女性盆腔全視野和小視野彌散加權(quán)成像圖像質(zhì)量研究

吳 超 呂富榮 肖智博 陸云峰 萬(wàn)承鑫

女性盆腔MRI 具有較高的軟組織分辨率，業(yè)已成為經(jīng)陰道超聲檢查的主要輔助手段，在先天性生殖器畸形、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌等疾病的診斷中具有重要意義［1］。與其他影像學(xué)檢查技術(shù)相比，MRI作為一種無(wú)電離輻射的成像技術(shù)，對(duì)于女性盆腔檢查具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。歐洲泌尿生殖放射學(xué)會(huì)（ESUR）已將MRI作為評(píng)估子宮內(nèi)膜癌（EC）患者的首選成像方式［2］。彌散加權(quán)成像（DWI）是MRI 檢查常用掃描序列，通過(guò)檢測(cè)組織中水分子彌散運(yùn)動(dòng)受限的方向及程度，間接反映組織結(jié)構(gòu)變化，從而達(dá)到疾病診斷之目的，且無(wú)需使用造影劑［3-4］。然而，由于MRI 成像原理復(fù)雜，掃描序列種類較多，實(shí)際操作中可出現(xiàn)各種偽影，表現(xiàn)為圖像變形、缺失、模糊等。呼吸、腸蠕動(dòng)、血管搏動(dòng)等非自主運(yùn)動(dòng)等導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)偽影以及大量腹水或羊水導(dǎo)致的血流相關(guān)偽影均可導(dǎo)致盆腔解剖結(jié)構(gòu)模糊，引起誤診、漏診。全視野彌散加權(quán)成像（fFOV-DWI）是臨床廣泛采用的MRI 序列，但由于掃描視野較大，且易受到磁敏感偽影干擾，可導(dǎo)致圖像質(zhì)量降低。既往研究發(fā)現(xiàn)，小視野彌散加權(quán)成像（rFOV-DWI）采用二維選擇性回波平面射頻技術(shù)，僅激發(fā)小范圍興趣區(qū)，顯著提高DWI 圖像質(zhì)量，減少偽影［5］?；诖?，本研究對(duì)比分析女性盆腔fFOVDWI和rFOV-DWI序列的圖像質(zhì)量，探討兩種成像序列在女性盆腔成像中的應(yīng)用價(jià)值。

方法

1. 研究對(duì)象

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

（1）經(jīng)臨床檢查及各種輔助檢查證實(shí)為健康者。（2）年齡≥18 歲。（3）體內(nèi)無(wú)金屬植入物。（4）認(rèn)知功能正常。（5）所有受試者均對(duì)本研究項(xiàng)目知情并簽署知情同意書(shū)。（6）本研究經(jīng)重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會(huì)批注（審批號(hào)：2020-337）。

1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

（1）合并心、肺、肝、腎等重要臟器功能障礙。（2）月經(jīng)期。（3）妊娠期。（4）既往有盆腔相關(guān)疾病病史或曾行盆腔相關(guān)手術(shù)。（5）服用激素類藥物、避孕藥等。（6）存在MRI 禁忌證。（7）圖像質(zhì)量欠佳者。

1.3 一般資料

根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)選擇2020年4月—8月在重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院健康體格檢查無(wú)異常的健康女性46 例，年齡19～30 歲，中位年齡26.4 歲，入組后對(duì)其進(jìn)行fFOV-DWI和rFOV-DWI檢查。

