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精品譯作 | DWI原理及應(yīng)用:癌癥檢測(cè)、分級(jí)和治療隨訪

 徐冰寒之 2017-01-15

醫(yī)影醫(yī)譯  出品公眾號(hào) YYYY-EE

綜合組     譯作



引言

從90年代起,DWI就被應(yīng)用于幫助發(fā)現(xiàn)早期卒中和其它一些神經(jīng)病學(xué)疾病。從那時(shí)起,越來(lái)越多的研究證明這種方法有益于病變的檢測(cè)及定性,特別在腫瘤影像學(xué)方面。隨著MRI新技術(shù)的發(fā)展,包括多通道線圈、平面回波和更高的梯度場(chǎng)強(qiáng),使DWI掃描時(shí)間降低到不到1分鐘,DWI在全身影像檢查中的應(yīng)用更加普及。因此,DWI序列可以添加到檢查序列中而不會(huì)明顯增加總的采集時(shí)間。DWI另外的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其內(nèi)在的組織對(duì)比,因此不需要外源性的對(duì)比劑。先前提到的技術(shù)的發(fā)展以及體部研究的增加,使得DWI如其他全身影像一樣在一些特殊部位,包括肝臟、前列腺和乳腺腫瘤方面的應(yīng)用不斷增加。

在這篇文章中,我們闡述DWI和ADC圖作為影像生物學(xué)標(biāo)記對(duì)組織定性、癌癥的檢測(cè)、分級(jí)和評(píng)估治療反應(yīng)的原理。


DWI的原理

為了理解DWI的概念,必須要理解細(xì)胞微環(huán)境內(nèi)的自由擴(kuò)散和擴(kuò)散受限。自由水分子不停的隨機(jī)運(yùn)動(dòng),即布朗運(yùn)動(dòng),它與熱動(dòng)能有關(guān)。相反,細(xì)胞微環(huán)境內(nèi)的水分子運(yùn)動(dòng)被包括細(xì)胞壁和細(xì)胞器在內(nèi)的細(xì)胞分隔間的相互作用所阻礙。換句話說(shuō),水分子擴(kuò)散受限與組織內(nèi)細(xì)胞的密度直接成比例。擴(kuò)散受限主要見(jiàn)于惡性腫瘤、富含細(xì)胞的轉(zhuǎn)移瘤和纖維化,這些病變內(nèi)較正常組織含有更多具有完整細(xì)胞壁的細(xì)胞(圖1)。相反,在具有較少細(xì)胞和細(xì)胞膜不完整(比如:局大腫塊的壞死中心)的微環(huán)境內(nèi),水分子可以相對(duì)自由運(yùn)動(dòng)(比如,擴(kuò)散次受限)。

DWI技術(shù)

最常用的DWI成像方法是在單次激發(fā)自旋回波T2序列的基礎(chǔ)上施加一對(duì)對(duì)稱性運(yùn)動(dòng)探測(cè)梯度脈沖,其位于180°重聚脈沖((Stejskal-Tanner sequence)的兩側(cè)(圖2)。這可以在分子水平解釋擴(kuò)散梯度脈沖引起相位的改變,所有在沿著梯度軸方向上相同位置的自旋(比如:擴(kuò)散受限)在兩個(gè)脈沖后回到最初的狀態(tài)。但是移動(dòng)了的自旋(比如,自由水分子)將會(huì)在第二個(gè)脈沖施加時(shí)受到一個(gè)不同的梯度場(chǎng)強(qiáng),因此不能回到初始的位置,導(dǎo)致MR信號(hào)強(qiáng)度的減低。信號(hào)衰減的程度取決于多個(gè)因素,如下面方程所示:SI = SI0×exp(-b × D),SI0為未施加擴(kuò)散加權(quán)梯度敏感詞T2WI的信號(hào)強(qiáng)度,b為擴(kuò)散敏感因子(b值),D為擴(kuò)散系數(shù)。擴(kuò)散加權(quán)圖像敏感性隨著擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)強(qiáng)度的增加、擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)持續(xù)的時(shí)間和兩個(gè)運(yùn)動(dòng)探查梯度場(chǎng)間隔時(shí)間的增加而增加。這些梯度場(chǎng)屬性取決于b值(表達(dá)為平方毫米每秒),它是擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)能力的指標(biāo)。在臨床實(shí)踐中,為了提高組織的特征能力,通過(guò)使用多個(gè)b值來(lái)降低ADC值計(jì)算中的誤差(圖3)。



