IVIM-DWI定量參數對胰腺癌的診斷價值

李飛飛，郝金鋼

（1）北京恒和中西醫結合醫院放射科，北京 100005；2）昆明醫科大學第二附屬醫院放射科，云南昆明 650101）

胰腺癌（pancreatic cancer，PCa）是消化道常見的惡性腫瘤，是40 a來生存率沒有改善的少許癌癥之一。目前常規的CT、MRI、EUS及ERCP技術在早期的胰腺癌診斷方面仍然的不到滿意的效果，大約74%的胰腺癌的發現已經是晚期[1-2]。彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）是目前唯一能夠無創檢查活體組織的病理生理變化，而且已經被用于疾病的早期診斷，并且取得了較好的效果。筆者采用雙指數的體素內不相干運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）DWI對胰腺癌的診斷進行研究，探討純擴散系數（pure diffusion coefficient，PD）、灌注相關擴散系數（pseudo-diffusion coefficient，PDC）和灌注分數（perfusion fraction，PF）在胰腺癌診斷的應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集2016年1月至2018年1月在昆明醫科大學第二附屬醫院經手術病理和隨訪證實資料齊全的胰腺癌40例。其中；男性28例，女性12例，年齡35～79歲，平均（59.8±11.1）歲。同時收集隨訪證實的20例慢性胰腺炎進行對照分析。

1.2 檢查方法

采用荷蘭Philips公司的Achieva 3.0T TX磁共振系統，體部專用相控陣線圈。掃描序列包括：冠狀位T2WI：TE 80 ms，TR 950 ms，矩陣252×185，FOV 33 cm×33 cm，層厚8 mm，層間距1 mm，層數16，NSA 1。橫軸位T2WI：TE 80 ms，TR 950 ms，矩陣248×143，FOV 32 cm×32 cm，層厚8 mm，層間距1 mm，層數18，NSA 1。橫軸位T1WI：TE 1.6 ms，TR 3.4 ms，矩陣188×147，FOV 32 cm×32 cm，層厚8 mm，層間距1 mm，層數100，NSA 1。IVIM-DWI采用SS-EPI序列，b值選取0、20、40、70、100、200、400、700及1 000 s/mm2，TR/TE=2 372 ms/59 ms，FOV 32 cm×30 cm，矩陣120×128，層厚4 mm，層間距0.4 mm，層數30，NSA 2。

1.3 數據后處理和測量

IVIM-DWI原始數據傳至飛利浦專用軟件進行后處理，由2名高年資主治醫生共同對數據進行處理，盡量避開壞死、囊變、主胰管及病變邊緣等區域測量，獲得各項參數值（D值、D* 值、f值）及對應的偽彩圖。

1.4 統計學處理

采用SPSS軟件進行統計學分析，配對t檢驗對胰腺癌的D值、D*值、f值進行分析，P＜0.05為差異有統計學意義。繪制ROC曲線分析各參數對胰腺癌的診斷效能。

2 結果

2.1 常規MRI表現

40例胰腺癌中，胰頭腫塊20例，胰腺體部腫塊11例，9例胰尾部腫塊。T1WI呈局部或彌漫性信號降低，T2WI呈不均勻稍高信號，邊界欠清；胰腺非腫瘤區實質信號降低，遠段實質萎縮，主胰管擴張。14例伴有侵犯腸系膜動靜脈，11例腹膜后淋巴結轉移，9例伴有肝轉移，6例伴有十二指腸壺腹部受侵及膽總管明顯擴張。

2.2 胰腺癌和慢性胰腺炎IVIM各參數比較

IVIM可以較好的顯示胰腺癌病灶的特征，并計算出D值、D* 值、f值，獲得對應的偽彩圖，彌散信號隨著b的增加呈雙指數曲線樣的形式遞減（圖1）。胰腺癌的f值與慢性胰腺炎相比差異有統計學意義（P＜0.001）。胰腺癌的D*值、D值與慢性胰腺炎相比差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.3 D值、D*值、f值在胰腺癌的診斷效能

f值的ROC曲線面積為0.979，（P＜0.001），其曲線下面積95%的區間為0.795～0.987，診斷效果最佳，D值ROC曲線面積=0.580，P=0.327，D* 值ROC曲線面積為0.624，P=0.128、診斷胰腺癌的能力較差，見表2，圖2。

