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临床研究
1.5 T MRI全身类PET的正常表现
李继龙 张宏斌 彭荣杰 杨润 马雄伟 李娅妮 吕妍明 王东平

李继龙,张宏斌,彭荣杰,等. 1.5 T MRI全身类PET的正常表现.磁共振成像, 2015, 6(11): 855-859. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2015.11.011.


[摘要] 目的 探讨1.5 T MRI全身"类PET"的正常表现。材料与方法 对40名不同年龄组健康志愿者行1.5 T MR全身"类PET"成像,在AW4.6工作站上经Functool和3D-MIP后处理,获得最大信号强度投影、黑白反转及伪彩"类PET"图像,观察正常组织结构的信号,分析椎体、椎间盘信号信号与年龄的相关性。结果 (1)脂肪、肌肉、两肺、肝脏、胃肠道、脑脊液呈低信号;(2)脑、脊髓、头颈部腺体、脾脏、胆囊、生殖腺以及椎间盘呈高信号;(3)椎体在儿童中呈高信号,在60岁以上健康志愿者中主要呈低信号;(4)椎体和椎间盘信号与年龄呈负相关(r=-0.6917,P<0.05;r=-0.7562,P<0.05)。结论 正确认识"类PET"的正常表现将有利于对病变的诊断。
[Abstract] Objective: To investigate the normal appearance of whole-body PET-like imaging at 1.5 T MR scanner.Materials and Methods: Forty healthy volunteers with different age underwent whole-body PET-like MR examination at 1.5 T scanner. The data was reformatted using Functool and 3D-MIP software at AW4.6 workstation. Then, maximum intensity projection (MIP), inverted-gray-scale and pseudocolor processing PET-like images were obtained. Signal of the normal tissue was observed. Correlation between age and signal of lumbar vertebrae and intervertebral discs was analyzed.Results: (1) Fat, muscle, lungs, liver, gastrointestinal tract, and cerebrospinal fluid showed hypointensity. (2) Brain, spinal cord, glands of head and neck, spleen, gallbladder, genital gland, and intervertebral discs showed hyperintensity. (3) Vertebral body showed hyperintensity in children and mainly hypointensity in healthy volunteers over 60 years of age. (4) There were significant negative correlation between age and signal of lumbar vertebrae (r=-0.6917, P<0.05) and intervertebral discs (r=-0.7562, P<0.05).Conclusions: It will be beneficial for diagnosis after correctly understanding normal appearance of PET-like images.
[关键词] 弥散磁共振成像;全身成像;年龄因素
[Keywords] Diffusion magnetic resonance imaging;Whole body imaging;Age factors

李继龙* 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

张宏斌 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

彭荣杰 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

杨润 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

马雄伟 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

李娅妮 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

吕妍明 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

王东平 甘肃省静宁县人民医院放射科,静宁 743400

通讯作者:李继龙,E-mail:654640021@qq.com


收稿日期:2015-03-09
接受日期:2015-09-14
中图分类号:R445.2 
文献标识码:A
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2015.11.011
李继龙,张宏斌,彭荣杰,等. 1.5 T MRI全身类PET的正常表现.磁共振成像, 2015, 6(11): 855-859. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2015.11.011.

       "类PET"是医学MRI的一项新技术,又称背景抑制全身扩散加权成像(diffusion-weighted whole-body imaging with background body signal suppression,DWIBS),于2004年由Takahara等[1]首先提出。该技术能够一次性全身大范围扫描,在抑制肌肉、脂肪、胃肠道、肝脏等组织背景信号的基础上,突出了对病变的显示,大大提高了病变组织尤其是恶性肿瘤及其转移灶的检出率,从而获得全身肿瘤筛查、肿瘤TNM分期及疗效随诊等信息,其成像效果和临床意义与PET具有较好的一致性[2,3,4,5]

       对于该技术,近年文献报道以某个系统、某个疾病的病理改变为研究对象,而对于正常人体,特别是1.5 T MR在各个器官的"类PET"成像全面系统的报道相对较少。就基层医院和初学者而言,只有全面了解和熟悉正常人体的"类PET"表现及其生理基础,才能在日常工作中去伪存真、发现异常。笔者对40名不同年龄段的健康志愿者进行"类PET"检查,旨在探讨健康人群的"类PET"表现,以便更好的为诊断和鉴别诊断服务。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       本研究以健康人群作为研究对象,纳入标准:经临床、超声检查无异常,且无肝炎、结核等传染病史及手术史;排除标准:体内有金属植入物或金属性异物、幽闭恐惧症、妊娠,图像出现明显的扭曲或变形。最终纳入健康志愿者40名,女20名,按年龄分组,6~17岁10名,18~44岁10名,45~59岁10名,60岁以上10名,年龄6~81岁,平均年龄42岁。本研究经医院医学伦理委员会批准,所有志愿者在扫描前均已了解研究内容并签署了知情同意书。

