·論著·

呼吸觸發(fā)磁共振擴散加權成像在胰腺導管腺癌診斷中的應用價值

劉莉馬超李晶李延軍潘春樹康欽欽陳錄廣陳士躍陸建平

【摘要】目的探討呼吸觸發(fā)磁共振擴散加權成像(RT DWI)診斷胰腺導管腺癌的價值。方法前瞻性對病理證實的54名胰腺導管腺癌患者及49名胰腺正常的健康志愿者行上腹部呼吸觸發(fā)單次激發(fā)平面回波DWI(b值為0、600 s/mm2)，計算及測量正常胰腺頭、體、尾部的表觀擴散系數(ADC)值和胰腺癌的ADC值。采用獨立樣本非參數Mann-Whitney U檢驗比較胰腺癌組與正常胰腺組(頭、體及尾部)ADC值的差異，并用受試者工作特征曲線下面積(AUC)分析以正常胰腺不同部位ADC值為依據診斷胰腺導管腺癌的效能。結果正常胰腺頭、體、尾部ADC值分別為(1.66±0.34)、(1.77±0.36)、(1.62±0.38)×10-3 mm2/s，胰腺癌平均ADC值為(1.36±0.14)×10-3 mm2/s，胰腺癌與正常胰腺不同部位的差異均具有統(tǒng)計學意義(P值均為0.000)。分別以正常胰腺頭、體、尾部ADC值為依據，胰腺癌的AUC分別為0.767、0.889、0.737。以正常胰體部ADC為依據，ADC≤1.485×10-3 mm2/s作為診斷胰腺癌的臨界值的敏感度和特異度分別為83.7%和81.5%。結論RT DWI對胰腺導管腺癌有較好的診斷價值，以正常胰腺體部ADC值作為對照是最佳選擇。

【關鍵詞】胰腺腫瘤；磁共振成像，彌散；呼吸觸發(fā)；對比研究

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.01.004

基金項目：長海醫(yī)院“1255”學科建設計劃(CH125520800)；長海醫(yī)院青年科研啟動基金(2013002)

收稿日期：(2014-06-23)

Value of respiratory triggered diffusion weighted magnetic resonance imaging in the diagnosis of pancreatic adenocarcinomaLiuLi,MaChao,LiJing,LiYanjun,PanChunshu,KangQinqin,ChenLuguang,ChenShiyue,LuJianping.DepartmentofRadiology,ChanghaiHospitalofShanghai,SecondaryMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

Correspondingauthor:LuJianping,Email:cjr.lujianping@vip.163.com

Abstract【】ObjectiveTo investigate the value of respiratory triggered diffusion weighted magnetic resonance imaging (RT DWI) in the diagnosis of pancreatic adenocarcinoma. MethodsFifty-four patients with histologically confirmed pancreatic ductal adenocarcinoma and 49 healthy volunteers with normal pancreas underwent RT DWI at 3.0 T (b-values=0, 600 s/mm2) in a prospective manner. Apparent diffusion coefficient (ADC) values of normal pancreas head, body and tail as well as ADC values of the pancreatic adenocarcinoma were measured and calculated. The ADC values between the different anatomical regions of normal pancreas and pancreatic adenocarcinoma were analyzed by using Mann-Whitney U test. Receiver-operating characteristic (ROC) curve analyses were used to determine the diagnostic performances of ADCs to distinguish pancreatic adenocarcinoma from normal pancreas. ResultsThe ADC values were (1.66±0.34), (1.77±0.36) and (1.62±0.38)×10-3 mm2/s in normal pancreas head, body and tail, and the ADC value of pancreatic adenocarcinoma was (1.36±0.14)×10-3 mm2/s, and the ADC values differed significantly between pancreatic adenocarcinoma and normal pancreas (P<0.000). With the ADC values of normal pancreatic head, body and tail as references, the areas under the curve (AUC) were 0.767, 0.889 and 0.737,respectively. The sensitivity and specificity were 83.7% and 81.5%,respectively, when ADC

作者單位：200433上海，第二軍醫(yī)大學長海醫(yī)院放射科

通信作者：陸建平，Email：cjr.lujianping@vip.163.com

≤1.485×10-3mm2/s was used as the cut off value for differential diagnosis of pancreatic adenocarcinoma from normal pancreas body. ConclusionsRT DWI has a better diagnostic accuracy in the diagnosis of pancreatic ductal adenocarcinoma. The ADC value of normal pancreas body is recommended as a control.