DWI的定量分析-ADC圖

ADC由至少兩個(gè)不同的b值后處理計(jì)算獲得。ADC值為相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的自然對(duì)數(shù)(y軸)和b值相重疊的點(diǎn)的直線斜率(圖4)。通過(guò)采用更多的不同b值可以獲得更準(zhǔn)確的ADC值。把圖像中每個(gè)不同像素具有不同ADC值組成ADC圖。通過(guò)在病變內(nèi)畫(huà)感興趣獲得ADC值。擴(kuò)散越受限的區(qū)域DWI信號(hào)越高,ADC值越低。一定要記住ADC圖顯示解剖細(xì)節(jié)的能力弱,應(yīng)結(jié)合其他MR圖像分析,包括不同b值的DWI圖像、高分辨率的解剖像和對(duì)比增強(qiáng)圖像。


DWI的偽影和誤區(qū)


1

T2透射效應(yīng)

DWI所用的SE序列為T(mén)2WI,組織的信號(hào)強(qiáng)度取決于T2信號(hào)和施加運(yùn)動(dòng)探測(cè)梯度后信號(hào)的衰減。因此,具有很長(zhǎng)T2弛豫時(shí)間的組織,T2高信號(hào)可能被誤認(rèn)為是擴(kuò)散受限,這種現(xiàn)象稱為T(mén)2投射效應(yīng)。最簡(jiǎn)單區(qū)別擴(kuò)散受限和T2透射效應(yīng)的方法是生成一個(gè)ADC圖,在ADC圖上前者表現(xiàn)為低信號(hào)(低ADC值),而后者表現(xiàn)高信號(hào)(圖5)。還有其他一些技術(shù)來(lái)降低T2透射效應(yīng),比如運(yùn)用(a)高b值和短回波時(shí)間來(lái)降低T2信號(hào),或者(b)指數(shù)圖像技術(shù),它是通過(guò)DWI圖除以非加權(quán)圖像(b=0)產(chǎn)生的比值生成的新圖像。這種計(jì)算是基于前面的信號(hào)衰減方程式(見(jiàn)DWI技術(shù))。



2

磁敏感偽影

擴(kuò)散加權(quán)圖像采集使用的平面回波序列對(duì)磁場(chǎng)不均勻性特別敏感。由于胃腸道及肺底中氣體的存在,因此在腹部成像中使用平面回波序列成為極大的挑戰(zhàn)。其它磁敏感偽影的來(lái)源包括:醫(yī)療裝置(如金屬支架、手術(shù)夾)和植入物??s短回波時(shí)間以及增加帶寬可見(jiàn)減輕磁敏感偽影。


3

運(yùn)動(dòng)偽影

由于多個(gè)臟器的持續(xù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)偽影是全身擴(kuò)散成像圖像質(zhì)量降低的主要原因。運(yùn)動(dòng)偽影主要發(fā)生在相位編碼的方向,形成“鬼影”。因此,產(chǎn)生的信號(hào)并不局限于原始體素中而是散布于整幅圖像中,導(dǎo)致估算ADC值時(shí)產(chǎn)生潛在錯(cuò)誤。增加圖像采集速度(單激發(fā)平面回波成像技術(shù)現(xiàn)已成為可能)和使用并行采集技術(shù)可減低此類偽影。


4

對(duì)比劑效應(yīng)

