李光紀(jì) 陳首名 羅 鷹 馬方偉 何志兵

惡性腫瘤的鑒別診斷是醫(yī)學(xué)影像研究的熱點(diǎn)，尤其是骨骼系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題，是目前唯一一種能夠檢測(cè)活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的無(wú)創(chuàng)性手段，可在活體上進(jìn)行水分子擴(kuò)散測(cè)量與成像，反映組織的微觀幾何結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)外水分子的轉(zhuǎn)移等變化[1-2]。以往，磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像主要用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變的診斷。我們觀察了脊柱轉(zhuǎn)移瘤病變和感染性病變磁共振彌散加權(quán)成像(DWI)、對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)以及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值的不同，旨在為脊柱轉(zhuǎn)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(jié)果作如下報(bào)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(zhuǎn)移瘤患者和24例脊柱感染患者作為觀察對(duì)象，分別為脊柱轉(zhuǎn)移瘤組和脊柱感染組。脊柱轉(zhuǎn)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(xì)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?。夯撔约怪?6例，結(jié)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(shū)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有患者均經(jīng)病理學(xué)檢查確診；②年齡為18～80歲；③既往無(wú)放化療史；④既往無(wú)激素類(lèi)藥物服用史；⑤既往無(wú)肝炎、結(jié)核等傳染病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：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(nèi)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(chǔ)資料上比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，可進(jìn)行比較。

1.2 檢查儀器設(shè)備

我們的磁共振設(shè)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(guó)GE公司提供的AdvantagowindowsTM圖形圖像工作站。

1.3 檢查方法

對(duì)所有患者的病灶進(jìn)行掃描，檢查時(shí)取患者仰臥位，并叮囑患者不要緊張，平復(fù)呼吸后由足先進(jìn)，定位線定位在眉中線，在X、Y、Z 3個(gè)空間軸上同時(shí)施加彌散加權(quán)梯度場(chǎng)，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(jìn)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(shí)間5分33秒，總掃描時(shí)間約30 min。掃描范圍包括：從頭頂?shù)焦晒侵卸嗡?。在掃描結(jié)束后，使用ADD/SUB軟件對(duì)患者各段的原始圖像進(jìn)行疊加處理分析。

1.4 觀察指標(biāo)

采用美國(guó)GE公司提供的AdvantagowindowsTM 4.3圖形圖像工作站進(jìn)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(hào)分為高、等、低3種級(jí)別。用FuncTool軟件對(duì)DWI圖像的表觀彌散系數(shù)(ADC)值和對(duì)比噪聲比(CNR)值進(jìn)行測(cè)量。對(duì)比噪聲比(CNR)計(jì)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(hào)噪聲比(SNR)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 2組患者病灶磁共振彌散加權(quán)成像信號(hào)強(qiáng)度比較

30例脊柱轉(zhuǎn)移瘤組患者的彌散加權(quán)圖像中，全部為高信號(hào)。24例脊柱感染疾病組患者的彌散加權(quán)圖像中，18例患者為低信號(hào)，4例為等信號(hào)，2例患者為高信號(hào)。以DWI高信號(hào)作為脊柱轉(zhuǎn)移瘤的診斷指標(biāo)，診斷的敏感性為100.0%(30/30)，特異性為91.67%(22/24)，準(zhǔn)確性為96.30%(52/54)。以DWI低信號(hào)作為脊柱感染病變的診斷指標(biāo)，診斷的敏感性為75.05%(18/24)，特異性為0.0%(0/30)，準(zhǔn)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(zhuǎn)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(jì)學(xué)意義(t=20.06，P<0.05)。

2.3 2組患者病灶對(duì)比噪聲比(CNR)值比較

脊柱轉(zhuǎn)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(jì)學(xué)意義(t=13.12，P<0.05)。