3 討論

胰腺癌被稱為“癌中之王”，是惡性程度非常高的消化道腫瘤，進展快、預后差，早期病情較隱匿，手術切除和化療效果不佳[3-5]。近年來，胰腺癌的發病率在逐年增多，成為危害人類健康的重大問題[6-7]。DWI可以對組織內部水分子自由運動進行無創性的評估，是近些年發展起來的MRI功能成像技術，檢查時間短，無需注射造影劑的優勢越來越得到臨床重視。隨著EPI技術的發展，DWI在腹部器官評估方面的應用也是日益增多，這種技術不但可以提供常規成像的形態學信息外，還可以提供功能信息，ADC值可以作為早期診斷及良惡性病變檢測和定性的工具。

圖1 胰腺尾部胰腺癌的MRI表現Fig.1 The MRI of pancreas tail pancreatic cancer

表1 胰腺癌、慢性胰腺炎D值、D*值、f值比較（）Tab.1 Comparisons of D value,D*value and f value of pancreatic cancer and chronic pancreatitis（）

表1 胰腺癌、慢性胰腺炎D值、D*值、f值比較（）Tab.1 Comparisons of D value,D*value and f value of pancreatic cancer and chronic pancreatitis（）

與慢性胰腺炎組比較，*P ＜0.001。

圖2 D值、D*值、f值在胰腺癌診斷效能的ROC曲線Fig.2 ROC curves of D value,D* value and f value in the diagnosis of pancreatic cancer

表2 D、D*、f值鑒別診斷胰腺癌與慢性胰腺炎的診斷效能Tab.2 The diagnostic efficacy of D,D* and f value in differentiating pancreatic cancer from chronic pancreatitis

國內外文獻研究證實單指數DWI能夠提高胰腺癌的診斷水平，高b值的ADC值有助于胰腺癌與慢性胰腺炎的鑒別診斷[8]。在筆者既往利用1.5T MRI采用b值700 mm/s2的單指數DWI研究中表明ADC值在鑒別胰腺癌與慢性胰腺炎中具有統計學意義[9]。但不同的學者研究的結果不盡相同[10-12]。胰腺癌與慢性胰腺炎的ADC值仍然存在重疊性，主要是因為胰腺惡性腫瘤細胞的增殖，伴有大量的纖維及結締組織等間質成分導致的彌散受限；與慢性胰腺炎病變中炎性細胞的浸潤伴有纖維組織的增生引起彌散受限相接近[13]。另外與所收集的樣本、采用的機器及掃描參數亦有一定的相關性。尤其是ADC值反映的不僅是水分子的隨機擴散運動，而且還反映了毛細血管網內的微循環灌注的情況，因此雙指數的IVIM-DWI模型提出將這二種信號的衰減分開單獨進行計算，從而衍生出了D、D*和f值等定量參數值[14]。

純擴散系數D是真性擴散系數，取決于液體的粘度并且反映了由細胞膜、大分子和纖維造成的細胞內外單純水分子擴散受限的情況。筆者的研究結果顯示胰腺癌、慢性胰腺炎之間的D值無統計學意義（P＞0.05），可能原因是D值為真性擴散系數值，反映組織結構引起的擴散受限狀態，而這二者之間的組織結構差異可能不大；也有可能是b值選擇及IVIM后處理軟件的不同所引起的；再者就是和筆者收集的樣本有一定的相關性，有待于進一步深入研究。

灌注相關擴散系數D* 是假性擴散系數，表示局部感興趣區內微循環灌注所致的擴散效應。我們的研究顯示胰腺癌的D*值明顯大于D值，但與慢性胰腺炎的D*值相比未見明確的統計學意義（P＞0.05）。文獻報道D* 的差異很大，Park等認為病理條件下的D*值差異與實際測量數值的誤差較大，沒有可信度[15]。這與很多學者認為IVIM模型的特點及D*的計算需要高質量數據，大都采用了D值和f值的對病灶進行評估相一致[16]。

灌注分數f值反映的是胰腺癌的血管分布特點是乏血供，而慢性胰腺炎的血管密度較高，所以f值有助于胰腺癌、慢性胰腺炎的鑒別。f值對診斷胰腺癌與慢性胰腺炎的診斷效能最佳，敏感度和特異度分別為95%、94.3%；與Kang等[17]和Klau等[18]的研究結果相近。Lemke等[19]及Klauss等[20]認為當胰腺血管被抑制，其f值降低，提示f值取決于病變血管的密度，而胰腺癌與慢性胰腺炎的血供分布不同，所以f值在胰腺癌和慢性胰腺炎的鑒別具有重要的意義。