1.2 检查方法

       采用GE Signa HDxt 1.5 T MR仪和内置BODY线圈进行扫描。受检者禁饮、禁食4 h以上,扫描前换取棉质衣物,仰卧位于扫描床上、平静呼吸,头先进。扫描参数:采用短反转恢复回波平面扩散加权序列(STIR-EPI-DWI),TR 3200 ms,TE 93 ms,TI 180 ms,扩散敏感系数(b值)为0和1000 s/mm[2,3,6],激励次数(NEX) 4,FOV 40 cm×40 cm,矩阵128×128,层厚6 mm,层间距0 mm,扫描范围从头顶至膝关节,根据身高分4~7段完成,每段30层、扫描时间2 min 30 s。

1.3 图像分析

       扫描结束后数据自动传输至AW4.6工作站。各段数据经Functool软件融合后,采用3D-MIP重建出最大信号强度投影图像(MIP),最后将图像黑白翻转和伪彩显示得到"类PET"图像。由1名主任医师、2名副主任医师、2名主治医师分别对所有"类PET"图像进行独立判读,分析图像上相对低信号背景的高信号区域(在反转像上为低信号),同时结合原始横断面图像,判断信号来源,如有分歧,经讨论后取得一致结果。在临床上,DWIBS常被用于探测骨骼系统转移灶,而骨骼系统在DWIBS上的信号表现与组织成分或年龄有关。因此在原始轴面DWI像上测量L3椎体、L3-4椎间盘信号值,ROI设定为10 mm2,每次选三个不同区域测量后取平均值。

1.4 数据统计

       对L3椎体、L3-4椎间盘DWI信号与年龄进行相关性分析。采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析,P<0.05为差异具有显著统计学意义。

2 结果

2.1 背景组织

       脂肪、肌肉、两肺、肝脏、胃肠道、脑脊液信号均被抑制,呈极低信号,在黑白翻转图上呈白色(图1),在伪彩图上表现为蓝色。

图1  健康志愿者全身"类PET"表现 志愿者年龄分别为16(A)、28(B)、45(C)和81(D)岁,在黑白反转图上,脂肪、肌肉、两肺、肝脏、胃肠道、脑脊液呈低信号,脑、脊髓、椎体、脾脏以及生殖腺呈高信号,肋骨、椎体、髂骨、肾脏呈稍高信号
Fig. 1  Whole-body PET-like findings of health volunteers. The age of volunteers is 16(A), 28(B), 45(C) and 81(D) years, respectively. On the inverted-gray-scale image, fat, muscle, double lungs, liver, gastrointestinal tract and cerebrospinal fluid displayed low signal, brain, spinal cord, vertebrae, spleen and genital gland displayed high signal, and rib, vertebrae, iliac bone and kidney showed slightly high signal.

2.2 高信号区域

       正常器官或组织,包括脑、椎体、脊髓、头颈部腺体(甲状腺和唾液腺)、脾脏、胆囊、生殖腺(前列腺、精囊腺、睾丸、卵巢)以及椎间盘呈高信号,在黑白翻转图上呈黑色,在伪彩图上表现为红、绿及黄色。17名志愿者双侧或单侧下鼻甲肥大,5名双侧或单侧膝关节关节囊内有少量积液,均表现出明显高信号。具体分布如表1

表1  "类PET"上高信号的组织器官统计(人)
Tab. 1  Statistics of tissue and organ with high signal on PET-like imaging (person)

2.3 稍高信号区域

       肋骨、椎体、髂骨、四肢长骨、胆囊、肾脏、臂丛和腰骶丛神经近段及椎间盘呈稍高信号,在在黑白翻转图上轻度低信号,在伪彩图上表现为蓝色或深蓝色。具体分布如表2

表2  "类PET"上略高信号的组织器官统计(人)
Tab. 2  Statistics of tissue and organ with slightly high signal on PET-like imaging (person)

2.4 椎体、椎间盘信号与年龄相关性

       随着年龄的增加,椎体、椎间盘在MIP图上信号呈减低趋势,相关性分析显示两者DWI信号与年龄呈负相关(r=-0.6917,P<0.05;r=-0.7562,P<0.05)。

