趙周社，辛 軍，郭啟勇，王 爽，陸 喆

[1.通用電氣（中國）醫(yī)療系統(tǒng)集團，北京 100176；2.中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110004]

腫瘤是現(xiàn)代社會人類健康面對的最嚴重的威脅之一。早期發(fā)現(xiàn)腫瘤和準確對腫瘤分期是提高腫瘤治療效果的關鍵。隨著醫(yī)學影像技術發(fā)展，多種醫(yī)學影像成像設備和技術，比如：CT、MRI、超聲波、SPECT、PET和PET/CT已經(jīng)被用于腫瘤早期診斷、臨床分期和療效監(jiān)測中。這些先進的基于不同成像原理基礎上的醫(yī)學影像技術各有其獨特性能和相應的臨床應用范圍。迄今，還沒有上述的哪一種醫(yī)學影像技術可以完全替代另外一種醫(yī)學影像技術。MRI是對人體無輻射影響而且能夠完成局部和全身掃描的先進的影像設備[1-2]，全身MRI彌散加權成像技術 （Diffusion-weighted magnetic resonance imaging，DWI）是在MRI技術基礎上發(fā)展起來一種新的MRI成像技術；PET/CT是最先進的、并已經(jīng)被用于臨床的分子影像設備，也是臨床上對腫瘤早期診斷、臨床分期和療效監(jiān)測的最佳分子影像技術。隨著人們對腫瘤也是一種全身性疾病認識的不斷深入，腫瘤的全身掃描方法也受到臨床醫(yī)師廣泛重視。全身掃描MRI、MRI DWI和PET/CT均被用于腫瘤的早期診斷、臨床分期和療效監(jiān)測。但是這兩種醫(yī)學影像技術在腫瘤檢查中各自的適應癥、優(yōu)缺點還存在一些分歧[1，3-4]。為此，本文重點介紹全身MRI、全身MRI彌散加權成像（Whole body-DWI，WB-DWI）和PET/CT掃描在腫瘤檢查應用存在的問題和技術進展。希望能夠為腫瘤臨床檢查選擇合適的醫(yī)學影像檢查方法提供一定程度的參考。

1MRI DWI成像和PET/CT掃描技術

1.1 全身彌散成像的原理、方法和影響因素

彌散成像是建立在傳統(tǒng)的MRI成像技術上的顯示人體特殊組織成分和組織細胞簡單灌注、代謝的信息的顯像方法。

1.1.1 全身彌散成像的原理

物質微觀分子隨機熱運動（彌散或擴散），也被稱為布朗運動。組織細胞間水分子的布朗運動是MRI DWI成像的理論基礎。純水中水分子在37℃時的彌散系數(shù)大約是3×10-3mm2/s，生物組織中水的彌散系數(shù)比純水小2～10倍[1-2]。這主要是組織中細胞、纖維組織等對水的彌散運動影響，以及水分子在運動過程部分與細胞和纖維組織上大分子交換所致。由于水分子運動距離僅數(shù)微米，MRI的系統(tǒng)分辨力達不到直接檢測的目的，但是可以采用間接的方法進行。在高頻脈沖與數(shù)據(jù)采集間，加上一對雙極梯度脈沖。第一個梯度脈沖使質子自旋去相位，如果沒有水分子的運動，則第二個梯度脈沖可使其完全復相位。水分子的隨機運動造成DWI信號減弱，其減弱的程度與水分子運動速度相關。對于實體瘤大部分腫瘤組織在細胞學上具有生長密集、核漿比高的特點，這使得細胞內和細胞外可供水分子自由擴散運動的空間變小，在彌散成像中彌散運動受限而呈現(xiàn)高的信號，通過測量表觀彌散系數(shù)就能夠為探測組織細胞水平微觀變化提供可能性?？梢钥闯鰺o論是局部還是全身DWI均是反映在組織細胞水平微觀解剖結構變化，這是MRI DWI成像的腫瘤生物學基礎。同時DWI可以間接反映組織細胞的增殖和灌注代謝的信息。

