常規(guī)三維容積內(nèi)插屏氣檢查序列與自由呼吸StarVIBE序列T1WI肝臟圖像質(zhì)量對比

李武超，王 頔，鄭念華，劉遠成，田 沖，翟茂雄，王少彧，王榮品*(.貴州省人民醫(yī)院放射科，貴州 貴陽 55000；.西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司磁共振事業(yè)部，上海 038)

常規(guī)三維容積內(nèi)插屏氣檢查(volumetric interpolated breath-hold examination, VIBE)已廣泛應用于肝臟T1W平掃及多期增強掃描[1]，具有成像時間短、信噪比及空間分辨力高等優(yōu)點，但缺點是運動敏感度較高，易導致偽影，影響圖像質(zhì)量。肝臟緊貼膈肌之下，自由呼吸情況下可上下移動約5.5 cm，即使平靜呼吸，肝臟病變也可在三維平面上產(chǎn)生位移[2]；采用常規(guī)VIBE序列，患者需屏氣15～20 s方可獲得高質(zhì)量肝臟T1WI，而7%患者無法耐受15 s屏氣，特別是兒童、老年及危重患者，從而影響圖像質(zhì)量[3]。StarVIBE是三維梯度回波序列，可有效降低運動位移敏感度，減少運動偽影[4]，支持在自由呼吸狀態(tài)下掃描。本研究對比StarVIBE序列與常規(guī)VIBE序列的圖像質(zhì)量，探討StarVIBE序列自由呼吸掃描對于肝臟T1WI的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年3—6月48例因超聲提示肝臟病變而于我院接受MR檢查患者，男32例，女16例，年齡34～87歲，平均(63.8±12.7)歲；肝臟病變經(jīng)隨訪、穿刺或手術(shù)病理證實。根據(jù)患者能否配合屏氣16 s分為2組：無法屏氣組24例，男17例，女7例，年齡52～87歲，平均(68.9±10.2)歲，其中肝癌10例，肝臟轉(zhuǎn)移瘤6例，膽管細胞癌5例，肝膿腫2例，肝臟血管瘤1例；配合屏氣組24例，男15例，女9例，年齡34～79歲，平均(58.7±12.6)歲，其中肝癌9例，肝臟轉(zhuǎn)移瘤5例，膽管細胞癌2例，肝臟血管瘤4例，肝囊腫4例。排除標準：MR檢查禁忌證。本實驗為前瞻性研究，經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Magnetom Aera 1.5T MR掃描儀，腹部18通道表面相控陣線圈。檢查前患者禁食4 h。囑患者仰臥，頭先進，雙臂自然放于體側(cè)。掃描序列及參數(shù)：軸位T1W StarVIBE，自由呼吸，放射狀填充方式，TR 3.72 ms，TE 1.79 ms，翻轉(zhuǎn)角12°，矩陣320×320，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm，層厚 3 mm，層間距0，層數(shù)72，激勵次數(shù)1，徑向輻條651，采集時間123 s，由于StarVIBE掃描時長達123 s，故選擇延遲期采集增強圖像。常規(guī)VIBE序列：屏氣掃描，笛卡爾填充方式，TR 4.57 ms，TE 2.19 ms，翻轉(zhuǎn)角10°，矩陣320×320，F(xiàn)OV 38 cm×38 cm，層厚 3 mm，層間距0，層數(shù)72，激勵次數(shù)1，采集時間16 s。對比劑采用Gd-DTPA，劑量0.2 mmol/kg體質(zhì)量，流率2.0 ml/s，隨后以相同流率注射20 ml生理鹽水。

1.3 主觀評分 由2名具有5年以上腹部MRI診斷經(jīng)驗的醫(yī)師采用盲法評價所有圖像。以文獻[5]中“5分法”對肝臟邊緣銳利度、肝臟血管清晰度、病變清晰度、偽影、脂肪抑制效果及圖像總體質(zhì)量進行評價；1分最低，5分最高，≥3分表示滿足診斷要求。取2名醫(yī)師評分的均值為主觀評分結(jié)果。

1.4 定量評估 由另外2名5年以上腹部MRI診斷經(jīng)驗的醫(yī)師采用盲法獨立完成，在Siemens Syngo 后處理工作站分別測量病灶及肝實質(zhì)區(qū)域信號強度，測量3次，取均值。同一患者不同圖像ROI均放置于相同區(qū)域：ROI 1盡量包括病灶最大面積，避開病灶出血、壞死及脂肪區(qū)域；ROI 2放置于正常肝實質(zhì)，避開膽管及血管。計算平掃信號強度變異系數(shù)(coefficient of variation, CV)及增強后病灶肝臟信號比(lesion-to-liver signal intensity ratios, LLR)：CV=SDROI 1/MeanROI 1，LLR=|(SIROI 1-SIROI 2)|/(SIROI 1+SIROI 2)×100；SDROI 1為病灶信號強度標準差，MeanROI 1為病灶信號強度平均值，SIROI 1為病灶信號強度，SIROI 2為肝臟信號強度。取2名醫(yī)師測量的均值為定量評估結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示，采用配對Wilcoxon秩和檢驗比較組內(nèi)2序列間圖像質(zhì)量差異，以配對樣本t檢驗比較組內(nèi)2序列間CV和LLR；以Wilcoxon秩和檢驗比較2組間StarVIBE序列圖像質(zhì)量評分的差異；以獨立樣本t檢驗比較2 Star VIBE序列圖像的CV和LLR。采用Kappa檢驗及組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra class correlation coefficient， ICC)評價觀察者間主觀評分和定量評估的一致性，Kappa/ICC值>0.75為一致性好，0.40≤Kappa/ICC值≤0.75為一致性較好，Kappa/ICC值<0.40為一致性差。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 組內(nèi)圖像質(zhì)量比較

