李光紀 陳首名 羅 鷹 馬方偉 何志兵

惡性腫瘤的鑒別診斷是醫(yī)學影像研究的熱點，尤其是骨骼系統(tǒng)轉移瘤和感染病變的鑒別診斷，在常用的CT等檢查手段上表現(xiàn)并不典型。磁共振擴散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)技術的出現(xiàn)解決了這一問題，是目前唯一一種能夠檢測活體組織內水分子擴散運動的無創(chuàng)性手段，可在活體上進行水分子擴散測量與成像，反映組織的微觀幾何結構和細胞內外水分子的轉移等變化[1-2]。以往，磁共振擴散加權成像主要用于中樞神經系統(tǒng)病變的診斷。我們觀察了脊柱轉移瘤病變和感染性病變磁共振彌散加權成像(DWI)、對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)以及表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值的不同，旨在為脊柱轉移瘤病變和感染性病變的鑒別診斷提供參考依據(jù)，現(xiàn)將研究結果作如下報告。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

本研究收集我院2015年2月至2016年4月收治的30例脊柱轉移瘤患者和24例脊柱感染患者作為觀察對象，分別為脊柱轉移瘤組和脊柱感染組。脊柱轉移瘤組患者男性19例，女性11例；年齡34～68歲，平均年齡(57.1±2.6)歲；原發(fā)性疾病主要有：肺癌12例，乳腺癌8例，前列腺癌6例，肝癌2例，卵巢癌1例，生殖細胞瘤1例。脊柱感染組患者男性10例，女性14例；年齡31～69歲，平均年齡(57.2±2.9)歲；原發(fā)疾病：化膿性脊柱炎16例，結核性脊柱炎8例。所有患者檢查前簽署磁共振掃描知情同意書。納入標準：①所有患者均經病理學檢查確診；②年齡為18～80歲；③既往無放化療史；④既往無激素類藥物服用史；⑤既往無肝炎、結核等傳染病史。排除標準：①合并心腦血管等重要器官功能障礙者；②合并影響骨鈣磷代謝的內分泌及代謝性疾病者；③合并磁共振檢查禁忌證，如心臟起搏器、金屬異物植入者。2組患者基礎資料上比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，可進行比較。

1.2 檢查儀器設備

我們的磁共振設備使用的是1.5 T磁共振掃描儀(SignaHD，GE Medical System，USA)。圖像工作站使用的是美國GE公司提供的AdvantagowindowsTM圖形圖像工作站。

1.3 檢查方法

對所有患者的病灶進行掃描，檢查時取患者仰臥位，并叮囑患者不要緊張，平復呼吸后由足先進，定位線定位在眉中線，在X、Y、Z 3個空間軸上同時施加彌散加權梯度場，將橫軸位分為5～6段掃描，每段39層，段與段之間有4層重疊。每段的中心頻率(CF)采用第1段和第3段中心頻率的平均值。在完成一段數(shù)據(jù)采集后檢查床前進至下一段掃描。掃描采用SE-EPI-DWI脈沖序列，掃描參數(shù)：TR=5500 ms，TE = 74.4 ms，TI=200 ms，F(xiàn)OV：40 cm×40 cm，層厚7 mm，層間距0～1 mm，層數(shù)10～15層，矩陣128×128，NEX = 2，相位編碼選擇上下方向，采集次數(shù)6次，b值取650 s/mm2，每段掃描時間5分33秒，總掃描時間約30 min。掃描范圍包括：從頭頂?shù)焦晒侵卸嗡?。在掃描結束后，使用ADD/SUB軟件對患者各段的原始圖像進行疊加處理分析。

1.4 觀察指標

采用美國GE公司提供的AdvantagowindowsTM 4.3圖形圖像工作站進行圖像分析，由本院兩名高年資影像科醫(yī)師讀圖，將DWI圖像信號分為高、等、低3種級別。用FuncTool軟件對DWI圖像的表觀彌散系數(shù)(ADC)值和對比噪聲比(CNR)值進行測量。對比噪聲比(CNR)計算公式為：CNR病灶等于SNR病灶減去SNR椎體(SNR是病灶和鄰近正常椎體的信號噪聲比(SNR)。

1.5 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 2組患者病灶磁共振彌散加權成像信號強度比較

30例脊柱轉移瘤組患者的彌散加權圖像中，全部為高信號。24例脊柱感染疾病組患者的彌散加權圖像中，18例患者為低信號，4例為等信號，2例患者為高信號。以DWI高信號作為脊柱轉移瘤的診斷指標，診斷的敏感性為100.0%(30/30)，特異性為91.67%(22/24)，準確性為96.30%(52/54)。以DWI低信號作為脊柱感染病變的診斷指標，診斷的敏感性為75.05%(18/24)，特異性為0.0%(0/30)，準確性為33.33%(18/54)。

