并行采集技術在乳腺MR動態增強的臨床應用

肖瑩許鏵文徐婧婧李仰康*

（1.汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院放射科，廣東 汕頭，515041；2.汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院醫療質量管理科，廣東 汕頭，515041）

乳腺疾病多種多樣，包括乳腺炎、乳腺囊腫、乳腺增生、乳腺良惡性腫瘤等，其中乳腺惡性腫瘤危害最大。女性乳腺癌在全球最常見的惡性腫瘤中高居榜首。除常規的體格檢查和血液學檢查外，醫學影像診斷學也在早發現、早診斷中扮演重要的角色，幫助提高良好預后率[1]。乳腺癌腫瘤血管主要分布在病灶邊緣，在分布和形態上具有一定的特點。臨床針對乳腺的影像學檢查方法包括B 超、乳腺鉬靶X 線、CT 及MRI。乳腺MRI 動態增強掃描近年來應用廣泛，但由于其多期掃描，掃描時間長，常因患者無法耐受而出現運動偽影，影響乳腺MR 圖像質量[2]。并行采集技術與常規采集技術相比，能極大地縮短圖像采集時間，大幅度提高磁共振圖像的分辨率[3]。本研究旨在對乳腺磁共振動態增強序列的技術特點進行探討，并對序列參數提出進一步優化，以期提高乳腺MR 的成像質量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性選取2020 年1 月～2020 年12 月在汕頭大學附屬腫瘤醫院行乳腺動態增強MRI 檢查的女性患者共70 例，所有患者均使用并行采集技術的動態增強掃描和不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查。患者年齡33～78 歲，平均年齡（52.24±9.38）歲；腫瘤直徑＜2 cm 22 例，腫瘤直徑≥2 cm 48 例。所有患者均已簽署知情同意書，本研究經汕頭大學附屬腫瘤醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準

納入標準：①患者治療前未接受過放化療；②符合乳腺癌診斷標準[4]，經過病理活檢確診。

排除標準：①哺乳期及妊娠期患者；②合并其他惡性腫瘤、臟器疾病、感染性疾病等患者；③具有其他手術禁忌證的患者；④語言溝通有障礙或嚴重精神疾病者；⑤高凝狀態及有出血傾向者。

1.3 儀器及掃描技術

采用美國GE 公司生產的3.0T 超導磁共振掃描儀Discovery MR 750，掃描配備8 通道乳腺專用相控陣表面線圈。掃描范圍包含雙側乳腺及腋窩區。掃描前囑患者俯臥，雙手前伸放置，胸壁、腹部貼合線圈，雙乳自然懸垂于表面線圈內。患者檢查前手臂建立高壓注射器靜脈通道，增強對比劑采用釓噴酸葡胺，視患者血管情況速率為2.5～3.0 mL/s，劑量為0.1～0.2 mL/kg。對于絕經前患者，盡量安排在月經來潮后7～10 d 檢查。

動態增強掃描：采用三維容積內插快速擾相梯度回波序列（VIBRANT）+T1WI 壓脂軸位掃描，先掃蒙片（注入對比劑前），注藥后立即連續采集5 期圖像，每期掃描時間約1 min，5 期圖像采集完畢后延遲1 min，掃描第6 期圖像；最后掃描矢狀位。橫軸位參數：層厚1.4 mm，TR/TE：4.0 ms/1.1 ms，視野360 mm。矢狀位參數：層厚1.6 mm，TR/TE：4.9 ms/1.2 ms，視野240 mm。

