MR扩散加权成像（精选七篇）
MR扩散加权成像 篇1
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择该院收治的30例前列腺癌患者, 将其作为观察组, 再选择同期收治30例前列腺增生患者, 将其作为对照组。其中观察组均为男性, 年龄53~84岁, 平均年龄为 (76.8±7.2) 岁。对照组患者均为男性, 年龄55~86岁, 平均年龄为 (75.9±7.1) 岁。两组患者在年龄等一般资料情况的差异无统计学意义 (P>0.05) 。
1.2 方法
所有患者采取GE SINGNA 1.5T超导型磁共振扫描仪首先进行盆腔MR大范围常规序列扫描, 主要有T1WI、T2WI, 从而了解患者盆腔内是否有病灶转移。之后进行前列腺范围扫描, 采取高分辨率扫描:快速自旋回波轴位T1WI, TR500 ms, TE13 ms, 扫描视野200 mm×200 mm, 矩阵256×256, 层厚3 mm, 层间距为0.3 mm;快速自旋回波轴位和冠状位加抑脂T2WI, TR4170 ms, TE100 ms, 扫描视野200 mm×200 mm, 矩阵256×256, 层厚3 mm, 层间距0.3mm。采用自旋回波的平面回波成像行扩散加权成像 (DWI) 轴位扫描, 扫描参数如下:TR3200 ms, TE 84 ms, 扫描视野400×400 mm, 矩阵256×256, 层厚3 mm, 层间距0.3 mm, 扫描时间为13 s, 同时磁共振仪生产ADC图。
1.3 统计方法
采用SPPS18.0统计学软件对数据进行分析, 计量资料用采用 (±s) 表示, 组间比较采用t检验。
2 结果
2.1 两组患者MR诊断表现
观察组的20例前列腺癌患者中有13例起源于外周带 (有6例局限于外周带中, 表现为T2WI内局灶性低信号, 7例患者同时累及中央腺体) , 4例患者起源于中央叶 (其中2例侵犯外周带和包膜, 2例患者完全局限于中央叶内) , 还有3例患者肿瘤起源不清。有10例患者伴有骼血管周围淋巴结转移或骨盆骨转移。对照组20例前列腺增生的中央叶出现不同程度的增大, T2WI信号不均匀, 有7例患者可以看见增生结节。
2.2 观察组DWI表现
观察组患者在DWI检测中呈现出明显高信号, 而ADC图呈明显低信号, 能够较为直观的显示肿瘤的范围。转移淋巴结和骨盆骨转移瘤DWI呈明显高信号, ADC图为低信号。
2.3 两组患者ADC值情况比较
观察组前列腺组织的平均ADC值为 (1.02±0.32) ×10-3mm2/s, 明显低于对照组的 (1.63±0.17) ×10-3mm2/s, 两组之间的差异有统计学意义 (P<0.05) 。观察组患者的膀胱内尿液ADC值为 (3.24±0.31) ×10-3mm2/s, 低于对照组的 (3.25±0.29) ×10-3 mm2/s, 但两组之间的差异无统计学意义 (P>0.05) 。见表1。
3 讨论
近些年来随着我国人口逐步老龄化, 前列腺癌的发病率也呈现出逐年增加的趋势, 其病死率极高, 目前已经成为威胁老年男性生命健康的重要因素[4]。以目前的医学研究技术, 常规MRI仍然无法完全鉴别良、恶性病变。DWI是一种能够在活体中评价分子扩散运动的无创性检查方法, 其能够显示出水分子运动状况和水分子首先的状态, 最终能够反映出分子水平的生理过程[5]。在正常的前列腺外周的腺泡沿着尿道会呈现出放射性分布, 腺体和管状结构非常丰富, T2WI呈现出明显高信号, 其主要原因为前列腺癌区域内由很多紧密排列的癌变腺体组织, 其间黏蛋白以及液体含量会大量减少[6]。在该次研究中, 观察组患者在DWI检测中呈现出明显高信号, 而ADC图呈明显低信号, 能够较为直观的显示肿瘤的范围。其与前列腺增生的信号差别比较大, 比较容易显示前列腺癌组织区域, 特别是在显示前列腺癌对中央腺体的侵犯范围方面要显著优于T2WI。
前列腺良性增生的前列腺体积会出现显著增加的现象, 但是单位体积内的细胞数量却没有明显增加, 因此不会对腺体的分泌功能造成显著的影响, 所以前列腺增生组织的水分子运动受限比较小, ADC值下浮程度也会比较小[7,8]。然而前列腺癌区域腺上皮的正常分泌功能会遭到破坏, 细胞间隙体含量减少, 并且肿瘤细胞具有更高的核质比[9]。此外, 肿瘤细胞在增殖后悔压缩细胞外间隙, 减少细胞外间隙的水分子扩散运动, 上述因素均导致前列腺癌区的水分子自由运动的减弱, 因此ADC值下降更加明显[10]。在该次研究中, 观察组前列腺组织的平均ADC值为 (1.02±0.32) ×10-3mm2/s, 明显低于对照组的 (1.63±0.17) ×10-3mm2/s, 两组之间的差异有统计学意义 (P<0.05) 。观察组患者的膀胱内尿液ADC值为 (3.24±0.31) ×10-3mm2/s, 低于对照组的 (3.25±0.29) ×10-3mm2/s, 但两组之间的差异fq无统计学意义 (P>0.05) 。可见MR扩散加权成像能够较好鉴别诊断前列腺良恶性病变。本次研究结果与肖利华等[11]研究结果相类似。总之, MR扩散加权成像能够提供常规MRI检车不具备的功能信息, 结合其信号特点和ADC值的量化指标能够有效提高前列腺癌的诊断准确率。因为病理证实的炎症病例数比较少, 不能够纳入该次研究, 因此MR扩散加权成像对于前列腺癌的诊断效能仍需要进一步研究。
综上所述, 采用MR扩散加权成像在前列腺良恶性病变鉴别诊断中能够有效显示前列腺癌的为止和侵犯范围, 能够提高诊断的准确率, 具有较高鉴别诊断价值。
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MR扩散加权成像 篇2
淋巴结的转移与否严重影响着肿瘤患者的手术治疗及预后, 人们迫切期望通过一种更加准确的检查手段来预测淋巴结的转移, 进一步提高术前N分期的准确度。 MRI可任意平面成像, 多序列、多方位地显示病变, 对直肠及其周围结构的观察更为清晰对术前明确病变范围、术前分期具有重要的价值。 本研究通过对43 例直肠癌、2 例淋巴瘤的影像资料进行分析, 与病理学对照, 探讨扩散加权成像在恶性肿瘤淋巴结侵犯方面的诊断价值。
1 资料与方法
1.1临床资料
收集我院2011 年1 月至2013 年3 月的直肠肿瘤患者45 例, 其中直肠癌43 例, 腺癌36 例 (中分化腺癌30 例, 低分化腺癌6 例) , 黏液腺癌7 例, 淋巴瘤2 例, 年龄为41~84 岁, 平均年龄62 岁。所有患者术前均行结肠镜检查并有病理结果。
1.2 MRI扫描序列及参数
