潘春樹 馬超 汪劍 王鶴 陳士躍 張華高 陸建平

·論著·

胰腺不同部位表觀擴散系數(shù)正常值初探

潘春樹 馬超 汪劍 王鶴 陳士躍 張華高 陸建平

目的分析表觀擴散系數(shù)(ADC)隨胰腺形態(tài)學(xué)變化的特征。方法對393例胰腺正常的志愿者行上腹部橫斷面單次激發(fā)平面回波擴散加權(quán)成像(SSEP-DWI，擴散敏感因子值為0,500 s/mm2)。依據(jù)DWI計算出相應(yīng)的ADC圖，測量胰腺頭、頸、體及尾部ADC。Kruskal-Wallis秩和檢驗和Wilcoxon配對符號秩和檢驗進行統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果393例正常胰腺頭、頸、體及尾部ADC平均值分別為(1.52±0.29)×10-3、(1.64±0.34)×10-3、(1.67±0.35)×10-3、(1.58±0.31)×10-3mm2/s。Kruskal-Wallis檢驗結(jié)果表明，胰腺不同部位ADC差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=44.8748,P<0.0001);Wilcoxon 配對符號秩和檢驗結(jié)果顯示，胰腺頭與頸部、頭與體部、頭與尾部、頸與尾部和體與尾部的ADC之間差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P值分別為<0.0001、<0.0001、0.0008、0.0062、<0.0001)，而頸與體部ADC差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.1181)。結(jié)論正常胰腺ADC隨胰腺形態(tài)結(jié)構(gòu)不同其差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，這一特征可為DWI及ADC在胰腺疾病的臨床應(yīng)用及研究提供參考。

胰腺； 磁共振成像，彌散； 表觀擴散系數(shù)

擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)及相應(yīng)的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)在胰腺疾病診斷中已體現(xiàn)出重要價值[1-5]。正常胰腺ADC范圍為(1.02～2.06)×10-3mm2/s[5-7]，胰腺腫瘤和慢性胰腺炎ADC較正常胰腺降低[2-3]，而急性胰腺炎ADC較正常組織升高[5]。但胰腺解剖結(jié)構(gòu)的大樣本DWI研究尚未見報道。本研究分析正常胰腺頭、頸、體及尾部ADC特征，為臨床研究提供參考。

資料和方法

一、研究對象

收集2011年3月到8月間我院行上腹部MRI檢查者，選擇既往無糖尿病、胰腺病史，且實驗室和影像學(xué)檢查胰腺無異常的383例患者為研究對象(男290 例，女93例，年齡21～78歲，平均52.1歲)。另對10名胰腺健康志愿者(男9例，女1例，年齡34～68歲，平均45.8歲)分別行單方向DWI及三方向DWI檢查，分析正常胰腺內(nèi)水分子擴散各方向的相同性。

二、磁共振成像

所有MRI檢查在3.0T超導(dǎo)磁共振儀(Signa HDXt，GE Healthcare，USA)上完成，嵌入式體部線圈用于信號激發(fā)，8通道體部相控陣線圈用于信號接收。行上腹部常規(guī)序列包掃描，包括軸位脂肪抑制快速自旋回波T2WI(TR/TE，6300/85 ms)、屏氣法三維容積快速擾相梯度回波T1WI(TR/TE，2.6/1.2 ms)，屏氣的胰腺單次激發(fā)平面回波(single-shot echo planar)擴散加權(quán)成像(SSEP-DWI)。FOV 40×32 cm2；采集矩陣130×96；圖像插值256×256；層厚6 mm；間距2 mm； 激勵次數(shù) 5；擴散敏感因子(b)值0，500 s/mm2；加速因子 2；帶寬250 kHz；單方向擴散梯度檢查時間40 s；三方向擴散梯度檢查時間76 s，最后再進行動態(tài)增強三維容積快速擾相梯度回波掃描(生理鹽水10～15 ml；對比劑Gadopentetate Dimeglumine 0.2～0.3 ml/kg)。

三、數(shù)據(jù)分析

采用工作站自帶軟件(Function 6.3.1e，GE adw4.4，USA)對獲得的DWI進行圖像處理。ADC數(shù)據(jù)測量由兩位經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師完成。參考T2及LAVA圖像，避開主胰管、大血管分支及化學(xué)偽影，采用圓形感興趣區(qū)(region of Interest，ROI)分別測量胰腺頭部、頸部、體部及尾部的ADC。ROIs面積約為40～130 mm2。胰腺頭、頸、體及尾部形態(tài)學(xué)劃分標(biāo)準(zhǔn)為：腸系膜上靜脈右側(cè)區(qū)域為胰腺頭部；腸系膜上靜脈右邊界左側(cè)到其左邊界右側(cè)區(qū)域為胰腺頸部；腸系膜上靜脈左邊界到大動脈左邊界胰腺區(qū)域為胰體部；余下部分為胰尾[8]。

