分段讀出DWI在顯示乳腺癌病灶中的優勢

鄧和平， 陳曉煜， 任靜， 劉磊， 后軍民， 龔輝， 王丹， 王閩

乳腺癌是我國女性常見腫瘤之一，早期診斷和早期治療對于疾病的預后具有重要作用，目前常用的影像檢查方法主要有鉬靶X線攝影、彩超和MRI。MRI由于具有良好的軟組織顯示效果，常作為乳腺癌檢查的重要選擇，其中擴散加權成像是目前檢測活體組織中水分子擴散運動的最佳檢查方法[1-3]。傳統的單次激發平面回波擴散加權成像(single-shot echo-planar imaging diffusion-weighted imaging，SS-EPI-DWI)的信號噪聲比(signal to noise ratio，SNR)和對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)都不高，偽影較重，磁敏感偽影明顯，對于一些細小病灶的顯示欠佳[4]。而分段讀出擴散加權成像(readout-segmented，RS)-EPI-DWI技術由于降低了回波間距，使得圖像的信噪比及對比噪聲比提高，改善了圖像質量[5]。本研究通過與SS-EPI-DWI進行對比分析，旨在探討RS-EPI-DWI技術在乳腺癌MRI檢查中的臨床應用價值。

材料與方法

1.研究對象

選擇2017年5月-2017年8月經病理確診為乳腺癌的47例患者，均為女性，年齡27～65歲，中位年齡48歲，MRI檢查前均未接受任何治療及活檢穿刺。所有受檢者檢查前均告知本次檢查實情并簽署知情同意書，本研究方案通過我院倫理委員會審核通過(2015029)。

2.MRI掃描方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振掃描儀和乳腺專用線圈，雙側乳房自然懸垂于線圈內，雙側手臂放置于身體兩側，先行常規乳腺MRI掃描，隨后行橫軸面SS-EPI-DWI和RS-EPI-DWI檢查。RS-EPI-DWI掃描參數：TR 5600 ms，TE 56和88 ms，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，視野350 mm×350 mm，矩陣192×86，并行采集加速因子2，回波間距0.40 ms，b值分別為50、400和800 s/mm2，采集時間220 s；SS-EPI-DWI掃描參數：TR 4700 ms，TE 63 ms，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，視野350 mm×350 mm，矩陣220×96，并行采集加速因子2，回波間距0.94 ms，b值分別為50、400和800 s/mm2，采集時間150 s。兩個序列的掃描層面保持一致。

3.圖像分析和數據測量

掃描圖像使用Siemens VE40A工作站進行數據測量和分析。在2個序列的b值為800 s/mm2的DWI圖像上選擇乳腺腫瘤最大徑所在層面進行測量，分別在腫瘤、正常乳腺組織 和空氣區域(作為背景組織)勾畫ROI并測量其信號強度(signal intensity，SI)，ROI直徑小于0.5 cm，每個部位測量3次，取其平均值。以背景組織信號強度的標準差(SD)作為背景噪聲，分別計算腫瘤區域的信噪比(SNR= SI病灶/SD背景)和對比噪聲比[CNR=(SI病灶-SI組織)/SD背景]。

分別在兩組中ADC圖上相同的解剖區域 測量腫瘤實性區域的ADC值，ROI直徑小于1 cm，避開腫瘤液化壞死區域。

腋窩淋巴結顯示評級：47例中有21例在橫軸面壓脂T2WI上可見腋窩處單一或多發大小不一的淋巴結，以此序列圖像作為參照，由兩位中級以上技師采用雙盲法分別對b值為800 s/mm2的SS-EPI-DWI及RS-EPI-DWI上相應層面的腋窩淋巴結顯示情況進行分級：能清楚顯示且與壓脂T2WI上無明顯差異為1級；顯示淋巴結個數無誤，但形態不同為2級；能夠顯示淋巴結但無法分清個數為3級；淋巴結顯示差或偽影重而無法顯示者為4級。

5.統計學方法

采用SPSS 19.0軟件進行統計學分析。采用成組t檢驗對兩組的SNR、CNR及ADC值的測量結果進行分析，采用Kappa值對兩位技師對兩組圖像淋巴結顯示能力主觀評分進行一致性分析。以P<0.05為差異具有統計學意義。Kappa值為0.81～1.00為一致性極好，0.61～0.80為一致性良好，0.41～0.60為一致性中等，0.21～0.41為一致性較差，<0.20為一致性差。

結 果

1.兩組間SNR和CNR的比較

兩個序列b值為800 s/mm2的圖像上腫瘤區域的SNR和CNR測量結果及比較見表1。RS-EPI-DWI上腫瘤的SNR及CNR明顯高于SS-EPI-DWI，差異均具有統計學意義(P<0.01)。表明在相同b值條件下，RS-EPI-DWI圖像質量更優(圖1～3)。

2.顯示腋窩淋巴結評級的比較

兩位技師對兩個序列DWI上21例患者的腋窩淋巴結顯示情況的評級及一致性分析結果見表2。統計分析結果顯示兩位技師評級的一致性極好。RS-EPI-DWI圖像上評級為1～2級者占95.2%以上，而SS-EPI-DWI圖像上1～2級者僅占76.2%，表明RS-EPI-DWI圖像顯示腋窩淋巴結更具有優勢。與對比增強壓脂T1WI比較，RS-EPI-DWI在顯示淋巴結的數目、形態和邊界上更優(圖1)；而SS-EPI-DWI只能顯示部分淋巴結，無法準確顯示淋巴結的數目，且圖像上淋巴結的邊界較模糊(圖2)。

