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DWI对胰腺病变的临床应用

  作者:潘铭智,山东中医药大学;甘洁,山东中医药大学第二附属医院放射科;李扬,山东省妇幼保健院医学影像科

  DWI可无创地评估水分子的扩散运动状态,已被广泛应用于评估颅脑疾病中,特别是早期诊断急性脑梗死。其在局灶性肝脏病变的评估方面,也得到一定的认同,但对胰腺病变的定性诊断,尚处于起始阶段。

  扩散指水分子的随机无规则热运动,原始动力来自于液体分子的内在动能。水分子的扩散运动虽较弱,但能导致体素内氢质子失相位,在TE时刻采集信号时,失相位无法完全补偿,导致信号下降,其降低程度取决于扩散敏感梯度的强度和水分子扩散运动的幅度。DWI序列在180°脉冲前后分别沿3个正交方向施加扩散敏感梯度,其扩散权重取决于扩散敏感梯度的场强、持续时间和间隔时间,用b值来表达,b=γ2G2δ2(Δ-δ/3)。b值为扩散敏感因子,单位为s/mm2;γ代表旋磁比;G代表梯度场强度;δ代表梯度场持续时间;Δ代表2个梯度场的间隔时间。由于T2透过效应(T2ShineThrough)的作用,ADC值更常用于临床定量研究,以描述体素内的水分子扩散运动。ADC值=ln(SI1/SI2)/(b2-b1),SI1和SI2分别为施加扩散敏感梯度场(b1,b2)后同一部位相应像素的信号强度。

  最初,DWI仅应用于颅脑和前列腺等不易受运动影响的部位。近年来,随着EPI读出技术、呼吸触发技术、多NEX和并行采集技术等的广泛应用,SEEPIDWI序列逐步应用于肝脏和胰腺等腹部器官。吸触发技术结合EPI序列,可增加NEX,从而提高图像的SNR并减少运动伪影。EPI序列采用迂回的K空间填充方式,必然会在TE时间内累积一定的相位移,从而加重磁敏感伪影;多通道相控阵线圈和并行采集技术可降低TE时间,从而减小相位移,降低磁敏感伪影和运动伪影。根据体素内相位不相干运动(intravoxelincoherentmotion,IVIM)理论,由于微灌注的影响,使用较小b值进行成像时,测得的ADC值较大。使用大b值成像时,较强的扩散敏感梯度场可去除血流微灌注的影响,得到的ADC值能更真实地反映水分子的扩散运动。但高b值会导致图像几何形变加重和SNR下降。

  目前,关于胰腺DWIb值的大小并无定论,但由于体素内微灌注所致的扩散系数明显大于水分子扩散运动所致的扩散系数,一般认为当b值200s/mm2时,其对信号衰减的影响可忽略不计。

  CT是最常用的诊断胰腺炎的影像学方法,但对胰腺坏死的判断需行增强扫描,文献报道对比剂的使用会加剧胰腺炎的进展。急性胰腺炎(acutepancreatitis,AP)的诊断主要取决于临床症状、实验室和影像学检查,对胰腺形态改变和周围渗出,常规CT和MRI均能准确显示,但如果胰周渗出不明显,仅凭胰腺形态大小变化进行诊断则较困难,易导致漏诊。谢斯栋等研究发现,以竖脊肌DWI信号为参照,正常胰腺组织为等或稍高信号,轻症AP的胰腺组织呈高或明显高信号,DWI序列诊断轻症AP的阳性率为84.21%,明显高于常规MRI(P0.05)。

  王平等使用300、500和700s/mm2b值对急性胆源性胰腺炎组和正常对照组行DWI,发现急性胆源性胰腺炎组ADC值下降,2组差异有统计学意义(P0.05);胆汁返流导致胰管内压升高,胰液引流不畅,间质充血水肿及炎性细胞的浸润可能是胰腺炎患者ADC值降低的主要原因。在国外,慢性酒精性损伤是慢性胰腺炎(chronicpancreatitis,CP)的主要病因,而胆道源性胰腺炎则是引起国人CP的首要原因。病理上,CP主要表现为胰腺腺泡组织的进行性破坏、坏死和纤维化,继发性胰管狭窄和扩张等。Akisik等对CP患者注射胰泌素前后行DWI,发现轻度或重度CP患者在胰泌素注射前的平均ADC值和注射后的最大ADC值均显著低于正常人,但轻度与重度CP组间未发现显著差异。

