磁共振3D-VIBE序列和STAR-VIBE序列對(duì)肺結(jié)節(jié)顯示能力的比較研究

任占麗，賀太平，楊創(chuàng)勃，賈永軍，王少?gòu)?，段海峰，于?

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)作為近年來(lái)快速發(fā)展的成像技術(shù)，不僅無(wú)輻射，而且具有較高軟組織分辨率、較多的序列參數(shù)和更低的假陽(yáng)性率，MRI已初步應(yīng)用于腫瘤定性和疾病分期[1-3]，在腫瘤的診斷及后續(xù)隨訪中具有重要的作用[4]，已經(jīng)逐漸成為肺部疾病診斷的一種可選擇方式。以往有研究報(bào)道快速三維容積式插入法屏氣檢查(three-dimensional volumetric interpolated breath-hold examination，3D-VIBE)序列可以獲得比傳統(tǒng)MRI序列更薄圖像和更高分辨率，已經(jīng)用于肺結(jié)節(jié)的監(jiān)測(cè)[5]，但是這一檢查序列需要病人屏住呼吸配合，對(duì)于無(wú)法屏氣呼吸患者而言，呼吸運(yùn)動(dòng)偽影會(huì)嚴(yán)重影響肺結(jié)節(jié)的評(píng)估；而磁共振STAR-VIBE(star volumetric interpolated breath-hold examination)序列可以在自由呼吸狀態(tài)下掃描并采集高分辨率圖像，對(duì)于呼吸不能配合患者或呼吸節(jié)律不齊者，采用磁共振STAR-VIBE序列不僅可以消除呼吸引起的偽影，還能減少患者CT檢查帶來(lái)的輻射。因此本研究通過(guò)對(duì)42例肺結(jié)節(jié)患者進(jìn)行磁共振成像掃描，旨在比較磁共振3D-VIBE序列和STAR-VIBE序列檢出肺結(jié)節(jié)的能力。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集我院2017年10月至2017年12月臨床懷疑肺占位且行胸部CT及胸部MRI檢查成年患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥18歲；(2) CT檢查發(fā)現(xiàn)肺部實(shí)性結(jié)節(jié)，結(jié)節(jié)直徑≥2 mm且≤30 mm；(3)自愿進(jìn)行MRI檢查并參與研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)呼吸困難導(dǎo)致胸部CT及胸部MRI檢查失敗者；(2)有磁共振禁忌證，例如心臟起搏器、金屬植入物、幽閉恐懼癥等。最終納入42例患者，男25例，女17例，年齡45～68歲，平均年齡59歲。檢查前患者及家屬均簽署了知情同意書(shū)，所有檢查得到本醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 檢查方法

1.2.1 MSCT檢查

采用美國(guó)GE公司寶石能譜CT機(jī)(GE Discovery 750 HD)，患者均采取仰臥位，足先進(jìn)，雙上肢上舉抱頭，對(duì)患者進(jìn)行甲狀腺及盆腔防護(hù)，掃描前進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。掃描條件選用能譜(gemstone spectral imaging，GSI)掃描協(xié)議，掃描范圍自肺尖至膈肌下方1 cm，吸氣后屏氣掃描，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度1.0 s/r，螺距1.375，探測(cè)器寬度40 mm，掃描層厚5 mm，層間距5 mm，重建層厚1.25 mm。

1.2.2 MRI檢查

MSCT檢查結(jié)束后24 h內(nèi)，將符合入組標(biāo)準(zhǔn)的肺結(jié)節(jié)患者進(jìn)行MRI檢查，采用3.0 T磁共振(Magnetom 3.0 T SKYRA MRI掃描儀，德國(guó)，西門(mén)子)，患者均取仰臥位，頭先進(jìn)，采用體表線圈，掃描前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。掃描范圍自肺尖至膈肌下方1 cm，磁共振掃描序列包括屏氣呼吸T2加權(quán)HASTE序列，掃描參數(shù)TE 106 ms，TR ∞，層厚5 mm，視野380 mm×380 mm，矩陣320×320；屏氣呼吸3D-VIBE序列，掃描參數(shù)TE 1.29 ms，TR 3.97 ms，層厚3 mm，視野380 mm×380 mm，矩陣320×320，掃描時(shí)間16 s；自由呼吸STAR-VIBE序列，掃描參數(shù)TE 1.39 ms，TR 2.79 ms，層厚1.2 mm，視野380 mm×380 mm，矩陣320×320，掃描時(shí)間5 min 30 s。