1.1.2 全身彌散成像方法和影響因素

為測量組織細胞間隙水分子彌散信號，在常規(guī)的MR脈沖序列兩側施加兩個極性強的、快速切換的梯度脈沖。其梯度的強度和持續(xù)時間、間距用彌散敏感度b表示。b＝γ2G2δ2（Δ-δ/3），單位為s/mm2。式中γ為氫質子旋磁比，G及δ分別為彌散梯度脈沖的強度和持續(xù)時間，Δ為2個梯度脈沖起始點的間隔時間。而b值與信號的關系為：s=s0e-bD，s和s0分別是施加彌散梯度前后的信號強度。從前述的公式可以看出：b值越小對信號的影響越小，彌散的程度越弱，圖像越接近T2圖像，含有組織灌注的成分越大；b值越大信號下降越明顯，彌散程度越強。所以，彌散信號與b值的大小直接相關[5]。從MR技術獲得的彌散系數(shù)（Diffusion coefficient，DC）包含灌注效應和彌散效應的混合成分，其彌散系數(shù)是一個被放大了的彌散系數(shù)。為此，將實際獲得彌散系數(shù)稱為“表觀彌散系數(shù)”（ADC）。1984年Wesbey等首次實現(xiàn)DWI成像。1986年Le Bihan在活體組織進行磁共振彌散成像。1990年Moseley將其應用于早期腦缺血診斷。此后，在1996年推出了主要用于神經(jīng)系統(tǒng)的彌散張力成像。早期主要研究局部臟器組織細胞的DWI成像，比如腦的DWI成像。腦受運動的影響比較小，而且含有水分子成分高，所以獲得的腦DWI圖像也容易被臨床接受。

WB-DWI的方法學原理與普通彌散成像是基本相同的。用于臨床的DWI成像是采用兩個方向相反、大小相同的彌散梯度來探測人體組織細胞間隙水分子擴散運動的強弱，從而間接反映特定組織細胞水平構成的狀況。WB-DWI成像可以采用全身成像線圈或采用床移動的方法來完成。全身線圈和床移動技術在獲得WB-DWI圖像質量上并無本質的區(qū)別。ADC描述的是水分子沿彌散梯度方向運動的總量?？梢酝ㄟ^計算ADC值來達到對病灶組織半定量分析的目的。對病灶的像素或病灶感興趣區(qū)（ROI）區(qū)域ADC可以采用多種指標進行半定量分析，一般采用ADCmin（最小ADC），ADCmean（平均ADC）和rADCmin=ADCmin/ADCmean（相對ADC）。

1.2 PET

PET是進行臨床分子影像成像的探測正電子放射性核素的設備。PET是以正電子核素或正電子核素標記的化合物、配體、抗體、酶等的正電子示蹤劑為靶目標，探測正電子放射性核素或上述標記物示蹤劑在活體內正負電子結合后發(fā)生湮沒輻射后，所產(chǎn)生的方向相反、能量相等（511keV）的γ射線的成像設備。PET設備包括探測器，對PET圖像和探測校正的線源，檢查床和圖像采集處理工作站。探測器是探測方向相反、能量相等（511keV）的γ射線的成像裝置，線源是裝有放射性裝置，它用于對PET探頭進行均勻度校正和進行穿透掃描。穿透圖像用于對PET圖像進行衰減校正。PET/ CT是在PET設備基礎上采用同機X線CT信息對PET設備所探測的γ射線進行衰減校正、對PET設備獲得組織細胞在分子水平信息提供高分辨率解剖結構，并進行同機PET和CT圖像融合及獨立進行診斷CT功能的一體化設備。隨著PET/CT設備的不斷完善和改進，目前臨床主要使用的是PET/CT設備。PET和PET/CT能夠檢測人體生理含量的特定成分，它被認為是迄今最佳的臨床分子影像技術設備。

PET和PET/CT成像的基礎是正電子示蹤劑，不同類型的正電子示蹤劑PET圖像反映組織細胞不同的信息和特征。PET圖像與MRI、CT和超聲等圖像相比較最大特點是采用特定的正電子示蹤劑能夠獲得組織細胞的特定信息。正電子示蹤劑按照應用分為：研究臟器組織血流灌注的正電子示蹤劑；組織細胞代謝的正電子示蹤劑和受體、酶、基因等具有高度特異性正電子示蹤劑[6]。

