第7节 腹部肿瘤影像学诊断
一、腹部肿瘤影像学诊断方法简介
（一）X线诊断技术
自从1895年德国物理学家伦琴发现X射线以来，X射线被用于人体检查，形成了放射诊断学的新学科，X射线广泛应用于医学影像诊断领域，并奠定了医学影像学的基础。随着医学基础理论、医学物理学和医学生物工程的快速发展，医学影像诊断的技术和设备也不断改进和提高。20世纪50年代到20世纪60年代开始出现超声成像，超声检查以无损伤、无痛苦、无电离辐射及经济快捷的优点受到临床医师的广泛认可。20世纪70年代和20世纪80年代又相继出现计算机体层摄影（CT）和磁共振成像（MRI）等检查技术，形成了一系列医学影像检查方法，使医学影像诊断有了重大突破。
（二）超声诊断学
超声诊断学（ultrasonography）是影像学中重要的组成部分，近年来发展迅猛，已成为临床不可缺少的主要检诊手段之一。超声诊断始于20世纪50年代，最早应用于临床的是超声波示波诊断法，即A型（amplitude mode）诊断法，其原理是当声束在人体组织传播中遇到不同声阻抗的介质界面时，在该界面产生反射（回声），该回声在示波屏上以波的形式显示，界面两边声阻抗差愈大，其波幅愈高，声阻抗差愈小则波幅愈低，声阻抗差为0时呈无回声平段。此法是超声诊断仪中最基本的方式，现除眼科还有应用外，已被二维超声显像诊断法即B型（brightness mode）诊断法代替。B型诊断法是以多晶体声束构成切面，传播回波信号以光点形式显示，回声强光点亮，回声弱光点弱，光点的强弱由灰度调制并根据回声信号的强弱而变化。当扫描方向与声束垂直时，即构成一幅从体表至深部组织断层的二维切面图像，在二维基础上将二维图像储存，再经过计算机重建，产生三维、四维超声图像，即静态和动态立体图像，在心脏、胎儿、肿瘤、血管及诸多脏器病变观察上有突出的优越性，但目前的三维、四维图像尚未达到实时显示的效果。B型超声中的另一种特殊方式——超声光点扫描法即M型（motion mode）诊断法，此法是在灰度调制型中加入慢扫描锯齿波，回波信号自上而下代表组织间距离，回声光点从左至右做时间上移位，当探头固定一点扫查时，从光点移动观察反射体深度和活动状况所显示的时间、位置曲线图，也称超声心动图，主要用于心脏检查。超声频移诊断法即D型（Doppler）诊断法，主要应用多普勒效应原理，当探头发射声束和反射体之间有相对运动时，回声频率有所改变，其变化称为频移。频移的程度与运动速度成正比，距离变近，频率增加，距离变远，频率减少，其增减数字（差额）可用滤波器检出，用不同仪器可显示多普勒信号和曲线图。20世纪80年代彩色多普勒兴起，20世纪90年代在多普勒效应的基础上出现了许多多普勒超声诊断技术，如彩色多普勒超声、彩色多普勒血流成像、能量多普勒、经颅多普勒等，都广泛应用于临床。
1.超声检查的优点
（1）超声检查对患者无痛苦、无损伤、无放射性损害，可反复进行。
（2）操作简便、经济，应用范围广泛。
（3）可作任意角度的扫查，取得任意部位的切面图像。
（4）对发生在腹部实质性脏器的肿瘤显示清楚，分辨率高。
（5）对囊性、实性肿物鉴别准确无误，尤其对囊性病变诊断最具特征性，优于任何其他检查方法。
（6）彩色多普勒血流分析可提高良、恶性肿瘤的鉴别诊断和阳性诊断率。
2.超声检查的不足
（1）对含气体脏器和骨骼透声差。
（2）检查结果易受检查者经验、操作方法、熟练程度和仪器档次、探头频率等诸多因素影响。
