郝利國(guó)，崔紅升，孟 鑫，隋雪峰，楊艷丹，張廣鳳，張淑麗△， 王梓旭，周 蕾，陳 曲，申洪遠(yuǎn)，黃 鈺

(1.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院影像設(shè)備與技術(shù)學(xué)教研室，黑龍江齊齊哈爾 161000； 2.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院MR室，黑龍江齊齊哈爾 161000)

·技術(shù)與方法·

磁共振功能成像DWI技術(shù)在家兔胰腺腫物模型鑒別中的應(yīng)用價(jià)值

郝利國(guó)1，崔紅升2，孟 鑫2，隋雪峰2，楊艷丹2，張廣鳳2，張淑麗1△， 王梓旭1，周 蕾1，陳 曲1，申洪遠(yuǎn)1，黃 鈺1

(1.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院影像設(shè)備與技術(shù)學(xué)教研室，黑龍江齊齊哈爾 161000； 2.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院MR室，黑龍江齊齊哈爾 161000)

目的 探討磁共振分子功能成像DWI技術(shù)在動(dòng)物模型胰腺癌與腫塊型胰腺炎的鑒別中的應(yīng)用價(jià)值。方法 選取實(shí)驗(yàn)室內(nèi)家兔胰頭移植瘤模型、慢性腫塊型胰腺炎模型、正常家兔各8只，對(duì)其進(jìn)行磁共振彌散加權(quán)分子功能成像，b值為333、667、1 000 s/mm2，觀察不同b值下胰腺癌模型、慢性炎性模型及正常兔胰腺區(qū)的表觀彌散系數(shù)(ADC)，并分析不同b值下胰腺癌模型、慢性炎性模型及正常兔胰腺區(qū)的ADC值及表觀彌散系數(shù)差值(DADC)的變化情況，并觀察各組織在分子擴(kuò)散、組織灌注等方面中的差異。結(jié)果 整個(gè)研究周期，胰頭移植瘤模型死亡率為50%；腫塊型胰腺炎模型和8只正常家兔均正常存活。相同b值下胰腺癌ADC值明顯低于慢性炎癥及正常胰腺區(qū)，隨著b值的增大，各組織ADC值明顯下降，b值為333 s/mm2時(shí)，各組織內(nèi)ADC數(shù)值存在差異(F=6.662,P=0.014)，組間兩兩比較，胰腺癌與胰腺炎(t=6.773,P=0.003)，胰腺癌與正常胰腺(t=5.883,P=0.016)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。b值增大，DADC越小，不同b值時(shí)胰腺癌區(qū)與慢性炎癥腫塊區(qū)、胰腺癌區(qū)與正常胰頭區(qū)各組織DADC值變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 合理選擇b值的分子功能成像DWI技術(shù)能夠較好的鑒別胰腺癌與腫塊型胰腺炎，可在動(dòng)物胰頭癌模型的評(píng)價(jià)中推廣應(yīng)用。

磁共振成像；胰腺腫瘤；胰腺炎；鑒別診斷

胰腺癌是一種較為常見的、惡性程度較高的惡性腫瘤，胰腺炎是一種常見的疾病，胰腺癌與胰腺炎在整個(gè)發(fā)生發(fā)展過程中，都有其獨(dú)特的病理生理與分子生物學(xué)特征[1]。通過MRI擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)影像學(xué)方法對(duì)胰腺占位進(jìn)行評(píng)估，可以在不損傷動(dòng)物模型的前提下，對(duì)占位進(jìn)行評(píng)估，診斷與鑒別診斷。DWI是在活體組織上檢測(cè)水分子布朗運(yùn)動(dòng)的成像技術(shù)，通過觀測(cè)水分子在組織中的跨細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)的程度最終判斷組織的性質(zhì)。有文獻(xiàn)報(bào)道，DWI信號(hào)衰減程度與所測(cè)的表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)和選取使用的擴(kuò)散敏感系數(shù)(b值)有密切關(guān)系[2]。為探討不同b值下，ADC值及表觀彌散系數(shù)差值(difference of apparent diffusion coefficient，DADC)在對(duì)胰腺癌腫塊模型診斷中的作用，本研究選擇不同b值下，對(duì)胰腺癌模型、慢性炎性模型及正常家兔胰腺區(qū)的ADC值及DADC的變化情況進(jìn)行分析，探討b值在家兔胰腺癌模型和慢性炎性模型中的分子擴(kuò)散、生化代謝、組織灌注等方面中存在的差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像與生物醫(yī)學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室內(nèi)家兔胰頭移植瘤模型(8只)，慢性腫塊型胰腺炎模型(8只)，正常健康家兔8只，兔齡均為3～6個(gè)月，家兔由齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供，MR分子成像部分在齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院MR室進(jìn)行，設(shè)備為美國(guó)GE 750 3.0T MR。

