T2WI) 能够直观鉴别出HH和HC, 利用HC T2值明显长于HH的特性, 对病灶局部进行重T2WI (回波时间大500ms) [4], HC仍呈现高信号, HH的信号降低明显, 仅呈略高信号。有研究结果显示[5], 当病灶不具有典型表现或合并其他病灶时, 需采用动态增强扫描配合诊断。HH Gd-DTPA增强扫描的典型特征为早期边缘环形或结节状强化, 逐渐扩展至中心, 直至完全强化, 有中心瘢痕者始终无填充改变[6]。
扩散加权成像序列 (DWI) 属于功能成像, 是目前惟一能在活体中探测到水分子自由扩散的影像学技术。由于病灶中细胞功能和代谢异常, DWI序列检测到水分子扩散运动受限。相关研究采用DWI序列, 通过计算测量病灶的表观扩散系数值 (ADC) 鉴别HH和HC[7]。不同的b值对于DWI图像以及ADC值的影响具有重要的意义, b值的选择决定了ADC值的大小[8]。b值越低, ADC值越大, DWI像信号越低;b值越高, ADC值越小, DWI像信号越高。在b值800~1 000s/mm2时HC的ADC值明显高于HH。HC呈现低信号, 而HH呈现略高信号。所以选择b值800~1 000s/mm2更有利于鉴别肝脏占位性病变的性质[9]。
磁共振扩散成像技术 篇3
1 资料与方法
1.1 研究对象
2014年2—12月招募36例健康成年志愿者,其中男21例,女15例;年龄18~77岁,平均(43.6±17.6)岁,年龄分布见图1。所有受检者均无神经系统症状和阳性体征,并排除既往有神经系统疾病史、MRI检查禁忌及MRI扫描T2像在颈髓内出现高信号者。
1.2仪器与方法
常规MR扫描采用Siemens 3.0T MR TRIOTIM扫描仪,通过快速自旋回波(FSE)序列对所有受检者行T1WI矢状位及T2WI轴位、冠状位、 矢状位扫描。T1WI扫描参数:TR 735 ms,TE11 ms。T2WI扫描参数:TR 3130 ms,TE 91 ms。 矢状位扫描视野(FOV)300 mm, 层厚3.0 mm, 层间距0.3 mm。轴位T2WI扫描第1颈椎至第7颈椎(C1~7)水平,FOV 160 mm,层厚3.6 mm,层间距0.4 mm。采集矩阵448 × 314。T2WI矢状位3D容积扫描参数:TR 3000 ms,TE 502 ms,层厚1.0 mm,层间距0,层数128层,FOV 250 mm × 250 mm,采集矩阵256 × 256。DTI采用敏感编码回波平面成像(SE-EPI),在3D扫描基础上进行矢状位tensor序列扫描。扫描参数:FOV 240 mm × 240 mm,TR 5600 ms,TE 93 ms,层厚3.5 mm, 层间距0, 采集矩阵128 × 128, 共38 层。另扫描一幅b =0 的无扩散加权图像。激励次数1 次,b =1000 s/mm2;扩散梯度方向数(NDGDs)12 ;相位编码方向:头- 脚方向。DTI扫描时间约为1 min 31 s。
1.3图像后处理
应用NUMARIS/4软件syngo MRB15版本后处理工作站,进行数据采取和影像重建,由2名影像科主治医师采用双盲法完成,所有DTI参数的最终测量值取两者实际测量值的平均值。
1.3.1各向异性分数(FA)和表观扩散系数(ADC)值测定
在Neuro 3D环境下启动tensor序列,于b值为0 的FA图上在C1~7水平勾画出感兴趣区(ROI)。每个ROI直径为7 mm,位置选择在正对每个节段颈椎椎体中央。此时软件可自行运算得出各个颈髓水平的FA值和ADC值。
1.3.2扩散张量纤维束示踪(diffusion tensor tracking,DTT)的生成
在扫描生成的38 层矢状位图像中选取正中层面生成DTT。设置纤维示踪停止条件:轨道角35°,FA =0.18。纤维束生成后与颈椎管3D矢状位图像对应,观察其走行及完整性。
1.4统计学方法
采用SPSS 21.0 软件,两组间计量资料比较采用成组资料t检验,多组间计量资料比较采用单因素方差分析,若差异有显著性,则进一步以Bonfferoni法行多组间均数的多重比较;两变量间的相关性采用Pearson相关分析,P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 FA、ADC图效果及DTT效果
分别见图2、3。DTT图像可清晰显示颈髓内白质纤维束结构,未出现图像扭曲和失真现象。纤维束呈现头尾方向,具有3D效果,可以通过任意角度旋转观察。T2WI证实为正常颈髓的纤维束呈现出饱满、顺滑且完整的结构(图3)。
2.2 FA值、ADC值与年龄的关系
全颈髓FA值、ADC值与年龄的Pearson相关分析显示,FA值与年龄呈显著负相关(r=-0.801,P<0.001);ADC值与年龄呈正相关(r=0.426,P<0.05)。见图4。
2.3 FA值、ADC值与性别的关系
不同性别受检者全颈髓FA值和ADC值比较,FA、ADC值在男、女两组间差异无统计学意义(t=0.906、0.362,P>0.05),见表1。
2.4 FA值、ADC值与颈髓水平的关系
C1~7颈髓水平FA值比较,最高FA值出现在C2水平,最低在C6水平,各组间差异无统计学意义(P>0.05)。C1~7颈髓水平ADC值比较,最高ADC值出现在C6水平,最低在C2水平,各组间差异无统计学意义(P>0.05),见表1。
3 讨论
3.1 DTI用于定量分析的原理
扩散加权成像能够探测、衡量组织中水分子的移动。水分子发生位移现象后会对扩散加权扫描时的信号产生衰减效应。由于其特性所致,中枢神经系统中白质轴突结构会促使水分子主要以平行于轴突纤维的方向扩散,而不是垂直于轴突纤维[2]。垂直于纤维方向扩散受限的原因除髓鞘的因素,更多的是源于细胞膜[2]。DTI利用这种与方向有关的扩散特性,可以推断轴突纤维的定位和划定解剖界限。DTI采用张量的框架来表征三维空间内的分子运动。通过计算沿3个主轴方向的扩散系数,即可产生DTI参数,故所有DTI参数都能通过数学公式计算得到。尽管其计算公式复杂,直接进行手工计算困难,但是软件的应用使这项工作变得容易。与DTI有关的参数有ADC、FA、RA、VR及DTT。其中FA值介于0~1之间,1代表假想下最大各向异性的扩散,其数学计算公式为[3]:
其中,λ1、λ2和λ3分别为椭球体最长径、前后径和左右径的扩散强度,λ=(λ1+λ2+λ3)/3。
3.2颈髓DTI参数特点
目前关于颈髓DTI正常值的文献报道少见,且报道的数值差异较大[4,5,6]。研究样本量的大小及DTI采集参数如ROI所取面积的大小(体素的含量)和NDGDs等均会对FA值造成影响,其颈髓FA值为0.6~0.7,标准差约为平均值的10%,即0.06~0.07[4,5,6]。本研究在C1~7水平测得的平均FA值为0.678~0.721,标准差为0.056~0.071 ;较上述报道结果平均值略高,标准差略低,推测变异较小的原因可能与所取样本量较大、受试者年龄跨度较大有关。FA值、ADC值在各颈髓水平间的分布呈从头侧向尾侧FA值逐渐下降,ADC值逐渐上升[4],该分布特点的可能原因是颈膨大使低位颈髓中灰质成分增多,或臂丛神经根进出低位颈髓造成此处的FA值降低[6];但Chang等[7]报道无此差异。本组资料FA值在颈髓的这种变化趋势不明显,尽管其最高值出现在C2水平,最低值在C6水平,但FA值在不同颈髓水平的总体差异无统计学意义,其原因可能是b值取1000 s/mm2,造成低位颈髓信噪比较低,FA值被高估。同样,这种差异体现在ADC值上也不明显,但是ADC值与FA值呈显著负相关。各颈髓水平的ADC平均值为1.072~1.205,标准差为0.178~0.237,变异大于FA值,提示FA值是DTI更可靠的定量分析指标。在DTI检测脊髓损伤[8,9,10]和颈椎病[11,12]微结构变化方面,FA值是敏感指标。
目前关于FA、ADC值与年龄关系的报道局限于某些特定的颈髓水平。Mamata等[13]在研究一组颈椎病患者时发现,在C3~4正常脊髓区域,FA值与年龄呈负相关,ADC值与年龄呈弱正相关;Agosta等[14]针对上颈髓的研究表明FA值与年龄呈负相关;但Brander等[4]报道DTI参数值与年龄无关。本研究结果显示,DTI参数值与年龄有明显的相关性,其中FA值与年龄呈显著负相关,ADC值与年龄呈正相关,进一步证实FA值对与年龄相关的脊髓结构改变敏感,同时提示对脊髓病变行DTI研究时需要设立年龄匹配的对照组。
3.3颈髓DTI成像质量的影响因素
DTT是利用扩散张量所含的信息,运用各种示踪技术重建出三维的白质纤维束。目前DTT大致分为线形扩展技术和能量最小技术,后者又可分为快速行进法和模拟退火法。本研究采用线性扩展技术,FA阈值设为0.18,轨道角35°。示踪时沿具有最大本征值的本征向量方向扩展,当FA值小于所设阈值、两个夹角>35°时终止进程。低位颈髓易受部分容积效应的影响造成空间分辨率降低。本研究受益于3.0T MR扫描仪的应用,减少上述不利影响。3.0T扫描仪可生成具有更高分辨率和更高信噪比的图像。尽管不会直接影响DTI参数值,但是高场强可以提高参数值的精确度,增强灰白质区的对比度,并促使纤维束示踪进程更加准确、有效[15]。Holder等[16]报道,在轴位和矢状位上测量的FA、ADC值无明显差别。因此,本研究仅采用矢状位上的DTI参数值测量。NDGDs会对DTI图像质量造成影响。随着NDGDs增大,尽管可获得更高信噪比的图像,但扫描时间也随之延长,患者可能不能忍受而易产生伪影,造成图像质量下降。b值取值越高,产生的信号衰减越大,信噪比越小,得到的图像信息越少;b值取值过低,又会使对比度下降。激励次数设高后,信噪比提高,但同时扫描时间也成倍延长。扫描的层厚也会影响图像质量。层厚越厚,尽管信噪比越高,但部分容积效应也被放大。因此,具体实施时应经多方面权衡后选择合适的扫描参数组合。本研究在正式实施前用多种参数组合进行预实验,最后采用NDGDs =12、b值取1000 s/mm2、激励次数1、层厚3.5 mm的组合,认为由此产生的图像质量最好,一次扫描成功率高达97.2%。后处理过程中ROI的选取也可影响成像质量。ROI取值越小,容积效应越小,理应获得更准确的测量值,但也丧失了部分扩散信息。本研究的做法是在尽可能避免周围非脊髓结构的基础上选取最大面积脊髓的ROI,由此ROI获得的测量值比较稳定。
3.4颈髓DTI的局限性
由于椎管空间狭窄的特性、磁敏感性伪影的存在及呼吸循环脏器的运动,使得DTI技术在脊髓中的应用受到限制。获得足够的空间分辨率仍然是一个难题,并且也很难成像出白质中的每一条纤维束。扫描时间对于急性脊髓损伤患者尤其是一项限制,这些患者因疼痛等原因更难忍受附加的扫描时间。此外,信噪比在整个颈髓中呈现不均匀现象,越往尾端信噪比越低。低信噪比可导致各向异性测定值高估,特别是在低各向异性组织如灰质结构。虽然3.0T MR扫描仪的使用可提高信噪比,但目前还不能普及应用。此外,有必要开发出标准化的软件来处理张量图像,使之在临床常规使用成为可行。
磁共振扩散成像技术 篇4
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2015年2月至2016年2月于中国医科大学附属一院鞍山医院就诊的13例腹盆腔脓肿患者作为研究对象, 均经腹腔镜手术、经腹切开引流手术以及局部穿刺置管引流术等确诊为腹盆腔脓肿。其中, 男4例, 女9例;年龄16~74岁, 平均 (48±5) 岁;病程2周至3年, 平均 (1.0±0.4) 年;临床症状包括发热、腹部包块和腹痛, 其中6例患者白细胞、中性粒细胞升高, 1例患者CA-125升高。
1.2 检测方法
扫描方法:采用1.5T磁共振扫描仪 (Siemens Avanto) , 检查平面以横断面为主, 以冠状面为辅, 均采取T1WI、T2WI、I2加权脂肪抑制和DWI检测。 (1) 横断面:FLASH T1WI, TR 124 ms, TE 4.8 ms;TSE T2WI加上FS, TR 4000 ms, TE 108 ms;视野 (30~40) cm× (30~40) cm, 矩阵 (200×256) ~ (256×512) , 间距2 mm, 层厚7 mm。 (2) 冠状面:TE 84 ms, SE、T2WI、TR 1000 ms, 均予以呼吸触发。 (3) DWI:对SE-EPI序列行单次激发处理, TR 3900 ms, TE 94 ms, 视野30 cm×40 cm, 层厚7 mm, 矩阵156×192, 间距10 mm, 激励次数为4次。检测者可在X轴、Y轴、Z轴3个方向上进行扩散敏感梯度场, 其中b值取50 s/mm2、400 s/mm2与800 s/mm2, 使用50 s/mm2、400 s/mm2的DWI图合成表观扩散系数图, 无需屏息。图像分析:由两位经验丰富的影像学诊断医师对图像进行分析。
