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【摘要】目的:探讨全身MRI弥散加权（WB－DWI）对肿瘤性病变筛查的初步应用价值。 方法:使用MRI全身弥散加权成像序列（b=500），对31例健康体检者及22临床确诊肿瘤或发现包块患者进行检查，经3D-MIP重建及黑白翻转技术观察；并结合相应部位常规TSE T1WI及TSE T2WI及水抑制、脂肪抑制或水、脂肪齐抑制序列，对所发现病灶进行综合分析，对部分可疑病变加做增强扫描。 结果 所有患者全身WB－DWI检查顺利，且全身WB－DWI对病变的显示较敏感，结合常规扫描，能得出较明确诊断。结论 对全身肿瘤性病变的筛查，全身弥散加权成像是一种快速、行之有效的技术，具有一定的临床价值。
【关键词】肿瘤;磁共振成像;全身弥散加权
【中图分类号】R724 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)05-0101-01
弥散是指组织内部水分子无规则的随机运动（布朗运动），在MRI常规扫描中加入对称的弥散敏感脉冲，使在施加梯度方向的水分子运动活跃，从而测量活体水分子随机运动状态，由该技术成像获得的图像对比度实际反映了组织内水分子的弥散运动状态，即称为磁共振弥散加权成像（diffusion-weighted imaging, DWI）。此技术的开展，基于平面回波技术（EPI）。EPI-DWI已广泛应用于神经放射学领域，如早期脑梗死、肿瘤、炎症、脱髓鞘等疾病的诊断[1-3]，随着MRI超快速成像序列的开发，DWI在中枢神经系统外的应用有了广泛开展。DWI已开始应用于临床各系统病变的检查，但大部分仍局限于一个部位或器官。近年来，随着磁共振（MRI）技术的迅速发展，DWI应用于全身MRI，使得快速的肿瘤筛查成像成为可能。本研究旨在探讨全身DWI肿瘤性病变筛查的可行性及临床应用价值。全身弥散成像技术(whole body diffusion weighted imaging WB-DWI)能够一次性全身范围成像，对于发现有无恶性肿瘤、肿瘤有无远处转移、肿瘤有无复发有较高的显示率，成像效果与正电子发射成像(PET)相近，故又称为类PET成像。
1 材料与方法
1.1 检查对象:回顾性分析本院2008年8月～2010年8月因肿瘤性病变而行磁共振检查的患者22例，其中男11例，女7例，年龄19～62岁，平均44.5岁；健康体检筛查肿瘤者31例，年龄23-71岁，平均46.7岁。肿瘤患者中为肝Ca手术后3例，乳Ca手术后2例，肾Ca手术后3例,胃肠肿瘤治疗后2例，肺Ca化疗后4例、手术后2例，前列腺包块就诊发现转移2例，仅发现转移灶2例，多发骨髓瘤2例。健康体检者中发现肝囊肿3例，肾囊肿4例，肝血管瘤2例，发现早期肿瘤3例（肝Ca 1例，前列腺Ca1例，多发骨髓瘤1例）。
1.2 磁共振扫描方法:应用Siemens Essenza 1.5T超导MR系统，采用磁体内置体线圈（body coil）进行扫描。所有患者进行全身EPI-DWI 扫描，对全身进行轴位分段扫描的参数：TR 5500ms,TE86ms,视野26×34cm,激励次数1，矩阵96×128，层厚4mm，层与层间重叠1mm。扫描过程采用多次分段法，段与段间有4层重叠，自由呼吸扫描，每段扫描需时1min13s，完成整个扫描共需时7-10min。扫描结束后行3D-MIP重建。MR-DWI见高信号病灶（高于背景信号）为阳性，发现阳性部位加做常规扫描，对比综合分析其性质，同时参考其他检查结果。
2 结果
DWI所得图像经3D-MIP后处理重建，图像整体信号较均匀，三维重建进行各个角度观察有较小空间错位，肌肉、脂肪信号抑制完全，具有良好的背景抑制效果，椎体清晰可见，各段之间、头颈结合部、肩部异常信号变化干扰较小。观察所得图像对病变显示较清晰，黑白翻转技术的应用使图像显示效果近似于PET。