用于研究臟器組織血流灌注的正電子示蹤劑有：15O-H2O和13N-NH3·H2O。15O-H2O與人體內的H2O無生物學的區(qū)別，15O-H2O能夠反映人體內組織細胞間以及細胞內H2O的生理、生化過程。15O-H2O也是研究臟器血流灌注、組織細胞間水分子彌散的“金標準”。在組織細胞間隙，以及細胞內15OH2O并不是單純的彌散，也參加組織細胞的水分子交換過程。在人體組織細胞內的15O-H2O分子彌散過程是一個復雜的生理和生化過程。病理情況下15O-H2O的彌散相應會發(fā)生改變。但是，15O-H2O的獲得相對較難、成本也較高。也有采用13N-NH3·H2O替代15O-H2O研究臟器和組織血流灌注，以及組織細胞間隙的水分子彌散的研究，并且取得了一些有價值的研究成果。給人體注射13N-NH3·H2O后，早期能夠真實反映臟器組織血流灌注，隨后13N-NH3·H2O在組織細胞間隙進行彌散。有研究表明13N-NH3·H2O在組織細胞間隙的彌散過程參與組織間的谷氨酸和谷氨酸鹽的合成。

目前臨床常規(guī)使用的代謝類正電子示蹤劑有：β-2-18氟-2-脫氧-D-葡萄糖 （18F-FDG）、11C-膽堿、18F-膽堿、11C-乙酸鹽、18F-乙酸鹽、11C-蛋氨酸 （11C-MET）等。18F-FDG是PET最常使用的正電子示蹤劑。這些代謝類正電子示蹤劑成像機理分別是：

①糖代謝類正電子示蹤劑：18F-FDG是葡萄糖結構類似物，它被細胞膜上的糖轉運體蛋白（Glu1～5）轉運入細胞，在胞漿內經(jīng)己糖激酶的催化生成6-磷酸-FDG，但此產(chǎn)物不能被1，6-二磷酸葡萄糖異構酶催化生成18F-葡萄糖-1，6-二磷酸繼續(xù)糖代謝，所以滯留于細胞內而顯像。腫瘤細胞的胞膜上除具有正常細胞膜上的Glu2、4、5外還具有Glu1、3，所以葡萄糖攝取量高于正常細胞。同時，腫瘤細胞的糖代謝尤其是無氧酵解的速度比正常細胞快，故而18F－FDG在腫瘤細胞內的積聚增加。最近更多的基礎研究表明腫瘤細胞表面的Glu1～6具有不同程度的過度表達。這些是18F-FDG PET顯像鑒別病灶良惡性的基礎。

②脂肪代謝類PET正電子示蹤劑：用于臨床PET檢查的前列腺癌脂肪類正電子示蹤劑有11C-膽堿、11C－乙酸鹽、18F-乙酸鹽、18F-膽堿、11C-長鏈脂肪酸等。目前臨床最常使用的PET正電子示蹤劑還是11C-膽堿和11C－乙酸鹽。膽堿通過特異性轉運載體進入細胞，最終代謝為磷脂酰膽堿而整合到細胞膜上。惡性腫瘤表現(xiàn)為快速增殖及細胞膜成分的高代謝，因此表現(xiàn)為攝取膽堿增加。一旦膽堿在腫瘤細胞內被磷酸化后就停留在細胞內（化學滯留）。盡管人們對11C-乙酸鹽和11F－乙酸鹽的確切的攝取機制尚不十分清楚，但大多數(shù)的研究表明乙酸鹽可以進入腫瘤組織的脂質池中進行低氧代謝以及脂質高合成。膽堿本身也參與調節(jié)細胞的增殖與分化。

③氨基酸代謝類PET正電子示蹤劑:作為第一類氨基酸顯像劑主要反映氨基酸轉運狀態(tài)。11C-MET正?？梢员煌僖合?、淚腺、骨髓及心肌攝取，同時也可以在肝臟、胰腺及腸道聚集。11C-MET PET顯像在鑒別腫瘤的良惡性、腫瘤復發(fā)、勾畫腫瘤的浸潤范圍、早期評價治療效果等方面有其特定的臨床價值。九十年代末，人們又合成了應用前景更為廣泛的18F標記的乙基酪氨酸（18F-FET），它的體內穩(wěn)定性好，能與腫瘤組織快速結合，靶組織/本底比值高，合成時間為1h而放化產(chǎn)率可高達40%，主要用于腦腫瘤顯像。18F-FET不與蛋白質結合，在骨髓和胰腺中攝取低。

④無機鹽代謝類PET正電子示蹤劑 （18F-NaF）：18F離子被骨骼系統(tǒng)攝取的機理是，18F離子與骨骼中的羥磷灰石晶體上的羥基交換而沉積在骨骼內。與99mTc-MDP相似的是骨骼18F離子攝取量反映了局部血流量及骨代謝更新的活躍程度，但是不同的是無論是溶骨性還是成骨性病變18F離子均有攝取。18F－NaF中的18F-大約50%的注射劑量結合到鈣羥基磷灰石晶體上去，18F－與鈣羥基交換滯留在骨骼組織中，其余經(jīng)過腎臟排泄。18F-藥物和單光子發(fā)射放射性藥物相比之下具有半衰期短、骨骼系統(tǒng)輻射劑量小、圖像分辨率高、對腫瘤檢測靈敏度高的特點。