1.3 观察指标
统计患者腹盆腔脓肿所在位置及形态特征, 分析腹盆腔脓肿的信号特征。
1.4 统计学分析
采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析, 计数资料以百分率表示, 组间比较采用χ2检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 腹盆腔脓肿的位置
本组13例患者共有21个腹盆腔脓肿, 主要位于右结肠旁沟, 其次是膈下, 见表1。
2.2 腹盆腔脓肿形态特征
注:相较于右结肠旁沟, a表示χ2=6.42, P=0.011;b表示χ2=9.98, P=0.002;c表示χ2=15.67, P=0.000
21个腹盆腔脓肿中, 形态为圆形者占66.7% (14/21) , 有包膜者占90.5% (9/21) , 有分隔者占28.6% (6/21) 。其中出现网膜、小肠聚拢和渗出现象3例, 低信号气体影1例, 腹盆腔中有少量积液1例。
2.3 腹盆腔脓肿信号特征
本组13例患者中, 早期脓肿6例, 共9个病灶, 在T1WI上, 脓腔表现为低信号, 在T2WI上表现为高信号;其中4个病灶DWI表现为高信号, 5个为低信号;包膜T1WI表现为等信号或者低信号, 而T2WI表现为低信号。中期或后期脓肿7例, 共12个病灶, 脓腔T1WI表现为低信号, DWI和T2WI则表现为稍高、高信号;T1WI、T2WI包膜均表现为低信号。
3 讨论
腹盆腔脓肿分为继发性与原发性, 其中继发性腹盆腔脓肿较常见[3], 往往由腹部手术、胃肠道穿孔、盆腔炎性疾病和妇科手术等所致, 可急性发作, 同时也有慢性病例, 严重时可危及患者生命。因此, 早期、准确诊断腹盆腔脓肿十分必要。目前, 临床上用于诊断腹盆腔脓肿的影像学方法较多[4], 其中腹部X线片对于本病的诊断效果有限, 仅小部分膈下脓肿表现为膈面模糊、膈肌抬高以及胸腔积液等;超声具有无创、操作方便、经济实惠等优势, 然而腹盆腔脓肿的超声声像图无特异性[5], 易受检测者的技术影响, 且图像视野较小、不够直观, 胃肠道内气体、过于肥胖等可对诊断结果造成干扰;CT对于诊断病灶中气体的敏感性较高, 且检测快捷, 是诊断腹盆腔脓肿的有效方式, 然而CT对软组织分辨率较低[6], 需增强扫描提升软组织密度, 且定性、定位效果欠佳。MRI对于软组织的分辨能力极高, 对病灶的定性、定位价值显著, 相较于上述影像学检查法, 是临床诊断腹盆腔脓肿最有效的方法之一。
DWI属于新型磁共振成像技术, 其利用水分子无序、随机的热运动原理成像, 是检验水分子扩散运动的极敏感成像方式。有报道称, 腹盆腔脓肿的DWI信号特征取决于脓腔物质构成和脓肿临床分期[7]。脓腔形成前期, 由于组织坏死、化脓, MRI的主要表现为片状模糊长信号;在脓腔形成后期, 其脓肿壁则表现为T1WI高信号、T2WI低信号, 但其信号形成过程机制尚未明确。对此, 有学者称腹盆腔脓肿的DWI信号变化是一个动态过程[8], T1WI脓腔在总体上是低信号, 且强度呈逐渐升高趋势, 信号改变曲线不明显。T2WI脓腔总体是高信号, 在脓腔后期达最高, 随后逐渐降低, 这与脓腔物质从液态变成凝胶状、坏死碎片增加相关, T2WI脓腔信号与腹盆腔脓肿的病理性改变一致, 可准确反映腹盆腔脓肿的病理变化过程。同时, 还有观点认为, 在腹盆腔脓肿形成早期, 其脓腔主要由渗液、炎性细胞组成, 其扩散不受限制, 黏稠度较低, DWI呈低信号;在腹盆腔脓肿形成后期, 其脓肿可产生脓腔纤维化、脓腔壁, 限制水分子扩散形, 因此腹盆腔脓肿后期也表现为DWI高信号[9]。
本研究结果亦证实, DWI结合常规MRI对于腹盆腔脓肿的定位准确率达100.0%, 可为穿刺引流等治疗方案的制订提供准确信息;同时, DWI扫描速度极快, 一般数10 s即可;DWI视野较大, 且冠状面的扫描图像较直观, 信号对比明显, 易发现病灶, 避免漏诊、误诊[10]。本研究结果显示, 腹盆腔脓肿好发部位为右结肠旁沟、膈下, 形态以类圆形和圆形为主。其中, 腹盆腔脓肿的病灶位置即脓液凝聚部位, 受力学影响, 胆道手术、胃肠穿孔、阑尾化脓性感染以及脾脏切除后所形成的脓液可沿患者腹膜腔解剖分布, 在重力和胸腔负压引力下, 自高处流至低处。患者卧床疗养时常保持仰卧位, 因而膈下、肝周间隙等较低位置脓液凝聚并形成脓肿。因此, 腹盆腔脓肿往往分布于膈下、肝周间隙、子宫直肠陷窝等较低位置, 病灶形态则与所处解剖位置相关。
综上所述, 磁共振DWI结合常规MRI对于腹盆腔脓肿诊断效果确切, 对病灶的定性、定位价值高, 信号特征明显。
摘要：目的 探讨磁共振扩散加权成像 (DWI) 结合常规磁共振成像 (MRI) 在腹盆腔脓肿诊断中的应用价值。方法选取2015年2月至2016年2月于中国医科大学附属一院鞍山医院就诊的13例腹盆腔脓肿患者作为研究对象, 所有患者均接受常规T1WI、T2WI、DWI扫描, 对患者的磁共振DWI结合常规MRI影像学资料予以回顾性分析, 分析其病灶位置、形态特征以及信号特征。结果 本组13例患者共有21个腹盆腔脓肿, 主要位于右结肠旁沟, 其次是膈下;21个腹盆腔脓肿中, 形态为圆形者占66.7% (14/21) , 有包膜者占90.5% (9/21) , 有分隔者占28.6% (6/21) ;本组13例患者中, 早期脓肿6例, 共9个病灶, 在T1WI上, 脓腔表现为低信号, 在T2WI上表现为高信号, 其中4个病灶DWI表现为高信号, 5个为低信号, 包膜T1WI表现为等信号或者低信号, 而T2WI表现为低信号;中期或后期脓肿7例, 共12个病灶, 脓腔T1WI表现为低信号, DWI和T2WI则表现为稍高、高信号, T1WI、T2WI包膜均表现为低信号。结论磁共振DWI结合常规MRI在腹盆腔脓肿诊断中的临床价值确切, 信号特点明显, 能准确确定患者腹盆腔脓肿位置、形态特征, 可作为腹盆腔脓肿临床检查的首选诊断方法。
