MR弥散加权成像在纵隔肿瘤中的应用研究
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时间：2011年3月16日 09:36
【摘要】 目的 分析不同纵隔肿瘤病变MR弥散成像表现，评价MR弥散加权成像在纵隔肿瘤诊断及鉴别诊断中的价值。方法 对32例纵隔肿瘤性病变行MR弥散加权成像检查（b值取800s·mm-2），并测量表观弥散系数值（apparent diffusion coefficient, ADC）；观察不同纵隔肿瘤的弥散加权成像（Diffusion-Weighted Imaging，DWI）表现。结果 良性胸腺瘤10例，在DWI图上表现为低信号，信号均匀；恶性胸腺瘤12例，在DWI图上表现为高信号，信号强度不均匀；6例神经鞘瘤在DWI图上表现为稍低信号，信号强度明显不均匀；4例神经纤维瘤在DWI图上表现为稍高信号，信号强度不均匀。选取b值800s·mm-2时，测得的良恶性胸腺瘤组、神经鞘瘤与神经纤维瘤组之间差异均有统计学意义（P＜0.01）。结论 MR 弥散加权成像对纵隔肿瘤的诊断及鉴别诊断有一定价值，可作为纵隔MRI检查的有益补充。职称论文发表网
【关键词】 纵隔肿瘤；磁共振成像；弥散加权成像
Abstract: Objective To explore the appearance of mediastinal tumors on diffusion-weighted imaging,and to evaluate the value of this technology to the diagnosis and differentiation of mediastinal tumors. Methods Diffusion-weighted MR imaging(b value is chose 0,800s·mm-2)and measurement of apparent diffusion coefficient(ADC) were performed in 32 patients and the feature of mediastinal tumors was observed.The ADC values were obtained and compared between malignant and benign of thymoma , neurilemmoma and neurofibroma. Results Ten cases of benign thymoma showed hypointense signal on DWI, and their signal intensity was inhomogeneous.Twelve cases of malignant thymoma showed hyperintense signal on DWI and their signal intensity was inhomogeneous.Six cases of neurilemmoma showed slightly hypointense signal on DWI and their signal intensity was inhomogeneous obviously.Four cases of neurofibroma showed slightly hyperintense signal on DWI and their signal intensity was inhomogeneous.There was significant difference beween ADC of benign and malignant of thymoma,neurilemmoma and neurofibroma when b value was 800s·mm-2. Conclusion Diffusion-weighted MR imaging is valuable for the diagnosis and differentiation of mediastinal tumors and it is a useful supplement for conventional MRI.
