值仅次于肾脏,为(2.319±0.317)×10-3mm2/s。了解正常胰腺的ADC值大小有助于辨别胰腺是否发生了病变 [8]。急性胰腺炎时由于胰腺组织水肿和细胞浸润,胰腺体积明显增大,导致水的扩散能力增强,ADC值明显升高;慢性胰腺炎由于胰腺发生纤维化,体积缩小,质地变硬,正常胰腺组织被纤维和脂肪取代,胰腺含水量下降,水分子扩散受限,因而ADC值明显下降。Fattahi等[9]利用DWI(b=0,600s/mm2)对14例肿块型胰腺炎(FP)、10例经临床组织病理学证实的胰腺癌(PC)以及14例健康者研究发现,FP、PC和正常胰腺组织的ADC值之间存在显著差异(p<0.0001)。然而,部分学者[10]认为DWI尚不能有效鉴别胰腺囊性病变。
肝脏和脾脏在腹部脏器中ADC值相对较小,但肝脏ADC值(1.784±0.179×10-3mm2/s)仍大于脾脏(1.258±0.132×10-3mm2/s),与绝大多数学者报道一致,只有极少数文献认为脾脏ADC值大于肝脏,其原因主要是因组织的ADC值不仅与水质子的弥散特性、内部构成有关,还与血液灌注量有关(图2、3)。研究证实,肝脏ADC值的大小与年龄和性别无明显相关性,Pasquinelli[11]将40名健康志愿者(年龄范围26~86岁)分为4个年龄组,对其进行DW-MRI研究,经统计学方差分析检验后证实肝脏ADC值在年轻者和年长者之间没有显著差异(p﹥0.05)。与肾脏不同的是,肝脏的弥散特性是各向同性的,由于腹部脏器尤其是肝脏的T2时间较短,在使用大b值时,肝脏信号衰减明显,图像信噪比(SNR)下降,图像质量较差;b值太小,受灌流效应的影响又较大,不能真实反映组织本身的ADC值,因此,为了既获得较好质量的DWI图像又尽量减小灌注效应的影响,b值可选择300~600s/mm2。本研究选用b值=600s/mm2,各脏器显示清晰,色彩一致性良好,获得了较为理想的腹部ADC图像。磁共振作为一个完全非侵入性的技术,可以定量评估血流灌注量、水质子弥散特性以及新陈代谢的变化,从而对肝功能产生多样化信息[12]。当肝脏处于病理状态时,其ADC值就会发生改变。例如慢性肝炎、肝硬化时,肝细胞发生坏死,正常肝小叶结构被破坏,而由大量增生得纤维结缔组织和结节状再生的肝细胞代替,正常的血液循环途径被改建,肝脏体积缩小,形态不规则,质地变硬,肝内的水质子减少,血流灌注量下降,因而ADC值较正常肝实质低,同时,门静脉高压导致脾脏肿大,储血量增加,T2时间明显延长,致使ADC值较正常脾脏高。Soylu[13]通过对55例不同纤维化程度的慢性肝炎患者和30例志愿者行DW-MRI(b取0,500和1000s/mm2)研究显示,慢性肝炎患者肝脏ADC值明显较正常者低(p<0.01),但不同肝纤维化的阶段以及肝细胞组织活性指数(histological activity index,
HAI)与ADC值无明显相关性(p>0.05)。
在目前众多的影像学检查方法中,磁共振成像因具有很好的组织分辨力和组织对比度,对人体内许多组织的形态和病理变化的敏感性和特异性较高。骨肌关节系统中各种组织结构有其不同的弛豫时间和氢质子密度,MR更是作为其首选的检查方法。传统的X线照片和CT对于骨髓、软骨、韧带以及肌肉等不能显示或显示不佳,而MRI图像对于骨髓和软组织的显示能力远较普通X线和CT敏感,如软组织的挫伤水肿、骨髓源性病变、肌腱和韧带的断裂或变性等。因而,MR常规检查技术以及各种功能成像技术在骨肌关节系统中的应用越来越广泛。
