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综述
全身磁共振成像在部分常见肿瘤临床应用及高危人群筛查中的进展
刘华琼 高文鑫 巴成慧 狄宁宁 姜兴岳 许昌

Cite this article as: Liu HQ, Gao WX, Ba CH, et al. Application progress of whole body-magnetic resonance imaging in common tumors and screening progress in high-risk groups[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(6): 164-167.本文引用格式:刘华琼, 高文鑫, 巴成慧, 等. 全身磁共振成像在部分常见肿瘤临床应用及高危人群筛查中的进展[J]. 磁共振成像, 2022, 13(6): 164-167. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.06.035.


[摘要] 随着社会不断发展,肿瘤发病率呈逐年升高态势,提升早期病灶检出率有助于临床医生制订有效诊疗方案,对提高肿瘤患者生存率及生活质量意义重大。全身磁共振成像(whole body-magnetic resonance imaging,WB-MRI)对早期肿瘤病灶检出及肿瘤高危人群筛查具有巨大优势。WB-MRI具有无电离辐射、软组织分辨率高的特点,能够弥补正电子发射计算机断层扫描(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)辐射剂量大、软组织分辨率低的缺点,并在实际应用中得到验证。WB-MRI可应用于肿瘤早期病灶检出、影像诊断、临床分期、治疗效果评估等方面,同时可敏感检测出转移性骨肿瘤的骨质破坏情况及血液性肿瘤的骨髓浸润。综上,本文针对WB-MRI在呼吸系统肿瘤、消化系统肿瘤、血液系统肿瘤、骨转移肿瘤检出以及肿瘤高危人群筛查方面的临床应用进展作一综述。
[Abstract] With the continuous development of society, the incidence of cancer is increasing year by year. Improving the early detection rate of lesions is helpful for clinicians to formulate effective diagnosis and treatment plans, which is of great significance to improve the survival rate and quality of life of cancer patients. Whole body-magnetic resonance imaging (WB-MRI) has great advantages in early detection of tumor lesions and screening of tumor high-risk population. WB-MRI has no ionizing radiation and high resolution of soft tissue, and it can make up for the disadvantages of high radiation dose and low soft tissue resolution in positron emission tomography/computed tomography (PET/CT), and has been verified in practical application. It can be used in early tumor lesion detection, imaging diagnosis, tumor clinical staging and therapeutic effect evaluation. At the same time, the bone destruction of metastatic bone tumor and the bone marrow infiltration of hematological tumor can be detected out. Through reviewing a large number of literatures, the author found that WB-MRI has the advantages of high accuracy and sensitivity in the detection of hematologic tumors and bone metastases as well as the screening of tumor high-risk groups. To sum up, this paper reviews the clinical application progress of WB-MRI in the detection of respiratory system tumors, digestive system tumors, hematologic tumors and bone metastases as well as the screening of tumor high-risk population.
[关键词] 全身磁共振成像;肿瘤学;早期病灶检出;医学影像诊断;临床分期;临床疗效监测;高危人群筛查
[Keywords] whole body-magnetic resonance imaging;oncology;early lesion detection;medical imaging diagnosis;clinical staging;clinical efficacy monitoring;high-risk groups screening

刘华琼    高文鑫    巴成慧    狄宁宁    姜兴岳    许昌 *  

滨州医学院附属医院放射科,滨州 256603

许昌,E-mail:xuchang3183@126.com

作者利益冲突声明:全体作者均声明无利益冲突。


基金项目: 山东省自然科学基金项目 ZR2019BH025
收稿日期:2022-03-07
接受日期:2022-05-27
中图分类号:R445.2  R73 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.06.035
本文引用格式:刘华琼, 高文鑫, 巴成慧, 等. 全身磁共振成像在部分常见肿瘤临床应用及高危人群筛查中的进展[J]. 磁共振成像, 2022, 13(6): 164-167. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.06.035

