并行采集技術(shù)在乳腺M(fèi)R動態(tài)增強(qiáng)的臨床應(yīng)用

肖瑩許鏵文徐婧婧李仰康*

（1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院放射科，廣東 汕頭，515041；2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院醫(yī)療質(zhì)量管理科，廣東 汕頭，515041）

乳腺疾病多種多樣，包括乳腺炎、乳腺囊腫、乳腺增生、乳腺良惡性腫瘤等，其中乳腺惡性腫瘤危害最大。女性乳腺癌在全球最常見的惡性腫瘤中高居榜首。除常規(guī)的體格檢查和血液學(xué)檢查外，醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)也在早發(fā)現(xiàn)、早診斷中扮演重要的角色，幫助提高良好預(yù)后率[1]。乳腺癌腫瘤血管主要分布在病灶邊緣，在分布和形態(tài)上具有一定的特點(diǎn)。臨床針對乳腺的影像學(xué)檢查方法包括B 超、乳腺鉬靶X 線、CT 及MRI。乳腺M(fèi)RI 動態(tài)增強(qiáng)掃描近年來應(yīng)用廣泛，但由于其多期掃描，掃描時(shí)間長，常因患者無法耐受而出現(xiàn)運(yùn)動偽影，影響乳腺M(fèi)R 圖像質(zhì)量[2]。并行采集技術(shù)與常規(guī)采集技術(shù)相比，能極大地縮短圖像采集時(shí)間，大幅度提高磁共振圖像的分辨率[3]。本研究旨在對乳腺磁共振動態(tài)增強(qiáng)序列的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行探討，并對序列參數(shù)提出進(jìn)一步優(yōu)化，以期提高乳腺M(fèi)R 的成像質(zhì)量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性選取2020 年1 月～2020 年12 月在汕頭大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院行乳腺動態(tài)增強(qiáng)MRI 檢查的女性患者共70 例，所有患者均使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描和不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查?；颊吣挲g33～78 歲，平均年齡（52.24±9.38）歲；腫瘤直徑＜2 cm 22 例，腫瘤直徑≥2 cm 48 例。所有患者均已簽署知情同意書，本研究經(jīng)汕頭大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者治療前未接受過放化療；②符合乳腺癌診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，經(jīng)過病理活檢確診。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①哺乳期及妊娠期患者；②合并其他惡性腫瘤、臟器疾病、感染性疾病等患者；③具有其他手術(shù)禁忌證的患者；④語言溝通有障礙或嚴(yán)重精神疾病者；⑤高凝狀態(tài)及有出血傾向者。

1.3 儀器及掃描技術(shù)

采用美國GE 公司生產(chǎn)的3.0T 超導(dǎo)磁共振掃描儀Discovery MR 750，掃描配備8 通道乳腺專用相控陣表面線圈。掃描范圍包含雙側(cè)乳腺及腋窩區(qū)。掃描前囑患者俯臥，雙手前伸放置，胸壁、腹部貼合線圈，雙乳自然懸垂于表面線圈內(nèi)。患者檢查前手臂建立高壓注射器靜脈通道，增強(qiáng)對比劑采用釓噴酸葡胺，視患者血管情況速率為2.5～3.0 mL/s，劑量為0.1～0.2 mL/kg。對于絕經(jīng)前患者，盡量安排在月經(jīng)來潮后7～10 d 檢查。

動態(tài)增強(qiáng)掃描：采用三維容積內(nèi)插快速擾相梯度回波序列（VIBRANT）+T1WI 壓脂軸位掃描，先掃蒙片（注入對比劑前），注藥后立即連續(xù)采集5 期圖像，每期掃描時(shí)間約1 min，5 期圖像采集完畢后延遲1 min，掃描第6 期圖像；最后掃描矢狀位。橫軸位參數(shù)：層厚1.4 mm，TR/TE：4.0 ms/1.1 ms，視野360 mm。矢狀位參數(shù)：層厚1.6 mm，TR/TE：4.9 ms/1.2 ms，視野240 mm。

