Look-Locker和B1修正變量翻轉(zhuǎn)角技術(shù)在正常乳腺組織T1值測量中的對照研究

蔣輝， 曲金榮， 邵楠楠， 李祥， 孟帆， 張宏凱， 黎海亮

T1-mapping是一種新的磁共振診斷技術(shù)，通過定量測量組織T1弛豫時間(簡稱Tl值)輔助更加精準(zhǔn)的組織特異性診斷，近年來，在個別領(lǐng)域的應(yīng)用有了較好的效果，如T1-mapping成像技術(shù)在心臟的研究較多，在心肌梗死和心肌纖維化方面尤其突出[1]；相關(guān)研究報道T1-mapping技術(shù)可無創(chuàng)性檢測小鼠急性腎損害的嚴(yán)重程度，并可預(yù)測轉(zhuǎn)歸[2]。另有研究證實，T1-mapping技術(shù)能夠診斷和評估肝硬化嚴(yán)重程度，與常規(guī)肝脾DWI序列相比，具有更高的準(zhǔn)確性[3]。近年來有研究將T1-mapping應(yīng)用于肝纖維化及肝功能的評價，發(fā)現(xiàn)其具有重要價值[4-6]；還有學(xué)者將其應(yīng)用于正常青年人腎臟的定量研究上[7]。

目前T1-mapping的獲得可以通過幾種技術(shù)來實現(xiàn)。目前的金標(biāo)準(zhǔn)并常用的掃描序列是翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(inversion recovery method，IR)[8]，即評估感興趣組織的縱向馳豫時間，獲得的T1-mapping信噪比較高,但掃描時間較長。為了縮短掃描時間,在IR基礎(chǔ)上出現(xiàn)了一個新的序列，即反轉(zhuǎn)恢復(fù)SNAPSHOT-FLASH或Look-Locker[9-10]，這個序列對B1場空間變形不敏感。另一個更常用的T1-mapping技術(shù)是變量翻轉(zhuǎn)角(variable flip angle，VFA)[11]，其使用至少兩個不同的翻轉(zhuǎn)角來得到T1-mapping，能夠單次屏氣完成掃描，空間分辨率較高，但信噪比(signal noise ratio，SNR)與傳統(tǒng)的IR或Look-Locker相比較低，而且由于是小角度激發(fā)，所以對運動敏感，額外的B1-mapping(B1-corrected VFA方法)能夠有助于校正T1值，目前尚未見此方法在乳腺方面的研究報道。本研究主要通過對正常乳腺組織的Look-Locker和B1-corrected VFA方法來比較其T1值的穩(wěn)定性，可以選擇更合適、穩(wěn)定的T1序列進一步定量分析乳腺組織的特征，在此基礎(chǔ)上進一步行增強檢查，獲得各種定量數(shù)據(jù)，有助于診斷乳腺病變。T1-map本身是定量參數(shù)，這個定量參數(shù)可能與病變特征等有一定的相關(guān)性，但目前相關(guān)研究較少。

材料與方法

1.病例資料

選取2016年6月-2016年8月來我院行乳腺MRI檢查的77例女性患者，年齡24～70歲，平均年齡46.3歲，分別采用Look-Locker法和B1-corrected VFA法測量健側(cè)乳房的乳腺腺體組織、乳房深部胸壁肌肉，以獲得組織T1值。