與此同時，往生塔內，驟然暴起了一團紅芒，紅芒映照出一具骸骨般的身影，他站在塔嘎嘎出陣陣鬼嘯般的鳴音，同時口中鮮血外溢，化作數(shù)道細流，沿著刀刃逆流而上，所過之處，刀刃發(fā)出熒熒的紅光，璀璨奪目。

除常規(guī)臨床使用的代謝類正電子示蹤劑外，一些具有特異性受體、酶、抗體類正電子示蹤劑也已經(jīng)在臨床前期研究和初步臨床應用中取得了喜人的成績。這些包括用于前列腺癌的18F-FHDT，乳腺癌18F-FES，腫瘤新生血管成像的18FRGD和腫瘤細胞表皮生長因子受體成像的11C-PD153035。這些正電子示蹤劑對腫瘤特異性成像，腫瘤分子靶向治療，以及個性化治療均具有重要價值。

PET和PET/CT圖像另外一個優(yōu)點就是具有定量分析的作用。對PET/CT圖像腫瘤原發(fā)灶和轉移灶定量分析一般采用標準攝取值（SUV)進行定量化分析，而腫瘤T/B（T代表腫瘤靶組織，B代表正常組織）或（T-B）/（T+B）來作為相對數(shù)表示。最近有學者提出采用rSUVmax來代表腫瘤組織對正電子示蹤劑攝取的相對值rSUVmax=SUVmax/SUVmean（SUVmax表示腫瘤組織攝取的最大值，SUVmean表示腫瘤組織攝取的平均值），也有采用SUV－CR=（T-B）/（T+B）。

2MRI DWI成像和PET/CT掃描技術在腫瘤檢查中的應用

有很多學者對MRI DWI和PET/CT在腫瘤良惡性診斷和鑒別診斷、腫瘤淋巴結轉移灶檢查、腫瘤療效的監(jiān)測進行了對比研究。這些研究結果有些結果類似，有些結論之間存在明顯不同。以下分別將DWI和PET/CT在腫瘤檢查對照研究的結果，按照在腫瘤良惡性鑒別診斷應用、腫瘤淋巴結轉移灶檢測應用和腫瘤遠處轉移灶檢測應用分別進行介紹。

2.1 MRI DWI與PET/CT在腫瘤良惡性鑒別診斷的對比研究

對腫瘤良惡性鑒別診斷是對腫瘤早期診斷的基礎。表1是不同學者對MRI DWI與PET和PET/CT在腫瘤良惡性鑒別診斷應用比較結果[7-10]。Yasuomi和Takeshi等采用MRI DWI和18F-FDG PET對非小細胞肺癌進行對比研究，結果發(fā)現(xiàn)在肺癌良惡性鑒別診斷上兩者具有相同價值，但是18F-FDG PET比MRI DWI能夠更好預測腫瘤的惡性程度，對患者預后具有預測作用。Lichy等報道MRI DWI與PET/CT在腫瘤診斷的價值，值得注意的是Lichy對選擇的前列腺癌患者均采用11C-膽堿作為正電子示蹤劑，這樣明顯提高了PET/CT對前列腺癌原發(fā)灶檢出率。而對其它腫瘤患者采用18F-FDG作為正電子示蹤劑。所以Lichy以PET/CT圖像作為參考的標準對照研究MRI DWI對腫瘤診斷的靈敏度和特異性。在腫瘤檢出率和良惡性鑒別診斷中對于肺癌，PET/CT與 MRI DWI具有相同價值，但是PET圖像提供的是細胞在分子水平細胞主動代謝、生化活動的信息。所以，對于腫瘤惡性程度和預后具有預測作用。Nakajo等對33例乳腺癌患者的DWI和18F-FDG PET的圖像進行研究發(fā)現(xiàn)DWI和18F-FDG PET具有相同的診斷價值，同時也發(fā)現(xiàn)ADC和SUVmax與腫瘤分期直接之間有明顯的相關性。該結果也提示ADC與乳腺癌分化程度相關。但是作者并沒有進一步研究SUV和ADC之間的關系。對于淋巴瘤檢查研究的結果表明18F-FDG PET的靈敏度和特異性高于DWI，18F-FDG PET/CT明顯優(yōu)于DWI。