关键词：磁共振扩散加权成像,磁共振成像,腹盆腔脓肿,临床诊断
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磁共振扩散成像技术 篇5
1 DWI的成像原理及技术探讨
1.1 基本原理
DWI是研究水分子微观运动的成像方法, 是在常规MRI序列的基础上, 在X、Y、Z轴三个互相垂直的方向上施加扩散敏感梯度, 从而获得反映体内水分子扩散运动的MR图像。扩散运动是分子无规律的布朗运动, 其运动方向是随机的, 产生一个以运动轨迹为密度的“密度空间”。通常以表观扩散系数 (ADC) 描述组织中水分子扩散的速度, 而不直接采用扩散系数。其原因是DWI所观察到的扩散效应除反映水分子自身扩散运动之外, 还与使用的b值、患者呼吸、脉搏等运动有关。
ADC值的大小主要受组织内各种形式水分子运动的影响, 包括: (1) 细胞外水分子运动:在囊性成分中, 其与囊液中的细胞及大分子物质含量有关;在实性组织, 则与细胞密度包括细胞数目、大小和排列方式及细胞外间隙有关。 (2) 细胞内水分子运动:主要与细胞内细胞器的数目、大小及胞质的黏滞性有关。 (3) 跨细胞水分子运动:与细胞膜的通透性和完整性及细胞内外水分子转运和流动的能量依赖传输机制有关, 包括血管通透性、血容量、血流灌注速度等, 当b值较小时对ADC值影响较大。在上述多种影响因素及机制中, 细胞外水分子运动和微循环灌注是主要原因[2], 此外, 当病变内合并微小囊变、出血、钙化及人体外加的不自主运动及生理运动如呼吸、脉搏等也会对ADC值产生影响。
1.2 成像技术
Hahn首先于1950年在关于自旋回波序列设计的报道中阐明了水弥散对于磁共振信号的影响作用。而Stejskal及Tanner首先于1965年设计了使用梯度脉冲的磁共振扩散成像的经典方法Stejskal-Tanner序列, 并成为最早的DWI的磁共振成像技术。目前最常使用的是DWI的SE-EPI序列, 得到的图像质量稳定, 有很高的信噪比 (SNR) , 但成像速度慢是其明显的缺点。快速SE扩散加权成像 (TSE-DWI) 对不均匀磁场的高敏感性不如EPI-DWI序列, 因此可以减少磁敏感伪影, 但是需要长的回波时间、SNR及提高对流动及运动效应的敏感性[3]。Kwee等[4]认为在自由呼吸下每个相位编码梯度上获得的相位差是一致的, Koh等[5]亦认为呼吸运动及胃肠道的蠕动是比较一致的运动, 对DWI信号强度及ADC值的测量影响不明显。
1.3 DWI信号的影响因素
主要有弥散敏感系数b值、弥散系数D值、T2穿透效应、各向异性以及扫描序列等[6]。当受检组织的T2值明显增高, 会在DWI图像上有明显的T2对比存在, 称之为T2穿透效应[6], 这可能造成弥散受限的假阳性表现, 消除T2穿透效应可采用ADC值 (表观弥散系数) 描述DWI中水分子扩散运动的速度和范围[7]。ADC值主要根据DWI信号强度的变化计算, 公式为ADC= (Ln S1/S2) /b1-b2, b1、b2分别为施加的两个扩散敏感因子, S1、S2分别为施加扩散敏感梯度场b1、b2后同一部位的组织信号强度, 也可根据工作站自动生成的ADC图, 划定感兴趣区自动得出。扩散敏感系数b值是扩散加权成像中的一个重要参数, 可以通过改变扩散梯度磁场的强度、间隔时间、持续时间调节。b值即扩散敏感因子, DWI是在某一b值下测得的信号强度成像。随着b值的增加, 图像的扩散权重加大, 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。随着b值的增大化学位移伪影、磁敏感性伪影等各种伪影逐渐增多, 图像变形越来越明显, 信噪比越来越低[8,9,10]。不同脏器组织b值的选择是不同的, 主要取决于组织的IE时间。目前颅脑DWI的b值已经得到确定为1000 s/mm2[11]。而腹部的b值选择众说不一[12], 目前尚未有一个公认的参考b值。
2 DWI的临床应用进展
以前多应用于中枢神经系统缺血性疾病[13]及颅内占位性病变的鉴别诊断[14]。DWI可根据信号强度和ADC值的变化来鉴别各种肿瘤成分, 有助于判断肿瘤囊实性。近年随着磁共振硬、软件的进步, 扫描速度不断提高, DWI在体部的应用不断深入, 如前列腺、肝、胆、胰、脾、乳腺、胃肠道、肾缺血性疾病, 几乎包括了全身所有实质性器官, 并且取得了很大的成就[15]。现在有一种新发展起来的磁共振弥散成像技术称为全身弥散加权成像 (WB-DWI) [16], 在全身多种恶性肿瘤的早期诊断, 肿块的良恶性鉴别, 恶性肿瘤的分期, 预后评估及疗效监测等方面具有重要作用。国外学者指出WB-DWI在显示淋巴结方面具有突出的作用[4]。
3 DWI在女性盆腔病变的应用
镜下观察育龄期女性的正常子宫内膜, 发现其是由子宫内膜腺体和内膜间质细胞组成, 后者细胞密度较大并含有丰富的胞质, 因而推测正常子宫内膜在DWI上的高信号可能归因于大量水分子被限制在子宫内膜间质细胞内。
3.1 子宫内膜癌
子宫内膜癌居妇科恶性肿瘤第3位, 主要临床症状为绝经后出血。内膜癌病人年龄多在50岁以上。绝经后子宫的改变或宫腔扩张引起的子宫肌层变薄常使联合带不能很好显示, 致使不容易准确判断肌层是否受侵及侵犯深度。此外, 单凭T2WI上的形态学特征亦无法准确区分子宫内膜息肉与内膜癌[17]。Tamai等[18]认为DWI与T2WI融合的影像能更准确地显示肿瘤范围, 可弥补因部分内膜癌在T2WI上呈等信号与邻近肌层分界不清, 而不能准确判断肿瘤侵犯肌层深度这一缺憾。研究结果显示, 子宫内膜癌ADC值为 (0.88±0.16) ×10-3mm2/s, 正常子宫内膜ADC值为 (1.53±0.10) ×10-3 mm2/s, 前者明显低于后者 (P<0.01) , 且两者ADC值不存在重叠。Inada等[19]亦得出子宫内膜癌平均ADC值低于正常子宫内膜和子宫肌层的结论。Fujii等[20]将研究范围进一步拓展到子宫腔内良恶性病变的鉴别, 发现子宫腔内恶性病变 (子宫内膜癌和癌肉瘤) ADC值明显低于子宫腔内良性病变 (黏膜下肌瘤和内膜息肉) ADC值。以往研究结果表明恶性肿瘤ADC值与病理级别相关, 级别较高者其ADC值较低[21]。