       全身磁共振成像(whole body-magnetic resonance imaging,WB-MRI)是利用多通道表面线圈和并行采集技术进行全身MRI扫描的技术,拥有较高的空间分辨率和良好的信噪比。WB-MRI与常规MRI一样具有多平面成像、软组织分辨率高、无电离辐射等优点,除此之外,与普通MRI不同的是WB-MRI可以同时对人体多部位器官进行扫描成像,并能够提供全身解剖和功能图像,研究表明,WB-MRI可广泛应用于肿瘤学领域,对早期病灶检出及高危人群筛查具有巨大优势[1, 2]。扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)是一种基于水分子沿多个空间方向不同运动自由度的表征方法,通过表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)的测量进行量化。DWI可通过检测组织内水分子的运动状态来间接反映组织结构特点,能够准确评估病灶的位置、大小、数量,并能提高病灶检测效率。全身扩散加权成像(whole body-Diffusion weighted imaging,WB-DWI)作为WB-MRI中的核心序列,对发现异常组织起着重要作用。

       WB-MRI的解剖覆盖范围通常是从颅底到大腿中部,可以进行真正的“全身”扫描[3, 4]。相关领域学者对WB-MRI的研究证实,WB-MRI技术可广泛应用于呼吸系统肿瘤、消化系统肿瘤、血液系统肿瘤、骨转移肿瘤检出以及肿瘤高危人群筛查,具有准确率高、灵敏度强等优点[5]。因此,本文对WB-MRI在上述肿瘤临床应用及高危人群筛查中的进展作一综述。

1 WB-MRI在呼吸系统肿瘤中的应用

       肺癌属于呼吸系统最常见的恶性肿瘤,其发病率及致死率逐年增加。如今MRI在临床上的广泛应用,使得肺癌早期病灶的检出率大为提升。2018年发布的日本肺癌指南的相关建议表明,MRI是评价良恶性结节和肿块的有效工具[6]。WB-MRI可以灵敏地发现肺部病灶,并可同时检测出多个病灶。除此之外,WB-DWI序列可对检出的病灶区分良恶性,恶性结节的DWI信号明显升高,良性结节的DWI信号升高不明显或无明显变化。

       除了能够灵敏地发现肺部病灶,Ohno等[7]研究发现,WB-MRI还可以用于非小细胞肺癌的TNM分期,其分期准确性与正电子发射计算机断层扫描(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)相当。

       虽然PET/CT被广泛用于肺癌切除术后的随访检查,但反复的随访检查造成了显著的辐射负担和经济成本。目前已经证明,WB-MRI对于肺癌切除术后患者病灶检测的敏感性与PET/CT相当,故肺癌切除术后的患者可通过WB-MRI进行术后复查及长期监测。

       MRI在肺癌检测中的应用仍有诸多限制,对于肺部小血管的显示不如计算机断层扫描(computed tomography,CT)清晰,故而导致在肺部微小结节检出的敏感性较CT低。MRI扫描设备的进一步发展将有助于分辨率的提高,以期增强对肺部微小结节的检出率。同时,目前的研究仅表明WB-MRI对非小细胞肺癌的TNM分期具有准确性,而对于其他类型肺癌的临床分期仍需进一步研究。

2 WB-MRI在消化系统肿瘤中的应用

2.1 WB-MRI在肝癌中的应用

       肝癌是死亡率仅次于胃癌、食道癌的第三大常见恶性肿瘤,严重威胁人类的生命健康。肝癌病灶可通过多种影像学检测手段检出,但MRI软组织分辨率高,对于肝脏病变的显示更为清晰,已成为常用的肝癌检出方法。研究[8]显示,WB-MRI在诊断肝癌方面比PET/CT更敏感,显示恶性肿瘤信号强,比周围组织对比度增高,便于进行解剖分析。

       WB-MRI对于肝癌病灶周围的血管侵犯情况显示清晰,进一步指导临床制订治疗方案。除此之外,WB-MRI还能够对治疗后的肝癌患者进行病灶监测及长期随诊,以评估临床治疗效果。除了原发性肝癌,肝脏还是腹腔肿瘤发生转移的常见器官,WB-MRI能够同时发现原发肿瘤及肝脏转移灶,为肝转移瘤的检出提供了清晰的影像学资料[9]

       MRI在肝癌中的应用已经很普遍,WB-MRI的应用进一步提高了肝癌的检出率。今后的研究中将进一步优化扫描序列,寻找更合适的扫描参数,使WB-MRI在肝癌中进一步广泛应用。

2.2 WB-MRI在结直肠癌中的应用

       结直肠癌不仅是最常见的恶性肿瘤之一,也是全球癌症相关死亡的第三大原因[10]。MRI具有高软组织分辨率,能够清楚显示结直肠的解剖结构,进而灵敏地发现病灶。研究显示,WB-MRI在检测新诊断直肠癌患者转移方面的特异性和阳性预测值均高于CT[9]