【Key words】Pancreatic neoplasms;Diffusion magnetic resonance imaging;Respiratory triggered;Comparative study

擴散加權成像(diffusion-weighted imaging, DWI)及相應的表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)在胰腺相關疾病的研究及應用越來越廣泛，并且體現出重要價值[1-4]。腹部DWI掃描最常用技術有自由呼吸、屏氣和呼吸觸發(fā)[5]，另外DWI技術最為關鍵的參數——擴散梯度因子(b值)對ADC影響最大，影響DWI對胰腺癌診斷價值[6]。最新研究表明，呼吸觸發(fā)(respiratory triggered, RT)技術是胰腺癌DWI技術的最佳選擇[9]，b值為600 s/mm2的DWI是診斷胰腺結節(jié)值得推薦的掃描參數[6]。已有報道[7-8]，正常胰腺不同部位ADC具有顯著性差異?；趩蝏值(600 s/mm2)的RT DWI，同時考慮正常胰腺不同解剖位置ADC診斷胰腺導管腺癌價值的有關研究尚未見報道。本研究前瞻性進行胰腺RT DWI(b=600 s/mm2)檢查，明確其診斷胰腺癌的價值。

資料與方法

一、一般資料

前瞻性收集2011年11月至2013年12月間上海長海醫(yī)院因胰腺占位而住院并同意進行本研究的54例胰腺導管腺癌患者。術前均行MRI檢查，術后經病理證實。術前MRI檢查與術后獲得病理結果的時間間隔小于2周。54例患者中男性30例，女性24例，年齡36～76歲，平均59歲。腫瘤位于胰頭部26例，胰體、尾部28例。同時段內行MRI檢查的健康志愿者49名作為對照組，其中男性29名，女性20名，年齡21～62歲，平均40歲，無任何疾病及長期服藥史。排除標準：(1)懷疑胰腺疾病而經過內科或外科治療者；(2)有因其他腫瘤而行手術或放、化療者；(3)有全身代謝性、免疫性疾病而長期服藥治療者(如糖尿病、痛風等)；(4)體重指數>25 kg/m2。

二、掃描方法

所有MRI檢查均在3.0T超導磁共振儀(Signa HDxt, GE Healthcare, Milwaukee, USA)上完成。嵌入式體部線圈用于信號激發(fā)，8通道體部相控陣線圈用于信號接收。研究對象在MR檢查前接受不少于10 min呼吸訓練。掃描序列包括脂肪抑制快速自旋回波T2WI，重復時間(repetition time, TR)6 316 ms，回波時間(echo time, TE)72 ms，采集矩陣320×192，視野(field of view, FOV)36～42 cm，層數20，層厚5 mm，層間距1 mm，采集次數2次；呼吸觸發(fā)單次激發(fā)平面回波DWI(single-shot echo-planar DWI, ssEPI-DWI)，b值為0、600 s/mm2，TR/TE=6 000/58.6 ms，采集矩陣130×96， FOV 36～42 cm，層數20，層厚5 mm，層間距1 mm，采集次數8次，加速因子2，帶寬250 kHz；肝臟快速容積成像(liver acquisition with volume acceleration，LAVA),TR/TE=2.6/1.2 ms，帶寬125 kHz，反轉角11°，采集矩陣256×180，FOV 41～44 cm，層厚5 mm，層間距0 mm。胰腺癌患者最后行LAVA動態(tài)增強掃描。

三、數據處理

利用工作站自帶軟件(Function 6.3.13，GE adw4.4，USA)及DWI數據重建ADC圖。ADC值測量由一位臨床研究經驗豐富的放射科醫(yī)師和一位從事胰腺疾病研究的臨床醫(yī)師討論一致情況下完成。正常胰腺ADC測量時參考T2及LAVA圖像，避開主胰管、動脈血管及偽影，采用圓形或橢圓形感興趣區(qū)(region of interest, ROI)對每個正常的胰腺從頭至尾測量3個ADC值[12]；胰腺癌ADC測量時避開偽影、腫塊邊緣及腫塊內囊變壞死出血區(qū)，并注意觀察下層圖像，避免ROI過大造成部分容積效應影響帶來的測量誤差。ROI大小為33～163 mm2，平均68.2 mm2。

四、統(tǒng)計學處理

應用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。正常胰腺不同解剖部位ADC差異行Friedman檢驗；胰腺癌與正常胰腺組織(頭、體及尾部)ADC差異采用獨立樣本非參數Mann-WhitneyU檢驗，應用受試者工作特征曲線下面積(AUC)分析ADC對胰腺導管腺癌的診斷效能。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結果

一、健康志愿者、胰腺癌患者的ADC值

健康志愿者上腹部MRI圖像未顯示胰腺異常信號，DWI圖像未見明顯偽影，胰腺邊界清晰，ADC圖像清晰顯示胰腺頭、體及尾部形態(tài)結構(圖1)。胰腺頭、體及尾部ADC值分別為[1.66±0.34(1.23～2.34)、1.77±0.36(1.26～2.57)、1.62±0.38(1.03～2.87)]×10-3mm2/s，最大值出現在胰腺體部，3個部位ADC的差異具有統(tǒng)計學意義(Chi-Square=10.738，P=0.005)。胰腺癌在DWI圖像上顯示出明顯的高信號(圖2)，ADC值為[1.36±0.14(1.08～1.74)]×10-3mm2/s，低于正常胰腺頭、體或尾部ADC值，差異均具有統(tǒng)計學意義(Z值分別為-4.661、-6.792、-4.149，P值均為0.000)。

