恶性肿瘤是全球范围内危害人类健康的危险因素之一，早期诊断是提高治疗效果的有效途径，其中术前有无远处转移决定了外科手术治疗的成败。PET-CT显像长期以来都是检测转移瘤的标准及首选方法^[1]。近年来，随着MRI技术的快速发展而出现的全身MR扩散加权成像（whole body diffusion-weighted imaging，WB-DWI）技术，对于全身肿瘤性病变的诊断具有非常大的应用潜力。笔者旨在通过对7名健康志愿者和70例患者行MR背景信号抑制WB-DWI和部分患者的PET-CT、常规MRI所得图像的对比分析，探讨WB-DWI在临床恶性肿瘤早期诊断、疗效评估及术后随访中的应用价值。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       搜集我院2012年10月至2013年6月行WB-DWI的健康志愿者7名和患者70例，健康志愿者中，男5名，女2名，年龄27~ 83岁，平均年龄53岁；70例患者中男41例，女29例，年龄35~ 80岁，平均年龄52岁；其中43例为结直肠癌患者，胃癌5例，食管癌3例，肾癌1例，肾上腺恶性肿瘤2例，乳腺癌1例，肺癌5例，淋巴瘤2例，肛周鳞癌1例，肝癌4例，血管瘤1例，腹膜后间叶源性肿瘤2例。所有志愿者和患者均知情同意，且选取对象均无MRI检查禁忌证。

1.2　病变诊断标准

       原发肿瘤通过组织学或细胞学检查确诊；结合明确的恶性肿瘤病史或穿刺活检组织学证实，如无组织学证据，临床随访3~ 6个月局部病灶有进展或经新辅助治疗后病灶缩小或消失者确定为转移瘤。

1.3　WB-DWI检查方法

       使用GE Optimal 360 1.5 T光纤MR扫描仪，信号采集使用磁体内置BODY线圈，仰卧位，受检者自由呼吸，扫描范围自头部至膝关节。采用反转恢复回波平面扩散序列(STIR-DWI-EPI)，依据患者身高情况分7~ 8段采集，一次采集30层，无间隔轴面扫描，层厚7 mm，FOV 40 cm×40 cm，TR 4720.0 ms，TE 87.5 ms，TI 180.0 ms，矩阵96 × 128，扩散敏感系数b值=600 s/mm²，各段采集时间160 s，完成整个扫描最多共需21 min 20 s。图像采集完毕，在AW 4.5工作站上，将全部扩散原始图像进行逐次相加，行3D-MIP重建及黑白翻转、伪彩色显示，得到类似PET图像。

1.4　常规MRI、CT检查

       腹盆部病变对病变所在部位行横断面、矢状面或冠状面常规T1WI、T2WI及T2WI-FS、LAVA动态增强扫描。CT检查则采用东芝640层动态器官容积CT行胸腹盆扫描。

1.5　影像评价方法

       由2名经验丰富的影像医师对所有影像资料进行独立分析，WB-DWI显示相对背景的异常高信号为阳性，无异常信号为阴性，在观察"类-PET"图像的同时，要对原始图像（包括DWI及ADC图）逐层仔细观察，对诊断的准确性及可靠性至关重要。

2　结果

2.1　WB-DWI整体评价

       从各角度、多方位观察，段与段之间无明显解剖变形、错位及异物伪影（包括假牙、节育环的金属伪影），"类-PET"图像上部分交界区可见轻度变形，原始图像上并不影响图像观察及诊断。

2.2　健康志愿者及患者全身各部位正常表现

       正常背景组织，包括双肺、纵膈、肌肉、脂肪、胃肠道、自由液体等大部分组织器官均被抑制，显示为极低信号的背景色。脑、椎管内脑脊液、外周神经及血管、面颈部腺体（扁桃体、腮腺、颌下腺、甲状腺）、脾脏、胆囊、肾脏、子宫、附件、睾丸、前列腺、精囊腺、椎间盘均呈中高信号。中轴骨、大部分四肢长骨及躯干骨在WB-DWI上呈低至中等信号，在彩色WB-DWI上呈现比较均匀的蓝色信号（图1）。

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图1  健康志愿者WB-DWI表现，A~ C分别为黑白反转（类-PET）、伪彩及全身DWI原始图，双肺、纵膈、肝脏、胰腺及周围软组织呈低信号，脑、脾脏、肾脏、膀胱、前列腺、睾丸呈高信号
图2  上段直肠癌、肝脏及腹膜后淋巴结多发转移，原发灶于局部DWI呈明显高信号、ADC图上呈红色，肝内转移及腹膜后淋巴结于ADC图上呈黄色（高信号）
Fig. 1  WB-DWI images of healthy adults, A—C was inverted-gray-scale whole-body DWI, ADC and three-dimensional MIP images, double lungs and mediastinum, liver, pancreas and soft tissue displayed low signal, while brain, spleen, kidney, bladder, prostate, testicles showed high signal.
Fig. 2  Upper rectal cancer with liver and retroperitoneal multiple lymph node metastase, primary tumors in local DWI was obviously high signal, the ADC maps figure on red, intrahepatic metastasis and retroperitoneal lymph nodes showed yellow on the ADC maps (high signal).

