磁共振擴散加權成像在診斷胰腺腫瘤中的應用進展

王勇 張暉 耿左軍 宋鵬 王哲

伴隨著工業化進程和人們生活的多元化改變，受不同生活方式及環境污染的影響，胰腺疾病的發病率逐年升高［1］。胰腺腫瘤因其臨床癥狀隱匿或非特異性，對其進行早期定性診斷及可切除性評價常較為困難。隨著超高場強磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技術的迅猛發展和相應配套軟件的不斷完善，以擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)為代表的MR功能性成像技術已逐步成為研究熱點，其在胰腺腫瘤的診斷、鑒別診斷、術前評估及預后評判中的重要價值已經初顯。本文就近幾年中磁共振擴散加權成像技術應用于胰腺腫瘤的研究進展做一綜述。

1 磁共振擴散加權成像技術

DWI是基于磁共振流動效應的一種評價生物體內水分子擴散運動狀態的無創傷性成像技術［2］，它是在活體上進行水分子擴散測量與成像的惟一方法。它可以通過微觀水分子流動擴散原理來反映水分子擴散及毛細血管網內血液的微循環情況［3］，還可以同時反映人體組織的空間組成信息及病理生理狀態下各組織成分之間水分子交換的功能狀態。DWI是一種真正意義上的定量的檢測方法，在其日常應用中常涉及到兩個參數，即表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值和擴散敏感因子(b值)。ADC值反映了擴散運動的速率快慢，b值則反映了施加梯度的持續時間和幅度以及兩對梯度間的時間間隔的大小;若靶組織的ADC值越高，則其在影像上的信號強度就越低;同樣，b值越高，對應的信號強度也就越低［4］。國內外現階段高b值DWI成像研究較多，低b值DWI研究相對較少，國外部分學者對低b值(b=10～100 s/mm2)DWI研究后發現，低b值DWI圖像由于其相對信噪比較高，它可顯示出在高b值下被掩藏的低信號結構，從而得到一些意外的發現［5］。目前應用于胰腺的DWI主要是平面回波成像(echo-planar imaging，EPI)或快速梯度回波序列。EPI序列的磁敏感偽影可以降低DWI圖像的質量，均衡介質的擴散加權信號隨著b值的增大呈指數衰減，衰減率可由ADC值得到。影響圖像質量及ADC值可靠性的因素還有很多，如患者身體不自主運動及呼吸所導致的運動偽影，Kartalis等［6］比較了胰腺癌患者在應用呼吸門控、自主平靜呼吸及人工屏氣三種情況下DWI的圖像質量、信號強度及所測量ADC值的差異，三者所得圖像質量評分分別為17.9、16.5 和 17.1，應用呼吸門控技術后的圖像質量明顯高于自主平靜呼吸，在各組不同b值DWI檢查后，信號強度及信噪比也皆為應用呼吸門控技術的圖像占優，而且，三組間所測得的ADC值也不盡相同;因此合理應用呼吸門控技術可有效減少呼吸運動偽影。

2 胰腺腫瘤

胰腺腫瘤從影像上可分為實性和囊性腫瘤;從病理上可分為上皮性及非上皮性腫瘤，上皮性腫瘤又分為內分泌和外分泌性腫瘤;外分泌性腫瘤主要是胰腺癌，占胰腺腫瘤90%以上;在內分泌性腫瘤中，以胰島細胞瘤最為常見，占70%以上;其它腫瘤罕見或少見。因此，在這里我們以胰腺癌及胰島細胞瘤作為代表重點闡述。

2.1 胰腺癌 胰腺癌是消化系統中較常見的惡性腫瘤，臨床上發現胰腺癌并確診后通常已到晚期，多手術不能切除，且預后極差，因此胰腺癌早期、中期明確診斷至關重要;目前國內外進行了大量的鑒別腫塊型胰腺炎和胰腺癌的研究并取得一定成果。在胰腺的各種實性占位病變中，腫塊型慢性胰腺炎與胰腺癌應用CT及MR常規序列檢查鑒別比較困難，病灶在CT上均可呈低密度，在MR上呈長T1長T2信號，增強掃描延遲強化，胰管常受侵或受壓導致局段胰管梗阻以及遠端擴張［7］;當胰腺導管或實質內出現鈣化、胰腺彌漫性受累、胰管穿通征等征象出現時常提示腫塊型慢性胰腺炎;而受侵胰管的突然截斷、雙管征、血管周圍脂肪間隙消失常提示胰腺癌的可能［8］。但對不典型的胰腺實性占位常規影像檢查常束手無策。而應用DWI技術檢測胰腺癌常具有較高的敏感性和特異性;Ichikawa等［9］以慢性胰腺炎為對照，對高 b值(1000 s/mm2)的胰腺癌DWI圖進行直接定性分析，最后得出高b值DWI圖像檢測胰腺癌的敏感性和特異性分別為96.2%和98.6%;國外有部分學者直接將ADC值應用于胰腺癌和腫塊型胰腺炎的鑒別診斷，也取得了較好的陽性結果［10－12］。然而，由于磁共振掃描時所使用的磁共振設備及選取的b值不同，相同病變所測得的ADC值亦存在一定差異，因此就影響了諸多研究結果的可靠性。Puskás等［13］對19名胰腺癌患者和8名胰腺炎患者應用3組b值的DWI進行檢查，并由12名志愿者組成對照組，對3組受試者檢查后發現，健康志愿者胰腺組織在3組不同b值檢查中，其ADC值最高，胰腺炎組ADC值次之，胰腺癌組ADC值最低;且每組病灶隨選取b值不同其ADC值亦有所不同，b值越高其ADC值隨之越低。總之，高b值DWI圖像更有助于胰腺癌灶的檢出，且其ADC值更能準確地反映胰腺癌的水分子擴散情況。另外，DWI技術還初步嘗試對胰腺癌進行病理分級，Wang等［14］對21名已病理證實的胰腺癌患者進行回顧性DWI研究分析，其研究結果表明高中低分化各組的胰腺癌病灶ADC值存在顯著性差異，這種差異可能與腫瘤中腺體的混雜排列方式和纖維成分的密度有關，藉此尋求胰腺癌不同分化類型病灶與其ADC值之間的某種相關性。