（三）计算机体层摄影（computed tomography，CT）
由英国EMI公司工程师Hounsfield于1969年设计，并于1972年应用于临床。CT是用高度准直的X射线束围绕身体某一部位做一个断面的扫描，扫描过程中由灵敏的、动态范围很大的检测器记录下大量衰减信息，再由快速的模数转换器将模拟量转换成数字量，然后输入电子计算机，高速计算出该断面上各点X射线衰减数值，由这些数据组成矩阵图像，再由图像显示器将不同的数据用不同的灰阶度等级显示出来，这样横断面上的解剖结构就在电视显示器清晰地显示出来。在研究CT图像时，人们更关心的是人体内各组织密度间的差异，而不是密度的绝对值，因此CT值的概念被采用了。为了计算和论述方便，Hounsfield对线性衰减系数（μ值）作了以水为准的标度，某组织的CT值等于该物质的X射线衰减系数与水的吸收系数之差再与水的X射线衰减系数相比之后乘以1 000，因此水的CT值为0HU（Hounsfield unit）。将空气到致密骨之间的X射线线性衰减系数的变化划为2 000个单位，人们为了纪念Hounsfield的不朽功绩，将其称为Hounsfield单位，简称为“HU”，CT值代表CT图像像素内组织结构的线性衰减系数相对值的数值。物质的CT值反映物质的密度，即物质的CT值越高，相当于密度越高。但应该指出的是，物质对于X射线衰减系数除了与物质本身的密度有关外，还与通过该物质的X射线能量有关，X射线能量越低，物质的μ值相对偏高，因此CT值会在一定程度上受CT机器产生的X射线能量的影响而有一定变化范围。根据CT值对病变的鉴别诊断有一定的参考价值，但对于较小的病变，应注意部分容积效应。总之，概括地说，CT是以测定人体对X射线的衰减系数为基础，用数学方法经过计算机处理而重建的断层图像。因检测器极为灵敏，故CT对人体组织和器官有很高的密度分辨率，对于普通X射线无法区别的相邻组织和器官，CT扫描时只要其X射线吸收值有微小的差异，就能形成对比而显示于图像中。CT成像装置主要包括X射线发生装置、检测器和数据采集装置、计算机系统、图像显示和存储装置以及辅助装置。CT检查简单、迅速、安全、无痛苦。CT图像为断层图像，密度分辨率高，解剖关系清楚，病变显示良好，对病变的检出率和诊断的准确率均较高。此外，可以获取正常组织和病变组织的不同X射线吸收系数，以进行定量分析。1989年螺旋CT机问世，由于其采用滑环技术，扫描和采样速度较常规CT机提高4～6倍以上，使增强后多期动态扫描成为可能。目前，CT得到越来越广泛的临床应用。
1.CT检查的优点
（1）CT检查简单、迅速、无创伤。
（2）良好的空间分辨率和解剖断层能力。
（3）不受肥胖及肠道内气体影响。
2.CT检查的不足
（1）电离辐射。
（2）增强扫描时可能产生造影剂过敏反应。
（3）检查费用相对较高。
（四）磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）