1.4 圖像觀察與分析

測量兩種檢查方法掃描時間、圖像的空間分辨力、信噪比和對比度并取平均值。空間分辨力為圖像的掃描視野除以掃描矩陣乘以層厚。信噪比的信號強度通過對增強后的乳腺圖像進行測量獲得，噪聲是對大片感興趣的背景信號進行測量獲得的。根據美國ACR組織提出的ACR 單幅圖像測量法[5]，選擇增強后第1 期強化圖像，分別在左右兩側乳腺隨機選擇腺體組織一個位置作為測量點，每例患者乳腺動態增強分別得到2 個測量結果取平均值，噪聲則是測量背景區域四個角落感興趣區域（ROI）的標準偏差，然后取平均得到噪聲均值。選取時應避開偽影區和明顯不規則標準差的角落。測量的ROI 范圍約為100 mm2。信噪比（SNR）是圖像內信號強度除以空氣噪聲標準差得到的結果。圖像中乳腺腺體組織的信號強度用 S 表示，背景信號標準差用SD 表示，則 SNR=0.66×S/SD，其中0.66 是修正因子，但在快速成像序列及應用相控陣線圈時會失效。而對比度（contrast）是指相鄰兩個區域之間信號強度的相對差異，其計算公式為：C=|S1-S2 |/|S1+S2 |；其中，C 為對比度，S1 及S2 分別選取乳腺腺體和脂肪信號的平均值。

特異度（TNR）=真陰性例數/（真陰性+假陽性）例數×100%，敏感度（TPR）=真陽性例數/（真陽性+假陰性）例數×100%，精確度（PPV）=真陽性例數/（真陽性+假陽性）例數×100%，負預測性（NPV）=真陰性例數/（真陰性+假陰性）例數×100%。

1.5 病理分析

70 例經穿刺活檢或接受手術切除后，由兩位高年資病理主任醫師獨立分析，所有標本均通過免疫組化染色。以病理學診斷為金標準。

1.6 統計學分析

運用SPSS 20.0 軟件進行統計學分析，兩種檢查方法信噪比與對比度均值比較采用Pearson 分析法。兩種檢查方法掃描時間用（）表示，采用t檢驗；應用四格表Fisher 精確校驗法分別計算出兩種檢查方法圖像診斷的敏感度、特異度、精確度和負預測值，并使用kappa 一致性分析，Kappa 值＜0，認為一致性差，Kappa 值0～0.2，認為一致性極弱；Kappa 值0.21～0.40，認為一致性弱；Kappa 值0.41～0.60，認為兩者具有中度一致性；若Kappa 值0.61～0.80，認為具有強一致性；若Kappa 值＞0.80，認為具有極強的一致性。

2 結果

2.1 使用和不使用并行采集技術的掃描時間比較

本研究患者使用并行采集技術的動態增強掃描檢查所需掃描時間6.16～8.38 min，平均掃描時間（7.50±1.12）min。而不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查所需掃描時間11.50～3.77 min，平均掃描時間（12.63±1.26）min。使用并行采集技術的動態增強掃描檢查掃描時間較不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查明顯縮短，兩組比較差異有統計學意義（t=18.003，P＜0.05）。

2.2 使用和不使用并行采集技術的圖像質量比較

本研究中兩種檢查方法掃描時選擇的掃描視野和掃描矩陣相同，成像厚度也相同，故兩種檢查方法的圖像空間分辨力相同。使用并行采集技術的動態增強掃描檢查圖像信噪比為21.72～37.71，平均信噪比為28.37；不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查圖像信噪比為28.47～33.26，平均信噪比為29.45。使用并行采集技術的動態增強掃描檢查圖像的對比度為0.63～0.75，平均對比度為0.72；不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查對比度為0.65～0.82，平均對比度為0.75。兩種檢查方法圖像的平均信噪比和對比度比較見表1 和圖1。兩種檢查方法圖像的信噪比均值比較采用Pearson分析法，統計結果為P=0.113；兩種檢查方法圖像的對比度均值比較采用Pearson 分析法，統計結果為P=0.792；可見兩種檢查方法圖像的信噪比、對比度比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

圖1 圖A：女性，55 歲，不使用并行采集技術，掃描時長11 分47 秒，信噪比27.33，對比度0.74；圖B：女性，55 歲，使用并行采集技術，掃描時長6 分03 秒，信噪比28.12，對比度0.77。

表1 兩種檢查方法動態增強圖像信噪比和對比度比較

2.3 使用和不使用并行采集技術對診斷效能的影響

采集70 例患者，以病理學診斷為金標準。使用并行采集技術的動態增強掃描檢查MRI 診斷的TPR 為100%，TNR 為95.2%，PPV 為93.3%，NPV 為100%，Kappa 值 為0.941。見表2。不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查MRI 診斷的TPR 為100%，TNR 為90.0%，PPV 為88.24%，NPV 為100%，Kappa 值為0.885。見表3。兩種檢查方法動態增強MRI 對病灶診斷的TPR、TNR、PPV、NPV 和Kappa 值比較，差別無統計學意義(P＞0.05）。