1.4 圖像觀察與分析

測量兩種檢查方法掃描時(shí)間、圖像的空間分辨力、信噪比和對比度并取平均值?？臻g分辨力為圖像的掃描視野除以掃描矩陣乘以層厚。信噪比的信號強(qiáng)度通過對增強(qiáng)后的乳腺圖像進(jìn)行測量獲得，噪聲是對大片感興趣的背景信號進(jìn)行測量獲得的。根據(jù)美國ACR組織提出的ACR 單幅圖像測量法[5]，選擇增強(qiáng)后第1 期強(qiáng)化圖像，分別在左右兩側(cè)乳腺隨機(jī)選擇腺體組織一個(gè)位置作為測量點(diǎn)，每例患者乳腺動態(tài)增強(qiáng)分別得到2 個(gè)測量結(jié)果取平均值，噪聲則是測量背景區(qū)域四個(gè)角落感興趣區(qū)域（ROI）的標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后取平均得到噪聲均值。選取時(shí)應(yīng)避開偽影區(qū)和明顯不規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)差的角落。測量的ROI 范圍約為100 mm2。信噪比（SNR）是圖像內(nèi)信號強(qiáng)度除以空氣噪聲標(biāo)準(zhǔn)差得到的結(jié)果。圖像中乳腺腺體組織的信號強(qiáng)度用 S 表示，背景信號標(biāo)準(zhǔn)差用SD 表示，則 SNR=0.66×S/SD，其中0.66 是修正因子，但在快速成像序列及應(yīng)用相控陣線圈時(shí)會失效。而對比度（contrast）是指相鄰兩個(gè)區(qū)域之間信號強(qiáng)度的相對差異，其計(jì)算公式為：C=|S1-S2 |/|S1+S2 |；其中，C 為對比度，S1 及S2 分別選取乳腺腺體和脂肪信號的平均值。

特異度（TNR）=真陰性例數(shù)/（真陰性+假陽性）例數(shù)×100%，敏感度（TPR）=真陽性例數(shù)/（真陽性+假陰性）例數(shù)×100%，精確度（PPV）=真陽性例數(shù)/（真陽性+假陽性）例數(shù)×100%，負(fù)預(yù)測性（NPV）=真陰性例數(shù)/（真陰性+假陰性）例數(shù)×100%。

1.5 病理分析

70 例經(jīng)穿刺活檢或接受手術(shù)切除后，由兩位高年資病理主任醫(yī)師獨(dú)立分析，所有標(biāo)本均通過免疫組化染色。以病理學(xué)診斷為金標(biāo)準(zhǔn)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

運(yùn)用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩種檢查方法信噪比與對比度均值比較采用Pearson 分析法。兩種檢查方法掃描時(shí)間用（）表示，采用t檢驗(yàn)；應(yīng)用四格表Fisher 精確校驗(yàn)法分別計(jì)算出兩種檢查方法圖像診斷的敏感度、特異度、精確度和負(fù)預(yù)測值，并使用kappa 一致性分析，Kappa 值＜0，認(rèn)為一致性差，Kappa 值0～0.2，認(rèn)為一致性極弱；Kappa 值0.21～0.40，認(rèn)為一致性弱；Kappa 值0.41～0.60，認(rèn)為兩者具有中度一致性；若Kappa 值0.61～0.80，認(rèn)為具有強(qiáng)一致性；若Kappa 值＞0.80，認(rèn)為具有極強(qiáng)的一致性。

2 結(jié)果

2.1 使用和不使用并行采集技術(shù)的掃描時(shí)間比較

本研究患者使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查所需掃描時(shí)間6.16～8.38 min，平均掃描時(shí)間（7.50±1.12）min。而不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查所需掃描時(shí)間11.50～3.77 min，平均掃描時(shí)間（12.63±1.26）min。使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查掃描時(shí)間較不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查明顯縮短，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=18.003，P＜0.05）。

2.2 使用和不使用并行采集技術(shù)的圖像質(zhì)量比較

本研究中兩種檢查方法掃描時(shí)選擇的掃描視野和掃描矩陣相同，成像厚度也相同，故兩種檢查方法的圖像空間分辨力相同。使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查圖像信噪比為21.72～37.71，平均信噪比為28.37；不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查圖像信噪比為28.47～33.26，平均信噪比為29.45。使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查圖像的對比度為0.63～0.75，平均對比度為0.72；不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查對比度為0.65～0.82，平均對比度為0.75。兩種檢查方法圖像的平均信噪比和對比度比較見表1 和圖1。兩種檢查方法圖像的信噪比均值比較采用Pearson分析法，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為P=0.113；兩種檢查方法圖像的對比度均值比較采用Pearson 分析法，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為P=0.792；可見兩種檢查方法圖像的信噪比、對比度比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

圖1 圖A：女性，55 歲，不使用并行采集技術(shù)，掃描時(shí)長11 分47 秒，信噪比27.33，對比度0.74；圖B：女性，55 歲，使用并行采集技術(shù)，掃描時(shí)長6 分03 秒，信噪比28.12，對比度0.77。

表1 兩種檢查方法動態(tài)增強(qiáng)圖像信噪比和對比度比較

2.3 使用和不使用并行采集技術(shù)對診斷效能的影響

采集70 例患者，以病理學(xué)診斷為金標(biāo)準(zhǔn)。使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查MRI 診斷的TPR 為100%，TNR 為95.2%，PPV 為93.3%，NPV 為100%，Kappa 值 為0.941。見表2。不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查MRI 診斷的TPR 為100%，TNR 為90.0%，PPV 為88.24%，NPV 為100%，Kappa 值為0.885。見表3。兩種檢查方法動態(tài)增強(qiáng)MRI 對病灶診斷的TPR、TNR、PPV、NPV 和Kappa 值比較，差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05）。

