背景抑制全身弥散加权成像在肺癌骨转移诊断中的应用价值

王海涛

肺癌是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，且目前已排在全世界癌症死因的第1名，早期诊断是提高治疗效果的有效途径，其中术前有无远处转移决定了外科手术治疗的成败。骨转移是肺癌等恶性肿瘤最常见的远处转移方式，全身骨显像长期以来都是检测骨转移瘤的标准及首选方法［1］。近年来随着磁共振成像(技术)的快速发展而出现的全身磁共振弥散加权成像(whole-body diffusion weighted imaging，WB-DWI)对于全身肿瘤性病变的诊断具有非常大的应用潜力。本文旨在通过对比WB-DWI与常规MRI检查，来进一步探讨WBDWI技术在肺癌骨转移早期诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取健康志愿者10名行WB-DWI检查，其中男5例，女5例，年龄32～65岁，平均年龄53.5岁。收集本医院2010年12月～2012年4月经手术、穿刺活检或支气管镜活检病理证实为肺癌并可疑合并骨转移的患者24例，其中男18例，女6例，年龄38～80岁，平均年龄为55岁。所有患者均已了解检查内容并签署了《磁共振扫描知情同意书》。于WB-DWI扫描后l周内对认为可疑部位及原发灶部位进行常规MRI检查，必要时增强扫描。

1.2 扫描方法

1.2.1 WB-DWI 使用Philips1.5T超导型MRI扫描仪，利用磁体内置体线圈进行扫描，信号采集使用磁体内置Q-BODY线圈，用STIR-EPI序列行轴位扫描。自由呼吸下行全身弥散加权成像，分8段扫描，横轴位，层厚8 mm，无间隔，FOV=40 cm，TI=165 ms，TR/TE=5 000/110 ms，b=0，600 s/mm2，矩阵:128×128;扫描时间:每段3分21秒。扫描结束对8段的原始图像进行叠加，在三维重建后形成3D-MIP图像，最终对经过重建的MIP图像进行黑白反转处理。

1.2.2 常规MRI 对病变所在部位行横断面、矢状面或冠状面行常规T1WI、T2WI及T2WI/SPIR序列扫描。必要时行局部MRI增强扫描。

1.3 影像分析 图像分析采用双盲法.所有WB-DWI及MRI图像分别由2名影像科医师独立分析，在不提供临床信息及其他影像资料的前提下评价2种方法所显示的病例数。2名医师均明确诊断者定为阳性，不确定者按阴性处理。

2 结果

2.1 肺癌骨转移瘤的信号特点 10名健康志愿者骨骼系统呈低至中等信号，血管、脂肪、肌肉、肝脏、纵隔及2肺呈低信号，颅脑、脾、胆囊、胃肠道及其内容物、前列腺、睾丸、卵巢、脊髓、淋巴结为高信号，反转图像上为低信号(图1、图2)。骨转移瘤在WB-DWI图像上为明显高信号、反转图像上病灶为低信号(图3、图4)。

2.2 WB-DWI和常规MRI诊断骨转移瘤的结果对照 经病理证实为肺癌的24例患者中，WB-DWI阳性病例为16例，共检出病灶数为81处，其余6例未见转移瘤。常规MRI共检出15例骨转移瘤患者共检出病灶数为80处，1例肺癌胸骨柄体交界处转移瘤患者漏诊，行增强MR检查确诊。

2.3 WB-DWI在骨外病灶的优势 WB-DWI同时发现了包括肺、肝脏、胆囊、胰腺、肾上腺、胃、肾脏、前列腺等骨骼系统以外的肿瘤相关性或肿瘤非相关性病灶以及多发淋巴结转移(图5、图6)。

3 讨论

3.1 全身弥散成像原理及应用 全身弥散成像是指利用磁共振弥散成像技术进行的全身大范围扫描［2］。磁共振弥散加权成像(DWI)是目前能在活体上进行水分子扩散测量与成像的唯一方法。随着磁共振快速成像序列如回波平面成像及并行采集技术如敏感性编码等的引进，使MRI单次全身扫描成为可能。Takahara等［3］于2004年首次报道，将DWI与EPI及短反转恢复(short tau inrersion recor-ery，STIR)脂肪抑制技术相结合，在自由呼吸状态下进行三维的全身大范围扫描，称之为背景信号抑制全身弥散加权成像(WB-DWI)。全身弥散技术采用STIR-EPI-DWI序列，根据病变内部水分子弥散运动的改变来判断内部组织结构的变化，大部分肿瘤组织在细胞学上具有生长密集、核浆比高的特点，这使得其细胞内和细胞外可供水分子自由扩散的空间变小，在弥散成像中弥散受限，ADC降低，在DWI图像上呈明显的高信号［4］。实体肿瘤的恶性程度越高，这种细胞学特征就越显著，ADC值就越低。

