RS-EPI彌散成像對(duì)老年前列腺DWI掃描質(zhì)量的影響

宋楊 霍彬 侯朝華 侯艷紅

(1天津海濱人民醫(yī)院放射科，天津 300280；2天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院腫瘤科；3天津醫(yī)科大學(xué)中新生態(tài)城醫(yī)院影像科)

近年來(lái)，前列腺相關(guān)疾病的患病率呈逐漸上升趨勢(shì)，患病群體以老年男性最為突出，且患者預(yù)后與前列腺惡性程度、浸潤(rùn)范圍等密不可分，因此早診斷、早治療對(duì)改善患者預(yù)后尤為重要〔1〕。彌散加權(quán)成像(DWI)是新型的磁共振成像技術(shù)，為諸多疾病的臨床鑒別提供科學(xué)信息，不僅具有傳統(tǒng)磁共振優(yōu)勢(shì)外，還能夠從活體分子水平反映組織結(jié)構(gòu)、功能，對(duì)于常規(guī)磁共振難以發(fā)現(xiàn)的病灶，可通過(guò)較高對(duì)比噪聲比診出，除此之外，DWI還適用于定量分析〔2，3〕。常規(guī)使用的單次激發(fā)平面回波(SS-EPI)序列主要以縮短掃描速度、凍結(jié)運(yùn)動(dòng)為目的，但也因此造成組織銜接處(前列腺、乳腺、腸道等)的磁敏感偽影，局部信號(hào)畸形、丟失，圖像扭曲，干擾圖像質(zhì)量，對(duì)局部小病灶無(wú)法提供準(zhǔn)確顯影〔4，5〕。分段讀出平面回波成像(RS-EPI)是新序列DWI成像技術(shù)，在圖像質(zhì)量與解剖細(xì)節(jié)顯示上較前更加清晰〔6，7〕。鑒于此，本研究通過(guò)探究RS-EPI彌散成像對(duì)老年前列腺DWI掃描質(zhì)量的影響，旨在提高彌散圖像質(zhì)量，為疾病診斷與鑒別提供有效的影像學(xué)評(píng)估依據(jù)。

1 資料與方法

1.1納入對(duì)象 本研究設(shè)計(jì)思路與方法均符合醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的相關(guān)規(guī)定。通過(guò)整群抽樣法，回顧性分析2017年6月至2019年6月收治的老年前列腺腫瘤患者臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)病理或穿刺活檢證實(shí)為前列腺腫瘤；②磁共振檢查均在各種非手術(shù)治療之前進(jìn)行；③各種檢查均在穿刺活檢等侵入性操作前；④納入均為男性患者；⑤臨床資料完善。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴磁共振檢查禁忌證，如心臟搭橋；②患者煩躁不安，影像偽影多。研究開始前均取得患者及家屬同意后，整理患者臨床資料。最終納入83例老年患者，年齡62～80歲，平均(71.45±4.23)歲；實(shí)驗(yàn)室相關(guān)檢查前列腺特異性抗原10～412 ng/ml，中位值82 ng/ml；合并高血壓32例，高血脂27例，糖尿病13例。

1.2儀器與方法 MAGNETOM 超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)由德國(guó)Siemens公司提供，發(fā)射線圈：常規(guī)磁共振利用體線圈，接收線圈：腹部相控陣線圈。患者檢查前多飲水，確保膀胱充盈，檢查時(shí)，患者仰臥位，掃描中心到恥骨聯(lián)合上方2 cm。

1.3掃描參數(shù)設(shè)置 (1)T1WI序列參數(shù)設(shè)置：視野240×240 mm2，層厚4 mm，TR500 ms，TE12 ms，激勵(lì)次數(shù)2次；(2)T2WI參數(shù)設(shè)置：視野240×240 mm2，層厚4 mm，TR 2 980 ms，TE 101 ms，激勵(lì)次數(shù)2次；常規(guī)SS-EPI參數(shù)設(shè)置：視野260 mm，矩陣90×64，層厚與層間距分別為4 mm與0 mm，TR 4 500 ms，TE 102 ms，寬帶1 545 Hz/Px，b值：0、50、1 000、900 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)4次，GRAPPA加速因子為2，總掃描時(shí)間69 s。(3)高分辨率SS-EPI參數(shù)設(shè)置：視野280 mm，層厚與層間距分別為4 mm與0 mm，TR 4 500 ms，TE 85 ms，總掃描時(shí)間180 s。(4)RS-EPI參數(shù)設(shè)置：視野280 mm，矩陣160×116，層厚與層間距分別為3 mm與0 mm，TR 4 900 ms，TE 61 ms，寬帶1 040 Hz/Px，b值：0、900 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)2次，分段采樣數(shù)為5，GRAPPA加速因子為2，總掃描時(shí)間188 s。明確感興趣區(qū)域(避開壞死、出血、囊變部位)。