Key words: mediastinal tumors; magnetic resonance imaging; diffusion-weighted imaging
近年来，随着MR快速成像序列、功能成像技术的开发，尤其是MR弥散成像，它能从不同角度反映组织的病理、生理以及生化代谢信息，已广泛应用于脑部疾病、乳腺肿瘤、肝脏疾病及骨骼、软组织病变的诊断及鉴别诊断，已成为重要的检查手段。目前，MR弥散加权成像(DWI)技术在纵隔肿瘤中的研究报道很少。本文通过对32例纵隔肿瘤进行MR弥散加权成像的分析，初步探讨其在纵隔肿瘤病变中的诊断价值。
1 材料和方法
职称论文发表网
1.1 病例资料
对2008年3月-2009年10月间行MR常规检查同时又行MR弥散加权成像的32例纵隔肿瘤患者的资料进行分析。男22例，女10例，年龄最大67岁，最小14岁，平均41.6岁。胸腺肿瘤22例，其中，包括良性胸腺瘤10例，恶性胸腺肿瘤12例；神经源性肿瘤10例，其中神经鞘瘤6例，神经纤维瘤4例，均经手术病理证实。
1.2 MRI技术
采用GE公司 SIGNA EXCITE HD3.0T超导型磁共振设备。采用8通道TORSOPA线圈。扫描前训练患者呼气末屏气及胸部平静呼吸。常规MR扫描和T1WI增强扫描后，行DWI检查。主要技术参数包括：MR-DWI采用SE EPI序列，TR1500ms，TE49.7ms，NEX=2，矩阵为128×128，层厚6mm、层距1.0mm，FOV 400mm,扫描时间24s，扩散系数b选取800s·mm-2，同时在3个方向施加扩散敏感梯度场。
1.3 兴趣区（ROI）的选定及图像分析
根据T1WI、T2WI及T1WI增强序列上的信号特点，确定肿瘤的实质部分、坏死或囊变区、钙化以及瘤内出血。利用工作站Functool 2(版本)软件，获取肿瘤的DWI及ADC(表观弥散系数)图。在ADC图上，选取肿瘤实质部分作为ROI，ROI的大小主要根据肿瘤实质的大小而定，尽可能大地包括肿瘤实质，避开坏死、囊变、钙化和出血区。
1.4 MR-DWI在ADC图上，选取ROI后，可直接获得肿瘤组织的ADC值，病变实质内取3个同样大小的ROI，以3个ADC值的平均值作为病灶的ADC值。
1.5 统计学方法
本组为小样本，采用SPSS 11.5统计分析软件进行分析，将获得的MR-DWI的各种参数结果均以均数±标准差（±s）表示，采用两样本均数t检验，以α= 0. 05作为检验水准，P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 常规MRI和DWI表现
22例胸腺肿瘤性病变MRI表现：在T1WI上，胸腺瘤呈中等信号，信号强度与肌肉相似或稍高，但低于脂肪信号。在T2WI上，胸腺瘤的信号强度接近或超过脂肪信号。良性胸腺瘤10例，在DWI图上表现为低信号，信号均匀(图1，见封4)；恶性胸腺瘤12例，在DWI图上表现为高信号，信号强度不均匀(图 2，见封4)。职称论文发表网
10例神经源性肿瘤MRI表现：神经源性肿瘤在T1WI上，信号强度呈低到中等，与肌肉信号强度相等或稍低；在T2WI上，表现为不均匀的高信号。6例神经鞘瘤在DWI图上表现为稍低信号，信号强度明显不均匀(图3，见封4)；4例神经纤维瘤在DWI图上表现为稍高信号，信号强度不均匀(图4，见封4)。2.2 不同纵隔肿瘤的ADC值比较
见表1、2。表1 胸腺肿瘤病变的ADC值（略)表2 神经源性肿瘤的ADC值（略)
即良性胸腺瘤的平均ADC值高于恶性胸腺瘤（P=0.001），神经鞘瘤的平均ADC值高于神经纤维瘤（P=0.002）。
3 讨论
3.1 MR-DWI技术
DWI是利用MRI特殊序列观察活体组织中水分子的微观扩散运动的一种成像方法，可反映人体组织的空间组成信息及病理生理状态下组织成分水分子交换的功能状况［1］。分子扩散的快慢可用ADC来衡量，ADC值主要反应细胞外水分子的运动，受组织结构、细胞外空间、血流灌注、弥散梯度场的大小等因素影响，尤以组织灌注和细胞外水分子运动为重要。弥散快的组织具有高的ADC值，在弥散图像上呈低信号，而弥散慢的组织ADC值低，在弥散图像上呈高信号。一般来说，b值越低，ADC值受微循环灌注影响就越大，不仅ADC值偏大，且感兴趣区ADC值波动很大；而使用大b值的DWI图像测量和计算ADC值时，各感兴趣区ADC值比较稳定，能更精确的反映扩散状况及测量ADC值［2-4］。故本研究为了肿瘤ADC值的准确测量和更好的图像质量，选取高b值800s·mm-2进行研究。