图1 、图2 健康志愿者WB-DWI影像骨骼系统呈均匀性低－等信号及反转图像均匀性等－高信号 图3、图4 肺癌患者多发骨转移，WB-DWI影像骨转移表现为多发局灶性或结节状高信号改变及反转图像多发局灶性或结节状低信号 图5、图6 肺癌患者多发骨转移，右侧胸膜腔转移，肝脏、左肾多发转移瘤，盆腔多发肿大淋巴结转移。

3.2 WB-DWI对肺癌全身骨骼系统转移瘤的敏感性和特异性及临床价值 正常人骨骼系统骨髓中大量的脂肪成分决定了其在WB-DWI中呈低信号，此特征为探测骨骼系统病变奠定了基础;在低信号背景下，大部分骨骼系统病灶(尤其是肿瘤)由于细胞密度增加所致扩散受限以及高T2值特性而出现明显高信号，正常组织与病变在信号上的显著差别，使诊断医师能轻易发现病灶［5］。WB-DWI克服了传统体部弥散成像信噪比和分辨率不可兼得的局限性。翻转恢复脉冲可以抑制组织如肌肉、脂肪、肝脏、肾脏产生的磁共振信号，突出病变区域的对比度，背景信号被抑制，可以发现微小的转移灶，明显提高了弥散技术的敏感性和特异性。全身骨骼系统转移瘤的检出，尤其是多转移灶，避免了肺癌患者不必要的手术创伤，为患者下一步治疗方案及预后评价提供了准确的影像资料支持，避免了潜在的医疗纠纷。同时WB－DWI能发现其它脏器的转移和其它非相关性病变。有研究称发生溶骨性转移的病变如肺癌、乳癌，应首选WB-DWI［6］。本组病例中WBDWI阳性病例为16例，共检出病灶数为81处，WB-DWI均呈亮信号，考虑溶骨性破坏为主，与该研究结果相符;常规MRI阳性病例为15例，共检出病灶数为80处。将WB-DWI与常规MRI检查结果逐一对比，WB-DWI与常规MRI结果完全一致者80例。WB－DWI阳性而常规MRI阴性病例1例:WBDWI示胸骨异常病灶，而常规MRI未能显示，后行MR增强扫描确诊。患者胸骨柄体交界处骨转移瘤，可能与病灶较小且常规MRI图像受呼吸、心跳影响有关，而WB-DWI图像由于其较高敏感性，图像呈明显高信号因此明确诊断。

3.3 WB-DWI的局限性和优势 全身弥散受其扫描范围的影响和FOV的限制难以显示四肢远端的病灶，颈部磁敏感伪影大，图像变形大、质量较差，难以区分大血管和淋巴结［7］，胃肠道高信号的干扰易导致影响邻近骨骼病灶的检出。作为一项崭新成像技术存在一定的不足之处，有待进一步的改进和更大样本的研究;然而，对于全身MR－DWI在肺癌骨转移诊断中的初步研究已充分展示了这一技术的优越性和前景，结合病变部位MRI常规及增强扫描，使2种技术能相辅相成、互相补充;这一技术检查时间短且敏感性高，无放射性损伤、可重复性强，能同时探测骨内、外的病灶，对于肺癌患者骨转移检出和治疗后的随访有着重要的应用价值。

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［4］ 焦志云，李 澄，陈文娟.核磁共振全身弥散加权成像技术及其临床应用［J］.生物医学工程与临床，2009，13(3):262-268.

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［6］ 牛 磊，朱 斌，崔 文，等.全身弥散加权成像对恶性肿瘤骨转移的临床应用［J］.实用放射学杂志，2011，27(5):762-764.

［7］ Wang JC，Takashima S，Takayama F，et al.Head and necklesions: characterization with diffusion-weighted echo-planar MR imaging［J］.Radiology，2001，220:621-630.