在原始横断面图像上：水、脂肪信号抑制完全，脑部信号部分抑制，脾脏、肠道内容物、椎间盘、性腺呈高信号。头颈部淋巴结病灶，DWI图像上呈高信号，ADC图为低信号；肺部转移性病灶在DWI上信号增高，ADC图信号降低；肾脏实质的ADC显著较腹部其他实质性脏器高，但各个区域的ADC值各不相同，DWI可以容易地鉴别肾脏囊性病变，表现为DWI低信号，ADC图高信号；椎体转移性病变DWI为高信号，ADC图为低信号；骨髓浸润性病变DWI为高信号，ADC图为高信号。
在类PET图像上：观察到的信息与原始横断面图像一致，所得图像可以进行多平面重建及亮度调整，并能三维各向旋转观察，显示直观，有助于病变的定性及鉴别。结合对类PET检查有阳性发现部位进行常规MRI扫描，对病变的发现及定性有重要意义。
3 讨 论
DWI是MRI常规成像技术的扩展，反映组织内水分子的弥散运动状态。组织内水分子的弥散运动状态受到病变的影响。在肿瘤性病变，肿瘤实质部分组织细胞密度增加限制了水分子的弥散，ADC值降低，同时，水分子的运动状态也与纤维化、肿瘤实质等因素有关。增加信号平均次数或利用呼吸门控技术，使DWI在腹部的图像质量得到很大改善，使DWI在体部的应用日益广泛。Siemens Essenza 1.5T超导MR系统具有在全身各部位进行DWI检查的能力，并具有全身成像的TIM技术，使全身DWI检查的进行成为可能。
3.1 DWI相关概念:弥散敏感梯度系数（b值，b value）：磁共振各序列对弥散运动的敏感程度。单位：s/mm2。b值可以看着SE序列的TE，b值越高，具有的弥散权重越大，对水分子的弥散运动越敏感。
表观弥散系数（ADC值）：在活体弥散图像上观察到的表观作用，反映水分子在组织中的弥散能力，ADC值越大，水分子的弥散运动越强。活体组织的弥散系数受到许多微循环因素如毛细血管灌注、体液流动、细胞的渗透性等的影响，同时也受宏观因素如呼吸、血管搏动、胃肠蠕动等生理活动的影响。且与序列中采用的b值的大小有关，当b值大时，ADC值稳定性好，微循环对其影响较小，提高b值可以提高颅内胶质瘤的分级[4]，但高b值会带来弥散梯度脉冲时间延长，TE加大，信号下降且伪影增多。大部分研究者所采用的b值均大于400，为了获得良好的图像质量，b值一般不会大于1000[5]。我们通过试验后，确定以b值为500进行检查，对病变的发现能达到检查所预定的目的，并能用较少的时间得到较好的图像。
3.2 DWI类PET图像的获得:利用DWI可以探测到异常代谢病灶，这和PET类似。通过STIR技术有效抑制脂肪信号，使背景信号降低，图像对比增加，使病变部位得以高对比清晰显示。由于呼吸有较长的平静期，而弥散所采用的EPI技术采集时间较短（约100ms以内），因此弥散图像受运动影响减小，且可以采用多次激励获取数据，使一些信号在呼吸平静期获得，使自由呼吸下进行扫描成为可能。此外，信号平均应用于重建图像而非K-空间，因而销毁期效应对图像影响较小，再利用黑白翻转技术，就可以使病变显示达到类PET效果。
3.3 WB-DWI对肿瘤性病变的诊断价值。肿瘤细胞核增大，核浆比例高，单位体积内肿瘤细胞排列紧密，导致细胞外间隙减小，水分子扩散受限，因而ADC值较正常组织低，在DWI上呈高信号[6]。全身MR-DWI是目前临床上唯一的一种完全无创性的、无辐射的快速肿瘤筛查扫描的方法。可以克服过去通过全身CT、超声或穿刺活检等检查项目多、费时费力，延误诊断的不足，减少住院时间，减轻经济负担。但我们认为，该项检查更重要的意义在于，对发现异常信号病变的部位进行MRI常规扫描或进一步相关检查，从而达到及时诊断的目的，我们发现，有关的报道均需用30-40min检查，我们以b值为500进行检查，仅需时7-10min。与普通常规全身MRI扫描对比，全身弥散加权成像的病灶信号突出，一目了然，能够明显提高影像诊断速度。与常规序列相结合，更能提高诊断的定位精确率。北京协和医院的研究提示类PET成像病变显示与PET具有良好的一致性。