采用PHILIPS Achieva 3.0T超导型磁共振成像仪, 8 通道体部相控阵线圈, 患者仰卧位。 直肠MR检查包括:常规MR平扫:横断面T1WI、T2WI、T2WI+FS冠状位T2WI+FS、矢状位T2WI+FS。 横断面DWI扫描, b值分别选取0、800 s/ mm2。 成像参数分别为:横断面T1WI:FSPGR, TR=500 ms, TE=20 ms, FOV =350 mm ×400 mm, NEX=2。 横断面T2WI及T2WI+FS:TSE, TR=1 000 ms, TE=65 ms, FOV=350 mm×400 mm, NEX=2。冠状面及矢状面T2WI +FS:TSE, TR =1 000 ms, TE =65 ms, FOV=350 mm×350 mm, NEX=2。 横断面DWI:采用单次激发平面回波成像序列 (SE-EPI) , 扩散梯度为X、Y、Z 3 个直角方向。 TR=8 000 ms, TE=50 ms, 层厚=4 mm, 层间距=1 mm, FOV=350 mm×230 mm。
1.3 图像分析与处理
(1) 选取扫描层面范围内≥5 mm, 同时在DWI图像上表现为高信号的淋巴结设定为转移淋巴结, 在PHLIPS EWS后处理工作站使用软件对淋巴结进行ADC值测量, b值选取800 s/mm2, 设定感兴趣区 (ROI) , ROI选取类圆形, 根据淋巴结的大小测量2~3 次取其平均值。 为了保证测量的淋巴结与病理确诊的淋巴结逐一对应, 我们根据每一病例的部位 (比如直肠左侧或右侧) 选择最大的淋巴结作为分析对象, 标明其深度及周围组织关系, 同时保证其周围没有相近大小的淋巴结, 对2 例淋巴瘤分别选取4 个最大的淋巴结作为分析对象。 (2) 依据美国癌症联合委员会直肠癌TNM分期标准, 分别对常规MRI及常规MRI+DWI 2 种方法进行术前N分期分析, 并最后达成一致意见。 以术后的病理分期为金标准, 进行一致性对照。
1.4 数据与统计学处理
采用SPSS17.0 软件包进行统计学分析, 数据测量结果以平均值±标准差的形式描述。与组织病理学对照, 对直肠癌转移性淋巴结及非转移性淋巴结、淋巴瘤淋巴结与直肠癌转移性淋巴结、 淋巴瘤淋巴结与非转移性淋巴结的ADC值比较, 采用两两比较的t检验, 以P<0.05 为差异具有统计学意义。
2 结果
与病理学对照, 直肠癌病例转移性淋巴结与非转移性淋巴结、 淋巴瘤淋巴结与直肠癌转移性淋巴结、 淋巴瘤淋巴结与直肠癌病例非转移性淋巴结之间ADC值的比较见表1。
在43 例直肠癌病例中, 有25 例发现了5 mm以上的淋巴结, 与病理学对照, 在所标记的29 枚淋巴结中15 枚确诊为转移性淋巴结 (如图1 所示) , 14枚为非转移性淋巴结 (如图2 所示) 。 统计结果显示转移性淋巴结与非转移性淋巴结的ADC值存在较大的重叠, 二者之间的差异无统计学意义 (P>0.05) , 淋巴瘤淋巴结 (如图3 所示) 与直肠癌病例转移性淋巴结及非转移性淋巴结的ADC值的差异有统计学意义 (P<0.05) 。
直肠癌MR术前N分期与病理N分期的一致性比较见表2、表3。
例
注:χ2=0.925, P=0.336
常规MRI结合DWI分析, 4 个病例的直径约等于5 mm的小淋巴结表现出高信号, 3 例N0期升为N1期, 1 例N0期升为N2期, 正确率由67.4%上升为76.7%, 但二者比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。
3 讨论
3.1 扩散加权的原理
基于布朗运动的组织原理, 与传统的MRI技术不同, DWI将组织内的水分子扩散能力的差异转化为图像的灰度信号或其他参数值, 从而反映组织内的水分子扩散的快慢。 DWI是目前在活体上对水分子运动进行测量与成像的唯一无创性方法[1,2]。
在组织中, 细胞膜密度越高, 细胞密度越大, 水分子运动越受限[3,4]。 与此相反, 囊性变或坏死组织中含水量较高, 水分子运动较自由, 水质子的ADC值相对较高。 因此, DWI被看作是反映细胞膜完整性组织细胞密度及微血管灌注的一种影像技术[5,6]。
3.2 直肠癌及淋巴瘤的组织来源及特点
直肠癌是由直肠黏膜组织细胞发生恶变形成的, 病理学上主要有类癌、腺癌、黏液腺癌、鳞癌及腺鳞癌等多种。 其中, 腺癌最常见, 腺癌类型又以中分化及低分化为主, 高分化的腺癌较少见。 黏液腺癌因分泌大量黏液形成黏液湖, T2WI呈明显高信号, 其肉眼常可见黏液样外观, 病理镜下以成簇的小而单一的细胞漂浮在大量细胞外的黏液中为特征, 不具备高密度肿瘤细胞的分布特征, 但黏液含水量较低。其成分主要是一些大分子或者中等分子的物质, 不具备水分子弥散受限的物理基础, 因而ADC值增高, 甚至高于中分化腺癌的ADC值[7]。 刘佩芳等报道, 乳腺黏液腺癌的ADC值明显高于所有病理类型的乳腺癌和纤维腺瘤的平均ADC值[8]。
原发于胃肠道的淋巴瘤较少见, 多为B细胞性黏膜相关性淋巴瘤, 发生在大肠淋巴瘤的更少见, 占消化道淋巴瘤的10.0%~20.0%, 可发生于任何年龄50~70 岁为高发。 原发性直肠淋巴瘤没有特异性的临床表现, 以腹部包块、腹痛、便血、排便习惯改变为主, 可伴有发热。 术前检查主要依据CT、MRI等影像学检查及纤维结肠镜等, 一般选择联合检查以确定病变的累及范围及病灶的数目。 因直肠淋巴瘤起源于黏膜下层, 而肠镜活检较难取到黏膜下层组织, 故结肠镜活检的阳性率介于50%~80%[9]。
3.3 不同病理类型淋巴结ADC值的比较
转移性淋巴结核大浆少, 细胞排列密集, 细胞外间隙小, 水分子扩散运动受限, 因而在DWI上呈现高信号, 但良性淋巴结, 如反应性增生的淋巴结同样可以表现为高信号。 刘妍等[10]研究发现, 颈部恶性淋巴结组的ADC值明显低于良性淋巴结组, 但也有学者认为良性淋巴结与转移性淋巴结的ADC值存在交界区, 单独依靠ADC值不能准确判断淋巴结的性质。 本研究直肠癌病例中转移性淋巴结与非转移性淋巴结的ADC值存在重叠, 二者比较, 差异无统计学意义, 与徐芹艳等[11]的研究相同。 淋巴瘤由于其病理的特殊性, DWI信号显著增高, 其淋巴结的ADC值亦显著低于直肠癌转移性淋巴结及良性淋巴结。
3.4扩散加权对直肠癌术前N分期的价值及其局限性
以往的研究多以淋巴结的大小及其形态学的改变来判定淋巴结的转移, 而DWI可以从功能学的角度快速显示转移性淋巴结, 具有其他检查无法比拟的敏感性。 但因其特异性较差, 亦可导致过高的N分期。本研究结合DWI后虽然N分期的例数增长了4 例, 但2 种检查方法比较并无显著的统计学差异。
综上所述, 尽管良性淋巴结与转移性淋巴结的ADC值存在交界区, DWI诊断淋巴结转移的特异性不高, 但在快速发现直肠癌盆腔淋巴结转移方面DWI仍不失为一种有效的手段, 对临床制定治疗方案具有重要的意义。
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MR扩散加权成像 篇3
关键词：乳腺癌,MR动态增强,淋巴结病变,弥散加权成像,表观扩散系数