四、統(tǒng)計學(xué)方法

結(jié) 果

一、單方向與三正交方向DWI

10名健康志愿者行上腹部單方向及三正交方向DWI，獲得正常胰腺平均ADC分別為(1.63±0.28)×10-3mm2/s和 (1.64±0.26)×10-3mm2/s，由三正交方向DWI獲得的胰腺平均ADC的標(biāo)準(zhǔn)差決定的臨床臨界值為0.26×10-3mm2/s。兩個序列獲得的胰腺平均ADC之間差異小于臨床臨界值(t=-2.25285,P=0.0254)；兩種方法平均ADC之間差異滿足正態(tài)分布(W=0.9053,P=0.2503)。

二、正常胰腺DWI及ADC特征

上腹部常規(guī)MRI序列包獲得的MRI圖像未顯示胰腺異常信號，胰腺層面DWI圖像未見明顯偽影，胰腺邊界清晰，所選擇病例的ADC圖像也清晰顯示胰腺頭、頸、體及尾部形態(tài)結(jié)構(gòu)。圖1顯示典型的橫斷位胰腺不同解剖結(jié)構(gòu)的DWI圖像及相應(yīng)的ADC圖。胰腺頭部ADC值為(0.99～2.67)×10-3mm2/s，平均(1．52±0.29)×10-3mm2/s，中位數(shù)1.48×10-3mm2/s；胰腺頸部ADC值為(0.91～2.84)×10-3mm2/s，平均(1.64±0.34)×10-3mm2/s，中位數(shù)1.59×10-3mm2/s；胰腺體部ADC值為(1.00～2．66)×10-3mm2/s，平均(1.67±0.35)×10-3mm2/s，中位數(shù)1.61×10-3mm2/s；胰腺尾部ADC值為(0.94～2.80)×10-3mm2/s，平均(1.58±0.31)×10-3mm2/s，中位數(shù)1.54×10-3mm2/s。最小值出現(xiàn)在胰腺頭部。

胰腺4個解剖部位間的ADC差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=44.8748，P<0.0001)，其中胰腺頭與頸部(P<0.0001)、頭與體部(P<0.0001)、頭與尾部(P=0.0008)、頸與尾部(P=0.0062)和體與尾部(P<0.0001)的ADC差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義，而頸與體部ADC差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.1181)。

a：b=0 s/mm2的胰頭DWI；b：b=0 s/mm2的胰頸、體、尾部DWI；c：b=500 s/mm2的胰頭DWI；d：b=500 s/mm2的胰頸、體、尾部DWI；e：胰頭部的ADC；f：胰頸、體、尾部的ADC

圖1橫斷位代表性胰腺SSEP-DWI圖像及ADC圖

討 論

水分子擴散能夠反映組織的生理及形態(tài)學(xué)特征，如細胞密度、組織功能。DWI是無干擾、在體觀測水分子熱運動的惟一方法。因無對比劑，它能夠反映組織微觀結(jié)構(gòu)并提供定性(DWI)及定量(ADC)的信息。本研究選擇屏氣DWI序列，有效減少檢查時間及運動偽影，選擇的b值(0，500 mm2/s)在保證較高信噪比的同時，有效降低ADC值測量中T2透射效應(yīng)帶來的誤差，使得實驗ADC更接近于真實值。本研究1532次(383病例×4個解剖部位)ADC測量獲得的正常胰腺平均ADC為(1.60±0.33)×10-3mm2/s，與文獻報道正常胰腺ADC值(1.02～2.06)×10-3mm2/s一致。

本實驗通過單方向DWI及三正交方向DWI的比較，顯示胰腺內(nèi)水分子擴散各方向的DWI相近似，與其他人體器官，如肝臟[9]的結(jié)果類似。

胰腺起源于內(nèi)皮細胞，成熟的胰腺是由背胰和腹胰融合之后形成，胰頭起源于背胰和腹胰兩個部分，而胰頸、體及尾部起源于腹胰。解剖研究已表明胰腺不同部位細胞成分的差異[10-11]。本研究結(jié)果顯示，胰腺不同部位的ADC亦存在差異，且具有統(tǒng)計學(xué)意義。胰頭ADC最低，可能是其內(nèi)大量的小體積腺泡、較多纖維組織及外分泌細胞限制了水分子的運動所致。胰尾部含有高密度的胰島細胞限制了水分子的自由運動，從而造成了胰尾部ADC值較頸、體部低。

因此，當(dāng)進行胰腺DWI研究時，特別是對照組的選擇，應(yīng)考慮到不同解剖位置ADC的差異，以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

[1] Akisik MF, Aisen AM, Sandrasegaran K, et al. Assessment of chronic pancreatitis: utility of diffusion-weighted MR imaging with secretin enhancement. Radiology, 2009,250:103-109.

