優(yōu)化小視野擴(kuò)散加權(quán)成像在胰腺病變中的應(yīng)用

江廣斌， 胡必富， 蘇大軍， 葉曉， 張楚， 菅志遠(yuǎn)

擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可以通過觀察體內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)反映組織微觀結(jié)構(gòu)，比解剖圖像能更早期、更敏感的發(fā)現(xiàn)病變。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，DWI對(duì)于發(fā)現(xiàn)早期腦梗塞[1]、腫瘤鑒別診斷[2]等方面的價(jià)值已成為臨床常規(guī)，然而，在腹部成像中，呼吸運(yùn)動(dòng)偽影、腸道氣體的磁敏感偽影等都會(huì)影響DWI的成像質(zhì)量，導(dǎo)致漏診和誤診。近年來，隨著磁共振軟硬件水平的不斷進(jìn)步，優(yōu)化小視野擴(kuò)散加權(quán)成像(FOCUS DWI)逐漸進(jìn)入臨床，該技術(shù)可以減輕擴(kuò)散成像的變形，提高分辨率，更好的顯示病變，在胃[3]、腎上腺[4]、前列腺[5]和脊柱[6-7]成像方面已有報(bào)道。本研究將比較常規(guī)DWI和FOCUS DWI的成像效果和相應(yīng)的定量參數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)，探討FOCUS DWI在胰腺病變中的診斷價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

納入2015年6月-2017年12月期間因疑似胰腺病變到我院進(jìn)行MR檢查的受試者44例，其中男18例，女26例。年齡24～76歲，平均年齡(42.8±25.5)歲。其中，胰腺M(fèi)R表現(xiàn)未見異常10例，急慢性胰腺炎11例，胰腺癌13例，胰腺囊腺瘤6例，胰腺實(shí)性假乳頭狀瘤和神經(jīng)內(nèi)分泌癌分別為2例。

2.儀器與方法

采用GE 3.0T Discovery MR750W超導(dǎo)型MR系統(tǒng)。掃描線圈使用16通道相控陣腹部線圈。掃描序列及參數(shù)：橫軸面壓脂T2螺旋槳序列，視野38 cm×38 cm～40 cm×40 cm，TR 7500 ms，TE 85 ms，矩陣 352×352，層厚4 mm，層間距1 mm，激勵(lì)次數(shù)2；常規(guī)DWI，視野38 cm×38 cm～40 cm×40 cm，矩陣128×128，層厚4 mm，層間距1 mm，b值分別為0和800 s/mm2，掃描時(shí)間受呼吸頻率影響，一般在2 min左右。FOCUS DWI，視野32 cm×16 cm，矩陣160×80，層厚4 mm，層間距1 mm，b值分別為0和800 s/mm2，掃描時(shí)間約2 min 30 s。

3.圖像分析及統(tǒng)計(jì)

掃描完成的圖像在GE AW 4.6工作站上進(jìn)行后處理。兩名具有6年以上腹部MR診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師分別對(duì)常規(guī)DWI和FOCUS DWI進(jìn)行了圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)，同時(shí)測(cè)量相應(yīng)的ADC值。從以下方面評(píng)估圖像質(zhì)量：①整體圖像的信噪比(SNR)；②圖像分辨率和病變顯示情況；③圖像變形及偽影。使用5分評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其中1分為最差的，5分為最好的。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass co rrelation coeff icient，ICC)評(píng)價(jià)兩名醫(yī)生評(píng)價(jià)的一致性：ICC=0～0.20，一致性無或很低；ICC=0.20～0.40，輕度一致性；ICC=0.40～0.60，中度一致性；ICC=0.60～0.80，一致性較好；ICC=0.80～1.00，一致性很好。對(duì)評(píng)分結(jié)果和ADC值的測(cè)量結(jié)果使用K-S擬合優(yōu)度檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分布，均服從正態(tài)分布。采用配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)不同序列在各個(gè)方面得到的分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較，同時(shí)，比較兩種檢查方法得到的正常胰腺、胰腺炎癥以及胰腺腫瘤的ADC值差異，以P<0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.影像表現(xiàn)及圖像