1.3 圖像評(píng)價(jià)

由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師，先對(duì)MR圖像進(jìn)行雙盲法分析評(píng)價(jià)，然后再對(duì)CT圖像進(jìn)行分析，觀察結(jié)果不一致時(shí)通過(guò)協(xié)商確定。在磁共振3D-VIBE序列和STAR-VIBE序列圖像上觀察肺結(jié)節(jié)的檢出情況并測(cè)量和記錄結(jié)節(jié)大小，根據(jù)結(jié)節(jié)大小(≥6 mm，4～6 mm，≤4 mm)分別計(jì)算肺結(jié)節(jié)的檢出率，同時(shí)采用四分量表方法對(duì)3D-VIBE序列和STAR-VIBE序列圖像上肺結(jié)節(jié)的形態(tài)特征(邊緣、棘突征、分葉征、胸膜牽拉、內(nèi)部信號(hào))進(jìn)行主觀評(píng)分(表1)。將CT重建1.25 mm薄層圖像傳入AW 4.6工作站，分別在相應(yīng)橫斷位圖像上觀察肺結(jié)節(jié)的檢出情況，測(cè)量結(jié)節(jié)直徑大小并按結(jié)節(jié)大小進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)觀察肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征并記錄。將MRI評(píng)價(jià)結(jié)果與CT圖像評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，并分別記錄3D-VIBE序列和STAR-VIBE序列肺結(jié)節(jié)的相對(duì)檢出率和肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征的顯示情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，計(jì)數(shù)資料采用百分比表示，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較3D-VIBE序列和STARVIBE序列顯示肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征的評(píng)分，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MRI肺結(jié)節(jié)的檢出率

42例患者CT檢查共檢出肺結(jié)節(jié)258個(gè)，直徑≥6 mm結(jié)節(jié)104個(gè)，直徑4～6 mm結(jié)節(jié)87個(gè)，直徑≤4 mm結(jié)節(jié)67個(gè)。STAR-VIBE序列共檢出肺結(jié)節(jié)243個(gè)，總檢出率約94.2%，其中直徑≥6 mm結(jié)節(jié)104個(gè)，檢出率為100%；直徑4～6 mm結(jié)節(jié)81個(gè)，檢出率約93.1%；直徑≤4 mm結(jié)節(jié)58個(gè)，檢出率約86.5%。3D-VIBE序列共檢出結(jié)節(jié)166個(gè)，總檢出率約64.3%，直徑≥6 mm結(jié)節(jié)、直徑4～6 mm結(jié)節(jié)、直徑≤4 mm結(jié)節(jié)的檢出率分別為84.6%、62%、35.8%。STARVIBE序列對(duì)肺結(jié)節(jié)檢出率顯著高于3D-VIBE序列(P＜0.05)，其中STAR-VIBE序列在直徑≥6 mm結(jié)節(jié)的檢出率達(dá)100%(圖1)。