全身擴(kuò)散成像時(shí),在各種擴(kuò)散參數(shù)特別是ADC值的定量評(píng)估時(shí),對(duì)比劑因素必須加以考慮。這一效應(yīng)由于腎實(shí)質(zhì)濃縮對(duì)比劑以及分泌進(jìn)入集合系統(tǒng)的對(duì)比劑的順磁性效應(yīng)而顯得最為明顯。

在最近的一項(xiàng)包括50名病例的研究中,Wang等證明了腎實(shí)質(zhì)在增強(qiáng)后(平均采集時(shí)間為注射對(duì)比劑后11分鐘)擴(kuò)散加權(quán)成像ADC信號(hào)明顯低于注射對(duì)比劑之前的圖像。但肝臟,胰腺,脾臟注射對(duì)比劑后ADC值沒(méi)有顯著降低。



擴(kuò)散加權(quán)的應(yīng)用

1

乳腺評(píng)估

自DWI首次引入乳腺M(fèi)R成像已超過(guò)20年,但只到2002年Sinha 等才揭示了正常組織和良性病變的平均ADC值要高于惡性病變(圖6)。然而,確定b值最佳范圍用于評(píng)估乳腺惡性腫瘤仍是一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題。多b值可計(jì)算出不同的ADC值以及臨界值,現(xiàn)已被推薦用于精確區(qū)分良惡性病變(見(jiàn)表)。有兩個(gè)研究比較了多b值的應(yīng)用。第一個(gè)研究結(jié)論是應(yīng)用多b值得到的ADC值在診斷中沒(méi)有顯著性差異,但是此研究建議使用0和750sec/mm2b值計(jì)算出的ADC值要比其它組合計(jì)算出的ADC值要稍微有用一點(diǎn)。另一個(gè)研究認(rèn)為使用50和850sec/mm2 b值能獲得最高的準(zhǔn)確性(95%)(15)。最近,Pereira 等人的一個(gè)研究顯示不同的b值組合用于鑒別惡性腫瘤,其最佳ADC臨界值也不相同(見(jiàn)表)。



(教學(xué)點(diǎn))良性病變的平均ADC值明顯高于惡性病變。當(dāng)使用文獻(xiàn)中推薦的最佳臨界值時(shí)必須注意b值的組合。ADC值用于鑒別良惡性乳腺病變的作用是公認(rèn)的。最近的一個(gè)研究顯示當(dāng)b值取0和1000sec/mm2時(shí),ADC和腫瘤分級(jí)呈負(fù)相關(guān)。低侵襲性腫瘤(如一級(jí)和原位病變)平均ADC值為1.19×10-3sec/mm2,而侵襲性腫瘤(如二、三級(jí)病變)平均ADC值為0.96×10-3sec/mm2(16).另一研究顯示乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的平均ADC值和雌激素受體以及人表皮生長(zhǎng)因子受體2的表達(dá)明顯相關(guān)。

有文獻(xiàn)建議使用同側(cè)遠(yuǎn)處腺體組織來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化乳腺病變的ADC值以幫助減少月經(jīng)周期及掃描參數(shù)不同引起的ADC值變異,這一方法應(yīng)用前景良好。標(biāo)準(zhǔn)化ADC值的使用,顯著提高了擴(kuò)散加權(quán)成像區(qū)分良惡性病變的診斷效能。有文獻(xiàn)推薦標(biāo)準(zhǔn)化ADC值的臨界值為0.7具有較好的組織特性。