实验性研究从20世纪70年代初开始，科学家们显示了鼠的腹部和人手等部位的MRI图像。20世纪70年代末，全身性磁共振成像的样机陆续制成，1980年商品MRI机出售并开始应用于临床。由于MRI提供的信息不但大于医学影像学中的其他许多方法，而且它提供的信息也不同于已有的成像技术，所以用它诊断疾病具有很大的优越性，近年来这一新的医学影像诊断技术发展非常迅速。磁共振的医学图像，外观上与CT图像相似，但两者在成像原理和成像技术等方面都不同。磁共振成像是一种非常复杂的物理过程，涉及许多方面，不像X线检查、CT检查那样容易理解。磁共振成像是以人体在磁共振过程中所散发的电磁波，以及与这些电磁波有关的参数，如质子密度、T1及T2弛豫时间、流动效应等作为成像参数。人体中正常组织与病理组织的T1和T2弛豫时间是相对固定的，且有一定的差别，这种组织间弛豫时间的差别是磁共振的成像基础。磁共振图像如主要反映组织间T1弛豫时间特征参数时，称为T1加权像（扫描时间参数使用短TR和短TE），它主要反映组织间T1弛豫时间的差别。如主要反映组织间T2弛豫时间特征参数时，则称为T2加权像（扫描时间参数使用长TR和长TE）。因此，一个层面可有T1加权和T2加权成像两种扫描方法，通常T1加权像有利于观察解剖结构，而T2加权像对显示病变组织较好。MRI通过质子密度、T1及T2弛豫时间、流动效应等成像参数，能够在一定程度上反映组织的不同特性。一般说，MRI上信号低的组织，质子密度低，T1值长而T2值短，或者在采集信号过程中处于流动状态；相反，MRI上信号高的组织，质子密度高，T1值短而T2值长，或者流动物质产生相对流动增强效应。熟悉MRI的信号变化特点，非常有助于对病变组织成分的判定。
1.磁共振检查的优点
（1）有多个成像参数，能提供丰富的诊断信息。
（2）有极好的软组织分辨能力。
（3）无放射线损伤，安全、可靠。
（4）磁共振增强扫描时所用的顺磁性造影剂无毒性反应，适用于在CT检查中使用造影剂过敏者。
（5）任意方位断层能力，磁共振扫描可以在患者体位不变的情况下，通过变换层面选择梯度磁场，可进行横、矢、冠或斜位断层，在显示病变范围、立体观察病变方面有很大帮助。
（6）无骨伪影出现：CT检查时于骨的边缘可出现条纹状伪影，在观察CT上易出现骨伪影现象的后颅凹等部位，MRI明显优于CT。
2.磁共振检查的不足
（1）MRI对钙化灶显示不敏感。
（2）磁共振检查比较复杂，检查时间较长，检查费用较高。
（3）运动伪影：患者自主或不自主运动可产生运动伪影而影响图像质量，故对于检查中不能保持体位不动的患者不能做磁共振检查。
（4）带有心脏起搏器、疑有眼球内金属异物、动脉瘤用银夹结扎术后的患者绝对禁忌检查；体内留置金属异物或金属假体者不宜做磁共振检查；监护仪器及抢救器材不能带入检查室。因此，在检查过程中有生命危险的急诊及危重患者不能行磁共振检查。
（5）对于非开放性磁共振机器，由于磁体扫描膛较小，少数患者会出现幽闭恐惧症，不能完成检查。
二、腹部肿瘤影像学检查方法的比较与正确选择
对于腹部肿瘤的影像学诊断，常用的检查方法包括普通X线片、消化道造影检查、超声、CT和MRI扫描。
腹部内脏器较多，大体分为空腔脏器和实质性脏器，空腔脏器如胃、十二指肠、小肠、结肠和直肠，实质性脏器如肝、胆、胰、脾、肾和肾上腺等。
（一）腹部空腔脏器影像学检查方法的比较与正确选择
对于胃肠道肿瘤的影像学诊断方法，应首选消化道造影。消化道造影检查包括食管钡餐造影、胃十二指肠钡餐造影、小肠造影和结肠造影。方法有黏膜法、充盈法、压迫法和气钡双重法，包括低张气钡双重法，现已形成一套完整、规范的检查程序。消化道造影可观察消化道的动态功能变化，可观察消化道管壁的改变及黏膜的改变。随着造影剂不断改进，造影剂在消化道黏膜面的附着性及流动性方面较前有很大改进，使消化道黏膜的微细结构及小病变的显示极为清晰，从而使消化道肿瘤的检出率及诊断准确率比以往有很大的提高。