表2 使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查MRI 診斷與病理學(xué)診斷對照

表3 不使用并行采集技術(shù)的動態(tài)增強(qiáng)掃描檢查MRI 診斷與病理學(xué)診斷對照

3 討論

磁共振成像的整個(gè)流程包含射頻激發(fā)、接收人體信號和通過運(yùn)算進(jìn)行圖像處理。各種軟硬件的發(fā)展是為了在縮短檢查時(shí)間的前提下，提高圖像質(zhì)量，滿足臨床需要和科研需求。以前探究的方向是能否增加梯度場切換率和磁場強(qiáng)度，但由于梯度場場強(qiáng)的切換過快會刺激神經(jīng)肌肉反應(yīng)，造成受檢部位軟組織的生物電刺激反應(yīng)[6]。因而提升梯度場切換率和場強(qiáng)的方法遭受阻礙。提高磁共振掃描速度的前提是圖像質(zhì)量不能受到太大的影響，不能影響診斷。實(shí)際臨床操作中，可通過適當(dāng)調(diào)控參數(shù)縮短掃描時(shí)間，例如使用并行采集技術(shù)，不僅可以縮短掃描時(shí)間，而且信噪比損失較小，且不降低空間分辨力，更不影響圖像對比，所以此方法被廣泛應(yīng)用于磁共振序列掃描中[7-8]。并行采集技術(shù)是近年來各大生產(chǎn)企業(yè)普遍應(yīng)用于磁共振成像的快速采集技術(shù)，此技術(shù)的優(yōu)勢是可以縮短采集時(shí)間，縮短屏氣時(shí)間，獲得高空間分辨力和高時(shí)間分辨力，從而減少圖像模糊和幾何變形，減少運(yùn)動偽影[9]。對于超高場（3.0T 及以上）并行采集技術(shù)不僅僅縮短掃描時(shí)間，還能減少射頻脈沖數(shù)量，從而減少病人接收的射頻能量，解決了因比吸收率值限制帶來的掃描停頓的問題[10]。此技術(shù)結(jié)合大范圍覆蓋線圈，可一次性快速完成諸如全身MRA 和全脊柱成像等[11]。并行采集技術(shù)結(jié)合其他快速序列，可高效率完成一些需要屏氣的體部和心血管檢查，成為提高采集速度的突破口[12]。

應(yīng)用并行采集技術(shù)時(shí)，要注意以下三點(diǎn)：①在相控陣線圈排列的方向上選擇相位編碼方向，避免產(chǎn)生卷褶偽影。②掃描部位與脈沖序列掃描線圈的相對關(guān)系應(yīng)保持與校準(zhǔn)掃描一致。受檢組織若與校準(zhǔn)掃描后線圈的相對位置發(fā)生位移，則掃描結(jié)束后，應(yīng)用線圈的靈敏度會導(dǎo)致去卷褶計(jì)算發(fā)生偏差，無法很好地去除卷褶偽影，因此，校準(zhǔn)掃描后線圈和受檢部位不應(yīng)發(fā)生位移[13-15]；③理論上加速因子的最大值可到達(dá)相控陣線圈的子線圈數(shù)目及其相應(yīng)的采集通道數(shù)，但加速因子越大，圖像信噪比越低，產(chǎn)生卷褶偽影的可能性越大[16]。因此，有必要依照實(shí)際情況選取合適的加速因子進(jìn)行并行采集技術(shù)（GE 界面調(diào)整參數(shù)時(shí)在imaging option 中選取ASSET 選項(xiàng)，并在CV 中設(shè)置ASSET 因子）。

乳腺成像的診斷要求達(dá)到足夠的空間分辨率并保證掃描時(shí)間，在時(shí)間不變的情況下，2D 及3D 成像可提高成像層面內(nèi)的分辨率及成像范圍[17]。磁共振乳腺動態(tài)增強(qiáng)序列現(xiàn)已成為常規(guī)序列，其對微小病變特別是針對乳腺鉬靶和B 超容易漏診的病變有較高敏感性，而動態(tài)增強(qiáng)的特性也可大力提升乳腺病變的特異性判斷[18]。并行采集技術(shù)尤其適用于3D 動態(tài)成像，可擴(kuò)大兩側(cè)乳腺增強(qiáng)動態(tài)掃描范圍，而時(shí)間并未增加，對雙側(cè)乳腺有較高的空間分辨力，并可憑借增強(qiáng)曲線來判斷結(jié)節(jié)的良惡性[19-20]。

綜上所述，并行采集技術(shù)對圖像質(zhì)量并不產(chǎn)生負(fù)面影響，是否使用并行采集技術(shù)對病灶診斷的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性無顯著差異，但采用并行采集技術(shù)時(shí)，掃描總時(shí)長縮短近一半，由此可見，并行采集技術(shù)在乳腺動態(tài)增強(qiáng)掃描中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，在顯著縮短掃描時(shí)間的前提下并不影響其診斷效能。