1.2 研究方法 MRI檢查前準(zhǔn)備，MRI掃描前用烏拉坦麻醉家兔模型。麻醉方法采用耳緣靜脈注射，注射劑量為5 mL/kg。將麻醉平穩(wěn)的家兔模型根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求固定于自制的固定架上。仰臥位，頭部先進(jìn)。墊高家兔使其位于掃描線中心部位，將膝關(guān)節(jié)線圈放置于家兔上方。腫瘤區(qū)置于線圈中心部位，其側(cè)方放置標(biāo)準(zhǔn)水模。利用磁共振成像技術(shù)測(cè)定占位組織的橫向弛豫時(shí)間(T2)，掃描參數(shù)：TR 3 000 ms，TE 72 ms，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm，矩陣128×128，層厚5 mm，層間距0，激勵(lì)次數(shù)2次，采集頻帶寬每像素1 250 Hz。b值采用333、667、1 000 s/mm2。通過DWI測(cè)定其ADC，以及氫磁共振波譜分析(1HMRS)測(cè)定腫瘤組織內(nèi)主要代謝物波譜。本過程要求在胰頭占位在發(fā)生發(fā)展變化過程中，從胰腺腫塊長(zhǎng)至1 cm開始掃描，每周掃描1次，歷時(shí)1個(gè)月，比較每次掃描腫瘤圖像信號(hào)及相應(yīng)組織的變化。

2 結(jié) 果

2.1 模型生存結(jié)果 8只家兔胰頭移植瘤模型在第2次掃描時(shí)死亡1只，在第3次掃描時(shí)共計(jì)死亡3只，第4次掃描，死亡4只，整個(gè)研究期間(4周)，死亡率50%；8只慢性腫塊型胰腺炎模型和8只正常家兔均正常存活，無死亡。

2.2 胰腺癌、胰腺炎及正常胰腺組織ADC值差異比較 相同b值下胰腺癌ADC值明顯低于慢性炎癥及正常胰腺區(qū)，隨著b值的增大，各組織ADC值明顯下降，b值為333 s/mm2時(shí)，各組織內(nèi)ADC數(shù)值存在差異(F=6.662，P=0.014)，分別進(jìn)行組間兩兩比較，胰腺癌與胰腺炎(t=6.773，P=0.003)，胰腺癌與正常胰腺比較(t=5.883，P=0.016)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，當(dāng)b值為667 s/mm2和1000 s/mm2各組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見圖1，表1。

圖1 不同b值下胰腺癌、胰腺炎及健康 胰腺組織ADC值差異比較

組別n333s/mm2667s/mm21000s/mm2胰腺癌81．83±0．461．46±0．221．22±0．17胰腺炎82．75±0．521．94±0．471．55±0．23正常胰腺82．37±0．381．86±0．231．53±0．22F6．6622．1160．997t0．0140．2710．872

正常胰腺與腫塊性胰腺炎ADC值下降的程度大于胰腺移植瘤區(qū)域，兩者的絕對(duì)值逐漸降低，最后相互接近，而且b值越大， DADC越小，說明胰腺癌低灌注和胰腺炎高灌注。不同b值時(shí)胰腺癌區(qū)與慢性炎癥腫塊區(qū)、胰腺癌區(qū)與正常胰頭區(qū)各組織差值表觀擴(kuò)散系數(shù)DADC值差異變化進(jìn)行比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 各組DADC比較

2.3 胰腺癌、腫塊型慢性胰腺炎磁共振影像差異比較 1個(gè)月后處死家兔胰腺癌模型后，胰腺生長(zhǎng)情況見圖2A，胰腺癌MRI影像多表現(xiàn)為邊界較清楚、信號(hào)較均勻的腫塊(圖2E、F、G、H)；主胰管相對(duì)光滑均勻的擴(kuò)張后于腫塊處突然中斷多提示胰腺癌；胰腺癌更容易侵犯胰周血管并出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。氫磁共振波譜分析(1HMRS)顯示Ch與NAA峰異常增高(圖2B)。MRI表現(xiàn)為邊界不清、散在分布、信號(hào)混雜不均的腫塊為炎性腫塊的可能性大(圖2C、D)；胰腺炎性腫塊更容易出現(xiàn)T2WI 高信號(hào)、T1WI 低信號(hào)的小泡狀影，常常多發(fā)，其病理基礎(chǔ)為小潴留囊腫；近端胰管及膽管不規(guī)則擴(kuò)張或呈串珠狀改變以炎性狹窄的可能性為大。