常規(guī)DWI因分辨率限制及磁敏感偽影影響，胰腺輪廓模糊，胰頭結(jié)構(gòu)顯示不佳，F(xiàn)OCUS DWI可清晰顯示胰腺整體結(jié)構(gòu)及胰頭病變(圖1、2)。

2.圖像質(zhì)量評(píng)分

兩名醫(yī)生對(duì)圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)有很高的一致性，ICC值為0.956。傳統(tǒng)DWI的SNR、分辨率及病變顯示、偽影及變形方面的評(píng)分分別為2.9±0.9、3.2±1.2和3.0±0.9，而FOCUS DWI的相應(yīng)評(píng)分為3.3±0.7、3.7±0.8和3.8±0.7。其中，兩種成像方法SNR得分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而FOCUS DWI的分辨率及病變顯示、偽影及變形評(píng)分顯著高于常規(guī)DWI(表1)。傳統(tǒng)DWI測(cè)得的正常胰腺、胰腺炎癥和胰腺腫瘤ADC值分別為(1.73±0.32)×10-3mm2/s、(1.81±0.40)×10-3mm2/s和(1.16±0.30)×10-3mm2/s，而FOCUS DWI測(cè)得的ADC值分別為(1.52±0.34)×10-3mm2/s、(1.61±0.35)×10-3mm2/s和(0.98±0.31)×10-3mm2/s。兩種成像方法測(cè)得的三種病變的ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

表1 常規(guī)DWI及FOCUS DWI圖像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果

表2 常規(guī)DWI及FOCUS DWI圖ADC值比較 (×10-3mm2/s)

討 論

傳統(tǒng)的DWI成像序列基于單次激發(fā)平面回波成像(single shot echo planar imaging，SE-EPI)，在主磁場(chǎng)均勻性受影響的部位，EPI讀取方向上就會(huì)產(chǎn)生失相位錯(cuò)誤的累積，最終在圖像上表現(xiàn)為嚴(yán)重的變形。按照MR經(jīng)典理論，失相位的程度與相位編碼方向的采樣相關(guān)，而相位編碼步級(jí)的增加與FOV成反比，因此，縮小相位編碼方向上的FOV，理論上就可以減輕變形[8]。對(duì)于胰腺而言，左右徑方向上的大小要顯著大于前后徑，因此很適合通過縮小前后FOV的方向進(jìn)行成像。傳統(tǒng)的DWI成像基于一維激發(fā)，因此只能實(shí)現(xiàn)正方形FOV的成像，Saritas等[9]提出使用二維90°射頻(two dimensional radiofrequency，2D-RF)進(jìn)行選層，配合層面及相位方向的梯度切換，可以實(shí)現(xiàn)長方形視野的成像，同時(shí)采用180°聚焦脈沖進(jìn)行激勵(lì)，對(duì)于EPI成像中脂肪引起的化學(xué)位移偽影也能有效抑制。本研究中使用的FOCUS技術(shù)即是基于這一采集方式。

見胰頭軟組織腫塊信號(hào)影(箭)； b) 常規(guī)DWI見胰頭信號(hào)增高，但輪廓模糊，內(nèi)部信號(hào)無明顯差異(箭)； c) FOCUS DWI見胰頭占位邊界清楚(箭)，內(nèi)部信號(hào)不均勻。圖1 正常胰腺常規(guī)DWI和FOCUS DWI。a) 常規(guī)DWI，胰腺輪廓模糊，胰頭部位受磁敏感效應(yīng)影響，顯示不佳； b) FOCUS DWI可清楚顯示胰腺整體結(jié)構(gòu)。圖2 男，68歲，胰頭癌DWI和FOCUS DWI。a) 常規(guī)T2壓脂