2.2 2組患者病灶表觀彌散系數(shù)(ADC)值比較

脊柱轉移瘤組患者病灶平均ADC值為(0.72±0.12)×10-3mm2/s，明顯低于脊柱感染組患者的(1.43±0.14)×10-3mm2/s，比較差異有統(tǒng)計學意義(t=20.06，P<0.05)。

2.3 2組患者病灶對比噪聲比(CNR)值比較

脊柱轉移瘤組患者病灶平均CNR值為(27.46±4.35)，明顯高于脊柱感染組患者的(13.58±3.14)，比較差異有統(tǒng)計學意義(t=13.12，P<0.05)。

3 討論

磁共振彌散加權成像作為一種磁共振(MRI)檢查中的特殊手段，能夠通過檢查活體細胞水分子擴散運動受限制的方向和程度等內容，間接了解組織的微動態(tài)和微結構變化[3]。當水分子在敏感梯度場方向上自由的擴散，那么在擴散梯度場施加期間擴散的距離和經歷的磁場變化也就越大，而組織的磁共振彌散加權成像信號也就衰減地越明顯，即在磁共振彌散加權成像上組織的信號衰減越明顯則表明其中的水分子在梯度場方向上擴散就越是自由[4-5]。由于組織內血流灌注及生理運動中的水分子可能會對機體內水分子的擴散運動有一定程度的影響，所以利用DWI上組織信號強度變化檢測的結果不是真正的擴散系數(shù)，其大小以表觀彌散系數(shù)(ADC)表示，單位為mm2/S，彌散系數(shù)越大，代表水分子彌散運動越強[6-7]。而對比噪聲比(CNR)值表明了成像序列對不同組織成分之間差異的探測能力，是磁共振彌散加權成像診斷疾病的核心之一[8]。用于磁共振彌散加權成像的序列有很多種，主要有GRE、SE、FSE、單次激發(fā)FSE序列等等，也可以是T1WI、T2WI或T2*WI等的序列。本文使用臨床上最為常見的單次激發(fā)SE-EPI DWI序列對脊柱轉移瘤和脊柱感染病灶進行檢查，該序列可以有效抑制正常組織和脂肪的信號，從而確保病灶的高對比噪聲比(CNR)，確保檢查的敏感性[9-10]。

以往磁共振彌散加權成像多用于中樞神經系統(tǒng)疾病的檢查診斷中，近年來，其應用領域逐漸拓寬，尤其是在惡性腫瘤或感染性疾病的鑒別診斷中發(fā)揮重要作用[11-12]。由于大部分腫瘤組織的細胞密度比正常組織要高些，細胞核更大些，從而核漿比會增加，引起細胞外間隙和水分子的彌散空間減少，所以磁共振彌散加權成像多為高信號，ADC值下降，實現(xiàn)鑒別診斷的目的。而感染性疾病組織由于組織腫脹，炎性滲出增多，使細胞外間隙和水分子的彌散空間增加，所以磁共振彌散加權成像多為低信號或等信號，ADC值增加。國外文獻報道[13]，在較高b值時ADC值能有效鑒別脊柱的良、惡性病變。我們通過對脊柱轉移瘤和脊柱感染性疾病進行磁共振彌散加權成像檢查，結果發(fā)現(xiàn)：脊柱轉移瘤組30例患者的磁共振彌散加權圖像全部為高信號，而脊柱感染疾病組24例患者中，18例患者為低信號，4例為等信號，2例患者為高信號。以DWI高信號作為脊柱轉移瘤的診斷指標，診斷的敏感性為100.0% (30/30)，特異性為91.67%(22/24)，準確性為96.30%(52/54)。以DWI低信號作為脊柱感染病變的診斷指標，診斷的敏感性為75.05% (18/24)，特異性為0.0%(0/30)，準確性為33.33%(18/54)。提示，脊柱轉移瘤患者磁共振彌散加權成像以高信號為主，而感染性疾病以低信號為主，診斷敏感性均較高。另外，脊柱轉移瘤組患者病灶平均ADC值為(0.72±0.12)×10-3mm2/s，明顯低于脊柱感染組患者的(1.43±0.14)×10-3mm2/s。表明，與脊柱轉移瘤相比，脊柱感染性病變的彌散程度更高，這是因為惡性腫瘤內細胞密度會高于感染性病變，導致水分子彌散受限。有研究報道[14-16]，對脊柱惡性腫瘤和感染進行DWI矢狀面SS-SE-EPI-DWI序列檢查，結果提示感染性病變的ADC值顯著高于惡性腫瘤，與本研究結果報道一致。而且本研究結果顯示，脊柱轉移瘤組患者病灶平均CNR值為(27.46±4.35)，明顯高于脊柱感染組患者的(13.58±3.14)。提示，脊柱轉移瘤多表現(xiàn)為病變椎體高信號腫塊且邊界清晰；而脊柱感染性病灶則多表現(xiàn)為受累椎體彌漫性信號且邊界不清。