A：家兔胰腺癌解剖圖像，胰腺區(qū)域可見大量胰腺占位腫瘤；B：家兔胰腺癌波譜分析，可見Ch與NAA峰異常增高；C：慢性胰腺炎MR T2圖像：胃體下緣可見點(diǎn)狀等信號(hào)及稍高信號(hào)影(b為333 s/mm2，兔8第2周圖像)；D：慢性胰腺炎MR T2圖像，胃體下方見稍高信號(hào)影(b為333s/mm2，兔4第4周圖像)；E：胰頭移植瘤模型，胰腺區(qū)域見腫瘤稍高信號(hào)影像，1.00 cm×0.50 cm(兔2第1周圖像)；F：胰頭移植瘤模型，胰腺區(qū)域見腫瘤稍高信號(hào)影像，1.02 cm×0.5 cm(兔2第2周圖像)；G：胰頭移植瘤模型，胰腺區(qū)域見腫瘤高信號(hào)影像，2.10 cm×0.50 cm(兔8第3周圖像)；H：胰頭移植瘤模型，胰腺區(qū)域見腫瘤高信號(hào)影像，2.15 cm×0.82 cm(兔4第4周圖像)

圖2 家兔胰腺占位MRI DWI圖像

3 討 論

早期診斷較為困難，發(fā)現(xiàn)時(shí)往往達(dá)到晚期，MRI在正常胰腺組織中T1WI與肝臟、肌肉等非脂肪組織比較呈高信號(hào)表現(xiàn)，而T2WI僅比肌肉信號(hào)略強(qiáng)，在抑脂T2WI中正常胰腺與周圍抑制脂肪之間的比較差異較小[3]。而在MRI增強(qiáng)掃描中由于胰腺為血供豐富器官，正常胰腺實(shí)質(zhì)動(dòng)脈期為均勻強(qiáng)化，但高于肝臟、脂肪信號(hào)。雖然MRI對(duì)胰腺癌具有較高的檢出能力，但對(duì)于胰腺癌與腫塊型慢性胰腺炎二者之間的鑒別診斷能力仍較弱，誤診率達(dá)25%以上[4]。本研究中可以看出圖2H雖為胰腺癌模型，但是病變形態(tài)不規(guī)則，與常見的腫塊型胰腺炎影像類似，因此單從MRI影像表現(xiàn)中容易造成一定的誤診率。

功能成像DWI，通過對(duì)體內(nèi)水分子不規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)用ADC對(duì)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性進(jìn)行描述和測(cè)量，而b值與信號(hào)強(qiáng)度密切相關(guān)，b值越大，DWI的擴(kuò)散加權(quán)越重，對(duì)水分子的擴(kuò)散越敏感，圖像的信噪比越弱[5]；b值越小，圖像的信噪比越強(qiáng)，但擴(kuò)散加權(quán)變?nèi)酰琓2透過效應(yīng)明顯。臨床動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究顯示，DWI不僅與細(xì)胞內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)和水分子跨膜運(yùn)動(dòng)有關(guān)，還受到組織灌注狀態(tài)和細(xì)胞外水分子運(yùn)動(dòng)的影響，因而隨著b值的升高，胰腺癌區(qū)、炎性腫塊區(qū)和正常胰腺組織的ADC值都會(huì)出現(xiàn)一定變化[6]。

在胰腺癌與腫塊型慢性胰腺炎的鑒別診斷中，可以利用磁共振分子功能成像水分子的彌散速度在胰腺癌細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外不同，進(jìn)行彌散成像檢查[7]。ADC值表觀擴(kuò)散系數(shù)相對(duì)于擴(kuò)散系數(shù)DC來說，更能夠反映組織內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)受到的呼吸、脈搏、血流等影響時(shí)的擴(kuò)散狀態(tài)[8-9]，ADC值反映水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)范圍以及速度[10]。本組從表1和圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，相同b值下胰腺癌ADC值明顯低于慢性炎癥及正常胰腺區(qū)，隨著b值的增大，各組織ADC值明顯下降，b值為333 s/mm2時(shí)，各組織內(nèi)ADC數(shù)值第3周差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=6.662,P=0.014)，組間兩兩比較，胰腺癌與胰腺炎(t=6.773,P=0.003)，胰腺癌與正常胰腺比較(t=5.883,P=0.016)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；并且當(dāng)b值為667 s/mm2和1 000 s/mm2各組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。胰腺炎和胰腺癌隨b值增加，ADC值逐漸減低，這主要是由于組織出現(xiàn)纖維化改變，造成胰腺血流及水分減少，從而灌注水平下降，低b值(333 s/mm2)對(duì)灌注情況比較敏感。

