放射狀K空間填充的自由呼吸容積內插序列對周圍型實性肺占位形態學征象的顯示價值

黨珊，師衛華，段海峰，馬光明，于楠，2，韓冬，張兆國，2*

數十年來，肺癌已成為世界上最普遍的癌癥，也是癌癥死亡原因中最常見的一種，在東亞發病率高[1]。對周圍型實性肺占位形態學特征的觀察可以幫助鑒別肺腫塊的良、惡性[2]。螺旋CT空間分辨率高，是觀察肺占位形態學特征最常用的放射學檢查方法[3]，目前被認為是檢出及隨訪肺結節的最佳手段，但因為CT 的輻射作用，對育齡期婦女及需要反復復查者具有很大的局限性。雖然年度低劑量CT篩查可以降低輻射劑量及肺癌高風險人群的病死率，但會使肺癌患病率輕度增加[4-5]。近年來，隨著人們對CT輻射劑量的關注，肺部MRI檢查越來越受到重視[6]。磁共振成像無輻射，軟組織分辨率高，可進行多序列、多參數成像，適合育齡期婦女和需要長時間頻繁復查的患者[7]。由于肺實質質子密度低及呼吸、心臟搏動偽影的影像，磁共振在肺部的應用受到極大限制[8]。放射狀K空間填充的自由呼吸容積內插[free-breathing radial 3D fat-suppressed T1-weighted gradient echo (radial volumetric interpolated breathhold examination)，radial VIBE]序列為脂肪抑制自由呼吸采集圖像，空間分辨率高，可有效地補償呼吸、吞咽、大血管搏動及腸蠕動等，但以往對該序列的應用多在腹部，使用該序列觀察肺實性占位形態學征象的研究較少。

因此，本研究以CT為對照，使用自由呼吸radial VIBE高分辨率成像技術觀察周圍型實性肺占位的形態學征象，旨在探討該序列對周圍型實性肺占位形態學征象的顯示能力，為MR從形態學特征方面鑒別肺占位良、惡性提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 研究對象

前瞻性地納入2016年11月至2017年8月的周圍型肺腫塊患者，均接受常規劑量CT及radial VIBE掃描，CT檢查后48 h內行胸部MR檢查。病例納入標準：(1)常規劑量CT(多層螺旋CT)檢查發現周圍型肺占位者；(2) CT圖像質量良好，能滿足診斷要求；(3)無MR掃描禁忌證(無金屬植入物、幽閉恐懼癥等)；(4)可耐受胸部MR檢查者。排除標準：患者配合差，MR圖像運動偽影明顯，不能滿足診斷要求。共53例患者進行CT、MR檢查，其中7例MR圖像運動偽影明顯，無法達到診斷要求，最終納入46例，男30例，女16例，平均年齡為64(48～83)歲。經CT檢查發現49個肺病灶，病灶平均大小約(3.87±1.91) cm。入組患者最終經手術病理證實2例，CT引導下穿刺41例，1例肺隔離癥經CT增強掃描確診，2例因經CT增強掃描后考慮惡性而放棄治療無病理學結果。其中，惡性34例(腺癌19例、鱗癌5例、腺鱗癌1例、小細胞癌6例、神經內分泌癌1例、喉癌肺轉移1例，小細胞神經內分泌癌1例)；良性10例[炎性假瘤1例、機化性肺炎2例、慢性炎癥4例、肺膿腫1例、肺隔離癥1例(經過CT增強掃描確診)、1例穿刺組織病理發現骨骼肌組織，未發現異型細胞]。本研究通過陜西中醫藥大學附屬醫院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 CT檢查

使用GE HD750寶石能譜CT進行常規劑量薄層CT掃描，掃描范圍自胸廓入口至膈下2 cm處。所有的薄層CT掃描參數如下：管電壓80 KV/140 KV瞬時切換，管電流260 mA，機架旋轉時間：0.5 s，矩陣512×512。將常規薄層CT重建成1.2 mm的肺窗、縱隔窗。肺窗窗寬為1200 Hu，窗位為-600 Hu；縱隔窗窗寬為350 Hu，窗位為40 Hu。

1.2.2 MR檢查

使用德國Siemens Skyra 3.0 T超導型MRI掃描儀和18通道相控陣線圈，掃描序列包括軸位radial VIBE、T2 BLADE，掃描范圍自胸廓入口至肝頂平面。軸位radial VIBE平掃：TR 2.79 ms，TE1.39 ms，體素大小：1.2 mm×1.2 mm×1.2 mm，反轉角5°，激勵次數(NEX)1次，矩陣320×320，FOV 380 mm×380 mm，掃描時間為5 min 30 s；軸位T2 BLADE序列：TR 2200 ms，TE 89 ms，層厚4 mm，反轉角103°，NEX 1，矩陣320×320，掃描時間約2 min 55 s。