3.4 WB-DWI临床应用:①肿瘤的筛查：全身弥散成像可以一次性进行大范围扫描、敏感性高，病变、正常组织结构信号对比明显，能有效地协助寻找全身性原发灶部位及肿瘤的淋巴结转移、远处脏器转移的显示；也能较好地应用于健康人群的体检，能更快的发现病变，指导进一步检查。②肿块的良恶性鉴别：类PET技术，结合相关检查可对病变作出初步的良恶性诊断。③肿瘤化疗效果的观测评价：类PET技术可对治疗效果作出准确、直观的显示。
3.5 WB-DWI的不足:①WB-DWI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；②由于颅脑高信号干扰，颅脑病灶显示差；③颈部图像质量亦较差，难以分辨大血管和淋巴结；④胃肠道高信号的干扰导致邻近腹部淋巴结病灶的假阴性和假阳性；⑤WB-DWI淋巴结显像特异性仍不高，难以鉴别良恶性，这一技术的应用还有待进一步的改善和更大范围的研究。
4 结论
随着MRI系统功能的改进，DWI越来越多应用于中枢神经系统以外各种病变的诊断与鉴别诊断，发挥着越来越重要的作用。但一般的研究仍主要局限于某个病变、某个脏器或组织，全身应用报道较少见。本研究发现，利用STIR-EPI序列、自由呼吸、背景抑制，DWI虽有一定不足，但对于病灶的检出与鉴别诊断在全身能得到较好的应用，在寻找原发肿瘤或肿瘤转移有相当敏感性，有类似PET查找转移或原发灶的功能，但仍需其他相关检查对所发现病灶进行求证。
WB-DWI敏感性与特异性与PET相当，不需要回旋加速器，无放射性损伤，且检查费用不高，容易推广使用。在今后工作中，计划对参数及序列进一步优化，以利用临床进一步推广及应用。
总之，采用快速的DWI全身扫描序列针对肿瘤性病例，可以早期检出转移灶，初步评估病变的进展状态，结合三维重建，显示较直观，有利于病变的定位及鉴别，对肿瘤患者全身状态评估有重要指导意义，但仍需进一步研究及经验积累。
参考文献
[1] Holodny Al, Ollenschlager M, Diffusion in brain tumors. Neuroimaging Clin N Am, 2002, 12(1);107-124
[2] 程敬亮，吕涵青，杨运俊，等. 磁共振扩散加权成像在早期脑梗死中的临床应用价值[J].河南大学学报（医学版），2005，24（1）；6-8
[3] Chen S, Ikawa F, Kurisu K, et al. Quantitative MR evaluation of intracranial epidermoid tumors by fast fluid-attenuated inversion recovery imagingand echo-planar diffusion-weighted imaging.AJNR, 2001, 22(6); 1089-1096
[4] varez-Linera J, ito-Leon J, Escribano J, et al. Predicting the histopathologicalgrade of cerebral gliomas using high b value MR DW imaging at 3-tesla. J Neuroimaging, 2008, 18:276-281
[5] Kim T, Murakami T, Takahashi S, et al. Diffussion-weighted single-shot echo-planar MR imaging for liver disease. AJR Am J Roentgend.1999 Aug; 173(2):393-8