3.2 纵隔肿瘤DWI图表现
不同性质纵隔肿瘤在DWI、ADC图上表现不同，与其组织结构密切相关。如本组良性胸腺瘤为实性均质肿瘤，在DWI图上，基本表现为均匀、不同程度的低信号。肿瘤性质不同，信号亦不完全相同，如本组神经纤维瘤及神经鞘瘤，在常规T1WI、T2WI上信号不均匀，可见囊变、坏死及出血区；在DWI上，肿瘤信号显示更为不均匀，其实性部分的质地也更为不均，表现为高低不等的高信号区，而囊变、坏死区为程度不等的低信号区。但由于DWI的T2余辉效应［5］，部分病灶在DWI上仍呈高信号。本组12例胸腺恶性肿瘤，与常规T1WI、T2WI像类似，质地不均者，在DWI均表现为不均匀信号，肿瘤实性部分表现为明显高信号，囊变、坏死区则表现为低信号区，而且信号强度高低的程度均不一致，反映了恶性肿瘤质地不均的特点，其囊变坏死区更是如此，而且与良性肿瘤相比，大部分恶性肿瘤实性部分的DWI信号较高。
3.3 纵隔肿瘤的ADC值职称论文发表网
肿瘤的DWI的研究表明，肿瘤组织ADC值的变化与肿瘤细胞密度呈负相关，即ADC值越低，细胞密度越大［6］。肿瘤内细胞密度增加会致使其细胞外间隙缩小、水分子含量降低和随机运动程度的减低，结果ADC值下降［7］。本组研究结果显示，b值取800s·mm-2时，胸腺良性肿瘤ADC值为 (2.258±0.179)×10-3mm2·s-1, 明显高于胸腺恶性肿瘤ADC值为(1.160±0.267) ×10-3mm2·s-1，可能原因为胸腺恶性肿瘤细胞密度增高，细胞外间隙缩小，致使水分子弥散运动受限所致,但详细原因还需要与病理对照证实。
本组研究结果初步显示，神经鞘瘤ADC值高于神经纤维瘤，如b值取800 s·mm-2时，神经鞘瘤ADC值为(2.322±0.192)×10-3mm2·s-1, 神经纤维瘤ADC值为 (1.658±0.206) ×10-3mm2·s-1，可能原因如下:神经纤维瘤较之神经鞘瘤，其肿瘤细胞密度较大，细胞外间隙较小，水分子含量较低，水分子弥散运动受限程度更高，故导致其ADC值比神经鞘瘤的ADC值低。
3.4 本研究的局限性
由于原发纵隔肿瘤发病率低，且组织来源复杂，导致本研究样本量较少，病种单一，因此今后还需加大样本研究。另外由于呼吸等运动伪影的影响，以致ADC值有所偏倚，对数据的分析有一定的影响。
总之，与常规MRT1WI、T2WI比较，DWI检查产生的弥散图和ADC图可以反映肿瘤内部结构。ADC图能更为直观地显示肿瘤实质部分和内部的坏死囊变，能够反映不同性质肿瘤内部水分子运动状态的改变，从而在分子水平对肿瘤性质进行鉴别。综合DWI、ADC图表现以及通过对其ADC值的测量可为临床提供鉴别诊断的依据，是MRI的有益补充。
【参考文献】
［1］Schaefer PW，Grant E，Gonzalez G. Diffusion-weighted MR imaging of the brain［J］.Radiology，2000，217(2):331-345.
［2］Song SK,Qu Z,Garabedian EM,et al.Improved Magnetic Resonance Imaging Detection of Prostate Cancer in Transgenic Mouse Model［J］.Cancer Res,2002,217(2):331-345.
［3］孙希杰,全显跃,许乙凯,等. 肝脏常见病变磁共振显像的量化研究［J］ . 中国普通外科杂志,2005,14(7):522 - 525.
职称论文发表网
［4］Marks MP,de Crespigny A,Lentz D,et al.Acute and chronic stoke：Navigated spin-echo diffusion-weighed MR imaging［J］.Radiology,1996,199:403.
［5］Burdette JH, Elster AD, Ricci PE. Acute cerebral infarction : quantification of spin-density and T shine-through phenomena on diffusion weighted MR images［J］.Radiology ,1999 ,212 :333 - 339.