表1 radial VIBE圖像質量及周圍型實性肺占位形態學征象觀察者間CT、MR一致性分析結果Tab.1 Weighted Kappa consistency analysis of image quality (radial VIBE) and morphological characteristics of peripheral solid pulmonary masses in both CT and radial VIBE

表2 以CT為標準，周圍型實性肺占位radial VIBE形態學征象ROC曲線結果Tab.2 ROC analysis of morphological characteristics of peripheral solid pulmonary masses in radial VIBE, with CT as a reference standard

1.3 圖像分析

首先，由兩位有肺占位診斷經驗的放射科醫師分別對胸部MR圖像質量進行主觀評分，采用5分法：1分圖像運動偽影明顯，不能診斷；2分運動偽影較明顯，圖像質量差，不能診斷；3分圖像質量一般，可見大血管搏動偽影，但可以診斷；4分圖像質量良好；5分圖像質量特別好。評分為3分以下者視為掃描失敗，該患者不納入本研究。

然后，該兩名有10年以上胸部影像診斷工作經驗的放射醫師采用盲法分別對所有圖像進行觀察。觀察順序為先看MR圖像，一個月后再看CT圖像。薄層CT圖像用肺窗觀察(窗寬為1200 Hu，窗位為-600 Hu)，觀察征象包括分葉、毛刺、胸膜凹陷、棘突、空洞、空泡、暈征(“分葉征”指肺部腫塊的輪廓呈弧形凸起；“毛刺征”為肺窗上觀察到自瘤灶邊緣向周圍肺實質伸展的放射狀排列的短細、僵直的細線影；胸膜凹陷征是腫瘤與胸膜之間的線形成三角形影像[9]；棘突是指自腫瘤邊緣突向肺野、呈尖角狀的棘狀突起，如小三角形，近端寬，遠端窄，有一個或數個[10]；空洞是具有完整壁的含氣腔隙，洞壁一般厚1 mm以上[11]；空泡征指瘤體內直徑小于5 mm的低密度透亮影；暈征指環繞病變的毛玻璃密度影[9])。鈣化及縱隔淋巴結腫大(縱隔淋巴結腫大是指短徑大于1 cm的縱隔淋巴結[12])在縱隔窗(窗寬為350 Hu，窗位為40 Hu)觀察。MR圖像按照征象顯示情況進行評估，采用5分法(1分：無顯示，2分：可能無顯示，3分：難以判斷，4分：可能有顯示，5分：確定有顯示)進行。觀察CT圖像時，將征象顯示與否分為“有”或“無”兩類。兩名醫師觀察結果不一致時協商決定。

1.4 統計學分析

采用SPSS 24.0軟件進行分析。兩名放射科醫師對MR圖像質量評分、CT及MR周圍型實性肺占位各形態學征象的評分分別進行加權Kappa檢驗觀察一致性。P＜0.05時認為差異有統計學意義。兩名觀察者之間的一致性分為差(K＜0.21)、較差(K=0.21～0.40)、中等(K=0.41～0.60)、優良(K=0.61～0.80)、優秀(K=0.81～1.00)[13]。最后以CT為參照標準，繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，評估radial VIBE對肺占位各形態學征象顯示的敏感性及特異性，然后計算曲線下面積(area under curve，AUC)，評價radial VIBE對周圍型實性肺占位各形態學征象的顯示能力。

2 結果

2.1 圖像質量一致性檢驗結果

兩位放射科醫師對MR圖像質量評分及CT、MR對周圍型實性肺占位形態學征象顯示的一致性檢驗結果見表1。典型病例的CT、radial VIBE及病理圖見圖1、2。

2.2 radial VIBE形態學征象觀察結果

以CT為標準，MR對周圍型實性肺占位形態學征象顯示的敏感性、特異性及曲線下面積見表2。

圖1 女，64歲，中分化腺泡狀腺癌。A、B分別為CT、radial VIBE，均可見縱隔腫大淋巴結(白箭所示)；C、D：暈征(白箭)，空洞(黑箭)；E：病理圖，HE染色，高倍鏡下，中分化腺泡狀腺癌 圖2 男，67歲，中分化腺癌。A、B均可見分葉征(白箭)、胸膜凹陷征(白箭頭)；C：HE染色，高倍鏡下，中分化腺癌Fig. 1 Female, 64 years old, moderately differentiated acinar adenocarcinoma. A was CT, B was radial VIBE, the enlarged mediastinal lymph node can be seen (white arrow); C was CT, D was radial VIBE, the halo sign can be seen in both CT and radial VIBE (white arrow), the cavitation can be seen in both CT and radial VIBE (black arrow); E: Pathologic picture, HE staining, moderately differentiated acinar adenocarcinoma. Fig. 2 Male, 67 years old,moderately differentiated adenocarcinoma. A, B: Lobulation (white arrow) and pleural indentation (white arrow head) can be seen in both CT and radial VIBE; C: Pathologic picture, HE staining, moderately differentiated adenocarcinoma.