綜上所述，脊柱轉移瘤患者磁共振彌散加權成像以高信號為主，而感染性疾病以低信號為主，而且脊柱感染性疾病的ADC值明顯高于脊柱轉移瘤病變。磁共振彌散加權成像檢查對于脊柱轉移瘤和感染性疾病的鑒別診斷具有重要意義。

[1] 汪 飛，秦 覓.全身磁共振擴散加權成像應用進展〔J〕.臨床放射學雜志，2011，30(3)：438-441.

[2] 余德洪，韓國平，趙永華，等.磁共振彌散加權成像對脊柱轉移瘤放療療效的評估〔J〕.腫瘤學雜志，2014，20(2)：144-147.

[3] 秦 健，張 岳，朱建忠，等.磁共振DWI及DCE序列對早期強直性脊柱炎臨床療效評價的應用研究〔J〕.中國矯形外科雜志，2015，23(7)：594-599.

[4] 閆明勤，王 嵩，張世界，等.全身磁共振擴散加權成像正常表現(xiàn)及在淋巴結病變的初步應用〔J〕.實用放射學雜志，2011，27(11)：84-86.

[5] Rogier B Mars，Saad Jbabdi，Jérme Sallet，et al.Diffusion-weighted imaging tractography-based parcellation of the human parietal cortex and comparison with human and macaque resting-state functional connectivity〔J〕.J Neurosci，2011，31(11)：4087-4100.

[6] 龍淼淼，劉麗華，高光鋒，等.MR擴散加權成像中應用ADC值鑒別良、惡性淋巴結的Meta分析〔J〕.中華放射學雜志，2012，46(2)：152-157.

[7] 楊宇凌，曹明明，郭永飛，等.磁共振彌散加權成像分析強直性脊柱炎患者骶髂關節(jié)炎在靜止期與活動期的區(qū)別〔J〕.現(xiàn)代醫(yī)用影像學，2016，25(3)：452-454.

[8] 徐 賢，馬 林，安寧豫，等.全身磁共振彌散加權成像在鑒別惡性腫瘤骨轉移和感染性病變中的應用〔J〕.中國臨床保健雜志，2011，14(2)：120-122.

[9] Kenneth Coenegrachts，F(xiàn)rank De Geeter，Leon ter Beek，et al.Comparison of MRI (including SS SE-EPI and SPIO-enhanced MRI) and FDG-PET/CT for the detection of colorectal liver metastases〔J〕.Eur Radiol，2009，19(2)：370-379.

[10] 戴建平，沈慧聰，李少武.磁共振脈沖序列在中樞神經系統(tǒng)中的應用(二)〔J〕.磁共振成像，2010，1(4)：305-310.

[11] 李 健，王立群.脊柱高分辨率CT及MRI成像在脊柱轉移瘤診斷中的臨床應用價值〔J〕.中國現(xiàn)代醫(yī)生，2016，54(26)：113-115.

[12] 楊宏志，劉國軍，杜笑松.磁共振彌散加權成像在脊柱轉移瘤中的應用價值〔J〕.腫瘤研究與臨床，2015，27(8)：557-559.

[13] Oztekin O，Ozan E，Adibelli ZH，et al.SSH-EPI diffusion weighted MR imaging of the spinewith low b values：is it useful in differentiating malignantmetastatic tumor infi-l tration from benign fracture edema〔J〕.Skelet Rad，2009，2(1)：318-325.

[14] Pui MH，Mitha A，Rae WID，et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of spinal infection and malignancy〔J〕.J Neuroimaging，2005，15(2)：164-170.

[15] 楊天和，林建忠，王 馨，等.全身彌散加權成像對腫瘤轉移的診斷意義初探〔J〕.中國癌癥雜志，2009，19(2)：145-148.

[16] 趙應滿，陳 峰，許 琴，等.MR彌散加權成像骨髓對比率與核素骨顯像在脊柱轉移瘤診斷中的價值〔J〕.中國脊柱脊髓雜志，2013，23(9)：810-814.