乳腺擴(kuò)散加權(quán)成像在評(píng)價(jià)腫瘤對(duì)新輔助化療的反應(yīng)方面顯示出很好的前景。多項(xiàng)報(bào)道顯示,與形態(tài)學(xué)參數(shù)(如腫瘤體積)和動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MR成像參數(shù)比較,ADC值在評(píng)估首輪新輔助化療后腫瘤反應(yīng)及第三輪新輔助化療后腫瘤遲發(fā)性反應(yīng)方面更有優(yōu)勢(shì)。Sharma等在2009年一項(xiàng)關(guān)于局灶性進(jìn)展期乳腺癌患者的研究中報(bào)道,對(duì)治療有反應(yīng)的患者ADC值平均增加51%±31.5,而無(wú)反應(yīng)的患者僅增加14.3%±13.1,他們認(rèn)為如果第二個(gè)療程后的ADC閾值增高為15.7%時(shí),其判斷治療有效的敏感度=81%,特異度=88%,受試者操作特征曲線(ROC)下面積=0.93;如果第三個(gè)療程后ADC閾值增高到23.8%,其判斷治療有效的敏感度=79%,特異度=80,ROC曲線下面積=0.87,故ADC值用于區(qū)分是否新輔助化療對(duì)乳腺癌有效。Park等在他們關(guān)于乳腺癌的研究中報(bào)到了類似的情況,有反應(yīng)患者ADC值增加47.9% ± 4.8%,而無(wú)反應(yīng)患者增加僅為18.1% ± 4.5。最近有報(bào)道認(rèn)為治療前ADC值能預(yù)測(cè)腫瘤對(duì)新輔助化療是否有反應(yīng)。Park等得出結(jié)論,有反應(yīng)患者治療前的ADC值顯著低于無(wú)反應(yīng)患者,他們建議的ADC臨界值為1.17 × 10-3 mm2/sec時(shí),其敏感度=94%,特異度=71%,ROC曲線下面積=0.89。


2

肝臟的評(píng)估

最近有研究顯示在檢測(cè)肝臟新發(fā)病變方面擴(kuò)散加權(quán)成像優(yōu)于T2加權(quán)成像。背景血管信號(hào)被抑制的低b值圖像能夠比b值為0的圖像更好地檢測(cè)肝臟病變,而高b值序列能夠更好地顯示病變特征(圖7)。最近對(duì)53例患者的一項(xiàng)研究中,Park等發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散加權(quán)成像(b = 50 sec/mm2)檢測(cè)肝臟病變的敏感性顯著高于T2加權(quán)成像(87.7% vs. 70.1%)。對(duì)于惡性局灶性肝臟病變,擴(kuò)散加權(quán)成像的檢出率高于T2加權(quán)成像(86.4% vs. 62.9%) (P <>


另一個(gè)感興趣的領(lǐng)域是利用擴(kuò)散加權(quán)成像替代釓對(duì)比增強(qiáng)成像檢測(cè)肝臟轉(zhuǎn)移或原發(fā)性惡性病變。近幾年,肝臟特異性對(duì)比劑,例如超順磁性氧化鐵,以網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)為靶細(xì)胞能夠被枯否氏細(xì)胞攝取,從而抑制正常肝臟組織的信號(hào),提高腫瘤-肝臟信號(hào)對(duì)比。最近,Nishie等關(guān)于30位患者50個(gè)肝細(xì)胞癌結(jié)節(jié)的研究顯示合用超順磁性氧化鐵增強(qiáng)成像和擴(kuò)散加權(quán)成像的ROC曲線下面積大于單用其中一種((0.870 ± 0.04 vs.0.820 ± 0.05 [P = .025]))。相似地,Koh等關(guān)于直腸癌肝轉(zhuǎn)移的研究顯示使用肝特異性對(duì)比劑錳福地吡三鈉行磁共振成像時(shí)增加擴(kuò)散加權(quán)成像能夠顯著地提高診斷準(zhǔn)確率(與單獨(dú)使用其中一種技術(shù)比較,兩位觀察者的ROC曲線下面積分別增加至0.96和0.94)。