2.3　肿瘤原发灶及转移灶的信号特点

       70例患者中，30例为新辅助治疗前或术前行WB-DWI检查明确原发灶或评价远处转移情况，其中12例（包括8例直肠癌、2例肺癌、2例胃癌）检出区域淋巴结转移或远处肺、肝脏、肾上腺、骨转移灶（图2）；11例为评价新辅助治疗后局部病灶及远处转移灶疗效情况，病灶或转移灶较前缩小、增大、无明显变化例数分别为6例（3例直肠癌、1例食管癌、2例淋巴瘤）、3例（直肠癌）、2例（直肠癌），体积缩小病灶中1例（直肠癌）甚至达到临床缓解，即在常规MRI检查及WB-DWI上未见异常强化灶及异常高信号影（图3，图4）；28例为手术综合治疗后随访，其中16例（9例结直肠癌、1例肾癌、2例肝癌、1例食管癌、1例乳腺癌、1例腹膜后恶性肿瘤、1例肾上腺来源恶性肿瘤）未见局部复发及其他脏器转移，5例肿瘤局部复发（2例直肠癌、2例肝癌、1例食管癌），7例检出远处其他脏器转移(4例结直肠癌、3例胃癌)（图5）。原发灶及转移瘤在WB-DWI上为明显高信号、反转图像上为低信号。1例为大量腹水查因患者，类PET检查偶然发现右侧大腿上段肌群间病灶（图6），病理证实为血管瘤。

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图3  食管下段-贲门癌多疗程化疗后复查：A~ C分别为2013年1月5日、2013年2月20日PET及2013年4月24日WB-DWI，C图示病灶较前明显局限，胃周、左锁骨上、右锁骨下、腹膜后多发淋巴结转移较前缩小
图4  降结肠癌术后腹盆腔广泛转移：A、B分别为2012年10月12日、2013年3月19日类-PET图，前后对比示化疗后全身多处转移灶明显局限，大部分消失
Fig. 3  Follow-up images after courses of chemotherapy for lower esophageal-cardia cancer: A—C respectively standed for the PET scan on 2013-01-05 and 2013-02-20, and the WB-DWI examination on 2013-04-24. On Fig C we could see that local lesion was significantly limited, the metastatic lymph nodes around stomach, at left supraclavicular, right subclavian and retroperitoneal reduced in size.
Fig. 4  Descending colon cancer with wide abdominal and pelvic metastasis after therapy: A and B was, respectively, the like-PET images on 2012-10-12 and 2013-03-19, the systemic metastases were obviously limited, most of them disappeared after chemotherapy.

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图5  直肠癌术后局部复发并全身多处转移
图6  腹盆腔大量积液患者，胸腹盆腔未见明确实性病灶，WB-DWI检查发现右侧大腿上段肌群间高信号，穿刺病理证实为血管瘤
Fig. 5  Rectal cancer with local recurrence and whole body metastasis after operation.
Fig. 6  Patient with predominant ascites didn’t find solid mass at chest, abdoman and pelvic. A high signal was found between the right thigh muscles on WB-DWI, which was confirmed hemangioma by biopsy.

2.4　WB-DWI和常规MRI、CT诊断转移瘤的结果对照

       70例患者中，37例行胸腹盆CT检查，53例行区域MRI检查，WB-DWI阳性病例为53例，其余17例未见局部复发或远处转移瘤。常规MRI、CT阳性病例数分别为36例和26例，原发灶显示与WB-DWI无差别，转移瘤以肝脏、肺、淋巴系统受累概率最高，淋巴结、骨转移显示WB-DWI优于CT、常规MRI，肺内小结节计数CT优于WB-DWI，实质脏器（肝脏、肾上腺）两者无明显差别。常规MRI及CT检查均无法显示除原发灶以外的肿瘤相关性或肿瘤非相关性病灶以及多发淋巴结转移。