［6］Kinuko K,Yuichi I,Keiko N,et al.The role of diffusion-weighted imaging in patients with brain tumors［J］.AJNR,2001,22:1081-1088.
［7］Sugahara T, Korogi Y, Kochi M, et al. Usefulness of Diffusion-Weighted MRI with echo-planar technique in the evaluation of cellularity in gliomas［J］. JMRI,1999,9(1):53-60.
［8］Le Bihan D,Breton E,Lalllemand,et al.Separation of diffusion and Intravoxel incoherent motion MR imaging［J］. Radiology,1988,168(2):497-505.
【关键词】 纵隔肿瘤；磁共振成像；弥散加权成像
Abstract: Objective To explore the appearance of mediastinal tumors on diffusion-weighted imaging,and to evaluate the value of this technology to the diagnosis and differentiation of mediastinal tumors. Methods Diffusion-weighted MR imaging(b value is chose 0,800s·mm-2)and measurement of apparent diffusion coefficient(ADC) were performed in 32 patients and the feature of mediastinal tumors was observed.The ADC values were obtained and compared between malignant and benign of thymoma , neurilemmoma and neurofibroma. Results Ten cases of benign thymoma showed hypointense signal on DWI, and their signal intensity was inhomogeneous.Twelve cases of malignant thymoma showed hyperintense signal on DWI and their signal intensity was inhomogeneous.Six cases of neurilemmoma showed slightly hypointense signal on DWI and their signal intensity was inhomogeneous obviously.Four cases of neurofibroma showed slightly hyperintense signal on DWI and their signal intensity was inhomogeneous.There was significant difference beween ADC of benign and malignant of thymoma,neurilemmoma and neurofibroma when b value was 800s·mm-2. Conclusion Diffusion-weighted MR imaging is valuable for the diagnosis and differentiation of mediastinal tumors and it is a useful supplement for conventional MRI.
Key words: mediastinal tumors; magnetic resonance imaging; diffusion-weighted imaging
近年来，随着MR快速成像序列、功能成像技术的开发，尤其是MR弥散成像，它能从不同角度反映组织的病理、生理以及生化代谢信息，已广泛应用于脑部疾病、乳腺肿瘤、肝脏疾病及骨骼、软组织病变的诊断及鉴别诊断，已成为重要的检查手段。目前，MR弥散加权成像(DWI)技术在纵隔肿瘤中的研究报道很少。本文通过对32例纵隔肿瘤进行MR弥散加权成像的分析，初步探讨其在纵隔肿瘤病变中的诊断价值。