3.2 子宫肌瘤
子宫肌瘤是女性最常见的生殖系统良性肿瘤。当肌瘤逐渐长大, 血供相对不足, 肌瘤即可发生多种变性, 包括透明样变、黏液样变、囊性变、脂肪变、红色变等, 极少数还可能恶变 (即肉瘤样变) 。常规MRI难以区分变性与未变性肌瘤;部分变性肌瘤或富细胞亚型肌瘤可使T2WI上信号强度增高[22], 造成MRI增强检查鉴别子宫肌层肿瘤的良恶性也较困难。而区分子宫肌层肿瘤的良恶性和变性与未变性肌瘤具有十分重要的临床意义, 直接影响治疗方案的选择。Shimada等[23]试图借助DWI来区分普通肌瘤与完全透明样变肌瘤, 研究结果显示完全透明样变肌瘤各期增强指数均低于普通肌瘤, 分析显示肌瘤ADC值与各期增强指数均呈正相关。
3.3 子宫颈癌
子宫颈癌是危害女性健康的常见恶性肿瘤, 居妇科恶性肿瘤的第2位。DWI检查作为常规MRI检查的有益补充, 能够反映肿瘤内部水分子运动状态, 为子宫颈癌诊断提供一些功能成像参数信息。因此, DWI联合常规MRI检查在子宫颈癌诊断中具有其他影像学检查方法无法比拟的优势。Naganawa等[24]运用DWI (b=0、300、600 mm2/s) 得到子宫颈癌的平均ADC值为 (1.09±0.20) ×10-3mm2/s, 正常子宫颈部为 (1.79±0.24) ×10-3mm2/s (P<0.0001) 。ADC值具有区分正常子宫颈与子宫颈癌的潜在能力。DWI还可以被用在检测对肿瘤治疗的反应, 张等随访了7例放疗患者, 放疗前的子宫颈癌平均ADC值为 (1.02±0.06) ×10-3mm2/s.放疗后相应部位的平均ADC值为 (1.49±1.40) ×10-3mm2/s。说明了放疗后子宫颈组织虽趋向正常化, 但由于受肿瘤坏死、肉芽形成、透明变性等的影响, 造成了放疗后ADC值的升高。Kim等[25]还针对DWI在子宫颈癌淋巴结转移方面的应用价值进行了大样本研究, 发现转移淋巴结与非转移淋巴结的短径、长径和DWI信号强度的差异均无统计学意义, 而转移淋巴结的ADC值显著低于非转移淋巴结ADC值 (P<0.001) , 前者ADC值为 (0.7651±0.1137) ×10-3mm2/s, 后者ADC值为 (1.0021±0.1859) ×10-3mm2/s。借助ADC值能很好地区分子宫颈癌转移淋巴结与非转移淋巴结, 为临床评估患者预后提供有价值的信息。
3.4 卵巢疾病
卵巢的子宫内膜异位性囊肿、单纯卵巢囊肿、浆液性及黏液性囊肿、恶性囊性卵巢肿瘤及类似恶性的良性囊性卵巢肿瘤常缺乏特征性MRI表现, 因此人们开始寻找新的方法来解决这个问题, 将DWI尝试用于卵巢疾病的鉴别。而其后来的研究, 不同囊性病变ADC值的计算有助于病变之间的鉴别及囊性内容物的分析。当肿瘤直径大于12 cm时, 由于受呼吸运动的影响, 所测ADC值变动范围大, 且不可靠。而对于直径小于12 cm的肿瘤, 恶性囊性卵巢肿瘤与类似恶性卵巢良性囊性病变的ADC之间存在显著性差异, 为肿瘤术前的定性诊断提供了有价值的参考指标。ADC值对子宫内膜异位性囊肿有较高的诊断特异性。因为内膜异位性囊肿和恶性囊性卵巢肿瘤的ADC值较卵巢囊肿、浆液性囊腺瘤、黏液性囊腺瘤及其他盆腔囊肿的ADC值要低。
以往的报道大多数是关于卵巢囊性成分的分析, 而且大部分的研究结果显示DWI有利于鉴别卵巢囊性病变, 分析囊性病变的成分。DWl信号与ADC值的高低呈负相关, 即DWI信号由高到低依次为:脓肿、血液、黏液、浆液。机制为脓液的高黏滞度和脓肿中的多细胞性, 与浆液相比黏滞度不同, 对水分子扩散的阻碍程度也不同[26]。而黏液、亚急性血肿均呈短T1信号的病变由于弥散表现不同相鉴别 (后者DWI的磁敏感伪影较具特征) 。弥散受限机理可能与囊性成分的黏滞度、蛋白浓度 (如溶菌酶、白蛋白、糖及核酸含量、纤维蛋白原等) 有关[27]。这也就能够解释不同时期血肿及蛋白含量不同黏液ADC值变异较大的原因。DWI技术在上述液性成分诊断中的应用, 无疑增加更多诊断信息, 明显提高诊断准确性。
4 存在的问题和对未来的展望
磁共振扩散成像技术 篇6
关键词：乳腺肿瘤,磁共振成像, 弥散,纤维腺瘤
磁共振扩散加权成像 (DWI) 可以在活体水平检测微观的水分子扩散运动是否受限, 协助判断和了解肿瘤组织的生物学行为, 在乳腺病变鉴别诊断中具有较高价值［1］。近年来随着乳腺外科和保乳手术的发展, 对磁共振 (MR) 的诊断提出更高要求。本研究通过分析乳腺恶性与良性病灶内部及周围区域的表观扩散系数 (ADC) 值分布特征及差异, 期待提供一种术前评价肿块边缘是否浸润的方法, 为合理选择手术方式提供依据。
1 资料与方法
1.1 临床资料:收集2010 年6 月至2013 年6 月在我院行MR检查并有病理证实的浸润性导管癌41例, 纤维腺瘤23 例患者。均为女性, 年龄33~78 岁, 平均 (49±9) 岁。均经穿刺活检、手术切除取得病理结果。所有病例检查时未经过乳腺相关治疗。
1.2 扫描方法:MRI在月经第4~20 天内进行, 采用GE Signa 1.5 T超导型MR扫描仪, 专用八通道相控阵乳腺表面线圈, 患者取俯卧位, 双乳自然悬垂于线圈双孔内。扫描序列:MR平扫、动态增强、DWI, MR平扫为快速自旋回波T1WI和脂肪抑制T2WI;抑脂方法用短恢复时间反转恢复 (STIR) 序列。动态增强扫描采用Vibrant 3D序列。扩散加权成像在动态扫描前进行, 采用单次激发自旋回波序列 (SE-EPI) , 范围包括整个乳房, 轴位扫描, TR 5 000 ms, TE 77 ms, NEX 6, 层厚5 mm, 扩散敏感系数 (b) =0, 800 s/mm2,