[6] Shuo Li, Fei Sun, et al. whole-body Diffussion-weighted imaging: technical improvement and Preliminary Result. JMRI, 2007, 26: 1139-1144
作者单位：６７１０００ 大理市第一人民医院
【关键词】肿瘤;磁共振成像;全身弥散加权
【中图分类号】R724 【文献标识码】B 【文章编号】1005-0515(2011)05-0101-01
弥散是指组织内部水分子无规则的随机运动（布朗运动），在MRI常规扫描中加入对称的弥散敏感脉冲，使在施加梯度方向的水分子运动活跃，从而测量活体水分子随机运动状态，由该技术成像获得的图像对比度实际反映了组织内水分子的弥散运动状态，即称为磁共振弥散加权成像（diffusion-weighted imaging, DWI）。此技术的开展，基于平面回波技术（EPI）。EPI-DWI已广泛应用于神经放射学领域，如早期脑梗死、肿瘤、炎症、脱髓鞘等疾病的诊断[1-3]，随着MRI超快速成像序列的开发，DWI在中枢神经系统外的应用有了广泛开展。DWI已开始应用于临床各系统病变的检查，但大部分仍局限于一个部位或器官。近年来，随着磁共振（MRI）技术的迅速发展，DWI应用于全身MRI，使得快速的肿瘤筛查成像成为可能。本研究旨在探讨全身DWI肿瘤性病变筛查的可行性及临床应用价值。全身弥散成像技术(whole body diffusion weighted imaging WB-DWI)能够一次性全身范围成像，对于发现有无恶性肿瘤、肿瘤有无远处转移、肿瘤有无复发有较高的显示率，成像效果与正电子发射成像(PET)相近，故又称为类PET成像。
1 材料与方法
1.1 检查对象:回顾性分析本院2008年8月～2010年8月因肿瘤性病变而行磁共振检查的患者22例，其中男11例，女7例，年龄19～62岁，平均44.5岁；健康体检筛查肿瘤者31例，年龄23-71岁，平均46.7岁。肿瘤患者中为肝Ca手术后3例，乳Ca手术后2例，肾Ca手术后3例,胃肠肿瘤治疗后2例，肺Ca化疗后4例、手术后2例，前列腺包块就诊发现转移2例，仅发现转移灶2例，多发骨髓瘤2例。健康体检者中发现肝囊肿3例，肾囊肿4例，肝血管瘤2例，发现早期肿瘤3例（肝Ca 1例，前列腺Ca1例，多发骨髓瘤1例）。
1.2 磁共振扫描方法:应用Siemens Essenza 1.5T超导MR系统，采用磁体内置体线圈（body coil）进行扫描。所有患者进行全身EPI-DWI 扫描，对全身进行轴位分段扫描的参数：TR 5500ms,TE86ms,视野26×34cm,激励次数1，矩阵96×128，层厚4mm，层与层间重叠1mm。扫描过程采用多次分段法，段与段间有4层重叠，自由呼吸扫描，每段扫描需时1min13s，完成整个扫描共需时7-10min。扫描结束后行3D-MIP重建。MR-DWI见高信号病灶（高于背景信号）为阳性，发现阳性部位加做常规扫描，对比综合分析其性质，同时参考其他检查结果。
2 结果
DWI所得图像经3D-MIP后处理重建，图像整体信号较均匀，三维重建进行各个角度观察有较小空间错位，肌肉、脂肪信号抑制完全，具有良好的背景抑制效果，椎体清晰可见，各段之间、头颈结合部、肩部异常信号变化干扰较小。观察所得图像对病变显示较清晰，黑白翻转技术的应用使图像显示效果近似于PET。
在原始横断面图像上：水、脂肪信号抑制完全，脑部信号部分抑制，脾脏、肠道内容物、椎间盘、性腺呈高信号。头颈部淋巴结病灶，DWI图像上呈高信号，ADC图为低信号；肺部转移性病灶在DWI上信号增高，ADC图信号降低；肾脏实质的ADC显著较腹部其他实质性脏器高，但各个区域的ADC值各不相同，DWI可以容易地鉴别肾脏囊性病变，表现为DWI低信号，ADC图高信号；椎体转移性病变DWI为高信号，ADC图为低信号；骨髓浸润性病变DWI为高信号，ADC图为高信号。