3 討論

3.1 radial VIBE序列介紹及其應用

本研究使用radial VIBE序列觀察周圍型實性肺占位的形態學征象，發現radial VIBE序列對分葉征、毛刺征、胸膜凹陷征、棘突征、空洞、空泡及縱隔淋巴結腫大各征象的顯示效果較好，但對鈣化顯示欠佳。radial VIBE序列為自由呼吸觸發，使用放射狀K空間填充技術，對運動偽影不敏感。其采集方式不僅包括相對高密度的K空間中心填充和相對低密度的K空間外周填充，因此對比度也存在不同。另外，radial VIBE為自由呼吸狀態下采集圖像，固定相位多時間段采集，獲得了多相位的高分辨率圖像，明顯提高了圖像質量[14]。多項研究表明，該序列在食管癌T分期、頭頸部成像及小兒腹盆腔等部位成像效果良好，圖像質量優于屏氣笛卡爾容積內插序列成像[14-19]。

3.2 本研究與既往研究的異同點及可能原因分析

對肺占位形態學特征的觀察可以幫助鑒別肺腫塊的良、惡性[2]。而以往使用MR觀察肺占位形態學征象的研究較少，Schaefer等[20]對46例孤立性肺結節形態學征象的研究表明，MR質子密度加權心電門控序列與CT對孤立性肺結節的良、惡性鑒別診斷效能相當，其中，MR對毛刺征的顯示不如CT，與本研究結果一致，是因為MR空間分辨率低于CT。吳華偉等[21]使用3.0 T MR對30例周圍型肺癌形態學征象的觀察結果顯示，MR對分葉征的顯示與CT相當，而對毛刺征的顯示CT明顯優于MR；兩種檢查方法對胸膜凹陷征及周圍型肺癌內部結構的顯示差異無統計學意義。本研究中，radial VIBE序列對毛刺征顯示不如CT，與既往研究結果一致。radial VIBE對分葉征的顯示特異性與CT一致，而敏感性較CT略低，可能是因為本研究樣本量較少，且該組病例中存在淺分葉征，radial VIBE對淺分葉顯示欠佳。因此，后期研究將進一步加大樣本量，以避免此類情況發生。胸膜凹陷征為瘤周纖維反應增生致胸膜收縮使臟、壁層胸膜間形成的一個含液體的死腔[9]，由于radial VIBE為自由呼吸采集圖像，而常規CT為吸氣末掃描圖像。因此，兩種檢查方法病灶位置可能發生變化，尤其是位于胸膜下的病灶，其在CT圖像中可能臨近胸膜，而在radial VIBE圖像中病灶可能緊貼胸膜，導致胸膜凹陷征無法顯示。另外，胸膜凹陷其內含液體，T2WI對其顯示良好[21]，后期的研究將運用MR多序列觀察該征象。在與CT相同層厚條件下，radial VIBE序列可較好地顯示棘突征，但依然存在假陽性。本研究含空洞病例較少，但radial VIBE與CT對空洞的顯示結果一致。radial VIBE對空泡征顯示較好；對暈征的顯示，radial VIBE特異性較好，但敏感性較差。radial VIBE層厚薄，對縱隔淋巴結的顯示與CT基本一致。

3.3 本研究的局限性

本研究存在一些局限性：(1)樣本量較小，未納入5～10 mm結節及磨玻璃結節，未按肺腫塊大小進行分類觀察，且未將短、細毛刺與粗、長毛刺分開觀察，以后將加以改進。(2)觀察圖像時無法保證CT與MR圖像絕對同層面。(3)radial VIBE序列雖為自由呼吸，但對患者呼吸節律要求較高，當患者呼吸節律不均勻時近膈肌及心臟大血管的病灶圖像質量欠佳。本研究中上胸部圖像質量更佳。(4)胸膜凹陷征內含水，radial VIBE對水顯示欠佳，而T2WI對水更敏感。因此，后期的研究將聯合MR多序列觀察周圍型實性肺占位形態學征象。

綜上所述，本研究采用radial VIBE自由呼吸高分辨率成像技術觀察周圍型實性肺占位的形態學特征，該序列對周圍型肺占位的形態學征象顯示良好，有望成為觀察周圍型實性肺占位細節征象的有效補充手段。后期將聯合MR多序列對肺占位的良、惡性鑒別診斷作進一步研究。