2.1.1 主觀評分 無法屏氣組StarVIBE序列圖像質(zhì)量各項主觀評分均高于常規(guī)VIBE序列(P均<0.05，表1、圖1)。配合屏氣組StarVIBE序列圖像病灶清晰度(平掃)、偽影及脂肪抑制效果評分低于常規(guī)VIBE序列(P均<0.05)，而2序列間肝臟邊緣銳利度、肝臟血管清晰度、病灶清晰度(增強)及圖像總體質(zhì)量評分差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05，表2、圖2)。

2.1.2 定量評估 無法屏氣組2序列間CV、LLR差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，而配合屏氣組2序列間CV、LLR差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05，表3)。

2.2 組間圖像質(zhì)量比較 2組間StarVIBE序列肝臟邊緣銳利度、肝臟血管清晰度、病變清晰度、偽影、脂肪抑制效果及圖像總體質(zhì)量差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05，表4)；2組間StarVIBE序列CV值差異無統(tǒng)計學意義(t=0.09，P=0.923)，而無法屏氣組LLR值高于配合屏氣組(t=2.24，P=0.032)。

2.3 一致性分析 2名醫(yī)師間圖像質(zhì)量主觀評分的Kappa值為0.77～0.85，定量評估的ICC值為0.87～0.92。

表1 無法屏氣組不同序列間平掃和增強掃描圖像質(zhì)量主觀評分(±s)

表1 無法屏氣組不同序列間平掃和增強掃描圖像質(zhì)量主觀評分(±s)

序列肝臟邊緣銳利度肝臟血管清晰度病灶清晰度偽影脂肪抑制效果圖像總體質(zhì)量 平掃 StarVIBE3．70±0．693．83±0．563．90±0．713．95±0．753．62±0．713．91±0．77 常規(guī)VIBE2．83±0．812．91±0．652．79±0．842．83±0．813．04±0．622．70±0．75 Z值-4．81-5．42-5．51-5．62-3．53-5．86 P值<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001 增強掃描 StarVIBE3．91±0．714．14±0．654．12±0．614．10±0．553．58±0．644．00±0．82 常規(guī)VIBE3．04±0．803．04±0．802．99±0．953．00±0．783．16±0．562．87±0．67 Z值-4．75-5．98-5．68-6．44-3．42-5．62 P值<0．001<0．001<0．001<0．0010．001<0．001

圖1 無法屏氣組，患者男，65歲，肝右葉巨大肝細胞癌并肝內(nèi)多發(fā)轉(zhuǎn)移 A.常規(guī)VIBE序列屏氣平掃，箭示呼吸運動偽影； B.StarVIBE序列自由呼吸平掃，箭示放射狀偽影； C.常規(guī)VIBE序列屏氣增強掃描； D.StarVIBE序列自由呼吸增強掃描 圖2 配合屏氣組，患者女，54歲，肝硬化，肝右葉后下段肝細胞癌 A.常規(guī)VIBE序列屏氣平掃； B.StarVIBE序列自由呼吸平掃，皮下脂肪抑制不均(箭)，病變輕度模糊(箭頭)； C.常規(guī)VIBE序列屏氣增強掃描； D.StarVIBE序列自由呼吸增強掃描

表2 配合屏氣組平掃和增強掃描不同序列間圖像質(zhì)量主觀評分(±s)

表2 配合屏氣組平掃和增強掃描不同序列間圖像質(zhì)量主觀評分(±s)

序列肝臟邊緣銳利度肝臟血管清晰度病灶清晰度偽影脂肪抑制效果圖像總體質(zhì)量 平掃 StarVIBE3．83±0．563．79±0．583．90±0．594．04±0．693．70±0．693．95±0．62 常規(guī)VIBE4．08±0．844．05±0．754．31±0．654．35±0．634．18±0．764．12±0．58 Z值-1．62-1．87-3．26-2．35-3．29-1．42 P值0．1060．0620．0010．0190．0010．142 增強掃描 StarVIBE3．95±0．693．98±0．724．06±0．784．18±0．603．83±0．634．20±0．79 常規(guī)VIBE4．19±0．814．19±0．534．35±0．694．64±0．524．27±0．814．41±0．61 Z值-1．80-1．49-1．85-3．60-3．13-1．16 P值0．0720．1360．064<0．0010．0020．246