乳腺癌是妇女最常见的恶性肿瘤之一,是导致妇女死亡的第二位病因。目前,全球乳腺癌的发病率和死亡率均呈迅速上升趋势,且发病越来越年轻化,严重危害妇女的身心健康。由于多数乳腺癌早期无任何临床症状,临床发现时多己属中晚期,因此,早期发现、早期诊断和早期治疗是提高乳腺癌患者生存率的关键。腋窝淋巴结状态是乳腺癌非常重要的预后指标,目前,术前常用触诊、超声和钼靶X线摄影诊断乳腺癌腋窝淋巴结转移,但诊断准确率较低[1,2]。本研究应用MR扩散加权成像及ADC值的测量评价探讨术前乳腺癌腋窝淋巴结转移的情况。
1 材料与方法
1.1 一般材料
2006-06—2008-02在我院进行乳腺动态增强扫描及扩散加权成像,有明确手术病理结果和(或)针吸活检病理结果的56例217个病灶作为研究对象进行回顾性分析。患者均为女性,年龄32~67岁,平均为47±5.2岁。
1.2 主要仪器
Siemens Avanto 1.5T磁共振扫描仪,双乳表面线圈。
1.3 实验方法
1.3.1 乳腺MR检查
56位患者均采用Siemens Avanto 1.5T超导磁共振仪,乳腺表面线圈,患者俯卧位,乳腺自然悬垂。按以下顺序进行检查:平扫、动态增强减影扫描序列。
1.3.2 MR扩散加权成像
MR扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)采用SE-EPI序列,自由呼吸扫描,对病变区域进行扫描,轴位在必要时加冠状位及矢状位,在X、Y、Z轴3个方向上施加弥散梯度,取扩散敏感系数b值为50 s/mm2、400 s/mm2、800 s/mm2,其中50 s/mm2、400 s/mm2一次扫描完成,并自动生成ADC图。TR/TE=3 900/76 ms,层厚4 mm,层间隔0.4 mm,FOV为40 cm×40 cm,矩阵12 8×128,扫描时间分别为2.09 min、1.10 min。
1.4 影像学结果判定
转移性肿大淋巴结在DWI序列呈高信号,且随b值增加信号无明显减低。良性反应增生性淋巴结在DWI序列亦呈高信号,但信号强度一般低于转移性肿大淋巴结,随b值增加信号可见减低。ADC值测量对每个淋巴结测量3~4个点,取其平均值。
1.5 统计学分析
所有数据使用SPSS 11.5软件包进行统计学分析。对每个淋巴结测量3~5个ADC值,取其平均值,然后将转移性肿大淋巴结组与反应增生性淋巴结组ADC值进行独立样本t检验,P<0.05认为组间有差异性。
2 结果
56例217个病灶中,恶性病灶47例163个,其中浸润性导管癌103个,浸润性小叶癌41个,髓样癌9个,硬癌5个,导管乳头状癌5个,病灶直径为0.8~2.4 cm。良性病灶9例54个,均为炎性浸润,病灶直径1.1~2.8 cm。MR扩散加权成像及ADC值诊断特异性为87.1%(47/54),敏感性为89.7%(146/163)。
本研究中56例患者腋窝可见肿大淋巴结,将47例淋巴结转移病例中的163个淋巴结和9例54个良性反应增生性淋巴结的ADC值取均数列表,见表1。
进行两独立样本t检验,Levene方差齐性检验F=0.02,P=0.796>0.05,t=-74.49,df=82,P<0.01,转移性淋巴结和良性反应增生性淋巴结之间的ADC值差别有统计学意义。
3 讨论
腋窝淋巴结是乳腺癌最早、最常见的转移部位,腋窝淋巴结状态对乳腺癌手术方式的选择、预后的评估和辅助治疗方案的制定具有非常重要的价值。长期以来,腋窝淋巴结切除后行组织病理学检查,是评价腋窝淋巴结状态的金标准[3,4]。然而,腋窝淋巴结清扫术不仅增大了手术创面,且会引起上肢水肿等一系列并发症。另外,由于辅助治疗的广泛应用以及钼靶X线摄影对小侵袭性乳腺癌检出率的提高,大部分乳腺癌患者腋窝淋巴结呈阴性[5,6]。目前,术前常用触诊、超声和钼靶X线摄影判断乳腺癌腋窝淋巴结状态,但诊断符合率较低[1,2],常规影像检查对判断淋巴结转移有相当的局限性。常规检查主要靠淋巴结的体积是否增大来判断有无淋巴结转移,但体积不增大的淋巴结内可能有肿瘤。相反,体积增大的淋巴结内也可能无转移,而是良性反应性淋巴结增生,这种情况在头颈部癌的患者中比较常见。应用超顺磁性铁氧化颗粒MRI行淋巴结造影[7],特异性和敏感性相对较好,但患者需要注射造影剂前及注射造影剂后24~36 h进行2次扫描,检查过程相对繁琐,且有一部分患者会出现过敏反应。
DWI与常规MR成像原理不同,它是检测组织水分子弥散强度的序列[8],是在活体上进行水分子扩散测量与成像的唯一方法,是目前唯一反映组织功能状态的无创检查技术,DWI通过分析病理状态下细胞外间隙和细胞内外水分子的扩散变化来诊断疾病[9]。广义的弥散指任何物质都存在的随机运动,亦称为布朗(Brown)运动,可用弥散系数D来表达。医学上的弥散主要研究水的弥散,水的弥散系数D是以一个水分子在单位时间内自由扩散运动的平均范围来度量的(mm2/s)。生物组织内水分子的扩散分为3大类:细胞外扩散、细胞内扩散以及水分子的跨膜扩散,且扩散运动受到组织结构、细胞内细胞器和组织大分子的影响。因为组织中任何区域水分子的扩散都对整块组织的扩散有影响,组织内任何结构的变化包括细胞内和细胞外水分子的比例变化均会改变组织的扩散系数。因此,组织在DWI上的信号强度和ADC值随组织的结构和生理状态改变而改变。
DWI能够敏感地发现身体各部位的淋巴结。DWI序列图像中腋窝软组织及脂肪部分均呈低信号,而良性和恶性淋巴结病变均为明显的高信号。与常规SE序列扫描结果相比,DWI对淋巴结病变的检出率为100%。有研究表明[10],取b值为0、500 s/mm2时,恶性淋巴结组的平均ADC值为(0.849±0.197)×10-3mm2/s,良性淋巴结组为(1.598±0.218)×10-3mm2/s,恶性淋巴结组平均ADC值明显小于良性淋巴结组(P<0.05)。可能由于肿瘤侵犯淋巴结后,淋巴结的正常结构被破坏,淋巴结的正常组织被肿瘤组织所代替,肿瘤细胞的核增大,核浆比增高,核异型性明显,肿瘤细胞增多且排列紧密,导致细胞外间隙减小,淋巴结内血管紊乱,屈曲狭窄及动静脉短路,水分子增多但弥散受限,因而ADC值降低。
本研究证实了上述理论,本组47例乳腺恶性肿瘤163个转移淋巴结和9例良性病变54个良性反应增生性淋巴结在DWI均显示清楚,且为高信号,在b=800 s/mm2时仍为高信号,但前者信号高于后者;反应性淋巴结的ADC值为(1.905±0.136)×10-3mm2/s,恶性淋巴结的ADC值为(1.017±0.114)×10-3mm2/s,两者ADC值差异有显著性。因此,淋巴结DWI信号与ADC值测量可作为良恶性淋巴结病变鉴别诊断的一种有效的新方法。
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MR扩散加权成像 篇4
1 材料与方法
1.1 设备及材料
美国GE Signa®EXCITETM Twinspeed 1.5T MRI系统、相控阵接受线圈。efilm Workstation图像处理工作站、弥散张量分析软件Dti Studio 2.4[4]。
1.2 磁共振检查方法