 擴(kuò)散加權(quán)成像的另一個(gè)作用是使用高b值(>500 sec/mm2)和ADC定量對(duì)組織特性進(jìn)行描述。當(dāng)某個(gè)肝臟病變被檢出后,高b值擴(kuò)散加權(quán)成像聯(lián)合對(duì)比增強(qiáng)MR成像和ADC圖可以進(jìn)一步在形態(tài)上對(duì)病變進(jìn)行評(píng)估(圖8)。惡性病變假陽(yáng)性的情況發(fā)生于T2透射效應(yīng)或細(xì)胞密集的良性病變,例如腺瘤,局灶性結(jié)節(jié)性增生或膿腫;而腫瘤假陰性的特征見(jiàn)于腫瘤壞死或囊變,例如粘液性腺癌或分化良好的肝細(xì)胞腺癌。近些年來(lái),有越來(lái)越多的關(guān)于用ADC圖鑒別良惡性病變的研究。最近Miller等對(duì)382例病例的研究顯示,良惡性病變的ADC值分別為2.5 × 10-3 mm2/sec 和1.52 × 10-3mm2/sec。雖然囊腫和血管瘤容易與其他病變區(qū)別,但是實(shí)性良惡性病變的ADC值有重疊。細(xì)胞密集度高的病變,例如局灶性結(jié)節(jié)性增生和腺瘤是最不確定的,因?yàn)樗鼈兙哂兄械鹊腁DC值,與包括肝細(xì)胞癌在內(nèi)那些惡性病變接近。由于在設(shè)備、擴(kuò)散成像技術(shù)及b值方面的差異,不同的研究對(duì)不同的疾病其ADC值的參考值不同。在我們的研究機(jī)構(gòu),ADC圖從b值為0和750 sec/mm2的圖像中重建。


用影像生物指標(biāo)評(píng)價(jià)治療后腫瘤反應(yīng)對(duì)于評(píng)估腫瘤生物學(xué)行為、制定將來(lái)的治療方案及評(píng)估腫瘤復(fù)發(fā)情況都是重要的。擴(kuò)散加權(quán)成像可以從定量和定性兩個(gè)方面對(duì)腫瘤改變進(jìn)行分析。定性分析是基于視覺(jué)上對(duì)由于腫瘤治療反應(yīng)導(dǎo)致的信號(hào)改變進(jìn)行評(píng)估,例如病變對(duì)治療反應(yīng)所致ADC信號(hào)的增高或病變進(jìn)展所致的新的異常信號(hào)區(qū)。腫瘤治療反應(yīng)的空間評(píng)價(jià)可以通過(guò)由治療前后的ADC圖配準(zhǔn)后形成的功能性擴(kuò)散圖實(shí)現(xiàn),從而容許在體素---體素水平上對(duì)ADC值的變化進(jìn)行比較。治療反應(yīng)常常表現(xiàn)為相對(duì)于較低的腫瘤基線ADC值的增加(圖9)。根據(jù)組織的構(gòu)成及采用的治療方案,治療后擴(kuò)散加權(quán)成像顯示了不同的信號(hào)強(qiáng)度變化方式。動(dòng)脈化療栓塞或用釔-90標(biāo)記的微球放射性栓塞后,肝細(xì)胞肝癌的ADC值會(huì)顯示早期下降和隨后的持續(xù)性升高,類似囊腫或壞死的改變。ADC值短暫下降也可見(jiàn)于治療剛開(kāi)始后繼發(fā)的細(xì)胞水腫、血流量減少和細(xì)胞外間隙容積減小。


聯(lián)合使用對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像、波普分析和彈性成像,擴(kuò)散加權(quán)成像也可用于評(píng)價(jià)彌漫性肝臟疾病。彌漫性肝臟疾病成像基于正常的肝臟組織為富含膠原的纖維組織取代,這種取代會(huì)限制水分子的自由擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致相對(duì)于正常肝組織的ADC值的下降(圖10)。最近在一項(xiàng)78例肝硬化患者的研究中,Sandrasegaran等發(fā)現(xiàn)較高程度纖維化患者的ADC值顯著低于那些沒(méi)有肝纖維化或較少纖維化的患者。對(duì)于ADC值和纖維化程度的相關(guān)性,已經(jīng)有多項(xiàng)研究。不過(guò),對(duì)于制定診斷或預(yù)測(cè)肝纖維化及病因的ADC參考值仍然有很多爭(zhēng)議。最近有研究顯示,標(biāo)準(zhǔn)化的ADC值在診斷肝纖維化方面優(yōu)于凈ADC值。Do等進(jìn)行了用肝臟比同一患者脾臟來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化ADC值用于肝纖維化診斷的可行性研究。他們的結(jié)論是使用標(biāo)準(zhǔn)化的ADC值檢測(cè)肝硬化或纖維化是一種具有較高診斷準(zhǔn)確性的可重復(fù)性的方法。