1.3图像后处理:于GE ADW4.4工作站运用Functool功能软件进行图像后处理及数据分析。DWI及ADC图为横断面图像, 取肿瘤横断中心层面作为研究平面。浸润性导管癌相应感兴趣 (ROI) 的选择:在DWI图像上瘤内区 (G1) 选在病灶内部实质部分;近瘤区 (G2) 为紧贴病变边缘的瘤外部分;远瘤区 (G3) 选在病侧乳腺的腺体区域, 离开病灶至少1 cm;对侧乳腺区 (G4) 为非病变侧乳腺实质区域。ROI的面积选定20 mm2, 避开坏死组织及明显血管、囊变等结构。纤维腺瘤ROI的选择依据与浸润性导管癌相同。结果由2名乳腺MR诊断经验丰富的医师独立阅片, 取多点测量平均值作为结果。
1.4 统计学处理:SPSS 17.0 数据采集和分析, 所有数据用±s表示。对每组病例中不同区域ADC值进行单因素方差分析, 多重比较行LSD-t检验。对相同的区域在不同病例组中的ADC值比较做独立样本t检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 浸润性导管癌与纤维腺瘤DWI表现特征:2 组病例在不同扫描序列上有不同表现, 41 例浸润性导管癌DWI图像显示不同程度的高或较高信号 (图1) , 边界清楚, 平均ADC值 (1.13±0.16) ×10-3mm2/s;23 例纤维腺瘤DWI图像显示等或略高信号 (图2) , 部分边界欠清晰, 平均ADC值 (1.69±0.18) ×10-3mm2/s, 2 组ADC值比较差异有统计学意义 (t =12.31, P<0.05) 。
2.2 浸润性导管癌与纤维腺瘤相同区域的比较:见表1。由表1 可见浸润性导管癌与纤维腺瘤G1 区之间及G2 区ADC值差异有统计学意义 (P<0.05) 。
2.3浸润性导管癌不同区域ADC分布特征:b值选800 s/mm2时浸润性导管癌的不同区域的平均ADC值分布具有特征性, 从G1区到G4区有上升的趋势, G1与G2区、G1与G4区、G2与G4区之间差异有统计学意义 (P<0.05) ;G3 与G4 区ADC值差异无统计学意义 (P>0.05) 。纤维腺瘤组不同区域间ADC值之间比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。
3 讨论
浸润性导管癌是最常见的乳腺恶性肿瘤, 占乳腺恶性肿瘤的65%~75%。多数表现为边界不清的毛刺状病灶, 偶尔表现为圆形和椭圆形。T1WI和T2WI以等信号为主, 增强后50%表现为环状增强, 大部分呈早期明显强化伴向心性对比剂充填, 时间-信号强度曲线呈流出型或平台型, DWI呈高信号。纤维腺瘤是最常见的乳腺良性肿瘤。T1WI呈等或稍低信号, T2WI表现为高或低信号, 与瘤内上皮成分及纤维成分的比例有关, 上皮成分为主时T2WI呈高信号, 纤维成分为主时则呈等或稍低信号。增强扫描后病灶呈持续性轻度强化多见, DWI表现为等信号或高信号。本研究选择最有代表性的良、恶性肿瘤, 其表现与文献[2, 3]类似。浸润性导管癌和纤维腺瘤的ADC值与b值的选取有关, 张静等［4］研究显示乳腺良恶性病变的ADC值随b值增加而下降, 当b值为800~1 000 s/mm2时, 良恶性肿瘤ADC差值最大, 对鉴别诊断最有意义, 本研究中b选取800 s/mm2。
近年来, 新辅助化疗和保乳手术越来越多地应用于乳腺癌的治疗［5］。MR功能成像中DWI能在活体水平检测微观的水分子扩散运动是否受限, 协助判断和了解肿瘤组织的生物学行为, 最有希望在取得病理结果之前提供肿瘤边界的信息。Woodhams等［6］研究显示当b为750 s/mm2时, 以ADC取1.6×10-3mm2/s作为上限来确定病灶的范围, 敏感性达95%, 准确性75%, 其结论是DWI可以判断乳腺癌范围。张毅力等［7］通过对病变及周围区域连续ADC值测量, 发现在离肿瘤组织最近的周边区域其ADC值低于外周其他区域的ADC值。本研究结果显示:1 浸润性导管癌组, ADC值自瘤区向外呈上升趋势, 除了瘤区, 在与肿瘤最近的G2 与G4 的ADC值差异也具有统计学意义, 说明肿瘤周围存在一层浸润区域, 在肿瘤形态学改变之前, 已经出现了ADC值的改变, 这与文献[7]研究结果相似。与之相关的病理解释是恶性肿瘤周边肿瘤细胞活跃、浸润性生长。2纤维腺瘤在各区之间的ADC值差异均无统计学意义, 这符合良性病变ADC值无明显减低的特点。3G1 浸润性导管癌ADC值低于纤维腺瘤的ADC值 (P<0.05) 。其病理学基础是恶性肿瘤细胞密度增加, 细胞外间隙减小, 从而限制了水分子的运动, 使瘤区ADC值减低［8］。4 本研究进一步比较发现良恶性肿瘤在近瘤区ADC值差异有统计学意义, 对DWI判断肿瘤边缘可以进一步提供量化依据。
测量中笔者发现以下问题需要注意:1 浸润性导管癌内部ADC值分布不均匀, 在瘤区ADC较小值出现在病灶的边缘部分, 而与之相邻的近瘤区的ADC值也会较低。在纤维腺瘤ADC值在瘤内的分布相对均匀。ADC值分布的不均匀与病变病理结构特征有关, 包括病灶中心瘢痕形成, 病灶中心与边缘纤维化程度等多项因素［9］。考虑到以上因素, 本组选取病灶边缘的实质部分作为瘤内区的ROI, 并经多点测量后取其平均值。近瘤区ROI的选取原则与瘤区一样, 考虑到恶性肿瘤的生长模式是浸润性的, 近瘤区结构并非均匀一致, 因此在近瘤区我们也选取多点测量的平均值作为ADC值最后结果。2本研究ROI选取较小, 面积20 mm2, 是考虑到肿瘤向外浸润的范围是微小的, 尤其在肿瘤边缘区域, 选取较小的ROI, 可以达到更精确测量的效果。3DWI探测的肿块边界略大于T1WI或T2WI平扫区域, 不过只是很薄的一层［7］。
总之, 通过比较浸润性导管癌和纤维腺瘤及周围ADC值分布的特征, 证明浸润性导管癌的瘤周组织存在ADC值异常的区域, 可以为浸润性导管癌的范围测量提供客观的定量信息, 对保乳手术的方案选择具有深远的意义。
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磁共振扩散成像技术 篇7
1材料和方法
1.1 一般资料
