磁共振全身彌散加權成像對惡性腫瘤骨轉移的診斷價值研究

周志強 孫宏 王哲 殷倩 王智寶

近年來磁共振功能成像(DWI)在全身檢查中應用越來越廣泛，其較磁共振平掃對病變更高的檢出敏感性及診斷價值，得到影像及臨床醫生的廣泛認可。而全身彌散加權成像(WB-DWI)，采用反轉恢復回波平面彌散序列(STIR-DWI-EPI)，在抑制肌肉、脂肪、肝臟等組織背景信號的基礎上，突出病變區域的彌散加權對比，大大提高了病變組織，尤其是惡性腫瘤及其轉移灶的檢出率。由于采用了全身大范圍掃描，并進行3D后處理重建，其成像效果及臨床意義與正電子發射體層成像(PET)有許多類似之處，被稱為 MR“類PET”技術。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析保定市第二醫院磁共振室2009年2月至2014年2月間進行的磁共振全身彌散加權成像(WB-DWI)檢查資料完整的52例惡性腫瘤患者，從中選取22例確診骨轉移患者進行分析、研究。

1.2 儀器設備與檢查方法

1.2.1 磁共振掃描方法:應用GE Signa HDe 1.5T超導型磁共振成像儀，受檢者采取仰臥位，足先進，在平靜呼吸狀態下應用單次激發和化學位移頻率選擇脈沖脂肪抑制技術進行掃描，掃描分六段(頭、頸、胸、腹、盆腔、下肢段)，掃描和信號采集使用磁體內置Body線圈(體線圈)。具體參數:短TI反轉恢復平面回波彌散序列(STIR-DWI-EPI)TR(重復時間)5 100 ms，TE(回波時間)mininum，TI 180 ms，NEX(激勵次數)12次，b值(擴散彌散系數)600 s/mm2，矩陣128×128，層厚 6 mm，層間距 0 mm，FOV(視野)40 cm ×40 cm;同時采集相同層面的單次激發快速自旋回波序列(SSFES)T2WI像作為參照，TR minimum，TE 80 ms，帶寬 83.33 mm，NEX 1次，b值 0 s/mm2，矩陣 256 ×192，層厚 6 mm，層間距 0 mm，FOV(視野)40 cm ×40 cm。

1.2.2 ECT掃描方法:應用GE公司的Infinia Hawkeye雙探頭核素骨掃描儀，患者靜脈推注99mTc-亞甲基二磷酸鹽(99mTc-MDP)25mci，2～3小時后進行全身前位和后位顯像，必要時采集局部顯影。

1.3 圖像后處理 WB-DWI各序列掃描完成后傳送到GE Signa 1.5T ADW4.4工作站上，將各序列圖像進行整合，得到DWI和T2WI圖像各一套，然后再用3DRformat軟件重建成三維立體圖像并進行黑白翻轉，得到類似于PET的圖像。

1.4 影像資料分析 所有WB-DWI圖像分析采用雙盲法，分別由兩位經驗豐富的影像科醫師獨立閱片。影像醫師閱片時僅提供給患者的基本資料，如患者性別、年齡、原發腫瘤病史等，不提供其它檢查結果及臨床資料，然后在掃描野內查找可疑病灶，進行資料匯總。閱片醫師經過分析、討論取得一致結果后，作為病灶數目統計。WB-DWI圖像中陽性病灶為骨骼內相對于正常骨組織的高信號;ECT圖像中陽性病灶為骨骼內異常放射性濃聚和/或缺損。

