肺部孤立性實性病變的磁共振DWI技術優選

俞家熙， 李新春， 雷強， 萬齊， 王宇澤， 胡劍鋒

近年來，擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)在胸部實性病變良惡性的鑒別價值逐漸得到肯定[1]，由于缺乏胸部專用線圈，傳統 DWI檢查中基本采用EPI技術進行圖像采集，EPI技術對磁場的不均勻性和磁敏感性非常敏感(胸腔含氣較多)，位于肺尖的病變圖像會出現嚴重變形，影響對圖像的觀察及準確測量。而TSE-DWI序列可以消除胸腔內氣體較多造成的磁敏感偽影。目前尚未發現TSE-DWI在肺孤立性病變中的應用研究，本研究通過對40例肺孤立性病變患者的TSE-DWI及EPI-DWI序列進行比較，旨在對肺部孤立性實性病變的DWI檢查技術進行優選。

材料與方法

1.研究對象

前瞻性對我院2017年7月-2017年9月CT掃描發現的40例肺部孤立性、實性病變患者進行胸部MRI掃描。其中男22例，女18例；年齡25～70歲，平均45.6歲；肺癌29例，良性病變11例(感染性病變7例，良性腫瘤4例)。納入標準：①胸部X線或胸部CT檢查發現肺內孤立性病變，病灶最大直經不小于10 mm，無局部淋巴結及遠處轉移；②病變內空洞或鈣化的徑線不超過病灶同向徑線的1/3；③MRI檢查前患者均未接受相關治療；④無磁共振檢查禁忌證。每例患者在MRI檢查前知情同意并書面簽訂知情同意書。

2.MRI掃描技術及成像參數

使用Philips Achieva 3.0T超導型雙源、雙梯度MR掃描儀和Torso線圈，在常規平掃序列后行橫軸面TSE-DWI及EPI-DWI掃描。DWI掃描范圍以病灶為中心，包括病灶上下邊界。TSE-DWI掃描參數：TR 5965 ms，TE 56 ms，層厚5 mm，層間距0.5 mm，視野260 mm×430 mm，矩陣384×384，重建體素的大小為1.1 mm×1.1 mm×5.0 mm，激勵次數4，b值取0和600 s/mm2；EPI-DWI掃描參數：TR 1238 ms，TE 51 ms，層厚5 mm，層間距0.5 mm，視野260 mm×430 mm，矩陣384×384，重建體素的大小為1.1 mm×1.1 mm×5.0 mm，激勵次數4，b值分別選擇0和600 s/mm2。

3.數據處理處理及分析

將每例患者的TSE-DWI和EPI-DWI的原始圖像生成ADC圖像，選取病灶擴散受限最明顯的層面，在病灶和脊髓(作為正常對照)內勾畫ROI，測量其ADC值。然后分別在TSE-DWI與EPI-DWI序列中b值為600 s/mm2的圖像上，選取病灶擴散受限最明顯的層面，分別在病灶內及同層面的空氣區域(背景)勾畫ROI，測量其信號強度(signal intensity，SI)及背景的標準差(standard deviation，SD)，采用公式(1)分別計算兩個序列圖像上病灶的信噪比(signal to noise ratio，SNR)：

(1)

為消除誤差，以上所有測量均進行3次，取平均值。

使用公式(2)計算圖像的變形率：

變形率=A/B

(2)

A代表兩個DWI序列分別與T2WI比較，解剖結構在相位編碼方向上的最大位移，B代表T2WI上解剖結構在相位編碼方向上的直徑。由兩位中級以上醫師以橫軸面T2WI(病灶更接近腫瘤真實大小)為參考，在b值為600s/mm2的TSE-DWI和EPI-DWI圖像中選取同一解剖層面，測量病灶的前后徑(編碼方向為前后)及病灶位移距離。各項參數值取兩位醫師測量值的平均值。

4.圖像質量的主觀評價

由兩位副高以上MRI診斷醫師對兩個序列的圖像質量進行主觀評分，圖像質量分為優、良、差，分別為3、2、1分，圖像質量評價標準：3分，圖像信噪比良好，病變顯示清晰，圖像無變形；2分，病變局部圖像稍變形，結合其它序列可以進行診斷；1分，圖像明顯變形或病灶失真，無法診斷。

5.統計學方法

使用SPSS 13.0軟件進行統計學分析。所有數據采用均數±標準差表示。TSE-DWI組和EPI-DWI組中測量的ADC值的比較采用t檢驗，TSE-DWI序列與EPI-DWI序列圖像質量客觀評價指標的比較采用t檢驗，兩位診斷醫師對兩個序列圖像質量的主觀評分的比較采用卡方檢驗。