表1 MRI DWI與PET和PET/CT在腫瘤良惡性鑒別診斷應用比較

從不同腫瘤檢查的結果來看，MRI DWI在前列腺癌和原發(fā)性肝癌檢出率要高于PET/CT；對于肺癌和淋巴瘤PET/ CT優(yōu)于DWI；乳腺癌兩種掃描技術具有相同的價值。需要指出的是上述比較研究中PET/CT所使用的正電子示蹤劑均屬于非特異性的代謝類正電子示蹤劑，這樣的研究結果并不能顯示PET/CT真實的臨床診斷價值。

2.2 MRI DWI與PET/CT在淋巴結轉移灶檢查對比研究

確定腫瘤是否有淋巴結轉移對于腫瘤準確分期和制定指標方案均具有重要的價值。表2是不同學者對MRI DWI與PET和PET/CT在腫瘤淋巴結轉移灶檢查結果的比較[11-15]。Hiroaki等對88例非小細胞肺癌淋巴結轉移灶進行18F-FDG PET/CT和MRI DWI對比研究發(fā)現(xiàn)DWI比18F-FDG PET/CT具有更高的準確性。Schmidt等報道18F-FDG PET和DWI對乳腺癌淋巴結轉移進行對比分析，發(fā)現(xiàn)18F-FDG比DWI發(fā)現(xiàn)更多的淋巴結轉移灶。Ettore等報道全身MRI掃描和PET/CT掃描對大腸癌淋巴結轉移灶的檢出比較，發(fā)現(xiàn)18F-FDG PET/CT明顯優(yōu)于MRI全身掃描技術。Mattbias等對14例前列腺癌患者盆腔淋巴結轉移灶進行 DWI-MRI和11C-膽堿PET/CT對比研究，結果發(fā)現(xiàn)DWI和PET/CT的準確性分別是80%和85.4%，將DWI和PET/CT兩種技術結合后準確性提高到87%。對于淋巴結轉移灶的檢出18F-FDG PET/CT明顯優(yōu)于DWI。研究者發(fā)現(xiàn)在使用同一正電子示蹤劑情況下PET/CT比PET能夠更精確的發(fā)現(xiàn)淋巴結轉移灶。DWI結合MRI圖像也能夠提高對淋巴結轉移灶檢出的靈敏度和特異性。18F-FDG PET/CT在腫瘤淋巴結轉移灶檢出的臨床價值已經(jīng)廣泛認可，但是DWI對腫瘤淋巴結轉移灶存在的假陰性和假陽性的研究病例與18F-FDG PET/CT相比仍然比較少，需要更多的病例進行進一步的對比研究。

表2 MRI DWI與PET和PET/CT在腫瘤淋巴結轉移灶檢查比較

2.3 MRI DWI與PET/CT在腫瘤遠處轉移灶檢查對比研究

對于人體腫瘤必須從人體整體出發(fā)認識腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和選擇最佳的治療方案。獲得腫瘤患者全身信息就顯得非常重要。WB－MRI和WB-DWI是MRI最近幾年來技術重要的進展，采用這些技術也能夠獲得腫瘤患者全身的部分信息。PET/CT全身掃描在腫瘤分期的臨床價值和對腫瘤整體治療療效監(jiān)測的作用已經(jīng)被臨床廣泛認可，也已經(jīng)被納入美國的醫(yī)療保險范圍。表3是MRI和PET/CT全身掃描在腫瘤轉移灶檢出的比較[10，16-20]。Takeshi報道肺癌轉移灶檢出率DWI和PET分別是70%和72%。但是Takeshi的數(shù)據(jù)165個病灶中25個毛玻璃樣病灶，如果采用PET/CT中的CT圖像作為參考那么PET/CT對病灶的檢出率將遠遠高于DWI。因為18F-FDG對于支氣管肺泡癌的檢出率是比較低的，一般臨床常規(guī)需要采用11C標記的乙酸鹽或膽堿類正電子示蹤劑。Schmidt等報道18F-FDG PET和DWI對乳腺癌復發(fā)和轉移灶進行對比分析，DWI比18F-FDG PET發(fā)現(xiàn)更高的靈敏度和準確性。Ettore等報道大腸癌采用MRI全身和PET/CT全身掃描對轉移灶檢出率數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在肺部轉移灶檢出PET/CT優(yōu)于MRI，而對于肝臟轉移灶MRI優(yōu)于PET/CT。在骨骼病灶的檢出中兩者具有相同的效率。Squillaci等認為MRI是不可能取代PET/CT掃描在腫瘤檢查應用。Wolfgang等對比研究前列腺癌骨骼轉移采用DWI和11C-膽堿PET/CT對比結果，發(fā)現(xiàn)DWI對骨骼轉移灶具有PET/CT類似的檢出率。MRI在肝臟轉移灶檢出中優(yōu)于18F-FDG PET/CT，但是與11C-乙酸鹽PET/CT還沒有比較資料。在骨骼系統(tǒng)轉移灶的檢測中18FFDG PET/CT具有高的特異性，而MRI具有高的靈敏度。但是，需要指出的是18F-NaF PET/CT在骨骼系統(tǒng)轉移灶的檢測中明顯優(yōu)于MRI和18F-FDG PET/CT。18F-FDG PET/CT在腦腫瘤轉移灶的檢測中遠不及MRI，但是最新的報道指出11C－乙酸鹽或11C－膽堿 PET/CT在腦轉移灶的檢測中優(yōu)于MRI和MRI DWI。從整體來看18F-FDG PET/CT對腫瘤轉移灶的檢出率明顯優(yōu)于MRI DWI。

