小視野與常規視野擴散加權成像在宮頸癌診斷中的對比研究

何雅坤,易思琪,王俊,林禮波,彭育標,王閩,周鵬,任靜

宮頸癌是臨床常見的一種惡性腫瘤,其發病率相對較高,且近年來有關疾病的發病率呈逐年上升趨勢,因此早期篩查診斷并進行后續治療,對抑制疾病發展、避免擴散、提高患者生活質量至關重要[1]。在宮頸癌篩查診斷的過程中,MRI相對較為常用,尤其是擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)可以更好地觀察活體組織的水分子擴散運動,分辨、鑒別正常組織與癌變組織,以此輔助臨床診斷[2]。憑借這樣的優勢,其自身得到了較為廣泛的應用,臨床應用效果較好,但DWI常規使用的是單次激發平面回波 ,很容易受到呼吸等方面的影響;相比之下,小視野擴散加權成像(reduced field of view diffusion weighted imaging,r-FOV DWI)則改善了此問題,優勢較為明顯。r-FOV DWI具體應用的過程中,可以有效激發小范圍的感興趣區,操作的過程中可以有效去除偽影,通過這樣的方法提高辨識度,有效提升診斷的準確性和有效性,帶來更加積極的影響,輔助診斷活動的順利進行,且近年來有研究表明r-FOV DWI在宮頸鱗癌術前診斷方面作用越來越大,與病理分級呈正相關[3-4]。本研究通過對宮頸癌患者臨床不同檢查方法的結果進行對比,旨在對比分析磁共振常規視野擴散加權成像(full field of view diffusion weighted imaging,f-FOV DWI)與r-FOV DWI在宮頸癌診斷中的應用價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集本院2021年3月至2022年2月明確診斷為宮頸癌的患者,抽取病理活檢、磁共振檢查均為宮頸癌陽性的患者140例。回顧性分析患者的r-FOV DWI與f-FOV DWI檢查結果。140例患者年齡為29～64歲,平均(48.7±5.6)歲。病理類型包括了宮頸鱗狀細胞癌和宮頸腺癌兩種,其中鱗狀細胞癌120例(85.7%),腺癌20例(14.3%)。根據國際婦產科聯合會(FIGO)腫瘤分期分別為Ⅰ期38例(27.1%),Ⅱ期43例(30.7%),Ⅲ期33例(23.6%),Ⅳ期26例(18.6%)。

2.檢查方法

所有患者的MRI檢查均采用聯影uMR780 3.0T磁共振掃描儀。患者取仰臥位,頭先進,應用體部線圈進行整個盆腔成像。常規進行T1WI、T2WI、r-FOV DWI與f-FOV DWI宮頸斜軸面掃描。掃描以病灶為中心,包全病灶及周邊組織。按照設定的固定序列包進行掃描,保證掃描參數的一致性。f-FOV DWI掃描參數:TR 2033 ms,TE 89.6 ms,視野35 cm×35 cm,矩陣208×208,層厚3 mm,層間距0.6 mm,層數24,b值取0、800 s/mm2,激勵次數分別為2和6。r-FOV DWI掃描參數:TR 2033 ms,TE 89.6 ms,視野16 cm×16 cm,矩陣96×96,層厚3 mm,層間距0.6 mm,層數24,b值取0、800 s/mm2,激勵次數分別為2和6,其余與前者一致。具體操作過程中,每個擴散序列掃描3 min,確保成像清晰。

3.評價指標

主觀評價:由2位影像學主治醫師進行分別閱片,具體評價標準包括解剖細節顯示、磁敏感偽影、幾何變形和診斷信心四個方面,評分為1～4分,分數越高表示成像效果越好。具體評分標準[5]見表1。客觀評價:同樣選取2位影像學主治醫師及以上職稱的科室工作人員,對已經隱去患者資料之后的圖像進行閱片,并對兩種序列b值=800 s/mm2的相關圖像進行所需值測量,主要測量宮頸病灶區、臀大肌的信號強度,并在盆腔外宮頸位置相同的編碼方向選取標準偏差值,其中宮頸病灶區ROI大小為0.28～1.02 cm2,臀大肌ROI則為0.34～1.06 cm2,標準偏差值則為0.97～1.14 cm2[6]。具體測量的過程中避開壞死、出血和囊變的區域選取3個ROI,然后取其均值,并計算信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、對比噪聲比(contrast-to-noise ratio,CNR),計算公式如下:

表1 主觀評價評分標準

(1)

(2)

表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)值測量:ADC值=Ln(SI/S0)/(b0-b1),其中SI為b值=800 s/mm2時的信號強度,S0為b值=0 s/mm2時的信號強度,選取宮頸病灶處,避開壞死、出血和囊變的區域勾畫3個ROI,取其平均值,并計算ADC值。

4.統計學分析

結 果

1.圖像總體對比分析

圖像總體對比方面,r-FOV DWI圖像要比f-FOV DWI圖像更清晰(圖1),變形更少,真實反映了組織結構情況,空間分辨率更高,相比之下f-FOV DWI經常顯示半月形高信號偽影,干擾疾病診斷(圖1c、d),而r-FOV DWI對偽影抑制的效果更好一些(圖1e、f)。

圖1 宮頸癌患者,女,45歲。a)快速自旋回波T2WI矢狀面圖像示宮頸軟組織腫塊,信號稍高(箭);b) T2WI橫軸面圖像示宮頸軟組織腫塊,信號稍高(箭);c)常規視野 DWI圖像示半月型高信號偽影(箭);d)常規視野ADC圖示半月型高信號偽影(箭);e)小視野DWI圖上偽影抑制效果更好(箭);f)小視野ADC圖上偽影抑制效果更好(箭)。