正常健康志愿者50例,男25例,女25例,年龄22～60岁,中位年龄42岁;胆管癌组患者25例,男16例,女9例,年龄38～85岁,中位年龄56岁;肝占位病变组59例,男35例,女24例,年龄8～78岁,中位年龄53岁。健康志愿者无肝病史,体检无异常,影像学检查阴性,血脂、血糖正常,甲胎蛋白(AFP)阴性。病例组(胆管癌及肝占位)均通过手术、活检或结合临床资料、典型影像学表现及至少1年的随访获取胆管癌、肝良、恶性病变的最终诊断。本研究胆管癌组仅包括肝内胆管细胞癌及肝门部胆管癌,肝外胆管癌未涉及,因其部位易于诊断,肝占位组包括肝细胞癌10例,肝转移瘤11例,肝血管瘤20例,肝囊肿18例。84例患者共计134个病灶,包括60个恶性病灶和74个良性病灶。其中59个病灶(35例患者)获得组织病理学诊断(20例手术,15例活检),包括15个胆管癌,7个肝细胞癌,10个转移瘤;17个血管瘤,10个肝囊肿;余75个病灶(49例患者)包括10个胆管癌,3个肝细胞癌,15个转移瘤,23个血管瘤,24个肝囊肿,通过综合临床资料、典型影像表现及至少1年的随访获取诊断,其中5例患者的15个转移瘤的原发病灶(肺癌1例,乙状结肠癌1例,膀胱癌1例,前列腺癌1例和肾上腺皮质癌1例)均获取了组织病理学诊断。
1.2 设备与技术指标
采用GE Signa Twinspeed 1.5T双梯度磁共振扫描仪,使用腹部8通道相控阵体线圈;采用仰卧位、脚先进,进床前对病人进行屏气训练,扫描范围从膈顶到右肾下极。扫描序列包括:常规的轴位T1WI、T2WI、T2WI-fat sat,冠状位FIESTA及轴位DWI-EPI;所有病人均作T1WI多期动态增强扫描。DWI-EPI序列扫描参数:TR1 500ms,TE 53.4ms,层厚8mm,层间距1.0mm,FOV 38×38,矩阵128×128,NEX 3。采用频率选择脂肪抑制技术,深吸气-呼气末-屏气扫描,屏气时间为18s,用两个不同的扩散系数,b值分别为0、700s/mm2。
1.3 图像分析及数据测量
①所有病例均行多期动态增强扫描(LAVA技术),观测病变的动脉期、门静脉期及延迟期等不同时相的强化程度。②检测胆管癌、肝占位病变及正常肝组织的ADC值。ADC值的测量是在ADC图像上利用GE公司数据测量软件包直接进行。每个感兴趣区(ROI)至少包含100个像素。正常肝ADC值测量:将ROI置于3个不同位置测量肝的ADC值,采用ROI复制方法以保证同样大小图像ROI,并避开胆管、血管和伪影,最后取其平均值。胆管癌及肝占位病变ADC值的测量:在病灶直径最大的层面上,采用圆形最大ROI,但不能超出病灶范围,以避免边缘噪声和部分容积效应的影响,将ROI置于病灶实质部分,尽量避开出血、坏死区、血管及有伪影的区域,每个病灶采用ROI复制方法,选用同样大小的圆形ROI在不同位置测量3次,取其平均值。若病灶较大,可采用多点测量,如一个病例有多个病灶,只选取最典型病灶进行测量。不同b值的ROI测量保持在同一层面的同一位置上,将测得的信号值代入公式ADC=计算出ADC值(式中SI低与SI高分别表示低b值与高b值扩散成像所测得的信号值,ln为自然对数)。
1.4 统计学处理
使用SPSS14.0统计学软件进行统计分析,用平均数±标准差表示ADC值,用方差分析及t检验比较胆管癌与肝良、恶性占位病变ADC值之间的差异,以P<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1 不同时相的强化类型
17个肝细胞癌结节动脉期强化,门静脉期、延迟期迅速消退11个(64.7%);三期均有强化,信号高于肝组织5个(29.4%);动脉期无强化,门静脉期、延迟期强化1个(5.8%)。30个胆管癌结节,动脉期强化,门静脉期、延迟期消退4个(13.3%);三期均有强化11个(36.7%);动脉期无强化,门静脉期、延迟期强化4个(16.0%);三期强化程度均低于肝组织14个(56.0%)。40个血管瘤结节中,三期均有强化,信号高于肝组织29个(72.5%);动脉期无强化,门静脉期、延迟期强化11个(27.5%)。
2.2 DWI和ADC图表现
2.2.1 正常肝在DWI图和ADC图上表现
50例正常肝DWI图表现为正常肝实质为等信号,胆管及血管为低信号。ADC图肝实质仍为等信号,胆管和血管为高信号。
2.2.2 胆管及肝占位病变在DWI和ADC图上表现
在低b值(b=0s/mm2)DWI图像上均呈等信号;在高b值(b=700s/mm2)DWI图像上,各实性病变呈高信号,但均出现不同程度的信号衰减,其中液化坏死部分衰减最明显;胆管癌、肝转移瘤和肝细胞癌信号混杂,衰减低于肝实质,病灶信号更加突出,呈高信号(图1～4);肝血管瘤信号衰减也较明显,但小于肝囊肿呈稍高信号(图5);肝囊肿信号衰减最明显,呈等信号或低信号。ADC图刚好相反,实质部分为低信号,液化坏死区呈高信号(图6)。
2.3 正常肝组织及不同性质病变的ADC值测定
2.3.1 本组研究的一般资料(表1)
2.3.2 胆管癌与肝不同占位性病变的ADC值测量结果(表2)
2.3.3 胆管癌与肝良、恶性病变的ADC值比较(表3)
3讨论
3.1 各种成像方法对胆管癌及肝良、恶性病变定性的限度
注:(1)胆管癌与肝细胞癌比较的t值;(2)胆管癌与肝转移瘤比较的t值;(3)胆管癌与肝血管瘤比较的t值;(4)胆管癌与肝囊肿比较的t值;(5)胆管癌与正常肝组织比较的t值
注:(1)胆管癌与恶性肿瘤比较的t值;(2)胆管癌与良性病变比较的t值
常规CT、MRI平扫与一般增强扫描技术总能很好显示病变的部位、大小、范围及血供特点,但有时也存在困难,虽然快速多期动态增强扫描可以通过观察病变的动脉期、门静脉期与延迟期对比剂的增强演变,大大地提高对病变的定性与鉴别诊断能力,但同一类肿瘤可能由于血供状况不同或其发展过程中血供形式发生变化而出现各期强化形式的差异[6]。本组资料显示:35.2%肝细胞肝癌、80%胆管癌与36%转移瘤可见到门静脉期与延迟期强化,说明仅根据快速多期动态增强扫描作定性诊断尚有不足之处。
3.2 DWI序列从分子水平提供了组织的代谢信息