1.5 診斷依據

1.5.1 22例惡性腫瘤骨轉移患者，原發灶均經手術或穿刺活檢病理證實。

1.5.2 22例惡性腫瘤骨轉移患者，經CT/MR平掃及增強、ECT或/和PET-CT等綜合影像檢查、穿刺活檢及臨床隨訪，確認骨轉移灶共180個。

1.5.3 患者在行WB-DWI檢查及ECT掃描前，未接受過抗癌治療或治療后間隔3個月以上。

2 結果

2.1 WB-DWI表現 骨轉移灶在WB-DWI圖像上表現為骨髓內明顯高信號影，經黑白翻轉后呈低信號影，圖像效果類似于PET圖像。

2.2 WB-DWI檢查結果與ECT對比

2.2.1 本組22例惡性腫瘤骨轉移病例中，包括肺癌7例，乳腺癌5例，肝癌3例，腎癌2例，卵巢癌2例，宮頸癌1例，前列腺癌2例。

2.2.2 將全身骨骼分為11處區域(顱骨、肩胛骨、胸鎖骨、肋骨、頸椎、胸椎、腰椎、骨盆、肱骨、股骨、脛腓骨)，WB-DWI發現異常信號灶159個，其中假陽性病灶6個，分別為顱骨2個、胸鎖骨1個、胸椎2個、腰椎1個;遺漏真陽性病灶27個，分別為顱骨8個、肩胛骨2個、胸鎖骨6個、肋骨4個、胸椎2個、腰椎2個、骨盆1個、肱骨1個、脛腓骨1個。與參考標準(180處骨轉移灶)對比，檢出率為85%，準確率為96.23%。ECT發現異常放射性濃聚灶175個，其中假陽性病灶15個，分別為顱骨1個、肋骨1個、頸椎2個、胸椎5個、腰椎4個、股骨1個、脛腓骨1個:遺漏真陽性病灶20個，分別為顱骨1個、肩胛骨1個、肋骨2個、頸椎3個、胸椎4個、腰椎3個、骨盆2個、股骨2個、脛腓骨2個。與參考標準對比，檢出率為88.89%，準確率為91.14%。見表1。

表1 各區域WB-DWI及ECT掃描發現病灶數目 個

3 討論

3.1 磁共振全身彌散加權成像技術 近年來，高場磁共振普及率明顯提高，隨著設備的軟、硬件不斷改進，磁共振彌散加權成像在全身的應用也越來越廣泛。磁共振全身彌散加權成像技術，使用磁體內置BODY線圈發射及采集信號，掃描時間較過去明顯的縮短。應用短T1反轉恢復序列掃描，對脂肪、肌肉、內臟等組織的背景信號充分抑制，進而突出病變區域的彌散加權對比，可明顯提高了病變組織尤其是惡性腫瘤及其轉移灶的檢出率。

3.2 b值選擇 b值即擴散敏感因子。彌散加權成像原理為:隨著b值的增加，組織中水分子的擴散敏感性而增加，圖像信噪比則減低，反之則反。應用彌散加權成像檢查時，要充分考慮水分子擴散權重和信噪比這兩個方面的因素。因此，b值的選擇對磁共振彌散加權成像非常重要，采用的b值越大，圖像的信噪比越低，DWI圖像還可出現扭曲、變形、折疊偽影等，影響醫師對病變的觀察;選用的b值越小，DWI圖像的信噪比越高，但會造成水分子擴散權重減小，從而掩蓋骨骼內水分子的擴散，導致漏診。經大樣本實驗，我院設備進行全身彌散加權成像掃描時，采用 b值為600 s/mm2，即可取得較好的圖像質量，又能得到較高的病變的檢出率。

3.3 診斷標準的選擇 一般而言，臨床惡性腫瘤診斷的金標準為病理，但對于骨轉移來說，取得病理較難，一般臨床依據原發病結合影像診學(X線平片、CT、MR、ECT、PET等)做出診斷。因此，本研究同其他研究一樣，采用了目前常用的方法，即病理檢查證實原發灶，而后利用最合適的影像學檢查方法結合臨床資料和隨訪結果，最終確定骨內病灶的性質。

3.4 CT、MRI是臨床常用的影像學檢查手段，要想取得全身骨骼的影像，需多次掃描才能完成，患者經濟負擔重。并且全身CT掃描輻射劑量很大。

3.5 國內外對惡性腫瘤的全身檢測手段目前主要依靠核醫學(ECT及PET)。臨床查找骨轉移瘤最常用方法為核素骨掃描，雖然其敏感度高，但特異性較差，存在較多假陽性，且有一定的輻射。PET是近年來最受關注的全身檢查手段之一，其敏感性及特異性高，但其檢查費用昂貴，而且電離輻射損傷較大。

3.6 WB-DWI是一種方便、快捷全身檢查手段，既能敏感、準確的檢測腫瘤病灶，又無輻射損傷，只要設備軟硬件具備即可實現。本組22例惡性腫瘤骨轉移患者，行WB-DWI檢查發現骨骼系統異常信號灶159個，檢出率為85%，準確率為96.23%，與核素骨掃描對骨轉移的檢出差異無統計學意義。WB-DWI對位于顱骨、胸鎖骨、胸椎、肱骨、脛腓骨的病灶遺漏較多，原因為:腦組織DWI信號較高可掩蓋部分顱骨的病灶，大血管波動及呼吸運動偽影影響胸骨及胸椎等處的病灶觀察，掃描范圍不夠限制四肢遠端病灶的顯示等。本組病例統計結果，對頸椎、腰椎、骶椎、骨盆、股骨的轉移灶，WB-DWI較骨掃描診斷準確性高，同文獻一致。