3

腎臟評(píng)估

準(zhǔn)確分析腎臟腫塊的征象對(duì)合理的分期及預(yù)后很有必要。此外,不同亞型腎細(xì)胞腎癌對(duì)分子靶向治療反應(yīng)不同。兩期動(dòng)態(tài)MRI增強(qiáng)對(duì)腎細(xì)胞腎癌不同亞型的鑒別診斷具有高度的敏感性及特異性。然而,這種技術(shù)與其他技術(shù)的協(xié)同效果以及對(duì)于腎功能損害患者仍具挑戰(zhàn)。腎細(xì)胞腎癌DWI上信號(hào)增高,ADC圖上ADC值減低,與其他器官的實(shí)性惡性腫瘤表現(xiàn)相似(圖11)。Taouli等發(fā)現(xiàn)實(shí)性腎細(xì)胞腎癌相對(duì)單純囊腫、輕度復(fù)雜囊腫、嗜酸性細(xì)胞瘤ADC值顯著減低。另有研究表明腎細(xì)胞腎癌ADC值較移行細(xì)胞癌更高(2.71 × 10-3 mm2/sec vs. 1.61 × 10-3 mm2/sec)。近期研究表明,敏感性和特異性在透明細(xì)胞腎癌、乳頭狀腎癌、嫌色細(xì)胞腎癌中有所不同,采用3.0T磁共振,b=0 sec/mm2,b=800 sec/mm2及ADC臨界值=1.281 × 10-3 mm2/sec時(shí),三個(gè)亞型中,透明細(xì)胞腎癌的ADC平均值最高(1.698 × 10-3 mm2/sec)。


4

盆腔評(píng)估

男性盆腔 :DWI應(yīng)用集中于對(duì)前列腺的評(píng)估。越來(lái)越多的證據(jù)表明DWI提高了檢出前列腺癌的敏感性及特異性。近期研究也表明DWI有助于腫瘤分期、侵襲性及療效的評(píng)估。DWI可作為前列腺癌局部復(fù)發(fā)的生物學(xué)標(biāo)記,也可用于遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的評(píng)估。與其他癌癥相同,前列腺癌組織相對(duì)正常腺體組織具有更高的細(xì)胞密度及大量的細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞間膜。前列腺M(fèi)RI讀片需觀察DWI,并與T2WI、ADC圖比較。腫瘤組織較正常前列腺組織在高b值DWI上信號(hào)更高,ADC值減低(圖12)。在DWI原始圖像上,當(dāng)b值小于500 sec/mm2時(shí),前列腺癌難以評(píng)價(jià)。對(duì)于前列腺M(fèi)RI,依掃描參數(shù)常規(guī)使用b=0sec/mm2及b= 800–1500 sec/mm2。ADC圖意義重大,因?yàn)檎M庵軒Э梢颉癟2透過(guò)效應(yīng)”在DWI表現(xiàn)為高信號(hào)。前列腺癌ADC值越低,與其組織學(xué)上細(xì)胞數(shù)越高相關(guān)。Sato等比較1.5TMRI上外周帶及移行帶正常組織與腫瘤組織的ADC值,在這兩個(gè)區(qū)域,前列腺癌的ADC值均顯著低于良性組織。由1.5T單次激發(fā)平面回波序列采集DWI所得的數(shù)據(jù)表明,正常外周帶、中央帶、前列腺癌的平均ADC值分別為1.992 × 10-3 mm2/sec ± 0.208, 1.518 × 10-3 mm2/sec ± 0.126, and 1.214 × 10-3 mm2/sec ± 0.254。