DWI能探测或显示水分子的随机运动(Brown运动)及水分子运动受限状态的序列,是目前惟一能够在活体组织内探测水分子自由扩散运动的影像学技术,属于功能成像。当组织病变使细胞的功能和代谢发生异常时,病变组织与正常组织的水分子离散程度会有不同,其信号降低的程度与正常组织之间形成差别,从而发现病变而被DWI序列检出。由于机体内水分子的运动还受血流灌注、呼吸运动、心脏搏动及细胞膜、细胞质结构的生理因素影响,难以精确测得扩散系数D,而只能用表观扩散系数(ADC值)来表达[6]。在疾病的诊断上,DWI技术可提供DWI图像、ADC图像和主要指标ADC值3项资料。DWI图和ADC图可以推断病变组织的生理、病理改变,ADC值可以取得组织、病变扩散的量化指标[7,8,9],可通过不同病变具有不同的ADC值而对疾病做出定性诊断。
3.3 不同b值对DWI的信号及ADC值测量的影响
ADC值受多种因素的影响,除了最重要的组织特性外,还取决于MRI机型和所选b值的大小等。其中b值是DWI成像的重要参数,b值越大,ADC值越小,且越接近于D值,越能真实的反映组织内水分子扩散运动;同时受T2穿透效应影响越小,对扩散的敏感性越高,测量的ADC值越准确。但随着b值的增大,各种伪影逐渐增多,信噪比下降,可严重影响图像质量,使小病灶容易漏诊;当b值太低时,对水分子扩散运动的检测不敏感,也使图像信号和ADC值变化较大[5]。目前对于正常肝组织ADC值及肝良、恶性病变ADC值的研究报道越来越多,但对胆管癌ADC值及肝良、恶性病变ADC值的界线等问题的研究报道较少,且结论也很不一致,不同机型研究的结果差别很大[9]。本研究为了兼顾DWI图像质量及ADC值更接近于D值,根据前人的经验,选用b值为700s/mm 2,使DWI图像受T2穿透效应影响较小,图像质量佳,且测量相同情况下病变组织与正常组织的ADC值对疾病的诊断帮助很大。
3.4 DWI及ADC值对于评价胆管癌与肝良、恶性病变的应用价值
3.4.1 DWI在胆管癌与肝良、恶性病变中的应用
在b=700s/mm 2DWI图像上,正常肝组织、肝囊肿、肝血管瘤、肝细胞癌、肝转移瘤及胆管癌的信号衰减程度不同,肝囊肿信号接近或低于肝实质,胆管癌、肝细胞癌及转移瘤的信号衰减低于正常肝实质呈高信号,血管瘤信号介于肝囊肿与胆管癌及肝恶性肿瘤(肝细胞癌及肝转移瘤)之间。扩散快的组织信号衰减较明显,但有报道T2穿透效应(当扩散加权成像的高信号主要由组织的T2特性所致)的存在,部分病变如肝囊肿、血管瘤并不随b值的增加而降低。丁爽等[10]报道30个肝囊肿中有10个病灶在高b值的DWI图像上呈高信号。DWI可以检测出常规T2WI上不能检测出的病灶。
3.4.2 ADC值测量在胆管癌与肝良、恶性病变中的应用
目前多数文献报道肝恶性肿瘤的ADC值低于良性病变[6]。本研究中肝恶性肿瘤主要包括肝细胞癌和转移瘤,胆管癌主要包括肝内胆管细胞癌及肝门型胆管癌,对胆管癌的ADC值测量未见有文献报道。故本研究重点是探讨DWI在鉴别胆管癌与肝内良、恶性占位病变的诊断价值。
25例胆管癌的平均ADC值为1.31±0.09mm2/1 000s,较肝细胞癌及转移瘤的ADC值略高,但三者均低于肝良性病变的ADC值。推测可能原因为胆管癌及肝恶性肿瘤组织内含有大量异常增殖,紧密排列的肿瘤细胞,这部分组织间隙很小,血供较丰富,病灶细胞密度较大,自由水相对较少,故而限制了水分子扩散速度[11,12]。同时,由于胆管癌与肝细胞癌及转移瘤不同,具有细胞体积大、丰富密集的纤维间质成分,其肿瘤中心部位硬化明显,细胞密度低,而周边部位癌细胞增殖活跃。少见情况下,肿瘤呈团块状透明变性的间质,缺乏瘤细胞,可有局灶钙化。胆管癌限制水分子扩散速度要低于肝恶性肿瘤,故其ADC值略高于肝细胞癌及转移瘤。此结论还将有待于大量病例的研究证实。但也有学者持相反的意见,认为胆管癌及肝恶性肿瘤的ADC值均大于正常肝组织,推测原因可能是活体肿瘤组织处于高代谢状态,细胞内外乃至肿瘤组织内外的物质交换较正常组织快速且频繁,肿瘤组织微循环较正常组织快,此外肿瘤血管的研究也发现肿瘤血管的通透性高于正常组织的血管,因此肿瘤组织细胞外水分子比率增加,细胞内外水分子运动也增加,致胆管癌及肝恶性肿瘤的ADC值高于正常肝组织。本研究中,b值为700s/mm2,胆管癌的ADC值为1.31±0.09mm2/1 000s;肝恶性肿瘤(肝细胞癌、肝转移瘤)的平均ADC值为1.25±0.19mm2/1 000s;肝良性病变(肝血管瘤、肝囊肿)平均ADC值为2.78±0.89mm2/1 000s。胆管癌及肝细胞癌、肝转移瘤的ADC值均低于正常肝组织,且存在明显的统计学差异。胆管癌与肝细胞癌、肝转移瘤之间的ADC值无统计学差异(P>0.05);胆管癌与肝血管瘤、肝囊肿之间的ADC值存在统计学差异(P<0.01)。本研究表明:胆管癌ADC值为(1.31±0.09)mm2/1 000s;胆管癌、肝细胞癌、肝转移瘤之间的ADC值无统计学差异,胆管癌的ADC值略高于肝细胞癌和转移瘤,此结论仍需进行大量病例的研究证实;胆管癌、肝血管瘤、肝囊肿之间的ADC值有统计学差异。DWI序列速度快,通过DWI图像特点及量化分析ADC值,有助于为胆管癌及肝占位性病灶提供诊断信息,可作为上腹部平扫的补充检查序列,应列为MRI常规序列之一。
摘要：目的:探讨磁共振扩散加权成像(DWI)对胆管癌及肝良、恶性占位性病变的鉴别诊断价值。材料和方法:对50例健康志愿者、25例胆管癌患者及59例肝局灶性占位性病变患者行DWI检查,并测量表观扩散系数(ADC值)。本研究胆管癌组仅包括肝内胆管细胞癌及肝门部胆管癌,肝良、恶性占位组包括肝细胞癌10例,肝转移瘤11例,肝血管瘤20例及肝囊肿18例。所有患者同时作多期动态增强MRI,通过观察病灶各期强化特点,进一步为定性诊断提供依据。结果:正常肝组织ADC值(单位:mm2/1000s)为1.46±0.23,胆管癌、肝细胞癌及肝转移瘤的ADC值分别为1.31±0.09,1.24±0.16,1.26±0.22,三者之间差异无统计学意义(P>0.05);肝血管瘤、肝囊肿ADC值分别为1.83±0.33,3.34±0.59;以上恶性肿瘤ADC值均低于良性病变,即胆管癌的ADC值与肝良性病变之间有显著性差异(P<0.01)。在动态增强扫描中,35.2%肝癌、80%胆管癌与36%转移瘤病灶可见门静脉期及延迟期强化。结论:DWI分析及ADC值测量对胆管癌及肝局灶性良性病变的鉴别诊断有一定价值,可作为一种肝、胆脏器MRI的补充检查序列。