圖1　健康志愿者橫斷位RT DWI及相應ADC圖　1A、1B、1C分別為b值0、600 s/mm 2時胰頭頸部DWI圖像及相應的ADC圖；1D、1E、1F分別為b值0、600 s/mm 2時胰腺體尾部DWI圖像及相應的ADC圖。箭頭處分別為胰頭、體、尾部ADC測量的感興趣區(qū)

二、ADC值對胰腺導管腺癌的診斷效能

以正常胰頭、體、尾部ADC為參考，診斷胰腺癌的AUC分別為0.767、0.889、0.737；95%可信區(qū)間分別為0.673～0.860、0.825～0.952、0.639～0.835，分別以ADC≤1.545×10-3、1.485×10-3、1.535×10-3mm2/s作為診斷胰腺癌的臨界值，敏感度分別為51.0%、83.7%、49.0%，特異度分別為96.3%、81.5%、96.3%，假陽性率分別為37.0%、18.5%、3.7%，假陰性率分別為49.0%、12.7%、51.0%；陽性預測值分別為93.8%、83.3%、93.6%；陰性預測值分別為64.1%、81.9%、63.1%。以胰體部的診斷效能最佳。

圖2胰頭部導管腺癌患者的橫斷位RT DWI及相應ADC圖2A、2B、2C分別為b值0、600 s/mm2時胰腺腫瘤部DWI圖像及相應的ADC圖，b=600 s/mm2DWI圖像上表現典型的擴散受限(高信號)。箭頭代表胰腺癌實性組織ADC測量感興趣區(qū)

討論

DWI是唯一在體觀測組織內水分子熱運動的方法。它能在無對比劑的情況下反映組織微觀結構并提供定性(DWI)及定量的信息(ADC)。腹部DWI臨床應用中最常用技術有屏氣、自由呼吸和呼吸觸發(fā)。屏氣掃描可有效減少檢查時間及運動偽影，但圖像信噪比低；自由呼吸雖然能夠在較短掃描時間獲得高信噪比，但腹部呼吸運動及磁化率偽影大大降低圖像質量；呼吸觸發(fā)利用呼吸門控技術，保障較高圖像質量的同時大大提高信噪比。Kartalis等[5]從DWI圖像質量、信號強度及胰腺癌ADC值等方面評估3種技術在胰腺成像中的優(yōu)劣，結果顯示呼吸觸發(fā)是胰腺癌成像的最優(yōu)技術。Koc等[6]研究了腹部病變DWI時的優(yōu)化b值，認為在鑒別診斷腹部器官良惡性結節(jié)時DWI設置的b值≥600 s/mm2是最為推薦的參數。另外，b值為600 s/mm2的DWI具有操作時間短、圖像變形及偽影小、后處理方便等優(yōu)點，且可有效降低ADC值測量中T2透射效應帶來的誤差，使ADC值更接近于真實值[9]。本研究選擇呼吸觸發(fā)技術及b值為600 s/mm2的DWI就是要最大程度地保證胰腺DWI圖像質量及ADC值測量的可靠性。本研究結果顯示胰腺癌ADC值顯著低于正常胰腺的ADC值，與文獻報道的結果是一致的[10-15]。

水分子擴散能夠反映組織的生理及形態(tài)學特征，如細胞密度、組織功能。胰腺頭、體及尾部ADC值的差異反映出胰腺各部位組織成分的不同。胰腺起源于內皮細胞，成熟的胰腺是在背胰和腹胰融合之后形成，胰頭起源于背胰和腹胰兩個部分，而胰體尾部起源于背胰。解剖研究已表明胰腺不同部位細胞成分的差異[16-17]。本研究結果顯示胰頭及尾部ADC值低于胰體部，與本課題組之前的研究結果是一致的[8]。其原因可能是胰頭內大量的小體積的腺泡、較多纖維組織和外分泌細胞及胰尾部含有高密度的胰島細胞限制了水分子的自由運動所致。

在胰腺疾病DWI研究中的對照組選擇上，許多實驗設計測量健康志愿者的正常胰腺組織ADC，或者以遠離于胰腺病變部位的胰腺組織的ADC作為對照進行數據分析，往往忽略了胰腺解剖結構差異[10-15]。本研究結果顯示，以正常胰腺體部ADC為參考，診斷胰腺癌組的AUC最大，同時具有較高的敏感度和特異性。因此，鑒別診斷胰腺癌時以正常胰腺體部ADC作為對照是最佳選擇。有研究報道[1]，與正常胰腺組織相比，胰腺炎造成ADC降低或者升高可反映胰腺炎性特征及程度。因此，當進行胰腺DWI研究時，特別在胰腺炎性疾病對照組的選擇上同樣應該考慮到不同解剖位置ADC值的差異。

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(本文編輯：屠振興)