Kim等采用3.0T MR、相控陣線圈及單次激發(fā)平面回波DWI序列,在b=0及b=1000 sec/mm2條件下對(duì)患者進(jìn)行成像。發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤外周帶(1.32 × 10-3 mm2/sec ± 0.24 vs. 1.97 × 10-3 mm2/sec ± 0.25)及移行帶(1.37 × 10-3 mm2/sec ± 0.29 vs. 1.79 × 10-3 mm2/sec ± 0.19)的ADC值均顯著低于正常組織。對(duì)于腫瘤診斷,外周帶采用臨界值1.67 × 10-3 mm2/sec,移行帶采用臨界值1.61 × 10-3 mm2/sec,其敏感性分別為94%、91%,特異性分別為90%、84%。

盡管研究表明DWI有助于提高前列腺癌診斷的敏感性及特異性,但小于5mm的腫瘤仍難以發(fā)現(xiàn)。此外,炎癥可導(dǎo)致ADC值減低。移行帶的良性增生性結(jié)節(jié)也是一大挑戰(zhàn)。良性增生性結(jié)節(jié)可表現(xiàn)為與腫瘤相似的低ADC值。但T2WI與ADC圖聯(lián)合使用可以提高移行帶腫瘤病灶的檢出。前列腺活檢后出血可導(dǎo)致T2WI低信號(hào),DWI上表現(xiàn)類似腫瘤,導(dǎo)致假陽(yáng)性。而在前列腺檢查常規(guī)中,結(jié)合T1WI、T2WI及DWI序列有助于發(fā)現(xiàn)出血。出血可導(dǎo)致良性組織ADC值降低,使良惡性組織的對(duì)比度減低。出血亦可能產(chǎn)生磁敏感偽影。

腫瘤ADC值有助于發(fā)現(xiàn)低危、局灶性前列腺癌患者,這些患者可從根治治療中獲益。van As等對(duì)(a)診斷為前列腺癌(b)參加動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的患者隊(duì)列,評(píng)估DWI-ADC圖做為其預(yù)后生物學(xué)標(biāo)記的應(yīng)用。腫瘤的ADC基線是(a)多次活檢結(jié)果惡化(b)根治治療時(shí)機(jī)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。Park等的回顧性研究表明,ADC值是前列腺切除術(shù)后患者潛在的預(yù)后標(biāo)記。多因素分析表明腫瘤ADC值是生化指標(biāo)復(fù)發(fā)唯一的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。

DWI通過(guò)精囊腺區(qū)低ADC值評(píng)估其是否受累有助于前列腺癌分期(在T1WI沒(méi)有出血表現(xiàn)的基礎(chǔ)上)。同樣,DWI有助于淋巴結(jié)分期,因?yàn)閻盒粤馨徒Y(jié)ADC值更低。DWI提高了轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的檢出,有助于治療方案的制定。

對(duì)于放療患者的監(jiān)測(cè),ADC值已經(jīng)成為一種有前途的影像學(xué)生物標(biāo)志。Song等的研究表明,腫瘤ADC平均值在放療后升高,而外周帶或移行帶良性病變的ADC平均值,治療后低于治療前。對(duì)于放療后生化指標(biāo)復(fù)發(fā)的患者,DWI聯(lián)合T2WI較獨(dú)立使用T2WI對(duì)發(fā)現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)具有更高的敏感性。對(duì)經(jīng)去勢(shì)療法(雄激素阻斷療法)治療的骨轉(zhuǎn)移患者,腫瘤ADC值升高與前列腺特異抗原(PSA)水平降低相關(guān)。