2.r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像的主觀評價一致性分析

主觀評價一致性分析結果顯示,在解剖細節顯示、總體診斷信心方面,r-FOV DWI檢查結果的ICC值更高,在主觀評價一致性方面更好(表2)。

表2 2組的主觀評價一致性分析結果

3.r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像的客觀評價一致性分析

客觀評價一致性分析結果顯示,r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像測量數據的一致性ICC值均大于0.7,表明其客觀一致性較好,同時相較而言r-FOV DWI檢查結果更好一些(表3)。

表3 2組的客觀評價一致性分析結果

4.r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像的主觀、客觀評價比較

比較r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像的主觀評分,結果顯示在解剖細節顯示、磁敏感偽影、幾何變形和總體診斷信心等4個方面,r-FOV DWI的評分均高于f-FOV DWI,差異均有統計學意義(P<0.05)。在客觀評價方面,r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像的SNR值、CNR值差異均無統計學意義(P>0.05,表4)。

表4 兩種檢查方法的主觀評分、客觀評價結果比較

5.r-FOV DWI與f-FOV DWI圖像的病理分型、臨床分期的ADC值對比

對兩種檢查在不同病理分型,臨床分期測得的ADC值進行對比,結果顯示r-FOV DWI與f-FOV DWI在不同宮頸癌的病理分型、臨床分期之間除Ⅲ期外的ADC值差異均有統計學意義(P<0.05,表5)。

表5 2組在不同病理分型、臨床分期宮頸癌中的ADC值比較 (×10-3mm2/s)

討 論

DWI是MRI檢查過程中最為常用的序列之一,其在宮頸癌患者篩查、診斷過程中的優勢十分明顯,但是由于其常規成像方法鎖定視野較為寬廣,容易產生偽影,還需要進一步采取合適的技術消除此影響[7]。f-FOV DWI的視野相對較大,生理性的腸蠕動、呼吸交替、腸腔內氣體、骨骼和周圍肌肉、組織交界等,都可能會引起圖像的變形,導致偽影的出現。這樣一來,本就寬廣的視野在具體進行觀察的過程中難度更大,帶來的影響也相對較為不利,直接干擾了最終的診斷效果。因此,其診斷難度明顯加大,成像和操作的準確性也隨之受到了不同程度影響,帶來的干擾較大,如何有效進行診斷成為了現階段疾病篩查過程中的重點和難點。相比之下,r-FOV DWI則具備著一定的技術應用優勢,選用全新射頻進行激勵,并進行2D選擇性的激勵,可以進一步對感興趣區進行一定激發,以上操作可進一步減少除了視野外信號的干擾。相比之下,r-FOV DWI的掃描位置相對較小,射頻頻率編碼較短,成功降低了連續梯度磁場切換等方面的不利影響,也減少了宮頸及其周圍氣液交界處的磁場不均勻產生偽影的不利影響。

相較而言,r-FOV DWI可以消除各種干擾,減輕圖像變形、偽影對最終圖像的影響,產生更積極的作用。本研究通過醫師閱片診斷的主觀評分對比可以發現,采取r-FOV DWI序列的最終效果更好,診斷信心明顯更優,偽影相對較少,改善、抑制了磁敏感偽影等問題,避免出現失真、變形,病變位置的顯示更清晰。相關研究顯示,在膽囊、腎臟、乳腺、直腸等位置的各種良惡性病變MRI檢查中,r-FOV DWI也可以取得更加滿意的診斷效果,帶來更加積極的影響,有助于診斷活動的順利開展和進行[8-11]。

本研究結果顯示,r-FOV DWI與f-FOV DWI兩種序列測得的SNR、CNR值差異無統計學意義,產生這樣的結果可能與圖像信噪比影響因素有關,其體素大小、采集平均數、重復時間、回波時間都會對參數產生明顯影響。一般而言,FOV大小與圖像SNR呈正相關,即當FOV減小,則SNR降低;因此,增大體素之后,就可以增大SNR,但圖像細節會明顯減少,故而操作過程中一般來說不以增加SNR、CNR為目的,主要是看最終的診斷準確率,其成像質量是由SNR、CNR和以圖像分辨率為主的幾何參數共同決定的,兩者呈現著一定的關聯性,彼此相輔相成,而且信噪比相對較低,幾何參數相對較高,也可以得出滿意的圖像質量,不受其影響[12-14]。

ADC值在宮頸癌診斷過程中可一定程度上量化組織病理類型及臨床分期[15-18],本研究結果顯示,r-FOV DWI與f-FOV DWI在不同宮頸癌病理分型、臨床分期之間除Ⅲ期外的ADC值差異均有統計學意義,且r-FOV DWI測得的ADC值較f-FOV DWI更小,這可能是因為r-FOV DWI受磁化率偽影干擾小,圖像幾何變形更小,使其測得的ADC值更準確。也有學者認為r-FOV DWI減少了腫瘤病變與周圍正常組織之間的容積效應,使得其測量的ADC值更低、更準確[19]。由于該研究的樣本量較少,還需要擴大樣本量進行針對性研究,才可以更好地確定最終結果,為臨床疾病診斷方法的具體應用提供一定的方法學支持。

綜上所述,在宮頸癌的診斷中,r-FOV DWI更具優勢,圖像更清晰,診斷結果更準確,可以更好地輔助臨床診斷,為后續治療方案的制定提供一定參考依據。