表3 2組不同序列間圖像質(zhì)量定量評估(±s)

表3 2組不同序列間圖像質(zhì)量定量評估(±s)

組別 CVLLR 無法屏氣組 StarVIBE0．05±0．0132．59±17．17 常規(guī)VIBE0．11±0．0523．67±10．47 t值-5．384．28 P值<0．001<0．001 配合屏氣組 StarVIBE0．05±0．0222．63±10．67 常規(guī)VIBE0．06±0．0123．31±10．44 t值-1．59-1．06 P值0．1270．300

3 討論

StarVIBE序列在三維k空間層面內(nèi)采用放射狀中心重疊填充方式，層面方向上仍采用常規(guī)笛卡爾填充方式，其k空間中心的過采樣對運動信息具有較好平均效應，同時亦可增加圖像信噪比及對比度[6-7]。而常規(guī)VIBE序列由于相位編碼與采樣存在一定時間間隔，運動會擾亂相位編碼方向上采樣線之間固定的相位偏移，引起相位錯位而致運動偽影[8]。本研究分別由不同醫(yī)師對StarVIBE序列及常規(guī)VIBE序列圖像質(zhì)量進行主觀評分及定量評估，Kappa檢驗及ICC均顯示主觀評分及定量評估均具有較好一致性，提示以上指標能準確、客觀、全面地反映兩個序列的圖像質(zhì)量。在無法屏氣組中，常規(guī)VIBE序列圖像的偽影評分低于StarVIBE序列，與既往研究[5]結(jié)果一致，而其他項主觀評分可能由于受呼吸運動偽影的影響，也明顯低于StarVIBE序列，提示于無法配合屏氣檢查者，StarVIBE序列具有更佳圖像質(zhì)量。

對于能配合屏氣者，本研究中配合屏氣組StarVIBE序列偽影評分均低于常規(guī)VIBE序列，這是由于StarVIBE序列采用特殊的k空間填充，使其無論平掃或增強均可見放射狀條紋偽影，故偽影評分低于常規(guī)VIBE序列；在脂肪抑制方面，由于StarVIBE序列采用頻率選擇脂肪飽和法，故其抑脂均勻性略差于常規(guī)VIBE序列的頻率選擇脂肪飽和技術(shù)[9]；在病灶清晰度評分中，本組平掃時StarVIBE序列評分較低，但增強后2序列評分差異無統(tǒng)計學意義，考慮其主要原因是特殊的k空間填充方式雖能降低偽影，但也會導致圖像模糊；增強后，對比劑在一定程度上提高了組織對比，彌補了病灶清晰度的下降；而本組肝臟邊緣銳利度及圖像總體質(zhì)量評分與既往研究[4-5]結(jié)果相符，2序列間差異均無統(tǒng)計學意義，提示對于能配合屏氣者，雖然StarVIBE序列可滿足診斷需求，但圖像質(zhì)量略差于常規(guī)VIBE序列。

在定量評估方面，因為常規(guī)VIBE序列采用并行采集，同時兩序列k空間填充方式不同，故本研究采用CV及LLR作為定量指標[6]，量化評估不同序列間的信號一致性及病變與肝臟的信號差異。與常規(guī)VIBE序列相比，本研究無法屏氣組StarVIBE序列CV降低、而LLR增高，差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，提示無法屏氣情況下StarVIBE序列的圖像質(zhì)量更佳；而配合屏氣組2序列間CV、LLR差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，提示配合屏氣掃描時StarVIBE序列的信號穩(wěn)定性及組織信號比與常規(guī)VIBE序列相似。

表4 2組間StarVIBE序列圖像質(zhì)量主觀評分結(jié)果比較[Z值(P值)]

本研究中2組間StarVIBE序列圖像質(zhì)量各項主觀評分及定量評估CV值差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，而無法屏氣組StarVIBE序列LLR值高于配合屏氣組(P=0.032)；由于2組對照非同一對應患者，且病變類型不同，組間LLR尚存差異。本研究結(jié)果顯示StarVIBE序列對于不同屏氣能力患者均可獲得較好圖像質(zhì)量。

對于不能長時間屏氣的患者，聯(lián)合應用T2WI、DWI、呼吸觸發(fā)及導航觸發(fā)技術(shù)，均可獲得較好的圖像質(zhì)量；同時在自由呼吸狀態(tài)下，常規(guī)DWI以及基于半傅立葉采集單次激發(fā)快速自旋回波的T2W也可獲得滿意圖像質(zhì)量[10]。此外，并行采集、壓縮感知和多層MR技術(shù)不僅可縮短掃描時間，還可有效提高圖像質(zhì)量，為無法屏氣患者肝臟MR檢查提供更高效、準確的解決方案[11-12]。

本研究的局限性：嬰幼兒及兒童是StarVIBE主要的應用群體，但由于未獲得家屬同意，故未納入本次研究；StarVIBE的采集時間較長，無法在動脈期或靜脈期完成采集，故僅進行延遲期圖像質(zhì)量的對比分析。