在傳統(tǒng)的胰腺DWI成像中，胃及小腸內(nèi)的氣體會(huì)影響胰體尾部的顯示，而十二指腸內(nèi)的氣體會(huì)影響胰頭的成像效果，另外，胰腺體積小，有一些微小病變的觀察需要更高的空間分辨力，而提高空間分辨力又會(huì)延長TE，SNR又會(huì)下降，同時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)造成的偽影也會(huì)導(dǎo)致圖像模糊。FOCUS成像則可以避開前方氣體，減輕磁敏感效應(yīng)的影響，同時(shí)縮短了讀出信號(hào)的時(shí)間，一方面可以在提高分辨率的同時(shí)保證信噪比，相應(yīng)也減輕了呼吸偽影。在本研究中，傳統(tǒng)DWI因考慮變形等因素，層面內(nèi)分辨率一般設(shè)置為3 mm×3 mm，而FOUCS成像的分辨率可以提高到2 mm×2 mm，對(duì)于胰頭形態(tài)的顯示顯然優(yōu)于傳統(tǒng)DWI，尤其是腸道氣體多的病例。本研究中，對(duì)于胰尾部胰腺炎的病例，F(xiàn)OUCS成像減輕了擴(kuò)散成像的模糊程度，提高了胰腺周邊的滲出的檢出率，而胰腺癌病例在常規(guī)DWI上常常表明為均勻的稍高信號(hào)，而在FOCUS DWI上可反映出腫瘤內(nèi)部信號(hào)不均勻，這能更好的揭示腫瘤內(nèi)部成分的變化。這對(duì)兩名醫(yī)師對(duì)于圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分結(jié)果也表明FOCUS在分辨率、變形和偽影方面的得分更高，這與Ma等[10]報(bào)道結(jié)果類似。和常規(guī)DWI可以進(jìn)行大范圍多層掃描不同，F(xiàn)OCUS的限制之處在于因2D-RF激勵(lì)可能造成邊緣卷褶，因此目前最大采集層數(shù)僅為16層，這對(duì)于肝臟等較大體積臟器可能不能完全覆蓋，但對(duì)胰腺成像則完全滿足要求。另外，F(xiàn)OCUS DWI的掃描時(shí)間比常規(guī)DWI約長30 s，在臨床應(yīng)用中對(duì)掃描流程影響很小。對(duì)于定量的ADC值，因FOCUS成像減輕了圖像變形，因此理論上能得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。在Singer等[11]的研究中，F(xiàn)OUCS成像得到的ADC值要低于常規(guī)DWI，這是因?yàn)樾∫曇皵U(kuò)散成像能減輕圖像的部分容積效應(yīng)，因此FOCUS所得的ADC值更接近真實(shí)情況，而Brendle等[12]和Feng等[13]的報(bào)道中，F(xiàn)OCUS DWI得到的ADC值更高。因此，目前結(jié)果還存在爭議，這可能與納入病例數(shù)、病例類型和掃描參數(shù)等有關(guān)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種方法得到的正常胰腺和胰腺病變的ADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這和Warndahl等[14]研究結(jié)果一致。

本研究也有一些不足之處：首先，納入患者的病例數(shù)病種數(shù)較少，尤其是胰腺實(shí)性假乳頭狀瘤，神經(jīng)內(nèi)分泌癌分別只有2例，因此無法進(jìn)行分組對(duì)比。其次，在圖像質(zhì)量的評(píng)分中，常規(guī)DWI和FOCUS DWI的圖像視野特征差異比較明顯，因此無法進(jìn)行盲法評(píng)價(jià)，存在主觀偏倚。

總之，對(duì)于胰腺擴(kuò)散成像，F(xiàn)OCUS DWI可以減輕變形和磁敏感偽影，并可以獲得更高分辨率的圖像，有利于病變的顯示和檢出，在臨床有廣泛的應(yīng)用前景。