1.4圖像分析 由2位臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師進(jìn)行閱片，觀察圖像的解剖變形、清晰度、圖像細(xì)節(jié)顯示、銳利度，明確病灶數(shù)量、位置、形態(tài)及其與周圍組織關(guān)系等，當(dāng)2位醫(yī)師意見(jiàn)不同時(shí)，商榷后無(wú)果，可邀請(qǐng)影像科主任判定并遵循其意見(jiàn)。

1.5觀察指標(biāo) ①對(duì)比3種掃描序列的解剖變形、清晰度、圖像細(xì)節(jié)顯示、銳利度。利用圖像儲(chǔ)存與運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)分，采用Likert 5分法〔8〕分別從解剖變形、清晰度、圖像細(xì)節(jié)顯示、銳利度進(jìn)行主觀獨(dú)立評(píng)分，判定標(biāo)準(zhǔn)為1分：不可作為臨床診斷參考，2分：圖像質(zhì)量差，3分：質(zhì)量一般，4分：質(zhì)量良好，5分：質(zhì)量非常好。評(píng)分依據(jù)：(1)病灶圖像清晰度：未見(jiàn)到1分，模糊隱約可見(jiàn)2分，可視但邊界模糊不清3分，較清晰4分，非常清晰5分。(2)圖像解剖變形參照標(biāo)準(zhǔn)：T2WI抑脂圖像，判定前列腺邊緣的清晰度及磁敏感偽影等，無(wú)法辨認(rèn)肛提肌與直腸1分；兩者顯示清晰度欠佳，辨認(rèn)有一定的難度2分；可以辨認(rèn)3分；直腸、肛提肌、前列腺有變形4分；三者均無(wú)變形5分。(3)圖像細(xì)節(jié)顯示、銳利度：通過(guò)觀察精囊、閉孔內(nèi)肌、肛提肌等脂肪間隙等結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，前列腺、直腸周圍間隙綜合評(píng)分。無(wú)法辨認(rèn)結(jié)構(gòu)1分，模糊辨認(rèn)有難度2分，結(jié)構(gòu)清晰度欠佳，但尚可辨認(rèn)3分，結(jié)構(gòu)顯示良好4分，結(jié)構(gòu)清晰易辨識(shí)5分。②對(duì)比3種掃描序列的MR圖像信噪比(SNR)、對(duì)比噪聲比(CNR)、對(duì)比度(C)。手動(dòng)選取感興趣區(qū)(排除壞死區(qū)，大小0.33～0.96 cm2)，參照T2脂肪抑制序列，檢測(cè)腫瘤組織、圖像背景、閉孔內(nèi)肌各區(qū)域的磁共振信號(hào)強(qiáng)度，SNR、CNR、C。SNR=SIROI/SDnoise(SIROT表示當(dāng)b值=800 mm2/s的DWI圖像中病變區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度；SDnoise表示各圖像背景即空氣信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差)；CNR=SIROI-SImuscle/SDnoise(SImuscle表示閉孔內(nèi)肌的信號(hào)強(qiáng)度)；C=SIROI/SImuscle。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS23.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1主觀評(píng)分對(duì)比 3種序列掃描圖像對(duì)比，RS-EPI清晰度、解剖變形、圖像銳利度、細(xì)節(jié)顯示及圖像總體質(zhì)量>高分辨SS-EPI>常規(guī)SS-EPI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。見(jiàn)表1。

表1 3種不同成像方法圖像的主觀評(píng)分對(duì)比分,n=83)