結 果

1.ADC值和信噪比的比較

Android操作系統維護著自己的一套事件分發機制，Android應用程序、觸發事件和后臺邏輯處理，都是根據該機制一步步向下執行，惡意軟件的敏感行為也不例外。若能在事件傳送到終點前將事件截獲并對其操作進行一定修改，就可以有效地抑制惡意行為的效果，這就是Hook機制。

EPI-DWI檢查中4例患者的圖像變形嚴重，無法準確測量病變部位的ADC值，但可以測量脊髓的ADC值。TSE-DWI和EPI-DWI組中病灶和脊髓的ADC值及圖像的信噪比測量結果及組間比較見表1、圖1～2。兩組間病灶和脊髓的ADC值的差異均有統計學意義(P<0.05)； 而兩組間病灶信噪比的差異無統計學意義(P>0.05)。

表1 TSE-DWI與EPI-DWI序列ADC值和信噪比的比較

2.病灶變形率及成像效率的比較

TSE-DWI序列上40例病灶的變形率為(0.02±0.06)×100%， EPI-DWI序列上36例病灶的變形率為(0.41±0.34)×100%，兩組間的差異有統計學意義(t=6.638，P<0.01)。TSE-DWI序列上全部病灶顯示清晰，圖像質量滿足診斷要求，成像效率為100%(40/40)；EPI-DWI序列上4例圖像變形嚴重，無法準確測量病變部位的ADC值，EPI-DWI序列的成像合格率為90%(36/40)。

圖1 男，58歲，右下肺浸潤性腺癌。a)對比增強T1WI示右下肺病灶呈不均勻強化，邊界不清晰; b)平掃T2WI示病灶邊緣不規則、分葉狀，信號欠均勻； c)EPI-DWI序列(b值為600s/mm2)示病灶明顯擴散受限呈高信號，圖像變形率為11%； d)EPI-DWI序列ADC圖示病灶呈稍低信號，ADC值為0.54×10-3mm2/s；e)TSE-DWI序列(b值為600s/mm2)圖像，與圖c比較圖像上病灶等結構明顯不變形，變形率為0%，更接近病灶實際大小；f) TSE-DWI序列ADC圖像示病灶呈稍低信號，ADC值為0.92×10-3mm2/s。

圖2 女，34歲，右上肺錯構瘤。a)平掃T1WI示右上肺類圓形病灶(箭)，邊界清晰，信號尚均勻；b)平掃T2WI示病灶呈稍高信號，邊界清晰，信號尚均勻；c)EPI-DWI序列b值為600s/mm2圖像，與圖c比較病灶明顯不變形，變形率為0%，更接近病灶實際大小；d) EPI-DWI序列ADC圖像示病灶呈稍高信號，ADC值為1.92×10-3mm2/s；e)TSE-DWI序列b值為600s/mm2圖像示病灶明顯擴散受限呈高信號，變形率為3%；f)TSE-DWI序列ADC圖像示病灶呈高信號，ADC值為2.04×10-3mm2/s。

3.圖像質量主觀評分及掃描時間的對比

兩位醫師對圖像質量的主觀評分結果：TSE-DWI序列上所有病灶均能顯示，圖像質量評分為3分者39例，評分為2分者1例，此例患者的掃描時間相對較長(約2min)。EPI序列中有36例病灶顯示較清晰、滿足診斷要求，評分為3分者19例，2分者17例；僅有4例圖像變形明顯，無法進行測量，主觀評分為1分。兩組間圖像質量主觀評分的差異具有統計學意義(χ2=25.119，P<0.001)。