Nakanishi對30例惡性腫瘤患者同時行WB-DWI掃描及骨掃描，其中10例發現骨轉移，WB-DWI檢出骨轉移灶50處，骨掃描發現骨轉移灶52處，，敏感度與準確性與骨掃描基本相同。

于韜等研究CT/MRI影像以及WB-DWI加CT/MRI綜合影像對全身轉移性病灶診斷的敏感性、特異性和準確性。結果發現:WB-DWI加CT/MRI診斷惡性腫瘤全身臟器轉移的敏感性為93.98%，特異性為66.67%，準確性為89.11%;CT/MRI診斷惡性腫瘤全身臟器轉移的敏感性為66.27%，特異性為66.67%，準確性為66.37%。兩者在診斷惡性腫瘤全身轉移上的差異，具有統計學意義(P＜0.05)。

3.7 當然，WB-DWI掃描技術也有不足之處。頸部圖像變形、腦部及胃腸道等高信號的干擾、呼吸運動偽影等，易導致鄰近骨骼病灶的假陰性與假陽性;WB-DWI圖像是經3D-MIP重建生成，經過黑白翻轉后得到的類似PET的圖像，這種重建圖像有可能遺漏小的病變，尤其是直徑小于1cm者。以上可通過參考同時取得的T2WI圖像加以彌補。

綜合而言，WB-DWI掃描技術作為一種新的全身成像技術，具有敏感性高、直觀清晰易觀察、無X線電離輻射、無需注射造影劑、檢查時間短、覆蓋范圍廣、檢查費用低廉等優勢，對惡性腫瘤骨轉移的篩查有一定的價值及較高的臨床性價比，值得研究、推廣。

1 Nakanishi K，Kobayashi M，Nakaguchi K，et al.Whole-body MRI or detecting metastatic bone tumor:diagnostic value of diffusion-weighted images.Magn Reson Med Sci，2007，6:147-155.

2 Takenaka D，Ohno Y，Matsumoto K，et al.Detection of bone metastases in non-small cell lung cancer patients:comparison of whole-body diffusionweighted imaging(DWI)，whole-body MR imaging without and with DWI，whole-body PDG-PET/CT，and bone scintigraphy.J Magn Reson Imaging，2009，30:298-308.

3 Kwee TC，Tak ahara T，Ochiai R et al.Diffusion-weightde whole-body imaging with background body signa suppression(DWIBS):features and potential applications in oncology.Eur Radiol，2008，18:1937-1952.

4 Schulthess GK，Steinert HC，Hany TF.Integrated PET/CT:current applications and future directions.Radiology，2006，238:405-422.

5 Li S，Sun F，Jin ZY，et al.Whole Body Diffusion Weighted Imaging:Technical Improvement and PreliminaryResults，J Magn Reson Imaging，2007，26:1139-114.

6 李爍，薛華丹，孫非，等.全身磁共振彌散加權成像探測骨轉移瘤的可行性及臨床價值.中國醫學科學院學，2009，31:192-199.

7 于韜，羅婭紅，何翠菊，等.WB-DWI結合常規CT、MRI診斷惡性腫瘤全身臟器轉移.臨床放射學雜志，2009，28:403-406.

8 馬玲，孟俊非，陳英明，等.表現擴散系數值在原發惡性腫瘤診斷中的價值.中華放射學雜志，2004，11:1129-1134.

9 湯光宇，姚徐，李顧，等.鑒別良惡性椎體骨折的最佳擴散敏感系數值的探討.中華放射學雜志，2004，38:615-619.

10 譚天秩主編.臨床核醫學.第1版.北京:人民衛生出版社，1993.127-130.

11 李立偉，金泉.正電子發射體層顯像在腫瘤診斷中的初步應用—與CT、MRI和手術病理結果對照.中華放射學雜志.1999，33:242-245.

12 周志強，孫宏，王哲，等.磁共振擴散加權成像及動態增強掃描在肝臟占位性病變中的應用價值.河北醫藥，2010，32:2832.

13 金征宇，薛華丹主編.全身彌散加權成像腫瘤學臨床應用圖譜.第1版.北京:科學出版社，2009.97-99.