目前，消化道造影检查仍然是消化道肿瘤最常用和首选的检查方法。由于胃肠道在腹腔内占据的范围很大，且形态可变，与实质性脏器相比，常规CT、MRI图像在识别胃肠道正常解剖和病灶准确定位、定性方面常存在一定困难，因此CT、MRI在胃肠道的应用相对晚于腹部其他脏器，但近年来随着CT、MRI技术的快速发展，显示了其在胃肠道肿瘤的诊断和分期上发挥的重要作用。CT、MRI可以直接显示软组织肿块、管壁的厚度，还可以看到肿瘤向浆膜外及向邻近脏器的侵犯。对肿大的淋巴结、肝脏等的转移、腹腔内的播种和浸润均可进行观察和分析。直肠位于盆腔，由于位置固定，没有蠕动，加上盆腔良好的脂肪衬托和天然的管道与外界相通，是消化道中CT与MRI应用最早、检查效果最理想的器官，特别是MRI的多平面成像能清晰显示直肠和周围脏器的关系，为直肠肿瘤的分期、外科手术方式的选择、放疗计划的制订及术后随访提供了良好的影像学资料，这是其他影像学检查方法所不及的。尤其是近年来直肠腔内线圈的应用，使图像空间分辨率及信噪比大大提高，理想地显示了直肠壁的多层解剖结构，更加提高了直肠癌分期的准确性，使MRI在直肠的应用更显示出其独到的优越性。
此外，CT、MRI在检查肠瘘、腹腔脓肿、鉴别肿瘤起源及区别术后复发或是纤维瘢痕方面有一定帮助。目前，对疑有胃肠道肿瘤的患者，在行消化道造影检查或内镜检查后，行螺旋CT或MRI检查已成为不可缺少的检查方法。自1994年Vining等首先报道仿真结肠内镜检查的临床应用以来，作为非侵入性的方法，胃肠道CT、MR仿真内镜成像技术以其安全、快捷、患者无痛苦等优点，在临床上的应用也越来越广泛，详见CT、MR仿真内镜成像技术及其临床应用章节。
在胃肠道检查方面，超声检查亦有其局限性，不可作为首选。由于胃肠道为空腔脏器，内含有一定的气体，故超声检查易受气体干扰，而使病变图像显示不理想。使用超声方法检查胃时，可让患者饮水400ml，加用胃显影液效果更好，让胃腔充盈，以水作为透声窗，可较清楚地显示肿瘤的位置及周围有无转移情况。肠道肿瘤有肿块形成时，超声图像可显示为“假肾征”样表现，但不能显示腔内溃疡和息肉。对于直肠肿瘤，利用膀胱作为透声窗，往往可较好地显示病变部位及与周围组织有无粘连和侵犯情况。
（二）腹部实质性脏器影像学检查方法的比较与正确选择
对于腹部实质性脏器而言，由于它们均为软组织所构成，缺乏良好的自然对比，故一般不适于用普通X线检查。X线检查通常仅用于怀疑急性胃肠道穿孔、肠梗阻、胆道或泌尿系阳性结石、金属异物等的检查和诊断。对于腹部实质性脏器肿瘤的诊断，相比较而言，超声、CT、MRI扫描明显优于普通X线检查。腹部超声检查应选用具有腹部条件和功能的仪器并配3.5～5MHz探头，能使深部脏器的病变清楚显示。随着现代电子计算机技术的发展，一些全数字化、高分辨率的高档超声诊断仪不断推出，使图像质量不断改善，诊断水平也随之不断提高。对于腹部肿瘤的诊断，由于超声检查具有简便、快捷、经济、诊断准确率高等优点，已成为腹部脏器检查的首选影像学方法。尤其是全数字化彩超由于采用数字编码、组织谐波、微米成像等新技术，使腹部探头频率提高到7～8MHz，扫查深度可达到20cm左右，并能清除周围的伪影和噪声，大大提高了图像的清晰度，有利于小病灶的检出，如小肝癌、胰腺及胆总管肿瘤、门静脉瘤栓、腹腔及腹膜后的淋巴结转移灶等。