收集27例正常健康体检者,男18例,女9例,年龄在19~54岁之间,平均年龄为(32.1±12.3)岁。所有研究对象均无神经系统症状和体征,无神经系统疾病史,并进行常规T1、T2磁共振检查且无异常。其中,15例行DWI,扫描参数为:TR=8000ms,TE=60.2ms(为最小回波时间),层厚4mm,层间距0mm,视野(FOV)240mm×240mm,矩阵256×256,采集次数为2,弥散敏感梯分别施加在层面选择(头/足)、相位编码(前/后)、频率编码(左/右)3个方向上,取2个弥敏感系数(b值):b=0s/mm2和b=1000s/mm2。6、15、25个弥散方向的DTI各15例,扫描参数为:TR=8000ms,TE=74.7ms(为最小回波时间),层厚4mm,层间距0mm,视野(FOV)240mm×240mm,矩阵256×256,采集次数为2,取2个弥敏感系数b=0s/mm2和b=1000s/mm2,其中,DTI成像时所加的弥散敏感梯度方向上在空间的分布矢量来自MRI系统的tensor.dat文件。
1.3 图像处理
(1)半卵圆中心,(2)内囊前肢,(3)内囊膝部,(4)内囊后肢,(5)胼胝体干,(6)胼胝体膝部,(7)胼胝体压部,(8)尾状核头部,(9)豆状核,(10)丘脑。
MRI系统扫描获得的图像在efilm workstation图像处理工作站中,将DWI和DTI图像转换为DTI分析软件方便处理的DICOM格式图像。使用Jiang H.等人开发的DTI分析软件Dti Studio 2.4进行处理、分析、测量DWI和DTI的有关数据,通过该软件重建人脑各层面的平均ADC图像,特征值λ1、λ2、λ3图。在各参数图像中测量大脑半球左侧10个位置的各参数值,这10个位置分别是半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体干、胼胝体压部、内囊前肢、内囊膝部、内囊后肢、豆状核、尾状核头部、丘脑。感兴趣区域(Region of Interesting,ROI)位置的选择由T2WI和FA图像为参考,测量时使用直径为6像素的圆形区域,如图1所示。所得数据应用SPSS15.0统计软件,对获得的数据进行统计学分析及处理。
2 结果
2.1 ADC比较结果
大脑10个解剖部位ROI的DWI和6、15、25个弥散方向时的DTI的平均ADC比较结果,如表1所示。
单因素方差分析结果显示:无论是所有被试者的所有解剖区总体还是单个解剖区域而言,ADC值在不同的弥散方向个数时,在α=0.05水平无显著性差异(p=0.429)。
2.2 最大特征值λ1比较结果
DTI弥散方向个数分别为6、15、25个时,各ROI的最大特征值λ1比较结果,如表2所示。
单因素方差分析结果显示:就所有被试者的10个解剖区域的总体而言,张量的最大扩散值λ1在不同的弥散方向个数时,在α=0.05水平,没有显著性差异(p=0.287);对于单个解剖区来说,则不确定。
2.3 特征值λ2比较结果
备注:*指所有解剖部位的ROI综合考虑时的统计结果。
备注:*指所有解剖部位的ROI综合考虑时的统计结果。
备注:*指所有解剖部位的ROI综合考虑时的统计结果。
备注:*指所有解剖部位的ROI综合考虑时的统计结果。
DTI弥散方向个数分别为6、15、25个时,各ROI的特征值λ2比较结果,如表3所示。
单因素方差分析结果显示:就所有被试者的10个解剖区域无论总体而言,张量的主轴扩散值λ2在不同的弥散方向个数时,在α=0.05水平,没有显著性差异(p=0.475)。对于单个解剖区来说,则不确定。
2.4 最小特征值λ3比较结果
DTI弥散方向个数分别为6、15、25个时,各ROI的最小特征值λ3比较结果,如表4所示。
单因素方差分析结果显示:就所有被试者的10个解剖区域的总体而言,张量的主轴扩散值λ3在不同的弥散方向时,在α=0.05水平,没有显著性差异(p=0.689);对于单个解剖区域来说,则不确定。
2.5 平均扩散率MD比较结果
DTI弥散方向个数分别为6、15、25个时,各ROI的平均扩散率(MD)比较结果,如表5所示。
单因素方差分析结果显示:在α=0.05水平,无论就所有被试者的10个解剖区域的总体,还是单个解剖区域而言,张量的平均扩散率MD在不同的弥散方向数时,没有显著性差异(P>0.05)。
2.6 表观扩散系数ADC与平均扩散率MD的t检验比较结果
弥散张量成像各ROI的表观扩散系数ADC与平均扩散率MD的t检验比较结果,如表6所示。
两独立样本t检验结果显示:在α=0.05水平,无论就所有被试者的所有解剖区域的总体,还是单个解剖区域而言,张量的平均扩散率MD与表观扩散系数ADC,在不同的弥散方向数时,没有显著性差异(P>0.05)。
3 讨论
由表1可知,脑部10个ROI中弥散梯度无论是加在实验坐标系的X、Y、Z轴相互垂直的三个方向上的DWI还是加在均匀分布的6、15、25个方向上的DTI,所获取的DWI图像经处理后,得到的平均ADC没有显著性差异。饶晶晶等人[5]研究结果:b=1000 s/mm2,TR=5000ms,15、25、55个弥散方向的DTI时,三个扩散梯度上测定的ADC也没有显著性差异。在理论上不考虑噪声影响时,ROI的ADC只由组织的微结构决定,而与梯度方向、弥散敏感系数的b值,甚至MRI的主磁场无关。不同机器、不同参数测量得到的ADC值可以比较,这一点可以和X线计算机断层的CT值在临床上的意义相媲美。但李德军等人[6]研究认为不同b值下的ADC值有显著性差异。因此,噪声对ADC的影响不可忽落,当把ADC作为临床定量测量时还是应该慎重,每次的扫描参数应该一致,并要求有足够大的信噪比。
备注:*指所有解剖部位的ROI综合考虑时的统计结果。
备注:*指所有解剖部位的ROI综合考虑时的统计结果。
由表2、3、4可知,就所有被试者脑部选定10个解剖部位的ROI的总体而言,张量的特征值λ1、λ2、λ3在3种梯度方向个数的DTI中没有显著性差异;而就单个解剖部位而言又有不同的结果。这种单个解剖部位ROI的张量的特征值在3种梯度方向个数的DTI中的不同差异结果,反映了不同解剖部位的组织结构的差异,主要是白质纤维束的走行方向的差异。理论上,梯度方向个数越多测量值越精确。
由表5、6可知,由DTI所获取的DWI图像经Dti Studio处理经计算得到各ROI的MD,在6、15、25个弥散方向时,无显著性差异;而且,各单个解剖部位ROI的ADC和MD比较也没有显著性差异。因此,就ROI的ADC而言,MD完全可以替代ADC,也就是说,MD可以和ADC等价。但是这仅限于ROI的评价各方向的平均扩散率,不能评价扩散在哪个方向具有优势,如果某个ROI的扩散由于某种病变在几个方向扩散受限,而在其他方向弥散增加,则有可能MD不变。因此,对于特定方向的扩散系数的测定则必须进行DTI成像,DTI成像具有更广泛的临床意义。而对于ROI的组织结构扩散特征的评价正是DTI的优势。