在类PET图像上：观察到的信息与原始横断面图像一致，所得图像可以进行多平面重建及亮度调整，并能三维各向旋转观察，显示直观，有助于病变的定性及鉴别。结合对类PET检查有阳性发现部位进行常规MRI扫描，对病变的发现及定性有重要意义。
3 讨 论
DWI是MRI常规成像技术的扩展，反映组织内水分子的弥散运动状态。组织内水分子的弥散运动状态受到病变的影响。在肿瘤性病变，肿瘤实质部分组织细胞密度增加限制了水分子的弥散，ADC值降低，同时，水分子的运动状态也与纤维化、肿瘤实质等因素有关。增加信号平均次数或利用呼吸门控技术，使DWI在腹部的图像质量得到很大改善，使DWI在体部的应用日益广泛。Siemens Essenza 1.5T超导MR系统具有在全身各部位进行DWI检查的能力，并具有全身成像的TIM技术，使全身DWI检查的进行成为可能。
3.1 DWI相关概念:弥散敏感梯度系数（b值，b value）：磁共振各序列对弥散运动的敏感程度。单位：s/mm2。b值可以看着SE序列的TE，b值越高，具有的弥散权重越大，对水分子的弥散运动越敏感。
表观弥散系数（ADC值）：在活体弥散图像上观察到的表观作用，反映水分子在组织中的弥散能力，ADC值越大，水分子的弥散运动越强。活体组织的弥散系数受到许多微循环因素如毛细血管灌注、体液流动、细胞的渗透性等的影响，同时也受宏观因素如呼吸、血管搏动、胃肠蠕动等生理活动的影响。且与序列中采用的b值的大小有关，当b值大时，ADC值稳定性好，微循环对其影响较小，提高b值可以提高颅内胶质瘤的分级[4]，但高b值会带来弥散梯度脉冲时间延长，TE加大，信号下降且伪影增多。大部分研究者所采用的b值均大于400，为了获得良好的图像质量，b值一般不会大于1000[5]。我们通过试验后，确定以b值为500进行检查，对病变的发现能达到检查所预定的目的，并能用较少的时间得到较好的图像。
3.2 DWI类PET图像的获得:利用DWI可以探测到异常代谢病灶，这和PET类似。通过STIR技术有效抑制脂肪信号，使背景信号降低，图像对比增加，使病变部位得以高对比清晰显示。由于呼吸有较长的平静期，而弥散所采用的EPI技术采集时间较短（约100ms以内），因此弥散图像受运动影响减小，且可以采用多次激励获取数据，使一些信号在呼吸平静期获得，使自由呼吸下进行扫描成为可能。此外，信号平均应用于重建图像而非K-空间，因而销毁期效应对图像影响较小，再利用黑白翻转技术，就可以使病变显示达到类PET效果。
3.3 WB-DWI对肿瘤性病变的诊断价值。肿瘤细胞核增大，核浆比例高，单位体积内肿瘤细胞排列紧密，导致细胞外间隙减小，水分子扩散受限，因而ADC值较正常组织低，在DWI上呈高信号[6]。全身MR-DWI是目前临床上唯一的一种完全无创性的、无辐射的快速肿瘤筛查扫描的方法。可以克服过去通过全身CT、超声或穿刺活检等检查项目多、费时费力，延误诊断的不足，减少住院时间，减轻经济负担。但我们认为，该项检查更重要的意义在于，对发现异常信号病变的部位进行MRI常规扫描或进一步相关检查，从而达到及时诊断的目的，我们发现，有关的报道均需用30-40min检查，我们以b值为500进行检查，仅需时7-10min。与普通常规全身MRI扫描对比，全身弥散加权成像的病灶信号突出，一目了然，能够明显提高影像诊断速度。与常规序列相结合，更能提高诊断的定位精确率。北京协和医院的研究提示类PET成像病变显示与PET具有良好的一致性。
