基于Tim技術的全腹部MRI優化掃描序列在惡性腫瘤患者中的應用

蔣偉，王智慧，陳新吟，于睿寰，高明

近年來，惡性腫瘤已成為危害中國居民健康的主要原因之一［1］。GLOBOCAN2018［2］數據顯示，全球惡性腫瘤新發病例約1808萬例，死亡約956萬例，中國分別約占23.7%和30%。腹部多個臟器如肝臟、脾臟、腎上腺等是惡性腫瘤原發和遠處轉移的好發部位，影像學檢查在評估惡性腫瘤患者腹部情況具有重要的意義。腹部影像學常用的方法有超聲、CT和MRI。超聲檢查雖然具有方便、快捷、無輻射、費用低等優點，但其成像分辨率和診斷效能仍有待提高。CT檢查具有檢查速度快，空間分辨率高的特點，但存在有輻射、軟組織分辨率低等缺點。磁共振檢查因具有無輻射、多參數、多序列、多方位成像、軟組織分辨率高、無骨偽影干擾等優點在臨床廣泛應用，尤其在腹部腫瘤的篩查、診斷和分期中發揮著更加重要的作用［3-5］。傳統的全腹部磁共振分段掃描方案掃描序列繁多，掃描視野局限，容易出現漏層或重復層掃描的情況，不僅延長了患者檢查時間，還增加了醫生的工作量。全景成像矩陣技術（Full?matrix imaging，國內稱Tim技術）［6，7］是近幾年出現的新的磁共振成像技術，優點在于一次掃描就可以在短時間獲得從頭至足的全身成像，有利于對病變做出系統和全面的評估［8］。本研究探討基于Tim技術的全腹部優化掃描方案在惡性腫瘤患者全腹部檢查中的應用和診斷價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集中山大學孫逸仙紀念醫院2020年1月~2020年7月臨床診斷惡性腫瘤且行全腹部MRI檢查患者共132例，其中男性62例，女性70例，年齡14~87歲，平均年齡52.6歲。78例患者應用基于Tim技術的全腹部優化掃描方案進行掃描，其中男性39例，女性39例，年齡14~87歲，平均年齡51.4歲；54例患者應用傳統的全腹部分段掃描方案進行掃描，其中男性23例，女性31例，年齡41~54歲，平均年齡54.3歲。

1.2 檢查方法

采用西門子Siemens 3.0 T Skyra型超導磁共振掃描儀進行全腹部MRI增強掃描檢查。掃描前患者禁食、水4 h，更衣，檢查前訓練患者連續規律呼氣和呼氣末屏氣，呼吸頻率控制在14~18次/分。患者掃描前簽署知情同意書，必要時進行心理疏導。基于Tim技術全腹部優化掃描方案采用16通道相控陣體部線圈兩組，兩組線圈拼接履蓋于受檢者體部，上緣至雙乳頭連線，下緣至恥骨聯合下，掃描范圍為全腹部（含盆腔）。增強掃描通過磁共振雙筒高壓注射器（Medrad）經肘靜脈注射對比劑（Gd?DTPA，先靈公司，德國），濃度0.5 mmol/mL，總量30 mL，注射速度2.5 mL/s。掃描序列包括T2WI?Haste冠狀位、T2WI?Haste矢狀位、T2WI橫斷位、T1WI?Vibe?Dixon冠狀位、T1WI?Vibe?Dixon橫斷位及DWI橫斷位。所有序列均設計為兩段自動移床掃描，T1WI?Vibe?Dixon為呼吸抑制掃描，T2WI及DWI橫斷位為呼吸導航采集。序列掃描完成后自動生成無縫拼接圖像。另補充掃描盆腔T2WI矢狀位和T1WI增強矢狀位圖像。DWI重建冠狀位及矢狀位圖像。傳統掃描方案包括中上腹部和盆腔兩部分，中上腹部掃描序列有T1WI?Vibe?Dixon冠狀位、T2WI?Haste冠狀位、T1WI?Vibe?Dixon橫斷位、T2WI橫斷位和DWI橫斷位。盆腔掃描序列有T2WI橫軸位、T1WI?Vibe?Dixon橫斷位、T1WI?TSE?冠狀位、T2WI?TSE?Dixon矢狀位、T1WI增強矢狀位和DWI橫斷位。基于Tim技術的優化掃描方案和傳統分段掃描方案具體參數詳見表1。

