自制輔助勻場裝置在1.5T MR甲狀腺DWI中的應用

惠慶桃，李 潔，王周璇，劉高元，羅小蘭，馬 春，明 兵

(德陽市人民醫(yī)院放射科，四川 德陽 618000)

MRI具有無創(chuàng)、無輻射及良好的軟組織分辨力等優(yōu)勢，是研究頸部病變的重要影像學方法。DWI是定量評估微觀組織中水分子自由擴散運動的無創(chuàng)性檢查方法，目前已廣泛應用于全身各部位，尤其在急性腦卒中及良惡性腫瘤的診斷中具有很高價值[1]。DWI已納入甲狀腺MR常規(guī)掃描序列，可在一定程度上為鑒別診斷甲狀腺良惡性病變提供依據(jù)；但頸部結(jié)構(gòu)復雜，受局部磁場不均勻、呼吸運動等因素影響，易造成脂肪抑制失敗、磁化率偽影、運動偽影等，導致DWI的SNR，影響病變的檢出率及診斷準確性[2]。本研究在DWI掃描時采用自制輔助勻場裝置，通過對比使用前、后DWI序列的SNR和圖像質(zhì)量，評估該輔助勻場裝置在DWI中消除偽影、改善甲狀腺局部磁場均勻性以及提高成像質(zhì)量等方面的價值。

表1 使用輔助勻場裝置前后DWI圖像質(zhì)量評級比較(名，n=42)

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年4月—2016年8月招募健康志愿者42名，男28名，女14名，年齡37～67歲，中位年齡52歲；均無頸部手術(shù)史，無嚴重心肺功能異常，無MR檢查禁忌證，且無甲狀腺功能異常、無甲狀腺相關(guān)疾病史。本研究經(jīng)我院倫理委員會審核批準，受試者均簽署知情同意書。

1.2 自制輔助勻場裝置 在長寬徑為40 cm×30 cm、厚度0.5 cm的高密度硅膠袋內(nèi)灌裝12 500 Cst的硅油1 500 ml，密封硅膠袋。掃描前將其置于受試者頸部前方甲狀腺區(qū)域，使其貼合于皮膚，并盡量保證頸部正前方有較厚、較多的硅油。詢問受試者有無壓迫感或呼吸不暢等，若有則立即停止檢查，調(diào)整硅膠袋的位置。

1.3 儀器與方法 采用Philips Achieva 1.5T超導型MR掃描儀，16通道NV線圈。囑受試者仰臥，雙手置于身體兩側(cè)，頭部置于線圈正中并以棉墊固定，檢查過程中盡量減少吞咽動作。于放置自制勻場裝置前、后分別進行DWI，采用EPI序列，b值為0、400、800 s/mm2，TR 1 481 ms，TE 70 ms，F(xiàn)OV 225 mm×225 mm，矩陣288×288，層厚4 mm，層間距1.2 mm，NEX 6，掃描范圍以甲狀腺為中心，自C3平面至胸廓入口平面。第1次DWI結(jié)束后，放置輔助勻場硅膠袋，進行第2次DWI，掃描參數(shù)與第1次完全相同。

1.4 圖像后處理 采用Philips EWS后處理工作站，應用R3后處理軟件對DWI圖像進行分析。

1.4.1 主觀評價 由2名放射科高年資技師和2名主治醫(yī)師共同協(xié)商，進行主觀圖像質(zhì)量評級。評級標準[3]：1級，圖像有嚴重偽影，脂肪抑制效果較差，嚴重影響對甲狀腺組織的觀察；2級，圖像有一定偽影，脂肪抑制效果差，一定程度上影響對甲狀腺組織的觀察；3級，有少量偽影出現(xiàn)，脂肪抑制效果一般，但不影響對甲狀腺組織的觀察；4級，無偽影出現(xiàn)，脂肪抑制效果好，甲狀腺組織結(jié)構(gòu)顯示清晰。3級和4級圖像符合臨床診斷需求。

1.4.2 客觀評價 分別于b=400 s/mm2和b=800 s/mm2的DWI圖像中測量放置勻場裝置前、后甲狀腺及背景信號強度，并計算SNR。選取連續(xù)3個甲狀腺最大層面，分別于甲狀腺左右葉放置1個ROI，盡量避開偽影、甲狀腺邊緣，面積約2 mm2，測量信號強度，取平均值。于同層面左右側(cè)皮膚前方3 cm處各放置1個ROI，面積與甲狀腺內(nèi)ROI面積一致，測量背景信號強度后取其平均值。計算甲狀腺SNR，SNR=(甲狀腺信號強度-背景信號強度)/甲狀腺信號標準差[4]。

1.5 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計分析軟件。不符合正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示。采用Mann-WhitneyU檢驗比較b=400 s/mm2和b=800 s/mm2DWI圖像中放置勻場裝置前后甲狀腺SNR的差異和圖像質(zhì)量分級。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 主觀評價 42名受試者全部完成檢查，無頸部不適或呼吸不暢等不適。在b=400、800 s/mm2DWI圖像中，使用輔助勻場裝置前后圖像質(zhì)量評級差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.001，表1)，使用輔助勻場裝置后DWI圖像質(zhì)量有明顯改善(圖1)。