3 討論

磁共振彌散加權(quán)成像作為一種磁共振(MRI)檢查中的特殊手段，能夠通過(guò)檢查活體細(xì)胞水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限制的方向和程度等內(nèi)容，間接了解組織的微動(dòng)態(tài)和微結(jié)構(gòu)變化[3]。當(dāng)水分子在敏感梯度場(chǎng)方向上自由的擴(kuò)散，那么在擴(kuò)散梯度場(chǎng)施加期間擴(kuò)散的距離和經(jīng)歷的磁場(chǎng)變化也就越大，而組織的磁共振彌散加權(quán)成像信號(hào)也就衰減地越明顯，即在磁共振彌散加權(quán)成像上組織的信號(hào)衰減越明顯則表明其中的水分子在梯度場(chǎng)方向上擴(kuò)散就越是自由[4-5]。由于組織內(nèi)血流灌注及生理運(yùn)動(dòng)中的水分子可能會(huì)對(duì)機(jī)體內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有一定程度的影響，所以利用DWI上組織信號(hào)強(qiáng)度變化檢測(cè)的結(jié)果不是真正的擴(kuò)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(yùn)動(dòng)越強(qiáng)[6-7]。而對(duì)比噪聲比(CNR)值表明了成像序列對(duì)不同組織成分之間差異的探測(cè)能力，是磁共振彌散加權(quán)成像診斷疾病的核心之一[8]。用于磁共振彌散加權(quán)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(jiàn)的單次激發(fā)SE-EPI DWI序列對(duì)脊柱轉(zhuǎn)移瘤和脊柱感染病灶進(jìn)行檢查，該序列可以有效抑制正常組織和脂肪的信號(hào)，從而確保病灶的高對(duì)比噪聲比(CNR)，確保檢查的敏感性[9-10]。

以往磁共振彌散加權(quán)成像多用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的檢查診斷中，近年來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)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(xì)胞密度比正常組織要高些，細(xì)胞核更大些，從而核漿比會(huì)增加，引起細(xì)胞外間隙和水分子的彌散空間減少，所以磁共振彌散加權(quán)成像多為高信號(hào)，ADC值下降，實(shí)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(xì)胞外間隙和水分子的彌散空間增加，所以磁共振彌散加權(quán)成像多為低信號(hào)或等信號(hào)，ADC值增加。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道[13]，在較高b值時(shí)ADC值能有效鑒別脊柱的良、惡性病變。我們通過(guò)對(duì)脊柱轉(zhuǎn)移瘤和脊柱感染性疾病進(jìn)行磁共振彌散加權(quán)成像檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：脊柱轉(zhuǎn)移瘤組30例患者的磁共振彌散加權(quán)圖像全部為高信號(hào)，而脊柱感染疾病組24例患者中，18例患者為低信號(hào)，4例為等信號(hào)，2例患者為高信號(hào)。以DWI高信號(hào)作為脊柱轉(zhuǎn)移瘤的診斷指標(biāo)，診斷的敏感性為100.0% (30/30)，特異性為91.67%(22/24)，準(zhǔn)確性為96.30%(52/54)。以DWI低信號(hào)作為脊柱感染病變的診斷指標(biāo)，診斷的敏感性為75.05% (18/24)，特異性為0.0%(0/30)，準(zhǔn)確性為33.33%(18/54)。提示，脊柱轉(zhuǎn)移瘤患者磁共振彌散加權(quán)成像以高信號(hào)為主，而感染性疾病以低信號(hào)為主，診斷敏感性均較高。另外，脊柱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移瘤相比，脊柱感染性病變的彌散程度更高，這是因?yàn)閻盒阅[瘤內(nèi)細(xì)胞密度會(huì)高于感染性病變，導(dǎo)致水分子彌散受限。有研究報(bào)道[14-16]，對(duì)脊柱惡性腫瘤和感染進(jìn)行DWI矢狀面SS-SE-EPI-DWI序列檢查，結(jié)果提示感染性病變的ADC值顯著高于惡性腫瘤，與本研究結(jié)果報(bào)道一致。而且本研究結(jié)果顯示，脊柱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移瘤多表現(xiàn)為病變椎體高信號(hào)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(hào)且邊界不清。

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

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