彩色多普勒的应用还可以了解病灶内的血流情况，有利于良、恶性病变的鉴别及肿瘤与邻近血管关系的观察，能为临床医师提供肿瘤能否切除的影像学信息。此外，对各种影像学检查尚不能明确诊断的病例，可进行超声引导下穿刺活检，以获得准确的病理组织学诊断。另外，超声引导下微创治疗也是一种比较成熟的技术，并逐步应用于临床。
腹部常规CT动态增强技术始于20世纪80年代末，为CT领域的一大突破，但由于扫描速度慢，受到多种限制。自1989年螺旋CT机问世后，扫描速度大大提高，加上容积扫描和采样的优点，一次屏气足以完成上腹部或盆腔动态扫描，使双期或多期螺旋CT动态增强扫描作为腹部常规检查成为可能。合理的增强扫描技术提高了脏器与病灶的对比度，有利于小病灶的检出，观察病变增强类型和特点为病灶定性诊断和鉴别诊断提供了重要信息。在双期扫描中，动脉期的价值须特别强调，尤其对富血供的小病灶的检出，如小肝癌、血管瘤及胰岛细胞瘤等的诊断。
对于MRI检查来说，具备高场强、高性能梯度场的现代MRI机器，不仅扫描序列多样化，而且其扫描速度日渐提高，克服了以往低场强MRI机器扫描成像时间长、伪影多的不足，扫描速度不仅达到或超过单排螺旋CT，甚至高档1.5T MR机器的扫描速度已接近多排螺旋CT。MRI扫描方案灵活，采用快速梯度回波序列可在屏气18秒左右完成上腹部或盆腔扫描，完全可以进行多期动态增强扫描。目前普遍使用的Gd-DTPA细胞外间隙MRI对比剂，由肾脏排泄，在血液循环中停留时间很短，无增强CT检查中碘过敏反应的缺点，其动态增强方式和效果类似于螺旋CT双期或多期增强扫描，但因扫描和采样方式不同，效果略优于螺旋CT。另外，肝脏新型特异性MRI对比剂的研制和开发更增加了MRI的检查优势。目前应用较多的为肝细胞阳性对比剂，如Mn-DPDP对比剂。Mn-DPDP进入血循环后，Mn2+由肝细胞摄取，经胆汁排泄，为T1加权阳性造影剂，其突出优点为：①非肝细胞型病变如转移灶可提高检出率；②对肝细胞性病变如肝细胞性肝癌和局灶性结节增生等，其检出率与Gd对比剂相仿，但其摄取Mn2+的能力以及显影强度与肝癌细胞的分化程度密切相关，故能活体反映肿瘤的分化、预后和生物学行为；③鉴别肝细胞性与非肝细胞性病灶。此外，目前应用较多的另一类肝脏特异性MRI对比剂为SPIO。SPIO属网状系统对比剂，主要缩短T2弛豫时间，故为T2加权阴性对比剂。主要优点为明显提高小病灶（恶性肿瘤）的检出率，尤其是5mm左右的小结节；鉴别恶性肿瘤与增生结节、肝硬化退变结节和局灶性结节增生等，因前者不含Kupffer细胞，而后者含Kupffer细胞。但因这类造影剂价格较昂贵，目前只能作为Gd-DTPA增强MRI检查的补充手段，两者的结合将能进一步提高微小病灶的检出率以及病灶的定性能力。
总之，超声、CT、MRI的迅速发展大大促进了腹部实质性脏器肿瘤的研究，包括小病灶的检出、解剖定位以及局灶性病变的定性诊断等。双期或多期动态增强CT以及多序列MRI与Gd-DTPA对比剂动态增强MRI相结合的影像学技术全面进入腹部肿瘤的临床应用研究，使小肿瘤与肿瘤样病变的检出率大大增加，病灶的定性诊断准确性也大大提高，对原来的一些罕少见病变的认识也不断变化。近年来，多排螺旋CT以及肝脏新型特异性MRI对比剂逐步进入临床应用，显著提高了腹部肿瘤的检出率及诊断准确率。最后，需特别强调的是，常规腹部CT及MR检查除平扫外，还应该包括强化扫描，缺乏增强扫描的腹部检查是不完善的检查。腹部各种肿瘤影像学诊断请详见各章。
（刘佩芳 李秀英）