2.2客觀評(píng)價(jià)對(duì)比 3種序列掃描成像對(duì)比，RS-EPI序列SNR、C、CNR>高分辨SS-EPI>常規(guī)SS-EPI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。見(jiàn)表2。

表2 3種不同成像方法圖像客觀評(píng)價(jià)對(duì)比

3 討 論

臨床針對(duì)前列腺相關(guān)疾病的診斷方法主要有超聲、常規(guī)磁共振、直腸指檢等，其中超聲檢查費(fèi)用低廉、操作便捷、敏感性高，但特異性差，且無(wú)法對(duì)病灶性定量分析；磁共振檢查可清晰顯示前列腺內(nèi)病變，但對(duì)于良性增生、炎癥、腫瘤等病變的影像學(xué)表現(xiàn)存在難度，各種檢查方法均存在一定局限性〔9,10〕。前列腺惡性疾病早期癥狀不明顯，甚至無(wú)癥狀，再加上諸多患者既往合并前列腺增生史，臨床早期診出率較低。

SS-EPI序列是DWI常用成像方法，其原理是在一個(gè)90°射頻脈沖被激發(fā)后，梯度回波的所有成像數(shù)據(jù)可被連續(xù)采集到，單層圖像的采集時(shí)間<100 ms，對(duì)于年齡偏大、身體素質(zhì)相對(duì)較差或耐受力低下的患者，實(shí)用性更強(qiáng)，截至目前，其被認(rèn)為是采集速度較快的磁共振成像序列〔11,12〕。SS-EPI在讀出方向獲取完整的K空間數(shù)據(jù)庫(kù)具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，但其在相位編碼K空間數(shù)據(jù)采集則需要更多的時(shí)間；此外，自旋質(zhì)子也因B0場(chǎng)的不均勻失相位，繼而產(chǎn)生敏感偽影，數(shù)據(jù)采集誤差效應(yīng)不斷在相位編碼方向積聚，造成此方向上對(duì)應(yīng)的解剖出現(xiàn)變形；此外，在空氣與組織、骨骼與肌肉等磁敏感屬性的交界面之間，局部信號(hào)容易丟失或影像模糊，造成SNR與空間分辨力較低〔13,14〕。RS-EPI是由Porter等〔15〕在2009年初次提出，其工作原理是多次激發(fā)平面回波成像，是由一個(gè)2 d導(dǎo)航回波與1個(gè)圖像回波構(gòu)成，在讀出梯度方向?qū)空間采集軌道劃分為諸多相互連接的通道，進(jìn)而完成對(duì)圖像的連續(xù)采集，壓縮讀出梯度EPI讀出時(shí)間與脈沖，并經(jīng)減少帶寬確保圖像的保真度，與此同時(shí)，其在重建半傅里葉前巧妙結(jié)合了相位矯正技術(shù)，保障了信號(hào)強(qiáng)度的再聚焦，有效彌補(bǔ)了SS-EPI空間分辨率低的遺憾，最終得到靶區(qū)穩(wěn)定、高分辨率的解剖圖像，為高分辨力、高場(chǎng)強(qiáng)成像創(chuàng)造可能性〔16,17〕。本研究結(jié)果表明RS-EPI序列掃描成像技術(shù)能夠顯著增強(qiáng)圖像掃描質(zhì)量，提高顯影清晰度，減少偽影干擾，解剖變形程度較輕，便于臨床對(duì)疾病甄別。蔡杰等〔18〕研究表明，RS-EPI能夠顯著降低陰囊DWI圖像解剖結(jié)構(gòu)的幾何變形，提高圖像質(zhì)量，與本研究結(jié)論具有一定相似性。但本研究仍具有一定的不足之處，如本研究采取回顧性分析，且納入的樣本數(shù)量相對(duì)較少，研究結(jié)論的可信度還需在未來(lái)開展更多相關(guān)的大樣本、多中心、前瞻性研究加以佐證，旨在為臨床疾病的診斷提供準(zhǔn)確、清晰的影像學(xué)參考。

綜上，RS-EPI序列作為新的DWI成像方式，利于提高老年前列腺DWI掃描質(zhì)量，便于臨床對(duì)疾病的診斷鑒別。