3 讨论

       "类PET"在传统的DWI序列基础上添加短反转恢复脉冲(STIR),更好的抑制了脂肪组织及正常组织的背景信号,使病灶的显示更为清晰;使用大体线圈,采用自动移床和快速采集技术,在自由呼吸条件下的扫描允许多次采集信号,保证了高分辨率、高信噪比、高对比度的图像质量和舒服的检查过程;通过分段扫描和拼接组合,再经过图像黑白反转或位彩色显示得到大范围的"类PET"图像。b值是DWI成像中的一个重要参数,其一方面影响背景信号的抑制,另一方面决定对水分子扩散运动检测的敏感程度。b值取800~1000 s/mm2时能获得较好的背景抑制效果[6],同时也是目前在肿瘤性病变应用研究中常采用的数值[3,7]。因此,本研究采用1000 s/mm2的b值,从而获得综合性效果。

       关于正常人群的"类PET"表现,国内仅见徐贤等[8]在3.0 T MRI上的研究报道。本研究采用临床上更为常用的1.5 T MRI,因此结果应用范围更为广泛。

       人体组织如脂肪、肌肉、两肺、肝脏、胃肠道、脑脊液信号均被抑制被完全抑制,这有利于对病灶的凸显,从而能对全身的病灶进行筛选。头颈部腺体(甲状腺和唾液腺)、脾脏、胆囊、肾、以及生殖腺(前列腺、精囊腺、睾丸、卵巢)呈高或稍高信号,这大多是由于这些器官血流灌注丰富或T2WI本底高信号,在DWI上有T2穿透效应的存在所形成[9]。各个年龄组脑、脊髓均为高信号,这与其独有的轴突结构、神经元丰富、血供丰富、代谢高有密切关系。口咽部淋巴结环为高或稍高信号影,以少儿和老年组为著,主要是由于正常人口腔存在不同程度感染。在正常人群中,纵膈内出现高或稍高信号表现的淋巴结影,笔者考虑这与近期感染有关。

       臂丛和腰骶丛神经近段在颈根部、腰椎和骶椎及腹股沟区呈条形稍高信号,具有双侧对称分布,而神经节表现为小结节状稍高信号,应注意与淋巴结区分。椎间盘在儿童和青年组中主要呈高信号,随着年龄增长,信号呈逐渐减低趋势,在60岁以上年龄组中信号多被抑制,整体椎间盘信号与年龄呈负相关(r=-0.7562),这与髓核水分减少、蛋白及多糖浓度上升有关。

       由于转移瘤常累及骨骼系统,因此,在"类PET"上辨识骨骼部位是否有扩散像高信号尤为重要[10]。本研究显示椎体、肋骨及髂骨以表现为高或稍高信号为主,其中椎体信号最高。四肢长骨在儿童年龄组中,骨骺或骨端表现为稍高信号,在成年人群中信号几乎被完全抑制。骨骼系统这种"类PET"信号表现与其成分有关。正常人群躯干骨内以红骨髓为主,含较多造血细胞,四肢骨在儿童期间骨骺或骨端有红骨髓存在,成年后大部分已转变为黄骨髓,因此,采用STIR技术抑制背景后,含有富含黄骨髓骨骼部位信号明显减低。本研究以腰3椎体为例,发现其信号随年龄增长呈减低趋势,整体呈负相关(r=-0.6917)。这主要是随着年龄增长,椎体内黄骨髓比例增加,在STIR上信号减低;此外,骨质疏松、骨小梁稀疏,减少了水分子扩散受限,在DWI上信号减低。

       本研究存在以下三方面不足:(1)既往研究显示女性腰椎、髂骨、股骨SNR(信噪比)值均高于男性(P<0.05)[8];本研究并未做此项统计,笔者认为做全年龄段的统计,其实用意义要低于分年龄段统计,但这需今后扩大样本量进一步研究。(2)本研究以正常人群作为研究对象,但在最终纳入的研究对象中或多或少存在一些异常表现,如鼻甲肥大、肝脏或肾脏囊肿、膝关节关节囊少量积液,这主要是考虑"类PET"技术在临床上主要用于肿瘤性病变的检出或诊断[11,12,13,14],纳入这部分研究对象不妨碍此次研究结果的临床应用价值,另外,对于60岁以上人群,在实际研究中难以做到研究对象的绝对"正常"。(3)本研究排除了有明显图像扭曲的研究对象,这可能会造成选择偏倚;在实际工作中,"类PET"图像的扭曲并不少见[15],也可以说是一种"正常"表现,如在胸锁关节部位,图像扭曲并有明显高信号表现,类似骨转移的高信号。

       总之,正常人体全身"类PET"图像大多数实质性脏器及骨骼因背景抑制而显影浅淡,部分组织和器官呈高信号,形成机理复杂,大多是由于DWI上T2穿透效应造成,部分与年龄相关,或与造血系统活跃有关(如红骨髓)。实际工作中,在认识正常人体"类PET"表现后,将有利于辨别病变,从而作出正确诊断,减少误诊和漏诊。