圖1 男性，65歲，左肺上葉周圍型肺癌伴雙肺多發(fā)轉(zhuǎn)移。圖1A、圖1C均為MSCT平掃肺窗圖像，圖1B、圖1D、圖1E均為STAR-VIBE橫斷位圖像，圖1F為3DVIBE橫斷位圖像。圖1A為MSCT圖像上雙肺上葉多發(fā)小結(jié)節(jié)，圖1B采用STAR-VIBE序列均可清晰顯示(箭)。圖1C為MSCT圖像上右肺上葉尖段胸膜下直徑約2.8 mm微小結(jié)節(jié)，圖1D采用STAR-VIBE序列亦可顯示(箭)。圖1E為STAR-VIBE序列清晰顯示右肺上葉3 mm微小結(jié)節(jié)，而圖1F為3D VIBE序列右肺上葉微小結(jié)節(jié)顯示欠清晰(空心箭)；在STAR-VIBE序列圖像上左肺上葉周圍型肺癌邊界清晰，內(nèi)部信號(hào)均勻，胸膜牽拉顯示清晰，而在3DVIBE序列圖像上腫瘤邊界欠清晰，內(nèi)部信號(hào)不均勻(星形)，鄰近胸膜牽拉顯示不清Fig. 1 A 65 years old man with peripheral lung cancer located in left upper lung lobe and multiple pulmonary metastases.Figure 1A and figure 1C represented the MSCT scanning image with lung window, figures 1B and figure 1D as well as figure 1E all were STAR-VIBE axial images, figure 1F showed 3D-VIBE axial image.Figure 1A showed multiple small nodules on both upper lung lobes on the MSCT image,which can be clearly displayed on STAR-VIBE sequence in figure B (arrows).A nodule with diameter of 2.8 mm located in subpleural of right upper lung lobe on the MSCT image in figure 1C, which could also be shown in the STAR-VIBE sequence in figure 1D (arrow). The diameter of 3mm micro-nodule located in the right upper lung lobe (hollow arrowheads) and the peripheral lung cancer located in left upper lung lobe were clearly displayed on STAR-VIBE sequence in figure 1E, but the nodules and peripheral lung cancer showed unclear on the 3D VIBE sequence in figure 1F, and the internal signal of lung cancer was homogeneous and the sign of pleural traction showed clearly on STAR-VIBE sequence, while the internal signal of cancer was heterogeneous and pleural traction was not clear (star).

表1 肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征主觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Tab. 1 Subjective scoring criteria for morphological features of pulmonary nodules

表2 不同磁共振序列顯示肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征的比較(x±s)Tab. 2 Comparison of morphological features for pulmonary nodules with different MRI sequences ±s)

表2 不同磁共振序列顯示肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征的比較(x±s)Tab. 2 Comparison of morphological features for pulmonary nodules with different MRI sequences ±s)

MRI表現(xiàn) STAR-VIBE 3D-VIBE P值邊緣 3.6±0.6 2.1±1.2 ＜0.05棘突 3.2±1.5 1.5±0.4 ＜0.05分葉 3.3±1.8 1.1±0.3 ＜0.05胸膜牽拉 3.8±2.0 1.0±0.8 ＜0.05內(nèi)部信號(hào) 2.5±0.3 1.5±1.6 ＜0.05

2.2 MRI肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征顯示

STAR-VIBE序列在顯示肺結(jié)節(jié)各種形態(tài)特征的主觀評(píng)分均優(yōu)于3D-VIBE序列，且主觀評(píng)分在兩種序列間均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均＜0.05)，其中STAR-VIBE序列顯示肺結(jié)節(jié)邊緣、棘突征、分葉征、胸膜牽拉征象的主觀評(píng)分均大于3分，而3D-VIBE序列顯示肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征的主觀評(píng)分均低于3分(表2)。