水分子的扩散特性由组织的微结构决定的,在中枢神经系统中,灰质部分呈现扩散的各向同性,而白质-神经纤维的水分子扩散呈明显的各向异性,沿神经纤维走行的方向(对应张量主轴的最大值特征值)水分子扩散最快,与神经纤维垂直的方向(对应张量主轴的其它两个特征值)水分子扩散较慢。
4 结论
正常人脑部的各感兴趣区,就表观扩散系数ADC而言,DTI和DWI完全可以相互替代,且其值可以作为成像参数一致时的正常临床参考值。
摘要：目的 研究正常人脑部弥散加权成像(DWI)的表观扩散系数(ADC)和不同弥散方向个数时的弥散张量成像(DTI)的平均扩散系数的异同。方法 应用相控阵神经血管线圈,随机选择正常健康体检者进行DWI成像检查和6、15、25个梯度方向的DTI检查,各取得数据15例。对所有研究对象均进行了头颅常规MRI检查,均未发现异常。然后,用DTI分析软件DtiStiduo 2.4对获得的弥散加权像和弥散张量图像进行处理,得到DWI的平均ADC图像,DTI的张量的导出量——张量的特征值λ1、λ2、λ3,各向同性指标ADC、Trace(MD)的图像。对得到的每个研究对象相应图像中选取10个感兴趣区进行测量,得到相应的参数数值。结果 DWI(X、Y、Z三个方向正交扩散梯度)和6、16、25个扩散梯度方向的DTI所获得的ADC值没有显著性差异(P=0.579);DWI、DTI的ADC值和MD值无显著性差异。结论 弥散成像中DWI和DTI中得到的ADC值具有可比性,可作为临床正常参考值。
关键词：磁共振成像,弥散加权成像,弥散张量成像,表观扩散系数
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MR扩散加权成像 篇5
1 精神分裂症概述
精神分裂症是以精神活动与环境不协调为主要特征的重症精神疾病,伴有行为、思维、情感等多方面障碍。其发病机制尚不清楚。目前,越来越多的研究支持精神分裂症患者存在脑功能区连接异常,而脑白质神经纤维的损害可能是其根本病理改变[1]。而且脑白质纤维完整性与阴性症状、阳性症状等精神病理症状密切相关。精神分裂症患者在发病前即高危期已出现行为及语言方面的异常,可能说明了发病前神经异常的存在。随着MR DTI技术的发展,可以清晰显示神经纤维束结构及其功能区之间的连接,因此可以对精神分裂症及高危人群脑白质损害程度进行定量研究。
2 精神分裂症及高危人群DTI研究
精神分裂症患者存在广泛的白质纤维连接异常,包括胼胝体、皮层区域、皮层下区域、边缘系统纤维和联络纤维等。
2.1胼胝体
胼胝体作为连接大脑左右半球的重要神经纤维,发挥着传导半球间知觉、认知、记忆、学习等重要作用。Highley等[2]研究支持精神分裂症患者胼胝体微观结构存在缺陷。而且关于精神分裂症的大量DTI研究显示,在首发和慢性患者都存在胼胝体结构的异常[3,4]。然而,白质异常在首发和慢性患者中不一致。Kong等[5]使用基于体素及纤维追踪的方法发现慢性精神分裂症患者胼胝体膝部FA值减低而首发患者没有变化,这表明至少在部分患者早期阶段没有胼胝体功能完整性中断,胼胝体膝部的异常也许可以反映疾病的进展。因此,疾病的病程在FA值的变化中起着重要作用。除病程以外,性别在精神分裂症的研究中也有重要意义。Schneiderman等[6]对33例精神分裂症患者性别差异进行研究发现,女性精神分裂症患者主要为左侧胼胝体压部和体部FA值减低,而男性主要是右侧FA值减低。但是到目前为止尚无统一定论。
2.2 皮层区域与皮层下区域
以往精神分裂症的DTI研究大部分集中在皮层区域,发现包括右侧额中回、左侧额下回及颞叶等皮层区域的FA值减低[7,8]。这些结果支持精神分裂症脑区之间尤其是额叶连接完整性遭到破坏的观点。额叶是人类工作记忆的中央执行系统,是完成高级认知任务的主要部位。当额叶白质的微观结构发生变化后,就会导致患者认知功能障碍。但是皮层下区域及皮层-皮层下结构与功能的连接越来越受到重视,原因在于精神分裂症是一种复杂的大规模脑网络组成连接障碍性疾病。内囊前肢有额叶与丘脑相互联系的丘脑前脚和皮质丘脑束通过,与感觉处理及认知功能有关。Zhang等[4]使用基于体素的分析方法对30例首发、首次用药的精神分裂症患者进行研究,发现其内囊FA值较正常对照组减低,且内囊FA值减低可能引起患者记忆、注意力下降及精神情感障碍等。有研究对26例精神分裂症患者进行DTI检查发现放射冠FA值减低与患者运动能力呈显著负相关[9];但是也有研究得出阴性结果[10],这可能与研究样本的选取有关。
2.3 边缘系统纤维及联络纤维
精神分裂症许多认知行为的异常与和功能相关的边缘系统有关,如情绪调节、情绪加工、自我管理等。穹窿和扣带束是边缘系统最重要的白质纤维束。穹窿是复合纤维束,是海马传出纤维的主要径路[11]。穹窿从海马投射到其他大脑结构的主要白质纤维束,包括乳头体、丘脑、中隔区域、伏核。Abdul-Rahman等[12]采用纤维追踪技术和大脑映射算法对33例精神分裂症患者研究发现,左侧穹窿FA值减低,AD值和RD值增加。Fitzsimmons等[13]报道患者穹窿FA值减低,RD值增加,但AD值并没有变化。这可能由于AD与RD不是独立的指标,因此髓鞘的病理学改变可影响白质纤维向各个方向的扩散。但研究结果也不尽一致。Alba-Ferrara等[14]发现精神分裂症患者穹窿FA值增加,且和幻听症状有关。扣带束连接扣带皮层与前额叶皮层、顶叶和枕叶皮质联合区、海马旁皮质和丘脑。Whitford等[15]发现扣带束的异常反映了精神分裂症患者的认知损伤和临床症状,如注意力的下降及执行功能的缺陷。以上研究表明精神分裂症患者边缘系统网络连接的完整性遭到破坏。
联络纤维分散在全脑,连接一侧大脑半球的不同部位,在首发和慢性患者中可以发现白质纤维束连接的异常,如上纵束、下纵束和额枕束等。上纵束连接额叶与枕叶和颞叶。Melicher等[16]使用TBSS的分析方法对77例首发精神分裂症患者研究发现,患者上、下纵束FA值减低,且左侧上纵束FA值减低与语言工作记忆有关[17]。首发患者左上额枕束FA值减低,且与患者阳性与阴性症状量表评分相关[17,18]。Abbott等[19]发现慢性精神分裂症患者同样存在上纵束FA值减低。但Bora等[20]报道上纵束FA值在首发和慢性精神分裂症患者中会增加,这可能是患者神经纤维代偿性再生导致。
首次精神分裂症发作前会有数周甚至数年的异常行为的前驱期,即高危期。然而只有小部分高危人群转化为精神分裂症,因此对精神分裂症高危人群的早期识别和干预,可以降低转化率及改善临床效果。Carletti等[21]对高危人群进行DTI研究,以期发现在疾病发病之前存在白质的异常。高危人群存在语言功能的缺陷,出现于精神分裂症发作之前[22]。在高危人群中,大部分变化的脑区有胼胝体、额-颞白质的主要纤维束,包括弓形纤维束、扣带束、钩束等。然而,大部分纤维束沟通和连接涉及语言加工过程的脑区[23]。Rigucci等[24]使用TBSS的分析方法发现高危人群较对照人群胼胝体和左侧上、下纵束及左下额枕束FA值显著减低,胼胝体、双侧丘脑前辐射和扣带回RD值显著增加。Kubicki等[25]对33例高危人群与对照人群研究发现没有RD值变化,表明高危人群髓鞘的病理学改变相对较晚,可能是神经炎性改变的结果;同时表明RD值的动态变化可以作为监测高危人群向精神分裂症转变的重要指标。Carletti等[22]发现高危人群和健康对照人群相比有FA值减低的脑区,但没有精神分裂症患者显著。对他们进行28个月的随访发现,转变为精神分裂症的高危人群FA值降低至患者同样的水平,相反未转变的高危人群FA值一直保持在相同的水平。这说明白质纤维的进行性改变可以作为高危人群向精神分裂症转变的预测因子。