2.2 胰島細胞瘤 胰島細胞瘤多為良性，少數為惡性，其中以胰島素瘤最為常見。Anaye等［15］將DWI技術應用于小胰島素瘤的篩查，發現其對發現乏血管的瘤體更有幫助。國內外部分學者對胰腺內分泌腫瘤應用不同b值的DWI進行檢查，結果基本一致，既隨著b值的升高胰腺內的瘤體就更加突顯，尤其在常規MRI檢查中表現為等信號的胰腺內分泌腫瘤尤為明顯［16］。胰島素瘤的術前定位對手術的成敗也至關重要，但大部分胰島素瘤因體積較小而難于定位。Bakir等［17］應用DWI技術中所得的ADC值對胰島細胞瘤進行了定性及定量的研究，他們對12例經病理證實的胰島細胞瘤患者進行回顧性分析，發現12例患者中11例在常規MR檢查中就能夠明確診斷，另一例由于瘤體較小且信號類似而被漏診;而應用DWI技術就能夠獨立且明確的診斷全部12例病灶;他對瘤體、瘤周胰腺組織及正常對照胰腺組織進行ADC值測量后發現，瘤體的ADC值明顯高于瘤周組織和正常對照胰腺組織，這有助于發現那些呈等信號或等密度的較小瘤體。

2.3 其它 DWI還可用于對胰腺內的一些異位結構的發現和定性，如胰腺內副脾等，Jang等［18］應用DWI對胰腺內的副脾和小實體腫瘤進行了鑒別診斷研究，他們對20例胰腺內包埋副脾的患者和22例胰腺實性腫瘤(直徑均小于3cm)的患者進行不同b值的DWI檢查，結果發現副脾的平均ADC值較胰腺小實體腫瘤的更低，甚至接近0;二者經統計學處理具有顯著差異。

DWI對于胰腺囊性腫瘤的鑒別診斷也可起到一定的幫助作用，Wang等［19］通過研究發現，囊性腫瘤在低b值DWI掃描時病灶信號較高，而在高b值病灶信號明顯減低，實性腫瘤在低b值及高b值DWI掃描時病灶信號較囊性腫瘤都有明顯升高，他們認為DWI的ADC值的高低與瘤體細胞密集程度及細胞外纖維成分有關，藉此可為囊、實性腫瘤的鑒別診斷提供更多的信息。Inan等［20］對2組胰腺囊性病變患者(第1組:胰腺膿腫、包蟲囊腫、各類胰腺囊性腫瘤;第2組:單純囊腫和假性囊腫)進行DWI檢查及ADC值測量后發現，b=1000 s/mm2時，第1組患者病灶呈較高信號，而第2組患者病灶呈低信號，2組患者病灶診斷的特異度為90.0%，敏感度達到了70.0%，且前組囊性病變的ADC值也明顯低于后組。

其他較少見的胰腺腫瘤應用DWI鑒別診斷的相關研究在國內外少有報道［21］。

3 應用展望

綜上所述，DWI技術已經為胰腺腫瘤的診斷開辟了一條獨特的道路，使胰腺腫瘤的定量研究成為可能;但DWI在胰腺腫瘤的診斷中的還處于初級階段，還有許多關鍵問題需要逐步解決。DWI圖像的空間分辨率隨MR設備升級不斷提高，但與常規MR掃描圖像相比仍有很大差距，致使較小的病變結構顯示不清或不易顯示;掃描序列還需進一步優化;DWI圖像仍有不同程度變形扭曲;部分患者因病所致呼吸運動偽影較大，從而在某種程度上影響正確診斷的做出;另外，當選取多種b值進行比較研究時，多次掃描在理論上會形成定位誤差，最終會帶來研究結果的偏差。因此，現階段DWI仍需與MR常規序列緊密結合才能在胰腺腫瘤的診斷中發揮更大作用。DWI今后研究的重點將集中于胰腺腫瘤的早期鑒別診斷、多b值腫瘤特征分析、腫瘤周圍胰腺組織受損程度評估及大樣本量研究等方面［22］，我們有理由相信，未來的DWI將在空間分辨率會有很大提高，多b值DWI檢查速度會更快，運動偽影會出現的更少，DWI的應用領域會更加縱深和寬廣。

1 Dobrila DR，Vanis N，Dintinjana M，et al.Etiology and oncogenesis of pancreatic carcinoma.Coll Antropol，2012，36:1063-1067.