3　讨论

       全身扩散成像是指利用MR扩散成像技术进行的全身大范围扫描^[2]。MR扩散加权成像(DWI)是目前能在活体上进行水分子扩散测量与成像的惟一方法，可根据病变内部水分子扩散运动的改变来判断其组织结构的变化。MR快速成像序列（如平面回波成像）及并行采集技术（如敏感性编码）等的引进，使单次全身MR扫描成为可能^[3]。背景信号抑制WB-DWI这一概念最早由Takahara等^[4]于2004年首次报道，采用短反转恢复回波平面成像序列(STIR-EPI)，在自由呼吸状态下进行全身大范围DWI扫描，获取三维成像。由于大部分肿瘤组织细胞生长密集、核浆比高，这使得其细胞内和细胞外间隙较小，自由水分子在扩散成像中扩散受限，导致ADC值降低、DWI上呈明显高信号^[5]。ADC值与肿瘤的恶性程度呈负相关^[6]，即肿瘤的恶性程度越高，ADC值越低。

       转移瘤的检出对肿瘤患者的准确分期、治疗方案制订及预后评估至关重要。DWI这一功能成像技术在肿瘤的诊断方面发挥着重要作用并显示出良好的应用前景，即WB-DWI。本研究通过对77例WB-DWI进行分析，对比WB-DWI与常规CT、MRI在肿瘤原发灶与远处转移的诊断方面的差别，结果显示WB-DWI能更早、更全面的显示全身多器官多处转移。

       本组70例患者中，总共30例在发现原发灶以外还发现远处转移。1例确诊为直肠癌的患者，行WB-DWI检查后发现肝脏、双肺、腹盆腔多处淋巴结、骶骨转移，避免了不必要的手术创伤，为患者下一步治疗方案及预后评估提供了准确的影像资料支持；1例确诊肺癌的患者，行WB-DWI检查后发现左侧肾上腺、肝脏多发转移，从而改变临床治疗策略；1例腹痛患者，行WB-DWI检查后发现腹腔巨大高信号肿块，全身其余部位未见异常，经靶区MRI检查及穿刺活检证实腹膜后来源间叶源性肿瘤；充分说明WB-DWI不仅能够发现原发病灶，而且能够发现转移病灶，有利于肿瘤的分期，为临床治疗方案的选择提供可靠的依据^[7,8,9,10]。

       本组11例伴远处转移的肿瘤患者接受新辅助治疗后行WB-DWI检查，6例疗效显著，转移灶数目及体积较前均明显减少、缩小，1例直肠癌患者原发灶及腹膜后转移淋巴结在DWI上均未见异常高信号，经MRI增强检查证实无强化，基本上达到临床缓解；1例直肠癌伴腹膜后淋巴结转移患者，新辅助治疗后行PET-CT检查局部未见异常浓聚，行WB-DWI检查后发现局部淋巴结仍呈高信号，CT检查发现局部淋巴结仍肿大，且较以前CT片有增大趋势，故提示淋巴结仍有肿瘤细胞浸润，淋巴结清扫后经病理证实为转移；以上体现WB-DWI在新辅助治疗疗效评估中能客观评价病变进展或消退情况，观察治疗效果，以便指导下一步治疗方案并及时进行调整^[11,12,13]。

       30例转移瘤患者中包括11例双肺多发转移，其中在肺内小结节数目显示上WB-DWI不如CT，原因可能为肺实质含大量气体导致信号缺失、自主呼吸及心脏大血管搏动伪影致肺内小的转移瘤遗漏^[14]。

       作为一项崭新的成像技术，WB-DWI检查无辐射且无需注射对比剂、患者安全性好、随访复查的可行性较好；不用屏气，没有扫描时间的限制，费用相对PET-CT低很多，患者易于接受；可进行薄层扫描，获得高分辨率的三维重建图像，经过3D-MIP重建、黑白反转后处理及彩色显示可以达到类似于PET的图像视觉效果，因此，在临床上具有不可估量的应用价值。

       然而，WB-DWI也存在一定的不足之处，如颈部磁敏感伪影大、图像变形大、组织分辨率相对较低，胃肠道高信号的干扰易影响邻近骨骼病灶的检出，难以区分大血管和淋巴结，FOV限制难以显示四肢远端病灶，不能反映病变区域组织代谢情况，定位也不如常规MRI、CT精确等等，因此该技术还有待于进一步改进。相信随着研究技术的深入与完善，WB-DWI将得到更加广泛的临床应用。结合多种影像检查技术，相辅相成、互相补充，是运用这一技术更好服务于临床工作的基础。