3 精神分裂症脑白质完整性与临床症状的关联
3.1 与阳性症状(幻听)的关联
半球间听觉通路在声音刺激的处理过程中起关键作用,双侧听觉区域之间的结构和功能连接的改变很可能与幻听的发病机制有关。幻听是困扰患者的主要症状之一,因此早期发现导致幻听症状的异常脑区连接,对于疾病的治疗具有重要意义。Geoffroy等[26]报道有幻听症状的精神分裂症患者左侧弓形纤维束FA值减低;de Weijer等[27]对44例慢性精神分裂症患者研究发现,弓形纤维束FA值的减低和其逐步进展的阳性症状相关,同时表明具有幻听症状的患者额颞叶FA值减低,这提示额颞叶语言中枢间的白质神经纤维完整性改变可能参与了幻听的病理过程。但Mulert等[28]发现有幻听症状的精神分裂症患者半球间听觉纤维FA值增加;且Rotarska-Jagiela等[29]认为连接颞叶区域的纤维束FA值增加与幻听症状的严重性相关。弓形纤维束将颞后回与额前回连接起来,是产生语言和声音过程的基础,双侧弓形纤维束FA值的增加是产生幻听症状的病理生理学基础。弓形纤维束功能障碍导致患者不易判断语言刺激是来自大脑还是外界环境。因此,患者会误认为自身产生的听觉来自外界环境,导致幻听症状。以上结论的矛盾可能是由于样本含量过小和研究方法不一致导致。
3.2 与阴性症状的关联
Ho等[30]对50例患者随访2年发现精神分裂症阴性症状是衡量患者未来生活质量最重要的指标。阴性症状主要包括社会功能退缩、注意力缺陷等,其严重程度与社会功能障碍、认知功能损害(如记忆、学习、执行功能、意志力)及较差的长期预后显著相关。而阳性症状和混杂症状不能预测患者未来的生活质量。因此,阐明精神分裂症阴性症状的病理学机制至关重要。DTI研究表明精神分裂症患者左侧大脑半球FA值减少和阴性症状呈显著相关[4]。内侧眶额皮层和前扣带皮层是涉及情绪处理、意见决策及社会行为神经网络的重要脑区,左前眶额皮层-前扣带皮层连接FA值减低与患者快感缺乏、意志力丧失等阴性症状显著相关,而右侧FA值没有变化[31]。以上研究也许可以说明左侧大脑半球的白质纤维损害导致患者的阴性症状,但由于精神分裂症阴性症状的DTI研究较少,目前尚无确切依据。但可以肯定的是临床可以将白质纤维的异常作为患者阴性症状的预测指标。
4 展望
探讨宫颈癌的扩散加权成像特点 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取我院住院患者作为临床资料, 起止时间为2009年3月~2010年2月。根据临床症状及相关检查, 按《妇产科诊疗常规》的标准[3]诊断为宫颈癌的患者76例作为宫颈癌组;另选取非宫颈癌其他妇科疾病住院患者69例作为对照组;共145例。其中年龄 (29~82) 岁, 平均年龄 (62.1±13.4) 岁。对照组中年龄 (29~82) 岁, 平均年龄 (63.7±15.2) 岁。宫颈癌组中年龄 (32~79) 岁, 平均年龄 (59.2±12.4) 岁;I期患者18例, II期患者19例, III期患者21例, IV期患者18例;肿瘤大小 (6.0~247.7) cm3, 平均大小57.8cm3。两组在年龄、受教育程度等因素上没有差异 (P>0.05) , 具有可比性。
1.1.1纳入标准[4]
宫颈癌组:根据症状怀疑腹部肿瘤;行宫颈刮片细胞学检查与癌细胞吻合;行阴道镜检查观察到宫颈异常不规则增生, 可伴有炎性病变, 并行醋白试验和碘试验, 结果为阳性, 行组织学活检结果吻合宫颈癌诊断。对照组:非宫颈癌我院住院患者。
1.1.2排除标准[5]
因妊娠住院产妇;佩戴起搏器;幽闭综合症;重症患者;拒绝接受MRI。
1.2 方法
对照组69例采用DWI方式扫描, 宫颈癌组76例分别采用普通MRI和DWI两种扫描方式进行扫描。收集两组DWI得到的表观扩散系数 (apparent diffusion coefficient, ADC) 与相对表观扩散系数 (relative apparent diffusion coefficient, r ADC) , 及两种方式得到的宫颈癌组76例患者各个分期的计数资料, 并进行相关统计学分析。检查仪器采用GE公司3.0T超导型核磁共振扫描仪, 8通道相控阵体部线圈。
1.3 标准
1.3.1诊断
两组患者MRI及DWI结果分别由多名经验丰富的影像技师及医师进行分析, 作出诊断;排除诊断结果有分歧的案例。
1.3.2分期[6]
采用妇产科联盟 (FIGO2009) 最新修订的关于宫颈癌的临床分期, 分为I期 (包括Ia1, Ia2, Ib1, Ib2) ;II期 (包括IIa, IIb) ;III期 (包括IIIa, IIIb) ;IV期 (包括Iva, IVb) 。
1.4 统计学分析
利用SPSS 17.0进行实验结果的分析。两种扫描结果中的ADC值与r ADC值为计量资料, 采用t检验方法进行统计学分析;两种扫描结果中患者各分期例数的资料为等级资料及计数资料, 采用秩和检验和χ2检验进行统计学分析。P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 两组ADC值和r ADC值的对比
两组接受DWI后得到的ADC值和r ADC值按X±s的形式表示。可以看出宫颈癌组的ADC平均值较对照组高0.66×10-3mm3/s, r ADC平均值较对照组高0.40×10-3mm3/s, 具有明显的差异性 (见表1) 。
两组ADC值和r ADC值对比P<0.05, 差异性具有统计学意义。
2.2 两种扫描方式个分期分布情况对比
常规MRI与DWI两种扫描方式总体不具有差异, 说明在对宫颈癌总体的检测中, 两种检出率并没有差别。但值得注意的是:I期, II期和III期的检出例数DWI较常规MRI分别多5例, 5例, 1例, 共11例;在I期和II期有明显差异, III期和IV期差异不明显。说明DWI在早期宫颈癌的诊断中有明显优势 (见表2) 。
两种扫描方式Z=0.877, P=0.380>0.05, 不具有统计学意义;在I期, II期和III期的χ2检验P<0.05, 具有统计学意义;III期的χ2检验P>0.05, 不具有统计学意义。
3 讨论