骨髓是人体重要的造血组织,存在于长骨的骨髓腔(如肱骨)以及扁平骨(如髋骨)和不规则骨(如椎骨)的松质骨骨小梁间,主要由造血干细胞和脂肪组织构成。成年人骨髓分为红骨髓和黄骨髓,前者具有造血功能,产生人体重要的血细胞;后者具有造血潜能,当人体由于各种原因造成贫血时,可转变为红骨髓参与造血。随着人体的生长发育,四肢长骨的红骨髓自远端向近端逐步转化为黄骨髓,青春期时,仅在中轴骨(如脊椎、髋骨等)和四肢长骨近端(肱骨、股骨)分布有红骨髓,成年以后,由于人体不需要旺盛的造血,各部位的红骨髓均可转变为黄骨髓。红骨髓中,水和脂肪所占的比例分别为40%,蛋白质约占20%。黄骨髓中,脂肪约占其中的80%,而水仅占15%,大约5%为蛋白质。由于红、黄骨髓组织成分的构成比不同,故其在MRI不同序列上的信号也不完全相同。正常情况下,由于黄骨髓具有较多的脂肪组织,因此,T1值较短,在T1WI上表现为类似皮下脂肪的高信号;红骨髓中水分相对较多,在T1WI上信号较黄骨髓低,呈稍高信号。在T2WI上,两者具有相似的信号,呈低于水高于肌肉的中等信号。中老年人部分椎体骨髓中可有团片状脂肪沉积,表现为T1WI、T2WI上斑片状或类圆形高信号区,但在脂肪抑制序列STIR上呈完全低信号,有别于椎体血管瘤。
在本研究中,52例健康志愿者在b值=600时脊柱平均ADC值为(0.641±0.094)×10-3mm2/s,大部分椎体显示清晰,信号均匀,在DWI上表现为中等至低信号,ADC彩图上呈蓝绿色低信号,与具有高ADC值呈红颜色的脑脊液形成明显对比,椎体附件包括椎弓根、椎弓板以及自椎弓板发出的横突、棘突和上下关节突,由于体积较小,在ADC图像不能明显观察其边界(图6);老年人由于骨质疏松,部分椎体内出现脂肪沉积且红、黄骨髓分布不均,在DWI上椎体形态欠规整,信号欠均匀,ADC彩图上可见绿颜色为主体的椎体内斑片状的蓝颜色(脂肪组织),这时不应误认为病变。
颈部由于成像质量相对较差,部分椎体显示欠清晰,椎体变形,影响观察。2例女性志愿者由于宫内放置避孕环的影响,致使部分腰椎椎体形态失真,无法观察和测量ADC值。因此,在对椎体进行ADC值测量时,应选择显示椎体最清晰的层面且避开周围伪影及脑脊液的影响。
测量正常成人骨髓ADC值具有相当重要的临床价值,只有了解了正常骨髓的ADC值,才能对骨髓发生病变时加以判断。磁共振常规序列,如T1WI、T2WI、STIR等能够在骨髓发生病变时作出诊断,但早期诊断以及对病变加以定性非常困难,例如在脊椎结核、化脓性脊椎炎和脊椎转移瘤时,T1WI均呈低信号,T2WI呈低、等或高信号不等,STIR均呈高信号,因此难以对病变加以定性,容易造成误诊,从而延误病变的最佳治疗时间。DWI是从细胞分子水平显示组织结构的微细变化,因此能够及早探查到病变且根据水质子运动情况来准确判断病变性质。韩博等人[14]对20例正常者、12例腰椎结核患者和25例腰椎转移瘤的患者的DWI研究发现,正常椎体、转移灶、腰椎结核及腰大肌脓肿的ADC值分别为(0.237±0.03)×10-3mm2/s,(1.774±0.131)×10-3mm2/s,(2.173±0.104)×10-3mm2/s,(2.596±0.108)×10-3mm2/s,经统计学分析均存在统计学差异。另外,在脊椎良恶性压缩骨折病因的诊断中,DWI也有其独特的价值。骨质疏松或外伤等导致的椎体良性压缩骨折时,由于骨髓挫伤、水肿和出血,使细胞外间隙中水质子增多,增加了水的弥散能力,ADC值升高;转移瘤或骨髓瘤等所致的椎体恶性压缩骨折时,由于肿瘤细胞的增殖、浸润,使细胞外空间明显减小,阻碍了水的自由弥散,因此ADC值减小,在DWI上表现为高信号。有研究[15]利用单次触发快速自旋回波序列的弥散加权成像(DW-ssTSE)分析了44例压缩骨折的病人(良性24例,恶性20例),发现良恶性压缩骨折椎体的T1值和T2值无明显不同,而DW-ssTSE中测量的ADC值有明显差异。由于MR-DWI技术在椎体骨髓中表现出的巨大潜力,许多学者正踏入到研究骨髓病变的队伍中,尽管所用的方法不尽相同,但研究结果均证实正常椎体骨髓的扩散系数较小,与本研究结果基本一致。