表3 MR DWI與PET和PET/CT在腫瘤移灶檢查比較

3 MRI DWI成像和組織血流灌注圖像之間的關系

許多學者對b值與ADC關系，以及ADC與臟器組織灌注和代謝之間的關系進行了從基礎到臨床的研究。由于各自的出發(fā)點不同，所以獲得的結論有的具有一致性，有的相互矛盾[21-27]。

3.1 b值與DWI DAC之間的關系

吳冰等報道動物實驗中b值對ADC的影響研究。他們選擇10只新西蘭大白兔，9只經(jīng)手術制作肝VX2腫瘤模型，分別于種植前、種植后第7天、第14天及第21天行MRI DWI檢查，b值分別設為 100、200、300、400、500和 600s/ mm2，使用EPI-SE序列，掃描時間為30s。由擴散加權序列產(chǎn)生ADC圖，興趣區(qū)（ROI）以DWI為參考手工繪制，計算平均ADC值。以ADC值作為統(tǒng)計指標。他們的結果表明：兔肝VX2腫瘤在DWI上呈明顯高信號，邊緣清楚。不同b值時正常肝臟與VX2瘤組織的ADC值差異有顯著性意義 （P＜0.001），隨著b值的增大，病灶與周圍肝組織對比度降低，同時病灶內部的ADC變異度降低，b值為400s/mm2以上時，同一ROI所得的ADC值之間差異無統(tǒng)計學意義，b值為100、200和300s/mm2時，同一ROI所得的ADC值差異有統(tǒng)計學意義。李德軍等報道對不同b值和擴散張量成像DTI導出量之間關系進行研究。他們選擇12例正常人，發(fā)現(xiàn)ADC隨著b值的增加而降低。朱斌等報道19例經(jīng)病理證實的肝硬化惡變結節(jié)及原發(fā)性小肝癌。采用兩組小b值對病灶及正常肝臟ADC值、信號強度進行計算。惡變結節(jié)及原發(fā)性肝癌組ADC值、DWI信號強度均明顯高于肝硬化惡變及正常肝組織 （P＜0.05）。結論是小b值時DWI ADC值受病灶血流灌注的影響較大，且血供豐富的惡變結節(jié)及原發(fā)性肝癌ADC值最高，DWI信號強度也最高。結合DWI及動態(tài)增強表現(xiàn)可以明顯的提高肝硬化惡變結節(jié)。胡春洪等研究了在采用大b值（1000s/mm2）情況下大腦星形細胞瘤ADC值與1H MRS主要化合物濃度的相關性。結果發(fā)現(xiàn)ADC值與膽堿濃度之間存在負相關，ADC值與N-乙酰天門冬氨酸及肌酸之間無相關性。從上述研究的結果可以看出：小b值獲得的ADC反映組織細胞的血流灌注，而大b值反映的是組織細胞的簡單代謝。

3.2 DWI與CT血流灌注圖像之間的關系

朱紅州報道對58例肝臟腫瘤進行CT血流灌注和DWI對比研究。采用的b值分別是50、100、500s/mm2獲得不同的ADC。結果發(fā)現(xiàn)CT血流灌注指數(shù)不能鑒別肝臟腫瘤的良惡性，而DWI的ADC（b值為500s/mm2）能夠很好鑒別肝臟腫瘤的良惡性。作者發(fā)現(xiàn)大的b值獲得ADC能夠更好區(qū)分開肝臟腫瘤的良惡性組。