1 材料和方法
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1.1 病例资料
对2008年3月-2009年10月间行MR常规检查同时又行MR弥散加权成像的32例纵隔肿瘤患者的资料进行分析。男22例，女10例，年龄最大67岁，最小14岁，平均41.6岁。胸腺肿瘤22例，其中，包括良性胸腺瘤10例，恶性胸腺肿瘤12例；神经源性肿瘤10例，其中神经鞘瘤6例，神经纤维瘤4例，均经手术病理证实。
1.2 MRI技术
采用GE公司 SIGNA EXCITE HD3.0T超导型磁共振设备。采用8通道TORSOPA线圈。扫描前训练患者呼气末屏气及胸部平静呼吸。常规MR扫描和T1WI增强扫描后，行DWI检查。主要技术参数包括：MR-DWI采用SE EPI序列，TR1500ms，TE49.7ms，NEX=2，矩阵为128×128，层厚6mm、层距1.0mm，FOV 400mm,扫描时间24s，扩散系数b选取800s·mm-2，同时在3个方向施加扩散敏感梯度场。
1.3 兴趣区（ROI）的选定及图像分析
根据T1WI、T2WI及T1WI增强序列上的信号特点，确定肿瘤的实质部分、坏死或囊变区、钙化以及瘤内出血。利用工作站Functool 2(版本)软件，获取肿瘤的DWI及ADC(表观弥散系数)图。在ADC图上，选取肿瘤实质部分作为ROI，ROI的大小主要根据肿瘤实质的大小而定，尽可能大地包括肿瘤实质，避开坏死、囊变、钙化和出血区。
1.4 MR-DWI在ADC图上，选取ROI后，可直接获得肿瘤组织的ADC值，病变实质内取3个同样大小的ROI，以3个ADC值的平均值作为病灶的ADC值。
1.5 统计学方法
本组为小样本，采用SPSS 11.5统计分析软件进行分析，将获得的MR-DWI的各种参数结果均以均数±标准差（±s）表示，采用两样本均数t检验，以α= 0. 05作为检验水准，P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 常规MRI和DWI表现
22例胸腺肿瘤性病变MRI表现：在T1WI上，胸腺瘤呈中等信号，信号强度与肌肉相似或稍高，但低于脂肪信号。在T2WI上，胸腺瘤的信号强度接近或超过脂肪信号。良性胸腺瘤10例，在DWI图上表现为低信号，信号均匀(图1，见封4)；恶性胸腺瘤12例，在DWI图上表现为高信号，信号强度不均匀(图 2，见封4)。职称论文发表网
10例神经源性肿瘤MRI表现：神经源性肿瘤在T1WI上，信号强度呈低到中等，与肌肉信号强度相等或稍低；在T2WI上，表现为不均匀的高信号。6例神经鞘瘤在DWI图上表现为稍低信号，信号强度明显不均匀(图3，见封4)；4例神经纤维瘤在DWI图上表现为稍高信号，信号强度不均匀(图4，见封4)。2.2 不同纵隔肿瘤的ADC值比较
见表1、2。表1 胸腺肿瘤病变的ADC值（略)表2 神经源性肿瘤的ADC值（略)
即良性胸腺瘤的平均ADC值高于恶性胸腺瘤（P=0.001），神经鞘瘤的平均ADC值高于神经纤维瘤（P=0.002）。
3 讨论
3.1 MR-DWI技术
DWI是利用MRI特殊序列观察活体组织中水分子的微观扩散运动的一种成像方法，可反映人体组织的空间组成信息及病理生理状态下组织成分水分子交换的功能状况［1］。分子扩散的快慢可用ADC来衡量，ADC值主要反应细胞外水分子的运动，受组织结构、细胞外空间、血流灌注、弥散梯度场的大小等因素影响，尤以组织灌注和细胞外水分子运动为重要。弥散快的组织具有高的ADC值，在弥散图像上呈低信号，而弥散慢的组织ADC值低，在弥散图像上呈高信号。一般来说，b值越低，ADC值受微循环灌注影响就越大，不仅ADC值偏大，且感兴趣区ADC值波动很大；而使用大b值的DWI图像测量和计算ADC值时，各感兴趣区ADC值比较稳定，能更精确的反映扩散状况及测量ADC值［2-4］。故本研究为了肿瘤ADC值的准确测量和更好的图像质量，选取高b值800s·mm-2进行研究。
3.2 纵隔肿瘤DWI图表现
不同性质纵隔肿瘤在DWI、ADC图上表现不同，与其组织结构密切相关。如本组良性胸腺瘤为实性均质肿瘤，在DWI图上，基本表现为均匀、不同程度的低信号。肿瘤性质不同，信号亦不完全相同，如本组神经纤维瘤及神经鞘瘤，在常规T1WI、T2WI上信号不均匀，可见囊变、坏死及出血区；在DWI上，肿瘤信号显示更为不均匀，其实性部分的质地也更为不均，表现为高低不等的高信号区，而囊变、坏死区为程度不等的低信号区。但由于DWI的T2余辉效应［5］，部分病灶在DWI上仍呈高信号。本组12例胸腺恶性肿瘤，与常规T1WI、T2WI像类似，质地不均者，在DWI均表现为不均匀信号，肿瘤实性部分表现为明显高信号，囊变、坏死区则表现为低信号区，而且信号强度高低的程度均不一致，反映了恶性肿瘤质地不均的特点，其囊变坏死区更是如此，而且与良性肿瘤相比，大部分恶性肿瘤实性部分的DWI信号较高。