圖1 受試者女，48歲，使用輔助勻場裝置前后DWI圖像 A、B.使用輔助勻場裝置前后b=400 s/mm2 DWI圖像，使用前(A)圖像質(zhì)量1級，使用后(B)圖像質(zhì)量提高至4級；C、D.使用輔助勻場裝置前后b=800 s/mm2 DWI圖像，使用前(C)圖像質(zhì)量1級，使用后(D)圖像質(zhì)量提高至4級

2.2 客觀評價 b=400、800 s/mm2時，使用輔助勻場裝置前后甲狀腺SNR差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05，表2)。使用輔助勻場裝置后b值為400 s/mm2的DWI圖像SNR較使用前提高了204.74%，b值為800 s/mm2的圖像提高了184.18%。

表2 使用輔助勻場裝置前后DWI圖像甲狀腺SNR比較[中位數(shù)(上下四分位數(shù))]

3 討論

近30年來，甲狀腺疾病發(fā)病率呈明顯上升趨勢，甲狀腺癌患病率達0.07%[5]。MRI具有無創(chuàng)、無輻射及軟組織分辨力高等優(yōu)點，并能通過功能成像為診斷病變提供多參數(shù)信息，目前已廣泛用于診斷甲狀腺疾病。DWI是功能磁共振序列中應用最廣泛的技術(shù)，能定量評估組織中水分子的微觀擴散情況，從而反映組織病理生理。DWI是無創(chuàng)性鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的有效方法[6-8]，研究[9]表明，甲狀腺癌的ADC值明顯低于腺瘤和結(jié)節(jié)性甲狀腺腫，因此，高質(zhì)量的DWI圖像對于檢出及鑒別診斷甲狀腺病變有重要意義。

欲在DWI中獲得準確的ADC值和滿意的圖像質(zhì)量，b值的選擇尤為重要。由于組織內(nèi)血流灌注的運動速度明顯快于水分子的布朗運動速度，對于擴散成像，選用低b值掃描時，測得的水分子運動信息主要來自運動較快的血液流動，所得ADC值主要反映組織的血流灌注情況[10-12]。Morvan[13]發(fā)現(xiàn)，當b<100 s/mm2時，血流灌注所起作用較水分子擴散作用大10倍。因此，采用較高b值時，DWI采集到的信號可更多地反映純水分子的擴散運動，所測得的擴散參數(shù)較接近于真實的擴散值，組織結(jié)構(gòu)也接近于活體的真實情況。但隨b值增高，將不可避免地出現(xiàn)SNR降低、圖像質(zhì)量下降，影響圖像后處理及數(shù)據(jù)測量的準確性。甲狀腺前方軟組織較薄，后方為氣管，兩側(cè)有較粗大的血管走行，使得該區(qū)域幾何形態(tài)復雜，導致局部磁場B0不均勻，共振頻率差異較大，易導致脂肪抑制失??；而且空氣與軟組織的磁化率差異大，易出現(xiàn)磁化率偽影[8,14]。

本研究將高濃度硅油裝入高密度硅膠袋，密封后制成輔助勻場裝置，放置于頸部。硅油是一種不同聚合度鏈狀結(jié)構(gòu)的聚有機硅氧烷，具有很高的穩(wěn)定性和抗氧化性，黏滯度較水稍高，密度較水稍小，高濃度硅油較高的黏滯性保證其在頸部前方有一定厚度，在脂肪抑制序列及DWI序列上硅油表現(xiàn)為低信號，不會干擾甲狀腺信號。高密度硅膠袋安全無毒且質(zhì)地柔軟，不易破裂，柔軟的硅膠袋具有良好的塑形性，可以很好地貼合于患者頸部，而不會給患者帶來壓迫感等不適。

本研究使用勻場輔助裝置前b值為400 s/mm2的DWI圖像質(zhì)量較差，83.33%(35/42)為1級，影響診斷；而使用勻場輔助裝置后圖像質(zhì)量較前明顯提高，無1級圖像，僅19.05%(8/42)為2級，對診斷略有影響，而3級和4級圖像占80.95%(34/42)，提示使用勻場輔助裝置后b值為400 s/mm2的DWI圖像質(zhì)量基本符合臨床診斷要求。b值為800 s/mm2的DWI圖像使用勻場輔助裝置前97.62%(41/42)為1級，使用勻場輔助裝置后73.81%(31/42)為2級，對診斷略有影響；采用輔助勻場裝置后，甲狀腺DWI圖像質(zhì)量明顯改善，圖像SNR顯著提高，提示較高b值DWI可能應用于診斷甲狀腺疾病，且安全方便，值得臨床推廣使用。

李鵬等[15]將碳酸鈣粉、液體石蠟、甘油按照一定比例混合制成輔助勻場裝置，認為可提高臂叢神經(jīng)MR成像質(zhì)量；汪榮等[16]提出可以用大米作為頸部輔助勻場裝置的填充物。今后可將以上方法與硅膠袋灌裝硅油的方法進行對比，比較其輔助勻場效果以及患者舒適性，以方便于臨床應用。

總之，本研究結(jié)果表明自制輔助勻場裝置可提高甲狀腺DWI圖像質(zhì)量；但本研究只納入了健康志愿者，今后將收集甲狀腺病變患者，并擴大樣本量，進一步研究使用自制輔助勻場裝置對甲狀腺病變以及頸部其他結(jié)構(gòu)如喉部、頸部中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)病變等的價值。