3.3 DWI與PET臟器血流灌注圖像之間的關系

Hentschel等對 38例食道癌患者進行15O-H2O和18FFDG PET成像研究發(fā)現(xiàn)食道癌組織細胞15O-H2O的彌散系數(shù)和18F-FDG代謝均明顯高于正常組織。Zhang等報道腦星形細胞瘤患者13N-NH3·H2O PET研究結果發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織滯留和灌注指數(shù)能夠用于鑒別腦星形細胞瘤分化程度。腫瘤組織滯留和灌注指數(shù)明顯高于正常組織。這說明腫瘤組織水分子彌散的速度是增高的，這與MRI DWI研究的結果不符合。

對于組織細胞的彌散系數(shù)測定的放射性示蹤劑技術比CT和MRI準確性要高，有的將PET獲得結果作為 “金標準”。MRI DWI和PET或PET/CT研究結果之間的差異有待于更多的基礎和臨床研究來證實。

4 DWI圖像與組織細胞代謝PET/CT掃描圖像之間的關系

有關DWI圖像與細胞代謝之間的關系研究最多的是DWI和18F-FDG PET圖像之間的關系[11，28-30]。

Takeshi和Ho等對MRI DWI與PET圖像之間內在關系進行研究。Takeshi等報道肺結節(jié)的ADCmin與SUV-CR之間具有負相關性 （r=0.54)。Shingo等對34例乳腺癌的DWI ADC和FDG PET SUV之間的關系進行研究，結果發(fā)現(xiàn)ADCmean和 SUVmean（r=-0.30，P=0.08），以及 ADCmin與 SUVmax（r= -0.34，P=0.06）之間均無顯著的相關性。Ho等報道對33例子宮頸癌患者原發(fā)灶和轉移灶3T MRI DWI的ADC與18FFDG PET/CT SUV之間有無相關性進行研究。結果表明：ADC與SUV（18F-FDG PET/CT）之間無相關性。但是RADCmin與rSUVmax之間存在一定程度的負相關性（r=0.631）。這進一步說明了DWI圖像是人體組織細胞間水分子運動的、相對的信息，而SUV代表的是人體細胞葡萄糖轉運體對18F-FDG攝取率和細胞內磷酸激酶活性，后者對腫瘤治療療效的對比具有定量化的參考價值。假如不能進行絕對定量的相對值對于一些定量化研究就缺乏價值，比如細胞受體密度研究、受體親和力、酶的活性等。這些研究提示DWI仍然是間接反映組織細胞微觀結構變化的圖像，不能直接反映組織細胞精確的代謝信息。Nomori等報道肺腺癌18F-FDG PET腫瘤的SUV和CR值大小能夠預測腫瘤是否具有轉移，肺腺癌對18F-FDG攝取的程度與肺腺癌細胞的生物學特性具有內在的關聯(lián)，這對于腫瘤分期和治療決策的選擇具有重要的價值。Mattbias等研究發(fā)現(xiàn)前列腺癌患者淋巴結ADC與SUV（11C-膽堿）之間具有相關性（相關系數(shù)r=-0.5144，P<0.0001）。何峽等報道MRI DWI與18F-FDG PET/CT比較在鼻咽癌調強放射治療應用中，DWI存在明顯的局限性。目前，DWI ADC值大小與腫瘤惡性程度和對腫瘤轉移預測的研究資料還是比較少，ADC與腫瘤生物特性之間的關系仍然需要從基礎到臨床深入研究。

目前有關MRI DWI和PET/CT圖像之間的關系的研究，主要集中在采用18F-FDG和11C-膽堿PET/CT與MRI DWI在腫瘤檢查的對比性研究。PET/CT圖像全身依賴于正電子示蹤劑，18F-FDG和11C-膽堿本身均缺乏特異性。所以，這些研究僅僅局限于代謝成像研究的范圍內。有關PET特異性（受體、酶活性等）腫瘤示蹤劑圖像與DWI診斷之間的關系研究非常少。由于DWI圖像不具有特異性，而18F-FES，18FFHDT，18F-RGD和11C-PD153035均具有高度的特異性，所以它所反映的腫瘤信息與DWI之間是否存在相關性還需要更多的基礎研究和臨床研究。