3.3 纵隔肿瘤的ADC值职称论文发表网
肿瘤的DWI的研究表明，肿瘤组织ADC值的变化与肿瘤细胞密度呈负相关，即ADC值越低，细胞密度越大［6］。肿瘤内细胞密度增加会致使其细胞外间隙缩小、水分子含量降低和随机运动程度的减低，结果ADC值下降［7］。本组研究结果显示，b值取800s·mm-2时，胸腺良性肿瘤ADC值为 (2.258±0.179)×10-3mm2·s-1, 明显高于胸腺恶性肿瘤ADC值为(1.160±0.267) ×10-3mm2·s-1，可能原因为胸腺恶性肿瘤细胞密度增高，细胞外间隙缩小，致使水分子弥散运动受限所致,但详细原因还需要与病理对照证实。
本组研究结果初步显示，神经鞘瘤ADC值高于神经纤维瘤，如b值取800 s·mm-2时，神经鞘瘤ADC值为(2.322±0.192)×10-3mm2·s-1, 神经纤维瘤ADC值为 (1.658±0.206) ×10-3mm2·s-1，可能原因如下:神经纤维瘤较之神经鞘瘤，其肿瘤细胞密度较大，细胞外间隙较小，水分子含量较低，水分子弥散运动受限程度更高，故导致其ADC值比神经鞘瘤的ADC值低。
3.4 本研究的局限性
由于原发纵隔肿瘤发病率低，且组织来源复杂，导致本研究样本量较少，病种单一，因此今后还需加大样本研究。另外由于呼吸等运动伪影的影响，以致ADC值有所偏倚，对数据的分析有一定的影响。
总之，与常规MRT1WI、T2WI比较，DWI检查产生的弥散图和ADC图可以反映肿瘤内部结构。ADC图能更为直观地显示肿瘤实质部分和内部的坏死囊变，能够反映不同性质肿瘤内部水分子运动状态的改变，从而在分子水平对肿瘤性质进行鉴别。综合DWI、ADC图表现以及通过对其ADC值的测量可为临床提供鉴别诊断的依据，是MRI的有益补充。
【参考文献】
［1］Schaefer PW，Grant E，Gonzalez G. Diffusion-weighted MR imaging of the brain［J］.Radiology，2000，217(2):331-345.
［2］Song SK,Qu Z,Garabedian EM,et al.Improved Magnetic Resonance Imaging Detection of Prostate Cancer in Transgenic Mouse Model［J］.Cancer Res,2002,217(2):331-345.
［3］孙希杰,全显跃,许乙凯,等. 肝脏常见病变磁共振显像的量化研究［J］ . 中国普通外科杂志,2005,14(7):522 - 525.
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［4］Marks MP,de Crespigny A,Lentz D,et al.Acute and chronic stoke：Navigated spin-echo diffusion-weighed MR imaging［J］.Radiology,1996,199:403.
［5］Burdette JH, Elster AD, Ricci PE. Acute cerebral infarction : quantification of spin-density and T shine-through phenomena on diffusion weighted MR images［J］.Radiology ,1999 ,212 :333 - 339.
［6］Kinuko K,Yuichi I,Keiko N,et al.The role of diffusion-weighted imaging in patients with brain tumors［J］.AJNR,2001,22:1081-1088.
［7］Sugahara T, Korogi Y, Kochi M, et al. Usefulness of Diffusion-Weighted MRI with echo-planar technique in the evaluation of cellularity in gliomas［J］. JMRI,1999,9(1):53-60.
［8］Le Bihan D,Breton E,Lalllemand,et al.Separation of diffusion and Intravoxel incoherent motion MR imaging［J］. Radiology,1988,168(2):497-505.