表1 傳統分段掃描方案和優化掃描方案各序列和參數

1.3 圖像后處理及分析

基于Tim技術的優化掃描方案獲得的圖像采用Composing軟件分別自動生成全腹部（含盆腔）T1WI序列和T2WI序列圖像。對局部病變可進一步行軸位或任意角度的T1WI、T2WI和增強掃描等不同常規序列成像。記錄每位患者檢查的時間并從空間分辨率、均勻度和對比度三個成像評價參數整體評價基于Tim技術的優化掃描方案和傳統分段掃描方案獲得的各個序列圖像質量。空間分辨率評判標準是解剖細節的顯示，以能清晰顯示肝臟微細結構為達標；均勻度評判標準是圖像整體信號、壓脂信號和各組織信號的顯示，以每個序列信號均勻為達標；對比度評判標準是圖像中相鄰區域信號強度差別，病變與正常組織的顯示，對比明顯即為達標。所有采集圖像分別由兩名經驗豐富的放射科高年資（參與磁共振診斷工作10年以上）醫師進行閱片并評估圖像質量。評判三個成像參數指標：＞2/3的序列達到標準則記為優秀（3分），＞1/3但≤2/3記為良好（2分），≤1/3記為差（1分）。

1.4 統計學方法

采用R語言軟件進行統計學分析，連續變量用Shaprio?Wilk進行正態分布檢驗，符合正態分布的計量資料采用（±s）表示，不符合正態分布的計量資料采用中位數（上、下四分位數）［M（Q1，Q3）］表示。計數資料用頻率表示，采用Kruskal?Wallis非參數檢驗分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床資料

132例惡性腫瘤的患者中，男性62例，女性70例，年齡14~87歲，其中消化道惡性腫瘤30例，生殖系統惡性腫瘤27例，乳腺惡性腫瘤和泌尿系惡性腫瘤各19例，肝臟惡性腫瘤18例，胰腺惡性腫瘤12例，腹膜惡性腫瘤7例。采用基于Tim技術全腹部優化掃描方案掃描的患者78例，男性39例，女性39例，年齡14~87歲，其中消化道惡性腫瘤19例，生殖系統惡性腫瘤13例，肝臟惡性腫瘤11例，乳腺惡性腫瘤、泌尿系惡性腫瘤和胰腺惡性腫瘤各10例，腹膜惡性腫瘤5例。采用傳統分段掃描方案的患者54例，男性23例，女性31例，年齡41~54歲，其中生殖系統惡性腫瘤14例，消化道惡性腫瘤11例，乳腺惡性腫瘤和泌尿系惡性腫瘤各9例，肝臟惡性腫瘤7例，胰腺惡性腫瘤和腹膜惡性腫瘤各2例。基于Tim技術全腹部優化掃描方案組和傳統全腹部分段掃描方案組的患者年齡差異無統計學意義（P＞0.05）（表2）。

2.2 掃描時間分析

采用基于Tim技術的全腹部優化掃描方案掃描時間最短為29 min，最長為60 min，平均約（37.9±6.0）min；采用傳統分段全腹部掃描方案掃描時間最短為41 min，最長為54 min，平均約為（47.2±3.3）min。基于Tim技術的全腹部優化掃描方案檢查時間較傳統分段掃描方案的檢查時間明顯縮短，檢查時間差異具有統計學意義（P=0.002）（表2）。

表2 傳統分段掃描方案和優化掃描方案臨床特征及掃描時間比較

2.3 圖像質量評分結果

應用Tim技術全腹部優化掃描方案掃描的78例患者中，76例患者的圖像評為優秀（圖1），2例患者的圖像評為良好，圖像質量優秀率為97.4%。應用傳統全腹部分段掃描方案掃描的54例患者，52例患者的圖像評為優秀，2例患者的圖像評為良好，圖像質量優秀率為96.2%。兩種掃描方案獲得的全腹部圖像在圖像質量總體評分上的差異沒有統計學意義（P＞0.05）。