3.ADC值的比較

在RS-EPI-DWI及SS-EPI-DWI獲得的ADC圖上，測量的腫瘤ADC值分別為(0.820±0.086)×10-3和(0.856±0.132)×10-3mm2/s，，差異無統計學意義(t=-1.568，P=0.124>0.05)。

表1 兩個序列的SNR及CNR的比較

圖1 左側乳腺浸潤性癌。SS-EPI-DWI的圖像質量明顯優于SS-EPI-DWI，對腫瘤的顯示效果更接近對比增強壓脂T1WI。a)SS-EPI-DWI(b=800s/mm2)； b) RS-EPI-DWI(b=800s/mm2)；c)對比增強壓脂T1WI。圖2 乳腺浸潤性癌伴右側腋窩淋巴結轉移。a)對比增強壓脂T1WI，顯示右側腋窩區有多個強化的淋巴結(箭)；RS-EPI-DWI(b=800s/mm2)，顯示右側腋窩內有多個淋巴結呈高信號(箭)，提示其內水分子擴散受限；c)SS-EPI-DWI(b=800s/mm2)，僅顯示右側腋窩內有一個擴散受限的淋巴結(箭)，且圖像質量明顯不如圖b。

表2 2個序列圖像上腋窩淋巴結顯示情況的評級和一致性分析

討 論

傳統的SS-EPI-DWI序列的空間分辨率較低，在乳腺MRI掃描時由于局部磁場B0不均勻及乳腺與周圍空氣的交界面質子失相位明顯，導致圖像變形及磁敏感偽影明顯[6]，因此難以準確顯示腫瘤的大小、形態、與周圍組織的界限以及淋巴結轉移等；而且，圖像的SNR和CNR均不高，影響對細小病灶的顯示，對于ADC值的測量準確性也有一定影響[7]。本研究中21例合并淋巴結轉移的患者中，兩位技師對SS-EPI-DWI顯示腋窩淋巴結的評級中，均有5例的評級低于2級，顯示效果欠佳的例數明顯多于RS-EPI-DWI(技師1評價低于2級的為2例，技師2評級低于2級的1例；見表2)；對RS-EPI-DWI的評級中1級的病例數(技師1及技師2均為15例)明顯多于SS-EPI-DWI(技師1為10例，技師2為9例；見表2)。可見RS-EPI-DWI對腋窩淋巴結轉移的顯示能力明顯優于SS-EPI-DWI，后者無法清楚顯示淋巴結的形態及邊界(圖2c)，且對轉移淋巴結的檢出率也較低。因此，對于淋巴結是否受侵SS-EPI-DWI無法提供有效的影像學信息。

分段讀出DWI是一種新的擴散成像方法，采用在讀出方向進行分段EPI掃描的間隔掃描方式，使得每段的采集時間及回波間隔明顯縮短，可減少磁敏感偽影，改善圖像變形的問題，使解剖結構顯示更加清晰，在腋窩淋巴結的顯示上效果更佳[8]。如圖5，本組結果顯示，RS-EPI-DWI對淋巴結的形態及邊界顯示清晰，檢出的轉移淋巴結的數量與增強后壓脂T1WI一致(圖4)，因此對于淋巴結的評估更具價值。而且，由于RS-EPI-DWI技術中回波間采集時間的縮短，使得T2權重減輕，T2*穿透效應減輕[9]；采用了并行采集技術，使讀出時間進一步縮短，從而進一步提高了圖像質量[10]。本研究中將RS-EPI-DWI應用于乳腺疾病的檢查中，與傳統的SS-EPI-DWI序列比較，圖像的SNR和CNR明顯提高(表1)，能清晰顯示的病變結構、形態，對病變大小的測量更加準確；乳腺內側皮下脂肪因局部磁化率差異較大，壓脂效果較差，而RS-EPI-DWI可以明顯減輕磁化率偽影，提高壓脂效果(圖2b～c)。RS-EPI-DWI序列由于讀出方向分段數的增加，導致掃描時間延長，尤其在b值增加的情況下更明顯，掃描時間的增加將使得因患者自主或不自主運動而產生的偽影更明顯，但由于RS-EPI-DWI序列的磁敏感效應及T2*穿透效應明顯降低，減少了單次采樣時間，一定程度上彌補了上述原因導致的掃描時間的延長，而且將RS-EPI-DWI序列與并行采集技術和2D導航技術(本研究中RS-EPI-DWI掃描中采用雙TE，TE1為采樣回波時間，TE2為2D導航回波時間)相結合，對于克服運動偽影及提高圖像質量都有積極意義[11]。

目前對于分段讀出DWI的研究較多，臨床實踐中在3.0T磁共振儀上此技術已經大量運用于頭顱、頸部和盆腔等器官的檢查中 ，在乳腺癌方面的應用也可見文獻報道[12]，相關研究結果均顯示此序列的成像質量明顯優于傳統DWI。本研究首次對比分析了SS-EPI-DWI和RS-EPI-DWI序列對腋窩淋巴結的顯示能力，結果表明RS-EPI-DWI序列對顯示腋窩淋巴結具有明顯的優勢。本研究的局限性：本研究中關于腋窩淋巴結顯示情況的納入病例數較少，有待在后續的研究中增加樣本量，進行更深入地探討。

綜上所述，在乳腺癌的MRI檢查中，分段讀出DWI的圖像質量明顯優于單次激發EPI-DWI，可為乳腺癌診斷提供更多和更準確的信息，有利于提高對乳腺癌的術前診斷準確性。