       而基于影像学研究的正确疾病分期对于确定最合适的治疗策略至关重要。WB-MRI可帮助结合临床对直肠癌进行TNM分期,也可用于新辅助放化疗后的再分期。在直肠癌病例中,MRI可以为评估直肠壁浸润情况提供更好的软组织对比度,在直肠癌T分期中,WB-MRI也优于PET/CT。

       虽然WB-MRI可用于直肠癌的TNM分期,但由于扫描时间长,它仍然不是首选的初始分期检查方式。在今后研究中,可以尝试优化扫描序列,减少扫描时间。结直肠癌转移到脑内的病例数较少,在进行扫描时尝试缩小颅脑扫描范围和降低DWI序列的b值有助于减少扫描时间,降低患者的生理痛苦。

3 WB-MRI在血液系统肿瘤中的应用

3.1 WB-MRI在淋巴瘤中的应用

       淋巴瘤是一种常见的恶性肿瘤,占所有恶性肿瘤的5%~6%,也是儿童中第三常见的肿瘤[3,11]。淋巴瘤是进行WB-MRI检查最常见的适应证之一,WB-MRI扫描对组织学依赖性低,更易发现淋巴瘤病灶。WB-MRI扫描范围大、视野广,通常使用轴向5~7 mm的层厚进行成像采集[3],因此成像结果能够囊括淋巴瘤患者体内绝大多数病灶及隐匿部位小病灶,并能对其进行精准定位,有效降低漏诊率。

       WB-MRI在淋巴瘤分期方面也同样具有优势,WB-MRI对于病灶表现出明显的扩散受限,通过对淋巴结ADC值的测量,可以判断淋巴结良恶性,有助于临床分期[12]。Spijkers等[13]在一项针对68例霍奇金淋巴瘤(Hodgkin lymphoma,HL)儿童患者的试验中,报告WB-MRI在预测HL患者分期方面和PET/CT具有较高一致性(96%)。Latifoltojar等[14]通过试验证实WB-MRI对HL和弥漫性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma,DLBCL)患者分期具有极大价值。以上研究说明WB-MRI在淋巴瘤临床分期方面可信度高,可广泛应用于淋巴瘤临床分期。

       此外,由于WB-MRI不需要使患者暴露于电离辐射,故可用于淋巴瘤患者临床治疗效果评估以及长期监测。对于预期寿命较长的淋巴瘤患者来说,避免接触电离辐射尤其重要。Petralia等[15]通过研究发现,年龄小于35岁的淋巴瘤患者10年生存率超过90% (小于24岁患者的生存率为94.7%,25~35岁患者生存率为89.4%)。美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)指南建议对淋巴瘤患者在确诊后两年内应用PET/CT进行随访。Petralia等[15]发现,WB-MRI与PET/CT在淋巴瘤患者长期监测、随访方面,Kappa一致性通常在0.68~1.00之间。对于淋巴瘤患者,尤其是预期寿命较长的淋巴瘤患者来说,无电离辐射的WB-MRI在淋巴瘤的诊断、分期以及临床疗效长期监测等方面拥有广阔的应用前景。

3.2 WB-MRI在多发性骨髓瘤中的应用

       多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种以骨髓浆细胞无限克隆增殖为特征的恶性血液疾病[16],该病的骨病变特征有溶骨性病变、骨质疏松或骨压裂。影像学检查对诊断MM具有重要意义,WB-MRI对于MM病灶的检出具有高度敏感性,能够精准发现病灶。Messiou等[17]通过研究发现,WB-MRI与PET/CT相比能够检测出更多的骨髓病变,并且具有相当高的准确率。英国血液学学会指南提出WB-MRI是诊断MM首选的一线影像学检查方法[18, 19]

       在MM患者中,骨骼受累往往很常见,Pawlyn等[20]通过研究发现WB-MRI在检测弥漫性和多灶性骨髓浸润方面比PET/CT具有更大的优势,可以检测疾病发作前浆细胞的弥漫性骨髓受累情况以及CT没有检测到的溶骨性病变[21]。骨髓浸润程度的不同对临床分期产生直接影响,临床医师可以根据检查结果对病灶进行临床分期,有助于制订后续治疗方案。正在接受早期治疗的MM患者进行WB-MRI检查对检出病灶进行ADC值定量分析,有助于临床治疗效果的评估[22]