宫颈癌是妇科临床上最常见的肿瘤病变之一。按照病理学分型, 分为子宫颈鳞状细胞癌, 子宫颈腺癌和其他类别的癌性病变, 其中鳞状细胞癌约占95%以上[7]。宫颈癌的发病原因复杂, 主要的发病原因除了和遗传因素、环境因素有关之外, 还与妇女早婚早孕、性生活过早、性生活紊乱和不洁、多次分娩、密集分娩等有很大的关系。宫颈癌不但发病率高, 而且治疗手段有限, 预后相对其他妇科疾病也较差[8]。在妇科疾病中, 其死亡率仅次于乳腺癌。早期的宫颈癌症状不是很明显或没有症状, 临床上很难发现[9]。就目前医疗水平, I期与II期的宫颈癌, 在一般体检中很容易误诊和漏诊。而中晚期治疗方法一般以化疗和手术治疗为主, 且发生转移 (以淋巴转移为主) 的可能性也相对较大;不仅给患者带来极大的痛苦, 治愈率也相对较低。所以, 早期诊断对宫颈癌的治疗与康复有重要意义。
扩散加权成像 (DWI) 是核磁共振扫描成像 (MRI) 技术的一种。扩散成像, 又称弥散成像, 是一种能够对人体内的水分子的微观无规则布朗运动水平进行测定和评价的新技术。水分子在人体内不同组织中运动时, 受到的阻力也不同, 因此扩散的相对速度也有所差别[10]。过去对水分子的研究仅局限于试管中, 随着现代医学影像学的不断发展, 现在临床上利用MRI仪器在活体中也可以进行微观运动的观察[11]。并利用分子在不同组织中的运动特点对人体的病变作出临床上的诊断[12]。例如, 在正常人体子宫肌层的扩散系数 (ADC) 为1.70×10-3mm3/s, 患宫颈癌的患者, 分子在肿瘤病变部位的ADC值与正常组织的ADC值区别较大 (一般小于正常值) 。而且参数敏感度高, 故容易发现较小的病灶, 对早期病变的诊断有重要的指导意义。
常规的MRI扫描, 对早期 (I期和部分II期患者) 癌变病灶不是很敏感, 而DWI的优势就是对较小病灶的敏感度高。由本次实验结果可以看出, 宫颈癌患者经DWI扫描的结果, 与非宫颈癌患者的结果具有明显的差异性;且较一般MRI扫描, DWI在早期 (I期和II期) 患者的诊断率上具有明显优势。在早期应用DWI排除及诊断宫颈癌, 对患者的治疗、康复及生活质量都有重要的意义, 提高治愈率的同时, 又能尽可能地减少转移的危险, 避免癌症中晚期治疗的痛苦。
综上所述, DWI较普通MRI, 对早期宫颈癌的诊断高, 对指导早期宫颈癌的诊断和治疗有重要意义。
摘要：目的:对宫颈癌的普通磁共振成像 (MRI) 和扩散加权成像 (DWI) 特点进行探讨, 探究DWI对宫颈癌诊断和治疗的意义。方法:选取我院住院患者作为临床资料, 起止时间为2010年5月2012年7月。经各项相关检查诊断为宫颈癌的患者76例作为宫颈癌组, 选取非宫颈癌其他妇科疾病住院患者69例作为对照组。对照组采用DWI方式扫描, 宫颈癌组分别采用普通MRI和DWI两种扫描方式进行扫描。收集两组DWI得到的表观扩散系数 (ADC) 值与相对表观扩散系数 (rADC) 值, 及两种方式得到的宫颈癌组76例患者各个分期的计数资料, 并进行相关统计学分析。结果:宫颈癌组的ADC平均值较对照组高0.66×10-3mm3/s, rADC平均值较对照组高0.40×10-3mm3/s, 具有明显差异 (P<0.05) ;DWI较常规MRI检出例数多11例, 在I期和II期有明显差异 (P<0.05) 。结论:DWI较普通MRI, 对早期宫颈癌的诊断高, 对指导早期宫颈癌的诊断和治疗过程有重要意义。
关键词：宫颈癌,扩散加权成像,t检验,秩和检验,χ2检验
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扩散加权成像在肝脏疾病中的应用 篇7
扩散加权成像 (diffusion weighted imaging, DWI是目前唯一能够在活体探测水分子自由扩散运动的影像学技术。 该技术起初用于中枢神经系统, 随着许多新技术的出现, 尤其是平面回波序列的出现, 使得DWI在肝脏疾病中的应用日益广泛。 本文对近年来国内外扩散加权成像在肝脏疾病中的应用进展予以综述, 主要讨论DWI在肝脏疾病诊断、鉴别诊断、疗效评价和疗效随访中的应用价值。
1 肝脏局灶性病变的诊断及鉴别诊断
DWI对于组织的一些生理学和形态学改变非常敏感, 如细胞密度、组织活性以及对各种治疗的反应等。DWI作为一种无创性磁共振功能成像技术, 成像速度快, 简单易行, 能同时提供DWI图像、ADC值ADC图3 项资料, 不仅能够通过图像反映组织、器官的功能状态, 还可通过表面扩散系数等功能成像的参数指标准确反映组织的分化程度及空间结构定量表述组织的功能状态, 为临床发现肝脏病变、肿瘤分期以及疗效随访提供了重要参考。
目前, 普遍认为低b值DWI不能真实反映组织的扩散系数值; 而高b值DWI对运动慢的水分子信号敏感, 能很好地反映组织的扩散特性, ADC值较稳定, 变异也较小, 所测得的ADC值接近组织的真实扩散系数值;同时DWI对水分子的运动越敏感, 病变组织和正常组织之间的对比度增加越明显。 应用高值是鉴别肝脏良恶性占位病变比较有效的方法。 但是, 高b值成像时间长, 信号衰减明显, 因此, 图像的信噪比及对比噪声比降低, 磁敏感伪影增加, 容易导致图像变形, 反而又会影响ADC值的测量及其准确性。因此, 合理选择b值对保证ADC值测量的准确性至关重要。 据报道, 当b=600 s/mm2时, DWI相对常规MRI发现恶性病变的敏感性分别为95.2%和80.6%特异性分别为82.7%和65.4%, 此时, DWI发现小肝癌的能力高于常规磁共振扫描[1]。 黄丽丹等[2]采用b值为500 和800 s/mm2的DWI扫描, 研究表明, 双b值对比法在肝脏局灶性病变的定性诊断中具有可行性可以较好地鉴别肝脏病变的良恶性。 查阅文献, b值采用500、600 和800 s/mm2的研究比较多, 此时对诊断和鉴别诊断有利。 而有学者认为, 1 000 s/mm2对于评价肝癌TACE术后的早期疗效更好[1]。
ADC值对于鉴别肝脏病变的良恶性的价值还存在一些问题。 一般认为, 肝脏恶性肿瘤的ADC值较低, 血管瘤次之, 肝囊肿最高。 众多研究表明, 肝细胞癌、肝囊肿、肝血管瘤的ADC值存在着显著性差异。 研究发现, 扩散加权成像对肝细胞癌、肝血管瘤和肝囊肿具有一定的诊断及鉴别诊断的价值, 但不适宜对小病灶的定性诊断[3]。 Miller等的研究表明肝脏局灶性结节增生 (FNH) 和肝腺瘤的ADC值与肝脏恶性肿瘤 (肝癌和肝转移瘤) 之间存在重叠, 所以限制了它们之间的鉴别诊断[4]。 FNH扩散图表现为等或稍高信号, ADC值与正常肝组织相近, 所以一般认为, DWI不能将二者鉴别。 还有研究认为ADC值对实质性肝脏良性肿瘤 (FNH和肝腺瘤) 与肝脏恶性肿瘤的鉴别也无帮助[5]。 另外, ADC值在肝脓肿与囊变、坏死肿瘤的鉴别中也很有价值。 脓腔在DWI上表现为高信号, 在ADC图上表现为低信号, 而肿瘤的坏死、 囊变部分在DWI和ADC图上表现相反, 脓腔平均ADC值显著低于肿瘤的囊变、坏死区域。 然而, 时期不同, 肝脓肿的ADC值也不同。 肝脓肿早期的ADC值有时候会与肿瘤的ADC值重叠, 对二者的鉴别还需要继续研究。