女性盆腔:傳統(tǒng)MRI與DWI結(jié)合有助于女性盆腔腫瘤評(píng)估,從檢出病變、定性到惡性腫瘤分期。MRI相較傳統(tǒng)的影像學(xué)方法及臨床檢查更有助于宮頸癌的分期。宮頸癌ADC值低于正常宮頸組織(即擴(kuò)散更受限),因此,提高了DWI檢出病變的能力。Naganawa 等研究了12位宮頸癌患者,發(fā)現(xiàn)腫瘤組織的ADC值顯著低于正常宮頸組織(1.09x10-3mm2/sec+0.2 vs.1.09x10-3mm2/sec+0.24)(P<>(圖13)。采用3.0TMR對(duì) 50位患者進(jìn)行研究,Lin 等揭示轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)比正常的淋巴結(jié)ADC值顯著降低(0.06x10-3mm2/sec vs.0.21x10-3mm2/sec)(p<0.001)。作者還發(fā)現(xiàn)聯(lián)用結(jié)節(jié)大小和adc值的敏感性比傳統(tǒng)mr成像要高(83% vs.25%),而特異性相當(dāng)(分別是98%和99%)。擴(kuò)散加權(quán)對(duì)于區(qū)分卵巢癌和良性的卵巢病變有著更多的爭(zhēng)議。擴(kuò)散加權(quán)聯(lián)合應(yīng)用傳統(tǒng)mr圖像對(duì)于卵巢癌的分期和腹膜轉(zhuǎn)移有額外的優(yōu)勢(shì)。low="">


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全身擴(kuò)散加權(quán)成像

文獻(xiàn)中,有少量關(guān)于全身擴(kuò)散加權(quán)成像評(píng)估癌癥患者可行性的報(bào)告。比較清楚的是,結(jié)合解剖成像(即,T1加權(quán)和T2加權(quán)像)和全身擴(kuò)散加權(quán)成像(即,T1加權(quán)和T2加權(quán)像),能夠發(fā)現(xiàn)原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移病灶的早期改變,從而提供關(guān)于治療反應(yīng)的重要信息并容許制定個(gè)體化的治療方案。因此,利用全身擴(kuò)散加權(quán)成像技術(shù)進(jìn)行癌癥檢出、分類以及治療監(jiān)測(cè)是不久的將來(lái)一定可以實(shí)現(xiàn)的(圖14)。


全身擴(kuò)散加權(quán)成像技術(shù)也就是“背景抑制全身擴(kuò)散加權(quán)成像”由Takahara等在一項(xiàng)利用1.5TMR的研究中首先描述,這項(xiàng)技術(shù)利用自由呼吸,多層薄層軸位斷面成像和采集的大量信號(hào)實(shí)現(xiàn)。此外還采用了脂肪抑制技術(shù),短時(shí)反轉(zhuǎn)回復(fù)技術(shù)或其他一些成熟的技術(shù)。本質(zhì)上,背景抑制全身擴(kuò)散加權(quán)成像利用了體素內(nèi)相干和不相干的運(yùn)動(dòng),采用自由呼吸來(lái)幫助興趣器官成像。需要注意是,為了實(shí)現(xiàn)精確的背景抑制,大b值(?500sec/mm2)和采集大量信號(hào)是必須的,這樣增加了采集時(shí)間。


結(jié)論

擴(kuò)散加權(quán)成像-ADC圖提供了關(guān)于組織內(nèi)水的功能環(huán)境的信息,這樣放大了傳統(tǒng)MR成像提供的形態(tài)信息。檢測(cè)到的改變包括從細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)的水位移改變,細(xì)胞膜滲透受限,細(xì)胞密度的增加及細(xì)胞膜去極化的破壞。這些發(fā)現(xiàn)通常和惡性病變有關(guān);因此,擴(kuò)散成像在腫瘤影像中有很多應(yīng)用。擴(kuò)散成像通過(guò)提供功能信息作為MR成像精細(xì)解剖信息的補(bǔ)充,因而有助于腫瘤的檢出、定性以及療效的預(yù)測(cè)和評(píng)估



參考文獻(xiàn)略

醫(yī)影醫(yī)譯

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