       虽然WB-MRI在淋巴瘤的临床分期、长期随访中表现出了与PET/CT较高的一致性,但是仍有部分肿瘤患者的WB-MRI检查结果与PET/CT存在差异,这些提示我们在今后的研究过程中,要对淋巴瘤的临床分型及表现进行深入研究,寻找出WB-MRI对于淋巴瘤检查的最佳适应证。WB-MRI在MM病灶检出、骨髓浸润方面均较其他影像学检查手段显示出高敏感性,但在骨髓浸润程度方面还亟待研究。在今后研究过程中,对MM骨髓浸润程度进行深度研究,以进一步提高WB-MRI对MM诊断的准确性。

4 WB-MRI在骨转移肿瘤中的应用

       WB-MRI作为肿瘤检测的影像学检查手段正迅速发展,但在临床应用之前需进一步验证。Johnston等[23]分别用WB-MRI、PET/CT、骨扫描(bone scan,BS)三种检查方式对骨转移肿瘤患者进行检查,实验结果发现WB-MRI检测到的骨转移病灶数多于PET/CT和BS,证实WB-MRI在检测骨转移病灶方面具有极高的敏感性。骨转移肿瘤对患者生活质量及预后产生严重不良影响,WB-MRI有助于发现骨骼转移病灶,指导临床早期干预,进而提高患者生活质量并延长寿命。

4.1 WB-MRI在前列腺癌中的应用

       前列腺癌是男性发病率较高的肿瘤之一,前列腺癌影像表现复杂,可出现包膜浸润,易向周围组织(如膀胱)结构侵犯。同时,前列腺癌也是最易发生骨转移的肿瘤类型之一。WB-MRI软组织分辨率高,在检测前列腺癌病灶方面的准确性要高于PET/CT。WB-MRI是目前世界范围内公认有效检测前列腺癌骨转移的影像学手段[24]。Stecco等[25]在152例晚期前列腺癌患者中评估不同形态学磁共振序列检测骨转移的准确性,结果显示完整的前列腺癌WB-MRI扫描方案(包括T1WI、T2WI和DWI)敏感度为99%,特异度为98%,阳性预测值为98%,阴性预测值为96%,识别骨转移病变的准确率为98%。张配配等[26]对前列腺癌WB-MRI扫描方案也做了详细阐释,研究了其在发现前列腺癌病灶方面的敏感性。

       WB-MRI除了能够敏锐发现病灶,在前列腺癌临床分期方面同样具有可行性。van Damme等[27]通过研究发现,WB-MRI可用于前列腺癌的临床分期。前列腺癌患者易发生骨转移,骨转移的程度决定了肿瘤分期,骨盆外转移瘤预后极差,阻碍临床医生实施进一步治疗,这明显缩短了患者存活时间以及降低了患者生存质量。临床上普遍认为,转移病灶一旦出现,单纯手术治疗方案便不可行,需要配合使用放疗、化疗等手段。晚期前列腺癌共识大会(Advanced Prostate Cancer Consensus Conference,APCCC)指出对进行去势治疗后产生耐药的前列腺癌患者仅靠临床评估不足以全面监测全身情况,还需进行影像学评估。与骨扫描相比,WB-MRI扫描技术能更好地识别骨骼病变程度以及测量骨骼病变范围[28, 29]。因此,WB-MRI对评估临床治疗效果及制订后续治疗方案具有重要意义。

4.2 WB-MRI在乳腺癌中的应用

       乳腺癌居全球女性癌症发病率第二位,同时也是易发生骨骼转移的疾病之一。早期诊断可显著提高乳腺癌患者的生存率。虽然乳腺钼靶、超声和乳腺MRI在诊断乳腺癌方面应用已经比较成熟,但在乳腺癌患者恶性淋巴结及全身转移性病灶的检出方面仍存在较大的局限性。WB-MRI可以有效弥补以上检查手段的缺陷。恶性乳腺组织及恶性淋巴结扩散受限,通过对WB-MRI检测出的病灶进行ADC值测量,能够有效区分正常组织与恶性病灶。同时,WB-MRI在检测乳腺癌骨转移方面具有敏感性和特异性,Buus等[30]对182名乳腺癌患者分别做双层探测器光谱CT (dual-layer detector spectral CT,DL-CT)、CT、WB-MRI检查发现,在骨转移病灶检出方面,WB-MRI检出特异性优于DL-CT及CT。