[1]
Takahara T, Imai Y, Yamashita T, et al. Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression (DWIBS): technical improvement using free breathing, STIR and high resolution 3D display. Radiat Med, 2004, 22(4): 275-282.
[2]
Wang XY, Wu N, Zhao YF, et al. Diagnostic capability of whole-body diffusion-weighted imaging in malignant tumors compared with positron emission tomography CT. Chin J Radiol, 2013, 47(6): 545-550.
王小艺,吴宁,赵燕风,等. MR全身扩散加权成像与正电子发射计算机体层摄影-CT对肿瘤病灶诊断能力的比较.中华放射学杂志, 2013, 47(6): 545-550.
[3]
Padhani AR, Koh DM, Collins DJ. Whole-body diffusion-weighted MR imaging in cancer: current status and research directions. Radiology, 2011, 261(3): 700-718.
[4]
Li B, Li Q, Nie W, et al. Diagnostic value of whole-body diffusion-weighted magnetic resonance imaging for detection of primary and metastatic malignancies: a meta-analysis. Eur J Radiol, 2014, 83(2): 338-344.
[5]
Michielsen K, Vergote I, Op de Beeck K, et al. Whole-body MRI with diffusion-weighted sequence for staging of patients with suspected ovarian cancer: a clinical feasibility study in comparison to CT and FDG-PET/CT. Eur Radiol, 2014, 24(4): 889-901.
[6]
Kwee TC, Takahara T, Ochiai R, et al. Whole-body diffusion-weighted magnetic resonance imaging. Eur J Radiol, 2009, 70(3): 409-417.
[7]
Zhang XL, Li SD, Hu CF, et al. The clinical value of whole-body MR imaging combined with whole body diffusion-weighted imaging with background body signal suppression (DWIBS) for detecting metastasis lesions: compared with 18F-FDG SPECT-PET/CT. J Clin Radiol, 2013, 32(10): 1514-1519.
张秀莉,李绍东,胡春峰,等.全身扩散加权成像联合全身MR成像与18F-FDG SPECT-PET/CT对恶性肿瘤转移灶诊断价值的对比研究.临床放射学杂志, 2013, 32(10): 1514-1519.
[8]
Xu X, Zhang JS, Ma L, et al. Normal appearances of whole body diffusion weighted imaging at 3.0 T MR scanner and initial clinical study. Chin J Med Imaging Technol, 2007, 23(6): 793-796.
徐贤,张金山,马林,等. 3.0 T磁共振全身扩散加权成像的正常表现和初步临床研究.中国医学影像技术, 2007, 23(6): 793-796.
[9]
Bittencourt LK, Matos C, Coutinho AJ. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the upper abdomen: technical issues and clinical applications. Magn Reson Imaging Clin N Am, 2011, 19(1): 111-131.
[10]
Wilhelm T, Stieltjes B, Schlemmer HP. Whole-body-MR-diffusion weighted imaging in oncology. Rofo, 2013, 185(10): 950-958.
[11]
Gong JY, Zhou ZX, Deng YH, et al. The application value of whole body diffusion-weighted imaging in tumor lesions. Chin J Magn Reson Imaging, 2013, 4(6): 422-425.
龚佳英,周智祥,邓艳红,等. MR全身扩散加权成像技术在肿瘤病变中的应用价值.磁共振成像, 2013, 4(6): 422-425.
[12]
Lambregts DM, Maas M, Cappendijk VC, et al. Whole-body diffusion-weighted magnetic resonance imaging: current evidence in oncology and potential role in colorectal cancer staging. Eur J Cancer, 2011, 47(14): 2107-2116.
[13]
Li L, Suo LY, Li J, et al. Diagnostic value of whole body diffusion weighted imaging in malignant lymphadenopathy. Chin J Magn Reson Imaging, 2015, 6(3): 213-217.
李莉,索凌云,李静,等.全身扩散加权成像在恶性淋巴结病变中的诊断价值.磁共振成像, 2015, 6(3): 213-217.
[14]
Shen XG, Zhou LP, Peng WJ, et al. Clinical application study on malignant metastatic diseases between DWIBS and PET/CT. Chin Oncol, 2015, 25(6): 456-466.
沈茜刚,周良平,彭卫军,等.背景抑制扩散加权成像与PET/CT在恶性肿瘤转移性病变中的临床应用.中国癌症杂志, 2015, 25(6): 456-466.
[15]
Koh DM, Blackledge M, Padhani AR, et al. Whole-body diffusion-weighted MRI: tips, tricks, and pitfalls. AJR Am J Roentgenol, 2012, 199(2): 252-262.

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