圖1 腹腔惡性間質瘤患者應用Tim技術掃描獲得的圖像A：T1WI壓脂冠狀位平掃圖像；B：T2WI矢狀位平掃圖像；C：T1WI壓脂冠狀位增強掃描圖像

3 討 論

3.1 Tim技術、自動移床和無縫連接技術及優勢

Tim技術是于2003年在RSNA北美放射學會上推出來的新的革命性的磁共振技術。該技術采用多通道（32個獨立接收通道）和多個線圈單元組合（76個線圈單元，分為頭、頸、脊柱、體等）［9］，是一種全新的線圈矩陣概念，主要應用在全脊柱成像、血管成像及全身擴散加權成像中［10，11］。自動移床是依據每個序列的編碼設定，按程序自動控制掃描床的進出，不僅消除了人工移床時可能產生的錯位，還可以在不必移動患者的情況下減少操作，減輕患者負擔并進一步縮短掃描時間。無縫連接是圖像在后處理過程中，使用Compose成像拼接軟件，無需手工操作將分段掃描圖像進行自動拼接獲得連續、完整的全景圖像。Tim技術的優勢是通過結合無限并行采集技術，優化采集速度，提高圖像成像質量，可支持多個獨立的矩陣線圈同時進行掃描，各個線圈之間可通過自由組合、無縫隙連接構成一個180 cm超大的FOV全景成像矩陣，涵蓋全身所有部位。

3.2 全腹部傳統分段掃描方案和優化掃描方案的比較

全腹部傳統的磁共振分段掃描方案包含中上腹部掃描和盆腔掃描兩部分，掃描順序依次是中上腹部平掃→盆腔平掃→盆腔增強掃描→中上腹部增強掃描或盆腔平掃→中上腹部平掃→中上腹部增強掃描→盆腔增強掃描。無論采用何種掃描順序，整個檢查過程中醫生都需要更換2次線圈并對患者進行三次定位并掃描，不僅檢查流程繁瑣，還因此加重了患者尤其是行動不方便的患者的負擔，從而大大延長了檢查的時間。檢查時間的延長增加了患者后續檢查無法配合的幾率，圖像質量不能得到保證從而影響腹部臟器疾病的診斷。基于Tim技術的全腹部優化掃描方案，檢查醫生只需要對患者進行一次定位后將Matrix線圈組成一個成像矩陣后進行掃描即可，不僅簡化了檢查流程，還縮短了檢查時間。本研究發現，采用傳統的全腹部分段掃描方案檢查時間平均為（47.2±3.3）min，而采用基于Tim技術的優化掃描方案的檢查時間平均為（37.9±6.0）min，檢查時間縮短了近10 min。另外，Tim技術的線圈在三個方向上均有多個線圈單元平行排列，極大的提高了圖像的信噪比，從而保證了真正意義上的高分辨率成像，再經過Composing軟件的自動拼接可以獲得連續、完整的全腹部臟器及結構的解剖圖像，優化的全腹部檢查序列更有利于診斷醫生快速的選擇相應的序列，從而做出系統、全面的診斷。

3.3 Tim技術在惡性腫瘤患者全腹部磁共振掃描中的價值

2017年至2019年在我院行全腹部磁共振檢查人數分別為621例、885例及1018例，其中有惡性腫瘤病史的患者占比分別為71%、83%及89%，惡性腫瘤患者行全腹部磁共振檢查的占比逐年增高。磁共振檢查因具有極高的軟組織分辨率，可多參數、多序列、多方位成像，且無鄰近骨組織偽影干擾，無電離輻射，等優勢，已成為篩查、診斷和評估腹部各種腫瘤及腹腔、腹膜后、盆腔淋巴結情況的主要檢查方法。西門子3.0T磁共振成像儀（Siements Skyra 3.0 T）擁有70 cm超大孔徑磁體空間，不僅增加病人舒適感，也能滿足超大體型患者的腹部檢查，搭配的全景成像矩陣技術（Tim）、自動拼接掃描技術、無縫連接技以及Dixon脂肪抑制技術，能快速一體化解決全腹大范圍掃描，得到優良的圖像質量。本研究表明，78例采用基于Tim技術的全腹部優化掃描方案不僅明顯縮短了患者的檢查時間，而且獲取的圖像可以對腹部各臟器進行全面、連續的影像觀察，直觀的顯示病灶的范圍及周圍組織的侵犯情況，對腹部巨大占位病變、多發性病變以及轉移病灶具有更好的顯示，提高了定位診斷的準確性，為臨床診斷提供了重要的影像資料和參考價值，有利于手術及治療方案的制定。因此基于TIM技術的全腹部MRI優化掃描方案在腫瘤患者全腹部MR檢查中的應用具有極高的臨床價值。

本研究中存在以下幾點的不足，如沒有按腫瘤類型對兩種掃描方案進行分類對比，也沒有考慮到患者身體因素（如身高等）和配合程度的因素對本研究的影響。對此還需要進一步研究。總之，基于Tim技術的全腹部優化掃描方案可全面、直觀清晰的顯示腹、盆腔內臟器結構，簡潔一體化的圖像大大優化了檢查流程，縮短了掃描時間，更適用于腹腔內巨大病變及多發病變術前和術后的評估。