       乳腺癌病灶的形态、大小、信号特点等方面均会影响其临床分期,进而影响临床决策,治疗手段也会存在较大差异。WB-MRI无需使用对比剂,亦无电离辐射,对于病灶远期监测将会有重大意义。迄今为止,WB-MRI在乳腺癌的临床应用还不够成熟,但WB-MRI的优点吸引着研究者对乳腺癌WB-MRI的成像方式进行不断探索[31]

       前列腺癌和乳腺癌是最常见的骨转移肿瘤,WB-MRI检查手段的应用对于骨转移肿瘤临床治疗手段的发展具有重大意义。目前关于WB-MRI在骨转移肿瘤病灶ADC值定量测定进而进行恶性程度分级方面的研究还有待深入。今后要进一步研究骨转移病灶的ADC值与其恶性程度的相关性,以利于WB-MRI对骨转移肿瘤临床应用的指导。

5 WB-MRI在肿瘤高危人群筛查中的应用

       WB-MRI目前被推荐用于患有癌症易感综合征的成人及儿童癌症筛查,这对保障高肿瘤风险受试者健康和生存具有重要意义,在普通人群中探索使用WB-MRI进行癌症筛查的研究数量正在快速增加[32]。Schäfer等[33]提出WB-MRI因不需使用静脉对比剂等优点,使用WB-MRI筛查患有癌症易感综合征的儿童,对处于生长发育期儿童具有重大意义。Li-Fraumeni综合征(LFS)是一种罕见的常染色体显性遗传综合征,包含p53基因种系突变。白血病以及脑部、软组织、乳腺、肾上腺、骨骼的肿瘤是与该综合征相关的最常见癌症。LFS患者易受辐射影响,建议使用WB-MRI进行常规癌症筛查,从而避免接触CT或PET/CT[34]

       Pasoglou等[35]研究WB-MRI是否可以在p53基因携带者中检测到早期无症状癌症,70例p53基因携带者参与了此项试验,结果显示7%的患者通过WB-MRI检测出恶性肿瘤。通过其研究可以看出WB-MRI是早期检测癌症易感人群肿瘤病变的有效工具,可应用于p53突变基因携带者的常规健康情况评估。众所周知,当肿瘤在早期阶段被发现时,肿瘤患者的预后会有明显改善。WB-MRI作为其他检查方法的补充,可以发现一些其他影像学检查不易检出的早期恶性病灶,从而促进临床医师尽早采取措施进行干预治疗[36]

       最新研究证明,WB-MRI也可以应用于肿瘤患者日常病情监测和预后判断,从而最大程度延长肿瘤患者生存时间[30]。一些国际指南推荐WB-MRI应用于早期癌症患者定期监测,依据是WB-MRI避免电离辐射暴露的同时具有疾病诊断的高准确性,敏感度为50%~90%,特异度为93%~95%[37]。考虑到LFS患者一生中可能发展的各种肿瘤谱系以及对电离辐射的敏感性,WB-MRI的定期监测可显著延长其生存期,显著降低晚期肿瘤及并发症的发生率[34]

       肿瘤患病人数逐渐增多的现状对临床诊疗技术提出新挑战,而WB-MRI广泛应用于高危人群肿瘤筛查将会促进这一棘手问题的解决,这提示我们应进一步优化WB-MRI扫描序列,提高图像质量,进而指导临床医师做出及时有效干预措施,促进临床诊断水平的提高及医疗事业的发展。

6 总结及展望

       随着社会发展,肿瘤患者数量急剧上升,对WB-MRI需求随之增加。在过去十几年里,WB-MRI因其高敏感性和无电离辐射的优点引起临床医师及影像科医师的重视,逐渐将此技术应用于监测肿瘤患者治疗效果以及预后情况[35]。目前研究表明,与其他检查手段相比,WB-MRI的临床应用还有不完善的方面,未来的研究将立足于临床医学与放射影像学视角,在满足临床需求的同时,充分提高包括图像后处理在内的辅助诊断技术,促进WB-MRI在临床上进一步广泛应用。

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