2 Li D，Xie K，Wolff R，et al.Pancreatic cancer.Lancet，2004，363:1049-1057.

3 Erturk SM，lchikawa T，Motosugi U，et al.Diffusion-weighted MR imaging in the evaluation of pancreatic exoerine function before and after secretin stimulation.Am J Gastroenterol，2006，101:133-136.

4 Laun FB，Fritzsche KH，Kuder TA，et al.Introduction to the basic principles and techniques of diffusion-weighted imaging.Radiologe，2011，51:170-179.

5 Takahara T，Kwee TC.Low b-value diffusion-weighted imaging:emerging applications in the body.J Magn Reson Imaging，2012，35:1266-1273.

6 Kartalis N，Loizou L，Edsborg N，et al.Optimising diffusion-weighted MR imaging for demonstrating pancreatic cancer:a comparison of respiratorytriggered，free-breathing and breath-hold techniques.Eur Radiol，2012，22:2186-2192.

7 Momtahen AJ，Balci NC，Alkaade S，et al.Focal pancreatitis mimicking pancreatic mass:magnetic resonance imaging(MRI)/magnetic resonance cholangiopancreatography(MRCP)findings including diffusionweighted MRI.Acta Radiol，2008，49:490-497.

8 Miller FH，Keppke AL，Wadhwa A，et al.MRI of pancreatitis and its complications:part 2，chronic pancreatitis.AJR Am J Roentgenol，2004，183:1645-1652.

9 Ichikawa T，Erturk SM，Motosugi U，et al.High-b value diffusion weighted MRI for detecting pancreatic adenocarcinoma:preliminary results.AJR Am J Roentgenol，2007，188:409-414.

10 Wiggermann P，Grützmann R，Weissenbck A，et al.Apparent diffusion coefficient measurements of the pancreas，pancreas carcinoma，and massforming focal pancreatitis.Acta Radiol，2012，53:135-139.

11 Hur BY，Lee JM，Lee JE，et al.Magnetic resonance imaging findings of the mass-forming type of autoimmune pancreatitis:comparison with pancreatic adenocarcinoma.J Magn Reson Imaging，2012，36:188-197.

12 Muhi A，Ichikawa T，Motosugi U，et al.Mass-forming autoimmune pancreatitis and pancreatic carcinoma:differential diagnosis on the basis of computed tomography and magnetic resonance cholangiopancreatography，and diffusion-weighted imaging findings.J Magn Reson Imaging，2012，35:827-836.

13 Puskás T，Henits I.Diffusion-weighted MR imaging;the significance of ADC and perfusion values in the differential diagnosis of pancreatic adenocarcinoma and mass forming pancreatitis.Orv Hetil，2012，153:1191-1196.

14 Wang Y，Chen ZE，Nikolaidis P，et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of pancreatic adenocarcinomas:association with histopathology and tumor grade.J Magn Reson Imaging，2011，33:136-142.

15 Anaye A，Mathieu A，Closset J，et al.Successful preoperative localization of a small pancreatic insulinoma by diffusion-weighted MRI.JOP，2009，10:528-531.

16 Brenner R，Metens T，Bali M，et al.Pancreatic neuroendocrine tumor:added value of fusion of T2-weighted imaging and high b-value diffusion-weighted imaging for tumor detection.Eur J Radiol，2012，81:746-749.

17 Bakir B，Salmasliolu A，Poyanli A，et al.Diffusion weighted MR imaging of pancreatic islet cell tumors.Eur J Radiol，2010，74:214-220.

18 Jang KM，Kim SH，Lee SJ，et al.Differentiation of an intrapancreatic accessory spleen from a small(＜3-cm)solid pancreatic tumor:value of diffusion-weighted MR imaging.Radiology，2013，266:159-167.

19 Wang Y，Miller FH，Chen ZE，et al.Diffusion-weighted MR imaging of solid and cystic lesions of the pancreas.Radiographics，2011，31:47-64.

20 Inan N，Arslan A，Akansel G，et a1.Diffusion-weighted imaging in the differential diagnosis of cystic lesions of the pancreas.AJR，2008，191:1115-1121.

21 Brenner R，Metens T，Bali M，et al.Pancreatic neuroendocrine tumor:added value of fusion of T2-weighted imaging and high b-value diffusion-weighted imaging for tumor detection.Eur J Radiol，2012，81:746-749.

22 Niwa T，Ueno M，Ohkawa S，et al.Advanced pancreatic cancer:The use of the apparent diffusion coefficient to predict response to chemotherapy.Br J Radiol，2009，82:28-34.