[2] Ichikawa T, Erturk SM, Motosugi U, et al. High-b value diffusion-weighted MRI for detecting pancreatic adenocarcinoma: preliminary results. Am J Roentgenol,2007,188:409-414.

[3] Kartalis N, Lindholm TL, Aspelin P, et al. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of pancreas tumours. Eur Radiol, 2009,19:1981-1990.

[4] Klauss M, Lemke A, Grünberg K, et al. Intravoxel incoherent motion MRI for the differentiation between mass forming chronic pancreatitis and pancreatic carcinoma. Invest Radiol, 2011,46:57-63.

[5] Schoennagel BP, Habermann CR, Roesch M, et al. Diffusion-weighted imaging of the healthy pancreas: apparent diffusion coefficient values of the normal head, body, and tail calculated from different sets of b-values. J Magn Reson Imaging, 2011,34:861-865.

[6] Ichikawa T, Haradome H, Hachiya J, et al. Diffusion-weighted MR imaging with single-shot echo-planar imaging in the upper abdomen: preliminary clinical experience in 61 patients. Abdom Imaging, 1999,24:456-461.

[7] Yoshikawa T, Kawamitsu H, Mitchell DG, et al. ADC measurement of abdominal organs and lesions using parallel imaging technique. Am J Roentgenol, 2006,187:1521-1530.

[8] Baert AL, Delorme G, Hoe LV. The Pancreas: Normal Radiological Anatomy and Variants. Radiology of the pancreas. 2nd edition. New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1999:19-67.

[9] Naganawa S, Kawai H, Fukatsu H, et al. Diffusion-weighted imaging of the liver: technical challges and prospects for the future. Magn Reson Med Sci, 2005,4: 175-186.

[10] Yang DM, Kim HC, Ryu JK, et al. Sonographic appearance of focal fatty infiltration of the pancreas. J Clin Ultrasound, 2010,38:45-47.

[11] In′t Veld P, Marichal M. Microscopic anatomy of the human islet of Langerhans. Adv Exp Med Biol, 2010,654:1-19.

Normalapparentdiffusioncoefficientvaluesofdifferentregionsofpancreas

PANChun-shu,MAChao,WANGJian,WANGHe,CHENShi-yue,ZHANGHua-gao,LUJian-ping.

DepartmentofRadiology,ChanghaiHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

LUJian-ping,Email:cjr.lujianping@vip.163.com

ObjectiveTo investigate and determine the apparent diffusion coefficient (ADC) values in different anatomical regions of normal pancreas.MethodsA total of 383 volunteers with normal pancreas were included in this study. Single-shot echo planar imaging diffusion weighted imaging (SSEP-DWI; b value=0, 500 s/mm2) was employed to determine the ADCs in the head, neck, body and tail parts of the pancreas. Statistical analysis was performed by using Kruskal-Wallis and Wilcoxon signed rank tests.ResultsThe ADCs in the head, neck, body and tail parts of the pancreas was (1.52±0.29)× 10-3, (1.64±0.34)× 10-3, (1.67±0.35)× 10-3, (1.58±0.31) × 10-3mm2/s, the Kruskal-Wallis test results showed a significant difference of mean ADCs among the different anatomical regions (chi square=44.8748,P<0.0001). Wilcoxon signed rank test results showed the mean ADCs differed remarkably between the head and neck(P<0.0001), head and body (P<0.0001), head and tail (P=0.0008), neck and tail (P=0.0062), body and tail (P<0.0001), respectively. The mean ADCs between the neck and body was not significantly different (P=0.1181).ConclusionsThe mean ADC values of normal pancreas vary significantly within different anatomical regions, which can serve as a guide for DWI and ADC in clinical application and research of pancreatic diseases.

Pancreas; Diffusion magnetic resonance imaging; Apparent diffusion coefficient

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2012.05.006

國家自然科學(xué)基金(30870709)

200433 上海，第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院放射科(潘春樹、馬超、汪劍、陳士躍、陸建平)，消化內(nèi)科(張華高)；GE醫(yī)療集團(王鶴)

陸建平，Email：cjr.lujianping@vip.163.com

2012-06-19)

(本文編輯：呂芳萍)