3.4 WB-DWI临床应用:①肿瘤的筛查：全身弥散成像可以一次性进行大范围扫描、敏感性高，病变、正常组织结构信号对比明显，能有效地协助寻找全身性原发灶部位及肿瘤的淋巴结转移、远处脏器转移的显示；也能较好地应用于健康人群的体检，能更快的发现病变，指导进一步检查。②肿块的良恶性鉴别：类PET技术，结合相关检查可对病变作出初步的良恶性诊断。③肿瘤化疗效果的观测评价：类PET技术可对治疗效果作出准确、直观的显示。
3.5 WB-DWI的不足:①WB-DWI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；②由于颅脑高信号干扰，颅脑病灶显示差；③颈部图像质量亦较差，难以分辨大血管和淋巴结；④胃肠道高信号的干扰导致邻近腹部淋巴结病灶的假阴性和假阳性；⑤WB-DWI淋巴结显像特异性仍不高，难以鉴别良恶性，这一技术的应用还有待进一步的改善和更大范围的研究。
4 结论
随着MRI系统功能的改进，DWI越来越多应用于中枢神经系统以外各种病变的诊断与鉴别诊断，发挥着越来越重要的作用。但一般的研究仍主要局限于某个病变、某个脏器或组织，全身应用报道较少见。本研究发现，利用STIR-EPI序列、自由呼吸、背景抑制，DWI虽有一定不足，但对于病灶的检出与鉴别诊断在全身能得到较好的应用，在寻找原发肿瘤或肿瘤转移有相当敏感性，有类似PET查找转移或原发灶的功能，但仍需其他相关检查对所发现病灶进行求证。
WB-DWI敏感性与特异性与PET相当，不需要回旋加速器，无放射性损伤，且检查费用不高，容易推广使用。在今后工作中，计划对参数及序列进一步优化，以利用临床进一步推广及应用。
总之，采用快速的DWI全身扫描序列针对肿瘤性病例，可以早期检出转移灶，初步评估病变的进展状态，结合三维重建，显示较直观，有利于病变的定位及鉴别，对肿瘤患者全身状态评估有重要指导意义，但仍需进一步研究及经验积累。
参考文献
[1] Holodny Al, Ollenschlager M, Diffusion in brain tumors. Neuroimaging Clin N Am, 2002, 12(1);107-124
[2] 程敬亮，吕涵青，杨运俊，等. 磁共振扩散加权成像在早期脑梗死中的临床应用价值[J].河南大学学报（医学版），2005，24（1）；6-8
[3] Chen S, Ikawa F, Kurisu K, et al. Quantitative MR evaluation of intracranial epidermoid tumors by fast fluid-attenuated inversion recovery imagingand echo-planar diffusion-weighted imaging.AJNR, 2001, 22(6); 1089-1096
[4] varez-Linera J, ito-Leon J, Escribano J, et al. Predicting the histopathologicalgrade of cerebral gliomas using high b value MR DW imaging at 3-tesla. J Neuroimaging, 2008, 18:276-281
[5] Kim T, Murakami T, Takahashi S, et al. Diffussion-weighted single-shot echo-planar MR imaging for liver disease. AJR Am J Roentgend.1999 Aug; 173(2):393-8
[6] Shuo Li, Fei Sun, et al. whole-body Diffussion-weighted imaging: technical improvement and Preliminary Result. JMRI, 2007, 26: 1139-1144
作者单位：６７１０００ 大理市第一人民医院