前列腺是男性重要的生殖器官,呈栗子形,上端与膀胱颈相接,由腺性组织和非腺性组织组成,其中内腺约占腺体比例的5%,外腺中的中央区占腺体比例的25%,大约70%的腺体为外腺中的周缘区。在常规MRI-T1WI上,前列腺呈均匀一致的低信号,不能区分各区带。在T2WI上,由于前列腺各解剖带的组织构成和含水量的迥异而呈现出不同的信号强度:内腺(移行带)呈低信号;外腺中的中央区亦呈低信号;
外腺中的周围区呈高信号;非线性组织信号很低,居前列腺最前部。由于各解剖带的差异,在DWI成像时,前列腺的各区亦有不同的表现,本组的实验结果表明前列腺中央区的平均ADC值为(1.809±0.423)×10-3mm2/s,周缘区ADC值为(2.571±0.162)×10-3mm2/s,周缘区的ADC值明显高于中央区ADC值(图7),这主要由于它们的组织成分不同造成的,即周缘区含大量腺体,水分含量多,上皮细胞呈柱状排列,结缔组织很少,仅含有少量的平滑肌;中央区腺体相对较少,间质多而致密,并含有多量的平滑肌。仅就前列腺周缘区和中央区的ADC值按照年龄分组进行分析,发现前列腺周缘区和中央区的ADC值在≤50岁组的人群中小于>50岁组的人群,尤其是前列腺中央区,具有显著的统计学差异(P<0.01),这说明前列腺中央区和周缘区的ADC值与年龄成正相关。这一特点与国内外学者报道一致,李飞宇等[16]研究了47例男性健康志愿者前列腺周缘区ADC值,结果表明不同年龄段前列腺周缘区ADC值存在差异,表现为年龄越大,ADC值越高,成正相关性。Tamada等[17]研究了114例健康男性(24~81岁,平均55岁),测得前列腺周缘区平均ADC值为(1.64±0.27)×10-3mm2/s,中央区平均ADC值为(1.26±0.12)×10-3mm2/s,两者存在显著统计学差异,另外,发现前列腺周缘区和中央区ADC值与年龄成正相关性(前者r=0.526,P<0.0001;后者r=0.190,P=0.043)。原因可能是随着年龄的增大,前列腺周缘区腺体增多,其内的导管扩张并积存有较多的前列腺液;而中央区随着年龄的增大,间质成分如平滑肌和结缔组织等增多,排列疏松。两者其本质都为自由水含量的增加,因而ADC值会随年龄的增大而升高。鉴于此,在前列腺的ADC值测量时,应密切结合患者的年龄因素,这样才能减少病变的误诊率,提高诊断的准确性。
女性乳腺解剖主要由管泡样腺体组织、脂肪、结缔组织以及血管和淋巴管等组成。腺体组织由分支导管和终末分泌部组成,导管汇合成15~20个输乳管,在乳头处扩大形成输乳窦,每个输乳管连同分支导管和腺泡称为一个乳腺小叶,腺泡是乳腺小叶分泌乳汁的部分,受性激素的影响而变化。小叶周围有结缔组织围绕以及填充有大量的脂肪组织。1992年,美国放射学会(ACR)正式将乳腺分为4种类型,即脂肪型(乳腺内含有大量脂肪,腺体少于25%)、少量腺体型(腺体约占25%~50%)、多量腺体型(腺体约占50%~75%)和致密型(腺体多于75%)。本组女性志愿者的乳腺平均ADC值为(1.771±0.410)×10-3mm2/s,且左右两侧乳腺的ADC值无明显统计学差异(p>0.05)。但是由于女性乳腺随年龄增长会发生较明显的变化,因此,本实验按照年龄将女性乳腺分为≤50岁和>50岁两组,发现ADC值在≤50岁组的人群中明
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