從以上資料可以看出，MRI DWI與組織細胞直接代謝之間缺乏明顯的直接關聯(lián)性，其圖像也缺乏特異性。將MRI DWI圖像簡單的認為具有“類PET”的提法是缺乏科學依據(jù)和理論基礎的。從成像技術的原理，基礎研究和臨床研究資料以及使用的臨床經(jīng)驗來看，MRI DWI技術是不可能取代PET/CT技術的。

5 DWI和PET/CT在腫瘤全身掃描中存在的局限性

DWI和PET/CT在腫瘤全身掃描中均存在局限性。兩種技術即具有相同的局限性，又有各自不同的局限性。

5.1 DWI和PET/CT存在的共同缺陷

臟器運動對DWI和PET/CT圖像均存在嚴重的影響。DWI由于是間接監(jiān)測組織細胞間水分子的運動，胸腹部臟器的運動幅度已經(jīng)明顯超過MRI自身的分辨率。所以，臟器運動對DWI圖像質量影響需要高度重視。對于PET/CT由于PET掃描速度慢，而CT掃描速度快。所以，CT圖像與PET/ CT圖像之間的不匹配會影響胸腹部圖像質量。掃描速度慢是DWI和PET/CT腫瘤全身掃描的另外一個不足。DWI一般需要30min以上才能完成全身掃描，專用型PET/CT需要8～20min可以完成全身掃描，經(jīng)濟型PET/CT一般在20～35min之間完成。顯然均比CT掃描速度慢的多。這樣對于一些病重的患者就不適應全身DWI和PET/CT掃描。解決臟器運動對胸腹部DWI和PET/CT圖像質量極為重要，這也是DWI和PET/CT成像技術急需解決的問題。

5.2 DWI存在的缺陷

缺乏特異性是DWI圖像臨床應用的自身缺陷。DWI僅僅反映局限的、特定時間段的微觀組織細胞間隙水分子隨機運動的狀態(tài)。ADC是表觀彌散系數(shù)，是一個綜合指標。ADC直接受到b值選擇的影響。臨床使用的半定量ADC指標也并不適合用于分子影像研究和個性化醫(yī)療研究中。DWI與組織細胞間隙和病變的密度變化直接相關或能夠更好反映其微觀變化（淋巴結疾?。?，但是缺乏特異性就明顯降低了其臨床價值。目前并無法單獨采用DWI圖像進行臨床診斷，DWI僅僅是輔助MRI圖像進行臨床診斷而已。這一點PET/CT與其完全不同，PET/CT已經(jīng)具有完全獨立的臨床診斷價值。

5.3 PET/CT存在的缺陷

完全依賴于正電子示蹤劑（藥物）是PET/CT特點也是其缺陷。一種正電子示蹤劑僅僅反映組織細胞一種特定的信息。目前，PET/CT發(fā)展趨勢是采用多種正電子示蹤劑聯(lián)合應用以達到同時提高靈敏度和特異性目的[7]。PET/CT使用的射線對組織細胞具有輻射電離作用，這是其固有的無法克服的缺陷。所以，需要降低輻射劑量。PET/CT技術的發(fā)展需要采用綠色技術，降低對人體和環(huán)境影響是必須高度重視的問題。

6PET/MRI技術

從MRI DWI成像機理可以看出DWI實質上是反映組織細胞微觀結構和環(huán)境在短期內變化的信息，是間接反映組織細胞簡單血流灌注代謝的信息。MRI DWI不可能取代常規(guī)MRI技術和最新推出的PET/CT技術。MRI和MRI DWI技術與PET和PET/CT技術獲得組織細胞的信息相比較主要的缺陷是缺乏特異性。

Schlemmer等報道MR/PET一體化設備應用[31]。MRI和PET是基于完全不同的成像機理，各自提供不同的組織細胞水平的信息，尤其是PET最近幾年采用新型的正電子示蹤劑后明顯擴大PET/CT臨床應用范圍。PET/CT設備之所以取得巨大臨床成功，主要將兩種差異大的、基于不同原理的PET和CT設備有機的結合在一起。MRI能夠提供高分辨力的軟組織信息，將PET和MRI兩者結合起來是未來醫(yī)學影像技術發(fā)展的重要內容之一。我們相信PET/MRI將彌補PET/CT不足，同樣會獲得臨床醫(yī)師的歡迎。但是，需要看到的是即使PET/ MRI投入臨床使用也不會取代PET/CT在臨床的價值。

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