2.檢查方法

MRI檢查采用3.0T MRI掃描儀 (Magnetom Skyra；Siemes Healthcare，Erlangen，Germany)，16通道乳腺相控陣線圈，患者取腳先進的俯臥位。檢查序列包括自由呼吸Look-Locker序列、屏氣B1-corrected VFA T1-mappin序列(基于3D VIBE的序列)、T1WI序列，T2WI抑脂序列、DWI序列以及掃描6 min的自由呼吸radial-VIBE序列。自由呼吸Look-Locker序列掃描參數(shù)：翻轉(zhuǎn)角8°，TR 3.00 ms，TE 1.32 ms，矩陣128×92，層數(shù)60層，視野380 mm×309 mm，層厚3.5 mm。靜態(tài)場B1-corrected VFA序列采用一個傳統(tǒng)的dixon技術(shù)來抑制脂肪，在VFA序列采集之前采用一個B1序列進行匹配，在VFA序列采集之后采用一個B1序列進行自動矯正；掃描參數(shù)：2個翻轉(zhuǎn)角分別為3°及15°，TR、TE1、TE2分別為5.94 ms、2.46 ms、3.69 ms， 矩陣384×269，層數(shù)60層，視野360 mm×360 mm，層厚2.5 mm。增強掃描采用高壓注射器經(jīng)肘靜脈以2.5 mL/s流率注射對比劑Gd-DTPA，劑量0.1 mmol/kg，隨后以相同流率注射30 mL生理鹽水，采集radial-VIBE序列4期后開始注入對比劑。

3.圖像分析

77例患者的圖像傳至PACS(Neusoft,v5.5.60801)，由2位具有5年以上工作經(jīng)驗的放射科主治醫(yī)師采用盲法分別在乳腺腺體及乳房深部胸壁肌肉的Look-Locker和B1-corrected VFA序列圖上獨立測量其T1值。應(yīng)用工作軟件的自動關(guān)聯(lián)定位功能，選擇靠近乳頭水平的中間位置、腺體較多層面的同一位置放置興趣區(qū)(region of interest，ROI)并測量3次，ROI面積約0．46 cm2，大小約21個像素，測量時避開腺體內(nèi)病變、大血管區(qū)，測量腺體時選擇腺體較致密的區(qū)域，盡量避開腺體內(nèi)的少量脂肪組織，兩位醫(yī)師盲法測量的時間各自根據(jù)選擇層面要求定位盡可能選取乳頭層面，雖然可能無法達到完全一致，但是最多相差2層圖像；兩位測量者有異議時由有高級職稱的醫(yī)師幫忙確認(rèn)。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，通過計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)來評價閱片者間的一致性，ICC<0.40為一致性差，0.41～0.75為一致性好，>0.75為一致性非常好。采用配對t檢驗比較同一乳腺腺體、乳房深部胸壁肌肉look-locker法與B1-corrected VFA法獲得的T1值。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 乳腺組織Look-Locker和B1-corrected VFA法獲得的T1值分布箱式圖。 圖2 乳房深部胸壁肌肉Look-Locker和B1-corrected VFA法獲得的T1值分布箱式圖。

結(jié) 果

2位醫(yī)師之間乳腺腺體、乳房深部胸壁肌肉的look-locker法獲得T1值的ICC值分別為0.883、0.818；2位醫(yī)師之間乳腺腺體、乳房深部胸壁肌肉B1-corrected VFA法獲得T1值的ICC值分別為0.796、0.757，一致性均為非常好。Look-Locker法與B1-corrected VFA法獲得的乳腺腺體T1值之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，Look-Locker法與B1-corrected VFA法獲得的乳房深部胸壁肌肉T1值之間差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表1，圖1～3)；進一步計算乳腺腺體、乳房深部胸壁肌肉的Look-Locker法與B1-corrected VFA法獲得的T1值的變異系數(shù)，腺體組織Look-Locker法和B1-corrected VFA法獲得的T1值變異度分別為0.057和0.074，胸壁肌肉組織兩種方法獲得的T1值變異度分別為0.048和0.065。

表1 乳房腺體、乳房深部胸壁肌肉兩種方法獲得的T1值

討 論

T1-mapping技術(shù)能直接測量組織的T1值。T1弛豫時間值與多種生物因素有關(guān)，如大分子濃度、水結(jié)合狀態(tài)、組織含水量等[12]，這些因素在不同的疾病狀態(tài)下會發(fā)生不同的改變[13]，這也是T1-mapping用于疾病診斷和評價的基礎(chǔ)。T1-mapping使用的掃描序列較多，普遍使用的掃描方法是翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(IR)，即評估感興趣組織的縱向馳豫時間，缺點是掃描時間較長。自由呼吸LL序列是在一個翻轉(zhuǎn)脈沖后多次進行圖像信號采集，沿著馳豫恢復(fù)曲線生成多幅圖像，對這些圖像的每個像素計算T1值，從而獲得T1-map圖像。與IR序列相比，Look-Locker序列對靜態(tài)場的不均勻性(實際上不足5%的T1值偏差)同樣不敏感，并且采集信號的時間明顯縮短，但該序列的分辨率不高。