表2 使用并行采集技術的動態增強掃描檢查MRI 診斷與病理學診斷對照

表3 不使用并行采集技術的動態增強掃描檢查MRI 診斷與病理學診斷對照

3 討論

磁共振成像的整個流程包含射頻激發、接收人體信號和通過運算進行圖像處理。各種軟硬件的發展是為了在縮短檢查時間的前提下，提高圖像質量，滿足臨床需要和科研需求。以前探究的方向是能否增加梯度場切換率和磁場強度，但由于梯度場場強的切換過快會刺激神經肌肉反應，造成受檢部位軟組織的生物電刺激反應[6]。因而提升梯度場切換率和場強的方法遭受阻礙。提高磁共振掃描速度的前提是圖像質量不能受到太大的影響，不能影響診斷。實際臨床操作中，可通過適當調控參數縮短掃描時間，例如使用并行采集技術，不僅可以縮短掃描時間，而且信噪比損失較小，且不降低空間分辨力，更不影響圖像對比，所以此方法被廣泛應用于磁共振序列掃描中[7-8]。并行采集技術是近年來各大生產企業普遍應用于磁共振成像的快速采集技術，此技術的優勢是可以縮短采集時間，縮短屏氣時間，獲得高空間分辨力和高時間分辨力，從而減少圖像模糊和幾何變形，減少運動偽影[9]。對于超高場（3.0T 及以上）并行采集技術不僅僅縮短掃描時間，還能減少射頻脈沖數量，從而減少病人接收的射頻能量，解決了因比吸收率值限制帶來的掃描停頓的問題[10]。此技術結合大范圍覆蓋線圈，可一次性快速完成諸如全身MRA 和全脊柱成像等[11]。并行采集技術結合其他快速序列，可高效率完成一些需要屏氣的體部和心血管檢查，成為提高采集速度的突破口[12]。

應用并行采集技術時，要注意以下三點：①在相控陣線圈排列的方向上選擇相位編碼方向，避免產生卷褶偽影。②掃描部位與脈沖序列掃描線圈的相對關系應保持與校準掃描一致。受檢組織若與校準掃描后線圈的相對位置發生位移，則掃描結束后，應用線圈的靈敏度會導致去卷褶計算發生偏差，無法很好地去除卷褶偽影，因此，校準掃描后線圈和受檢部位不應發生位移[13-15]；③理論上加速因子的最大值可到達相控陣線圈的子線圈數目及其相應的采集通道數，但加速因子越大，圖像信噪比越低，產生卷褶偽影的可能性越大[16]。因此，有必要依照實際情況選取合適的加速因子進行并行采集技術（GE 界面調整參數時在imaging option 中選取ASSET 選項，并在CV 中設置ASSET 因子）。

乳腺成像的診斷要求達到足夠的空間分辨率并保證掃描時間，在時間不變的情況下，2D 及3D 成像可提高成像層面內的分辨率及成像范圍[17]。磁共振乳腺動態增強序列現已成為常規序列，其對微小病變特別是針對乳腺鉬靶和B 超容易漏診的病變有較高敏感性，而動態增強的特性也可大力提升乳腺病變的特異性判斷[18]。并行采集技術尤其適用于3D 動態成像，可擴大兩側乳腺增強動態掃描范圍，而時間并未增加，對雙側乳腺有較高的空間分辨力，并可憑借增強曲線來判斷結節的良惡性[19-20]。

綜上所述，并行采集技術對圖像質量并不產生負面影響，是否使用并行采集技術對病灶診斷的敏感性、特異性和準確性無顯著差異，但采用并行采集技術時，掃描總時長縮短近一半，由此可見，并行采集技術在乳腺動態增強掃描中具有重要的應用價值，在顯著縮短掃描時間的前提下并不影響其診斷效能。