在不同組織，以及相同組織的病理生理過程中，組織的ADC值不同，DADC也會(huì)存在一定的差異，同一病變的不同階段以及同一組織的不同病變DADC均不同，與組織的灌注情況密切相關(guān)[11]。從表2中可以看出，不同b值時(shí)胰腺癌區(qū)與慢性炎癥腫塊區(qū)、胰腺癌區(qū)與正常胰頭區(qū)各組織比較DADC差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，正常胰腺與腫塊性胰腺炎ADC值下降的程度大于胰腺移植瘤區(qū)域，兩者的絕對(duì)值逐漸降低，最后相互接近，而且b值越大，DADC越小，說明胰腺癌低灌注和胰腺炎高灌注。因此利用對(duì)灌注敏感的較低b值(333 s/mm2)DWI下的ADC值進(jìn)行檢測(cè)，與分子擴(kuò)散權(quán)重高b值DWI下的ADC值變化進(jìn)行比較，即可以得到DADC的差異。這種方法有助于對(duì)胰腺占位進(jìn)行鑒別。因此應(yīng)用該規(guī)律，應(yīng)用不同高b值和低b值的變化規(guī)律來鑒別胰腺癌和胰腺炎是可行的。同時(shí)本組實(shí)驗(yàn)在不同b值測(cè)得胰腺癌ADC 值較正常胰腺組織降低，隨著b值的減小兩者DADC值有增大趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明MR分子功能成像下胰腺癌與慢性胰腺炎在分子擴(kuò)散、組織灌注等方面存在一定差異。

綜上所述，b值能夠反映DWI水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并且在小b值(333 s/mm2)下，更容易獲得血流灌注對(duì)病變的影響，因此分子功能成像DWI技術(shù)，合理選擇b值，能夠較好的鑒別胰腺癌與腫塊型胰腺炎。由于觀察動(dòng)物模型較少，因此研究結(jié)果需后續(xù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

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Application value of magnetic resonance diffusion weighted imaging technology in identification of rabbit pancreatic tumor model*

HaoLiguo1,CuiHongsheng2,MengXin2,SuiXuefeng2,YangYandan2,ZhangGuangfeng2,ZhangShuli1△,WangZixu1,ZhouLei1,ChenQu1,ShenHongyuan1,HuangYu1

(1.DepartmentofImagingEquipmentandTechnology,MedicalTechnologySchoolofQiqihaerMedicalUniversity,Qiqihaer,Heilongjiang161000,China;2.MRIRoom,ThirdAffiliatedHospitalofQiqihaerMedicalUniversity,Qiqihaer,Heilongjiang161000,China)

Objective To explore the application value of magnetic resonance molecular functional imaging diffusion weighted imaging(DWI) in the identification of pancreatic carcinoma and mass-type pancreatitis of animal model.Methods Each 8 cases of laboratory pancreatic head transplantation tumor model,chronic mass-type pancreatitis model and normal rabbits were selected and performed the MR DWI molecular functional imaging,the b values were 333,667,1 000 s/mm2respectively.The apparent diffusion coefficients(ADC) of pancreatic carcinoma model,mass-type pancreatitis model and normal pancreas under different b values were observed.Then the change situation of ADC values of pancreatic carcinoma model,mass-type pancreatitis model and normal pancreas under different b values and difference of ADC(DADC) was analyzed.Moreover the differences in molecular diffusion,tissue perfusion among various groups were observed.Results Throughout the study period,the mortality rate of pancreatic head transplantation tumor model was 50%;the mass-type pancreatitis model and 8 normal rabbits were normally survival.The ADC value of pancreatic carcinoma under the same b value was significantly lower than that of chronic inflammation and normal pancreas area.The ADC value in each group was decreased with the increase of b value,and there was significant difference in ADC value when the b value was 333 s/mm2(F=6.662,P=0.014),in the pairwise comparison among groups,the difference between pancreatic cancer and pancreatitis (t=6.773,P=0.003) and between pancreatic cancer and normal pancreas(t=5.883,P=0.016) had statistical significance (P<0.05).The b value was increased,DADC was smaller,the difference change of DADC between pancreatic cancer area and chronic pancreatitis mass area,between pancreatic cancer area and normal pancreatic head area had statistical significance (P<0.05).Conclusion Rationally selecting the molecular functional imaging DWI technology of b value can better distinguish pancreatic cancer from mass-type pancreatitis,which may be promoted and applied in the evaluation of animal pancreatic head cancer model.

magnetic resonance imaging;pancreatic neoplasms;pancreatitis;differential diagnosis

黑龍江中醫(yī)藥中青年科技攻關(guān)項(xiàng)目(ZQG-077)；齊齊哈爾市科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目(SFGG-201624)。

郝利國(guó)(1980-)，講師，碩士，主要從事醫(yī)學(xué)成像理論與腫瘤分子成像的研究。

△通信作者，E-mail:zhangshuli63105@163.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.24.018

R735.9

A

1671-8348(2017)24-3375-03

2017-01-25

2017-03-06)