快速擾相梯度回波序列以評估組織T1值的VFA方法為基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用于MRI技術(shù)上，該序列可以在幾秒鐘內(nèi)產(chǎn)生T1WI圖像，其信號強度直接依賴于采用的翻轉(zhuǎn)角，因此對靜態(tài)場的不均勻性很敏感。本研究采用的靜態(tài)場校正VFA序列在掃描中使用包含兩個翻轉(zhuǎn)角(3°及15°)的3D VIBE序列，該序列的信號強度與獲取的組織信號強度相關(guān)，能夠很好地提供T1-map；但由于翻轉(zhuǎn)角與B1場的強度(靜態(tài)場強)有很強的相關(guān)性，使得該技術(shù)對B1場(靜態(tài)場強)的不均勻性較敏感，因此，需要通過獲取額外的靜態(tài)場圖(T1field map)使VFA序列完成靜態(tài)場的矯正。

本研究結(jié)果顯示，與VFA方法相比，Look-Locker法獲得的T1值更低[腺體組織：(1423.42±80.63)ms (Look-Locker法)<(2042.09±150.18)ms (VFA法)；肌肉組織(1369.79±65.24)ms (Look-Locker法)<(2044.84±133.07)ms(VFA法)]，造成這種結(jié)果的部分原因可能是由于受到脂肪信號的影響，對VFA方法進行了脂肪分離，但Look-Locker方法沒有采用。由于脂肪信號導(dǎo)致較低的T1值，在不進行脂肪抑制的情況下，可能會影響有效的T1值測量；這兩種方法的穩(wěn)定性是當(dāng)前研究的重點，我們期望脂肪信號的影響可以忽略不計。

相關(guān)動物模型研究結(jié)果表明，T1值具有較好的穩(wěn)定性和可靠性[2]。本研究兩位測量者之間的可重復(fù)性較好，良好的可重復(fù)性保證了影像學(xué)指標(biāo)的穩(wěn)定獲取，說明本研究參數(shù)比較穩(wěn)定，可以作為定量評估方法。

圖3 患者，女，41歲，此層面無病變。a) Look-Locker序列圖像； b) B1-corrected VFA序列圖像。

而正常人群中變異度則是影響該影像學(xué)指標(biāo)鑒別正常與異常數(shù)值的另一個重要因素，低變異度意味著正常與異常間重疊減少，更接近正常的中心位置數(shù)據(jù)，更能反映正常組織的組織學(xué)特性。筆者未查閱到關(guān)于Look-Locker和B1-corrected VFA序列成像方法在正常人群內(nèi)T1弛豫時間測量的報道。本研究結(jié)果顯示Look-Locker與B1-corrected VFA序列成像方法獲得的乳腺腺體及胸壁肌肉的變異系數(shù)均較小，其中腺體組織的變異系數(shù)分別為0.057(Look-Locker法)和0.074(VFA法)，胸肌組織的變異系數(shù)分別為0.048(Look-Locker法)和0.065(VFA法)，說明這些數(shù)值很接近正常組織的組織學(xué)特性，可為乳腺組織疾病的進一步研究提供基礎(chǔ)。

本研究存在以下不足：①測量的數(shù)據(jù)樣本量有限；②兩種方法的測量結(jié)果差異有統(tǒng)計學(xué)意義，差異原因還有待進一步研究，但是哪種方法更適合乳腺病變還需要進一步結(jié)合臨床研究；③未進行有關(guān)年齡、個人體質(zhì)等因素與T1值的相關(guān)性分析。筆者將在后續(xù)研究中完善上述不足之處。

綜上所述，采用Look-Locker法和B1-corrected VFA法獲取正常乳房結(jié)構(gòu)的T1值具有可行性，可用于正常乳腺組織的定量評估，為乳腺病變的進一步研究提供基礎(chǔ)。