3 討論

以往有研究表明，磁共振成像檢出直徑＞8 mm肺結(jié)節(jié)的敏感性高達(dá)100%，且取得與CT相一致的結(jié)果[6]。本研究中筆者通過(guò)對(duì)42例肺結(jié)節(jié)患者分別進(jìn)行磁共振3D-VIBE序列和STAR-VIBE序列掃描，并比較了不同磁共振序列對(duì)肺結(jié)節(jié)檢出和形態(tài)學(xué)顯示方面的差異，STAR-VIBE序列的結(jié)節(jié)總檢出率(94.2%)明顯高于3D-VIBE序列(64.3%)，同時(shí)STAR-VIBE序列可以精確檢測(cè)出直徑≥6 mm的實(shí)性肺結(jié)節(jié)，其檢出率達(dá)100%，表明STAR-VIBE序列對(duì)直徑≥6 mm結(jié)節(jié)具有精確的檢出率；而STAR-VIBE序列對(duì)4～6 mm結(jié)節(jié)的檢出率約93.1%，表明磁共振STAR-VIBE序列作為檢測(cè)肺結(jié)節(jié)的一種成像方式，對(duì)直徑＞4 mm結(jié)節(jié)具有較高的檢出率。筆者的研究結(jié)果顯示STAR-VIBE序列和3D-VIBE序列檢出直徑≥6 mm結(jié)節(jié)的檢出率分別為100%和84.6%，兩種磁共振序列對(duì)肺結(jié)節(jié)較高的檢出率與磁共振VIBE序列具有超短的TE (＜1 ms)時(shí)間有關(guān)，這與Schaarschmidt等[5]學(xué)者報(bào)道T1-VIBE序列的肺結(jié)節(jié)檢出率(69%)高于其它序列的研究結(jié)果相一致。以MSCT圖像作為肺結(jié)節(jié)檢出的參考標(biāo)準(zhǔn)，磁共振STAR-VIBE序列和3D-VIBE序列會(huì)漏診部分完全鈣化、鄰近心臟和膈肌表面的小結(jié)節(jié)，這與磁共振圖像對(duì)心臟搏動(dòng)和血流運(yùn)動(dòng)比較敏感有關(guān)，同時(shí)磁共振對(duì)鈣化顯示不敏感有關(guān)。

肺是自由呼吸狀態(tài)下能活動(dòng)的器官之一，對(duì)于患者特別是肺癌患者，屏氣3D-VIBE序列的使用可能受限于患者不能很好地配合呼吸，呼吸運(yùn)動(dòng)偽影可以引起小病灶顯示模糊，從而降低檢出率。文獻(xiàn)報(bào)道在腹部MR成像中STAR-VIBE序列可以獲得與3D-VIBE序列類似的圖像質(zhì)量，Chandarana等[7]研究通過(guò)對(duì)STAR-VIBE序列和3D-VIBE序列掃描圖像肝臟邊緣銳利度、肝血管清晰度以及呼吸運(yùn)動(dòng)偽影評(píng)價(jià)，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)STAR-VIBE序列對(duì)圖像整體質(zhì)量的主觀評(píng)分高于3D-VIBE序列；然而，Yedururi等[8]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)STAR-VIBE序列的圖像主觀評(píng)分低于3D-VIBE序列。在筆者的研究中，STAR-VIBE序列和3D-VIBE序列均可顯示肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征，但STAR-VIBE序列顯示形態(tài)特征的能力均優(yōu)于3D-VIBE序列，這與Chandarana等[7]研究結(jié)果一致，表明STAR-VIBE序列可以避免呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，在顯示肺結(jié)節(jié)形態(tài)學(xué)方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

本研究還存在局限性。首先，僅通過(guò)二維測(cè)量方式對(duì)結(jié)節(jié)大小和位置進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，尚需進(jìn)一步采用自動(dòng)三維容積分析技術(shù)對(duì)結(jié)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)；第二，本研究中MRI僅能檢出實(shí)性結(jié)節(jié)，在以后的研究工作中，有待對(duì)各種類型肺結(jié)節(jié)均進(jìn)行研究；第三，本文僅采用MRI對(duì)肺結(jié)節(jié)檢出和形態(tài)特征顯示方面進(jìn)行研究，有待在以后的研究中采用MRI對(duì)肺結(jié)節(jié)良惡性進(jìn)行進(jìn)一步深入研究；第四，本研究樣本量小，有待在以后的研究中擴(kuò)大樣本量。

CT檢查是肺部疾病的最主要檢查方式，但CT重復(fù)檢查及后續(xù)隨訪會(huì)給患者造成較高的輻射劑量；MRI檢查不僅無(wú)輻射，而且具有較高軟組織分辨率、較多的序列參數(shù)，在肺部疾病的應(yīng)用已經(jīng)逐漸得到推廣。本研究發(fā)現(xiàn)與常規(guī)3D-VIBE序列比較，STAR-VIBE序列能夠提供更多肺結(jié)節(jié)形態(tài)特征方面信息。

利益沖突：無(wú)。