此外, 对于鉴别病灶的良恶性, 目前还没有统一的标准。 有研究人员[6]以ADC=1.80 为阈值来鉴别良、恶性肿瘤, 具有较高的灵敏度。 有些学者利用其他阈值 (如1.60、1.71、1.83 等) 来鉴别肿瘤的良恶性时也表现出较高的灵敏度。 对于ADC值能否鉴别肝转移瘤和原发性肝癌的报道存在分歧。 很多研究表明, 肝转移瘤和原发性肝癌的ADC值之间的差异无统计学意义, 鉴别比较困难。 但有学者研究发现, 在高b值时, 肝硬化的e ADC值低于正常肝实质的e ADC值, 原发性肝癌的e ADC值高于肝转移瘤, 原发性肝癌的整体病灶的e ADC值/肝实质的e ADC值大于肝转移瘤。 采用高b值时所获得的整体病灶的ADC值/肝实质的ADC值、 整体病灶的e ADC值/肝实质的e ADC值对原发性肝癌与肝转移瘤之间的鉴别有一定意义[7]。
诚然, DWI在肝脏的某些局灶性病变的诊断和鉴别诊断中有重要作用, 但是良恶性肿瘤的ADC值之间存在重叠, 即使是同种肿瘤, 随着恶性程度、病程的不同, 其中心液化、 坏死程度也不一致。 利用DWI对疾病进行鉴别时, 应考虑测量部位对结果的影响。 另外, 在一些特殊部位, 如肝门周围及肠气周围等容易产生伪影的区域, 测量值有可能出现偏差, 所以, 当病变位于这些区域时, 建议结合常规扫描。近年来, DWI与增强MRI的联合应用成为研究的一个方向。 很多研究表明, DWI和常规扫描结合起来, 可以明显提高MRI对肝脏疾病的诊断和鉴别诊断能力。 但是也有学者认为, 磁共振增强扫描后进行DWI, 只能提高病变与肝脏的信噪比, 而不能提高病变的检出率[8]。
2 肝脏纤维化及肝硬化诊断以及评价
对肝纤维化的早期诊断和准确的评估是学者们研究的热点。 作为一种无创性检查, 肝脏DWI不仅能做出肝纤维化和肝硬化的诊断, 而且所获得的定量指标与临床分级、分期有较好的一致性, 可为临床评价肝纤维化和肝硬化的程度提供重要的参考。
一般认为, DWI在评价肝硬化的程度上具有很高的敏感性和特异性。 国外有学者认为, 磁共振成像在评价肝纤维化时应该包含扩散加权成像, 发现ADC值评价肝纤维化有着较高的准确性[9]。目前, 多数学者主张肝硬化进行DWI时应选择尽可能高的b值。 研究显示, b=500 和1 000 s/mm2时, 诊断肝硬化的敏感性和特异性均较b=800 s/mm2时高; 同时, b=500 s/mm2时, 诊断肝硬化的敏感性和特异性较b=1 000 s/mm2时高[10]Girometti等[11]对29 例肝硬化患者和29 例正常志愿者进行DWI扫描, 结果显示, 当b=400 s/mm2时, ADC值用于诊断和显示肝纤维化的准确性最高, 且能够鉴别轻度纤维化与中重度纤维化。 国外另有学者[12]分别采用b值为0、50、500 s/mm2计算肝脏的ADC值与脾脏的ADC值之比, 结果显示, 此方法比单纯测量肝脏的ADC值能更准确地反映肝纤维化和肝硬化的程度[12]。此外, 有学者[13]的研究表明, ADC值与肝纤维化的程度密切相关, 而且呈相反趋势, 即随着肝纤维化程度的加深, ADC值降低, 因此, ADC值可以用来评价肝纤维化的程度。 然而, 也有学者认为, 单纯的ADC值只能鉴别0 期和4 期的肝硬化, 不过他们利用标准化的ADC值 (肝脏和脾脏的ADC值的比值) 来评价肝纤维化和肝硬化, 有较高的准确性和重复性。 未来的研究应该重点放在确定肝纤维化分期的诊断标准上, 建立ADC值的标准点, 确定一种能够常规应用于临床的检查方法。
3 肝脏疾病的疗效预测与评价
DWI在肝癌放、化疗、射频消融等疗效的预测和早期评价方面具有良好的临床应用价值。 ADC值的变化与肿瘤的治疗效果密切相关。 治疗前的高ADC值往往预示肿瘤对化疗反应不敏感, 效果不佳, 肿瘤早期治疗后ADC值的升高常常反映治疗效果较好而肿瘤复发常常出现ADC值下降。 因此, ADC值是一种可以监测肿瘤早期治疗反映的有前景的一种标记物[14]。 另外, DWI可以鉴别肿瘤的残余组织、坏死组织以及复发组织, 因而可以提供治疗效果以及随访的信息。 DWI可以通过检测肿瘤组织内水分子的扩散运动判定肿瘤坏死的范围及程度, 有助于早期判断肝癌介入治疗的效果。 在评价肝癌介入的术后疗效方面, ADC值的敏感性和特异性都很高, 分别为75%和87.50%[15]。有学者[16]认为, 在评价肝癌动脉化学栓塞治疗的疗效时, b值选择600 s/mm2可以增强术前与术后的对比, 但是降低了图像质量。 综合信噪比和ADC值的测量, 他们推荐b值选择1 000 s/mm2。另外, 肝脏DWI可以对肝癌高强度聚焦超声治疗后的凝固性坏死情况作出准确判断, ADC值升高及信号强度降低可以作为肝癌此项治疗后的凝固性坏死的标志[17]。 此外, ADC值与肝癌的其他治疗方式, 如微波消融术后的肿瘤坏死也密切相关, 可用于评估术后的效果。总之, DWI可以预测不同治疗方案对肿瘤的疗效, 又可以评估肝肿瘤的疗效, 从而针对不同肿瘤制定个性化方案或者改变治疗方案, 这对于患者是有很大好处的。
另外, DWI还可以用来评价急性肝损伤和肝移植后的并发症。 DWI技术在肝癌肝移植术后的随访中, 能对术后监测起重要作用, 在临床上有较好的应用价值[18]。 研究表明, 应用较小b值 (b≤300 s/mm2时, DWI能反映肝脏急性肝缺血再灌注损伤早期微循环障碍的病理、生理过程, 对于早期动态监测、预防[4]肝脏急性肝缺血再灌注损伤具有重要的临床价值[19]。也有人研究发现, 当ADC值小于0.99×10-3mm2/s时, DWI预测肝移植后肝功能障碍的敏感性和特异性分别为85%和72%。但是, ADC值难以区别不同类型的肝功能障碍[20]。
4 存在问题及发展趋势
在常规MRI序列的基础上, 合理地结合扩散加权成像, 能为肝脏疾病的诊断及鉴别诊断提供较多的有价值的信息。 然而, DWI在肝脏疾病中的应用仍然存在一些问题[21]: (1) 关于b值目前仍然以个人经验为主, 尚未有一个比较统一的扫描b值供参考。 (2) 图像空间分辨率低, EPI序列所致的图像信噪比低, 并为疾病的治疗提供新的评价方法, 而伪影、变形较多。此外, 心脏搏动伪影、呼吸伪影以及胃肠道蠕动常常影响肝脏疾病的检出和定性诊断。 (3) DWI的病灶检出率较低。直径<1 cm的肿瘤, 特别是<0.5 cm的病灶, 扩散成像虽可发现病变, 但无法测量ADC值或存在偏差, 因而对于小病灶诊断还有待于进一步探索。 (4) 至今很少有人进行严格的病理学比较, 因而研究结果有待今后进一步研究分析。 (5) 人为因素的影响:测量肝脏和占位性病变时, 仅凭肉眼难以完全避免胆管、血管及病变坏死区, 因此, 会影响ADC值测量结果的准确性。 (6) 成像技术严重影响肝脏病灶的ADC值测量, 所以, 不同的扫描参数常常导致不同的测量值;另外, 病灶的位置和形状会影响测量的可重复性。