  Fattahi等研究发现,大多酗酒者在注射胰泌素之后,胰腺ADC峰值时间延迟(>4min),而中重度CP患者的胰腺ADC峰值消失;以胰腺ADC峰值时间区分正常对照组与CP患者组及风险组,其敏感度与特异度分别为100%和94.7%。

  ADC值的大小通常受单位组织内细胞密度、纤维含量、血供程度和生理运动的影响。正常胰腺组织的ADC值最高,这主要是由于正常胰腺组织的细胞密集程度和纤维含量都低于其他病理组织。CP与胰腺癌的ADC值并不一致,原因可能与CP所处的炎性过程不一致有关,如纤维聚集较多的患者ADC值低于渗出较多的患者。此外,自身免疫性胰腺炎和CP均含有大量的纤维组织成分,所以,正常胰腺组织和胰腺癌的ADC值高于肿块型胰腺炎。与正常胰腺组织、胰腺癌和神经内分泌肿瘤的ADC值相比,胰腺实性假乳头状瘤的ADC值最低。

  正常胰腺组织、胰腺癌细胞密集程度明显低于胰腺实性假乳头状瘤肿瘤内细胞密集程度,因而胰腺实性假乳突状瘤内水分子扩散受限程度明显高于胰腺癌及正常胰腺,其ADC值也明显低于后者。神经内分泌肿瘤与胰腺实性假乳头状瘤的细胞密集程度类似,但前者血流灌注效应明显高于后者,这可能是导致前者ADC值明显高于后者的原因。尽管胰腺实性假乳头状瘤与肿块型胰腺炎在组织病理学上明显不同,前者细胞密集程度明显高于后者,纤维含量明显低于后者,丰富的细胞和大量致密的纤维成分均导致ADC值降低,致使两者之间ADC值无差异。

  慢性肿块型胰腺炎与胰腺癌的鉴别诊断是临床上的一个难题,两者的早期临床表现缺乏特异性,形态学表现都不典型,如慢性肿块型胰腺炎的胰腺体积可表现为弥漫或局限性增大,与胰腺癌性肿块相似,其周围炎性组织浸润胰周导致胰腺边界模糊,甚至包埋、阻塞血管,这与胰腺癌侵袭性生长方式类似。另外,CP存在进展成胰腺癌的可能性,而胰腺癌也可导致胰管阻塞,进而远端发展成慢性胰腺炎。

  姚秀忠等研究认为,以ADC值≥1.33×10-3mm2/s作为鉴别诊断胰腺癌和肿块型胰腺炎的临界点,特异度和敏感度分别为88.9%和86.7%。胰腺癌中以导管腺癌最常见,占80%~90%,主要由不同分化程度的导管样结构构成,其含有很多的腺管腔样结构,水含量较高;肿块型慢性胰腺炎因为组织炎症,致使正常小叶结构丧失,小叶间隔宽窄不一,小叶间纤维增生,常伴钙化和结石形成,组织间水分子减少,甚至影响胰腺的微循环,消弱水分子的布朗运动。

  Kartalis等研究发现,胰腺良性病变的平均ADC值显著高于恶性病变,但对胰腺癌的诊断,DWI与常规MRI检查的准确性相似。胰腺癌放化疗后,DWI呈高信号的患者在MRI检查后存活时间一般不超过15~18个月;但DWI呈低信号的患者,随访可超过20个月。这说明有效的放化疗可能伴随着病灶DWI信号下降,从而提示DWI有助于评估胰腺癌放化疗效果。

  总之,与常规MRI图像不同,DWI能够提供关于病理生理状态下水分子扩散运动信息,结合呼吸触发技术、多NEX和并行采集技术,使之广泛应用于胰腺疾病的诊断成为可能。胰腺DWI有助于胰腺炎的准确及时诊断,有助于胰腺肿瘤的定性、鉴别诊断及评估其放化疗效果。