討 論

1.TSE-DWI技術的特點及其應用

MR DWI能夠無創地顯示組織內水分子的自由擴散運動，可在形態學改變之前及早地發現組織的異常。傳統DWI技術通常結合EPI技術進行成像，EPI對主磁場的均勻性要求較高。由于胸腔內充滿氣體，在空氣與組織之間的磁化率與局部磁場相差很大，EPI技術極易受磁敏感性偽影的影響，導致圖像上信號失真，影響對疾病的正確判斷及測量。因此，必須要找出一種受磁敏感性影響較小的成像技術，使獲得的圖像更清晰，數據測量更準確。隨著MRI設備和技術的不斷改進，TSE-DWI序列的應用研究在國內外的報道越來越多，以頭頸部研究較為多見。Mikayama等[2]對14例健康志愿者頭頸部TSE-DWI和EPI-DWI圖像的信噪比和變形率等進行比較，結果顯示TSE-DWI的圖像質量優于EPI-DWI，對于磁敏感性敏感的部位，可以使用TSE-DWI技術替代EPI-DWI技術，但TSE-DWI所生成的ADC圖上組織的ADC值顯著高于EPI-DWI序列，兩個序列上獲得的定量參數的數值范圍存在明顯差異，本研究中TSE-DWI序列組中，胸部孤立性病灶及脊髓的ADC測量值均高于EPI-DWI序列，與Mikayama等[2]的研究結果一致。筆者分析可能是成像序列不同所導致(一種是TSE方式，一種是EPI方式)。而在信噪比及變形率的比較上，TSE-DWI序列明顯優于EPI-DWI序列，此結論也與Mikayama等[2]的研究結果一致。本研究在此基礎上增加了對圖像質量的主觀評價，結果亦顯示TSE-DWI的圖像質量評分優于EPI-DWI，因此TSE-DWI可以在胸部孤立性病變的檢查中替代EPI-DWI。Hirata等[3]回顧性分析26例患者的口腔部位TSE-DWI及EPI-DWI資料，結果顯示TSE-DWI圖像上在相位編碼方向上圖像的變形失真程度明顯低于EPI-DWI。本研究中對比分析了40例胸部孤立性病變患者的TSE-DWI和EPI-DWI圖像，結果顯示40例患者的EPI-DWI圖像中4例圖像上解剖結構變形嚴重，無法準確測量病變部位的ADC值，尤其當病灶位于肺尖時；而40例患者的TSE-DWI圖像均能清晰顯示病灶及周圍正常組織，圖像變形率遠遠低于EPI-DWI序列，此結論與Hirata[3]等的結果一致。從自旋回波序列衍生而來的TSE序列，對主磁場的均勻性要求不高，不容易受磁敏感性的影響，因此氣體、金屬等物質并不會導致其圖像的失真變形，而圖形信號的丟失也只是局部，表現為低信號。EPI序列則會因為胸部氣體較多而導致其圖像變形失真，這與EPI-DWI序列對于磁場的不均勻性較為敏感、容易出現磁敏感偽影有關，因此TSE-DWI序列更適合于含氣較多的器官。Hiwatashi等[4]在3.0T磁共振儀上分別采用TSE-DWI和EPI-DWI進行眼眶部位的掃描，對淋巴瘤與炎性病變進行鑒別，其結果顯示TSE-DWI相比EPI-DWI可以有助于鑒別眶內淋巴瘤與炎癥。由此可以推斷，TSE-DWI技術可以應用于良惡性病變的鑒別，并可推廣至其它各個臟器。本研究中良性病變的樣本量相對較少，因此沒有進行良惡性病變鑒別的統計分析。

2.DWI序列在胸部檢查中的應用

目前DWI技術已逐漸應用于胸部的研究當中，對鑒別良惡性、判斷腫瘤的惡性程度以及預后等方面獲得較好成效。周舒暢等[5]總結大量文獻，認為目前在肺結節診斷中應用越來越多的技術為功能MRI，主要包括DWI和DCE-MRI；DWI有助于區分良惡性肺部病變，對診斷肺部惡性腫瘤的特異度為60%～95%，敏感度為70%～90%；并且在b值恰當的時候可以提高對肺結節的診斷效能，故建議采用DWI對局灶性肺部病變進行評估，但目前這項技術尚缺乏穩定性和標準化程度不高。Cakmar等[6]利用DWI技術對48例胸部孤立性病變進行分析(良性18例，惡性30例)，結果顯示DWI有助于孤立性肺部病變的鑒別診斷。Chen等[7]利用DWI技術對796例患者共2433個淋巴結進行分析，結果顯示DWI技術可區分肺癌患者的轉移性和非轉移性淋巴結。Xu等[8]的研究結果顯示，DWI技術對非小細胞肺癌同步放化療后的近期療效有一定的預測價值。Cakmak等[9]利用1.5T MR的DWI技術對47例62個胸部結節進行分析，測量病灶的ADC值和病灶-脊髓信號強度比(ratio of SIlesion to SIspinal，LSR)，結果表明DWI可以區分良性和惡性肺部病變，其中ADC值的診斷效能稍高于LSR值。由于TSE-DWI技術在胸部應用中的研究并不多見，未有關于TSE-DWI技術在胸部良惡性病變鑒別的報道。在本研究中，由于良性病變的樣本量不足，沒有對其ADC值和病灶-脊髓信號強度比(LSR值)進行對比分析，但比較了TSE-DWI與EPI-DWI的信噪比、變形率及成像效率，并對兩個序列圖像進行主觀評分和一致性分析，研究結果顯示TSE-DWI的信噪比、變形率、成像效率及主觀評分都高于EPI-DWI。因此，TSE-DWI序列在胸部病灶的顯示方面優于EPI-DWI序列，可以在胸部孤立性病變的檢查中替代EPI-DWI序列。

本研究的局限性：樣本量不夠大，可能會導致數據偏倚，在今后的研究中應當加大樣本量；其次，由于TSE-DWI序列需設置多個b值，掃描時間相對較長，因此本研究中未進行多b值的成像研究。