2. 研究方法

2.1 盆腔MRI檢查

采用德國(guó)Siemens 公司生產(chǎn)的3.0 T MRI 掃描儀（MAGNETOM Skyra）進(jìn)行影像學(xué)檢查，受試者取仰臥位，行矢狀位T2WI、fFov-DWI、rFOV-DWI 序列掃描。（1）T2WI 掃描參數(shù)（輔助定位）：重復(fù)時(shí)間3 200 ms，回波時(shí)間88 ms，掃描視野240 mm×240 mm，翻轉(zhuǎn)角90o，激勵(lì)次數(shù)2 次，矩陣416×320，掃描層厚3 mm、層間距0.3 mm，共掃描24層，采集時(shí)間82 s。（2）fFOV-DWI 掃描參數(shù)：重復(fù)時(shí)間2 000 ms，回波時(shí)間76 ms，掃描視野240 mm×240 mm，矩陣416×320，翻轉(zhuǎn)角90o，激勵(lì)次數(shù)2 次，掃描層厚3 mm、層間距0.1 mm，共掃描26層，并行采集因子為2，彌散敏感梯度方向3 個(gè)，彌散敏感系數(shù)b1=50 s/mm2、b2=800 s/mm2。，采集時(shí)間176 s。（3）rFOVDWI掃描參數(shù)：重復(fù)時(shí)間2 000 ms，回波時(shí)間76 ms，掃描視野240 mm×240 mm，矩陣416×320，翻轉(zhuǎn)角90o，激勵(lì)次數(shù)2 次，掃描層厚3 mm、層間距0.1 mm，共掃描26 層，彌散敏感梯度方向3 個(gè)，彌散敏感系數(shù)b1=50 s/mm2、b2=800 s/mm2，采集時(shí)間176 s。

2.2 圖像處理

將獲取的圖像導(dǎo)入工作站，由一名具有10年經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師通過(guò)工作站對(duì)所有受試者DWI 圖像進(jìn)行后續(xù)處理，其中fFOV-DWI 圖像的視野經(jīng)RadiAnt DICOM Viewer 軟件調(diào)整后顯示出與rFOVDWI 圖像相同的區(qū)域。選擇子宮肌層信號(hào)均勻且避開(kāi)血管的區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)（ROI），ROI 面積為0.2 cm2。

2.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）主觀評(píng)價(jià)：采用Likert-type 量表5 級(jí)評(píng)分法［6］對(duì)所有圖像進(jìn)行主觀評(píng)分。①偽影評(píng)分：即DWI 圖像偽影嚴(yán)重程度。1 分為圖像質(zhì)量極差，偽影嚴(yán)重，無(wú)法用于臨床診斷；2 分為圖像質(zhì)量一般，中度偽影，影響局部診斷；3 分為圖像質(zhì)量較好，輕度偽影，可能影響診斷；4 分為圖像質(zhì)量良好，輕度偽影，不影響診斷；5 分為圖像質(zhì)量極好，無(wú)偽影。②解剖結(jié)構(gòu)識(shí)別評(píng)分：即DWI 圖像對(duì)子宮解剖結(jié)構(gòu)和帶狀解剖結(jié)構(gòu)顯示的清晰程度評(píng)分。1 分為無(wú)法識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)；2 分為尚可識(shí)別解剖結(jié)構(gòu)，邊緣模糊；3分為解剖結(jié)構(gòu)與周圍組織區(qū)分，但邊緣稍模糊；4 分為解剖結(jié)構(gòu)顯示良好，邊緣清晰；5 分為解剖結(jié)構(gòu)清晰。

（2）客觀評(píng)價(jià)：①信噪比（SNR），即子宮內(nèi)膜平均信號(hào)強(qiáng)度與背景噪聲信號(hào)值的標(biāo)準(zhǔn)差之比，計(jì)算公式為SNR=SI內(nèi)膜/SD背景，SNR 越低，圖像越模糊；②對(duì)比度噪聲比（CNR），即影像對(duì)比度與噪聲的比值，計(jì)算公式為CNR=（SI內(nèi)膜-SI背景）/SD背景，其中背景為子宮肌層信號(hào)強(qiáng)度，SDnomol代表正常子宮肌層的標(biāo)準(zhǔn)差，在選定的興趣區(qū)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，同一層面測(cè)量3次并取平均值。

3. 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPPS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。正態(tài)性檢驗(yàn)采用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)，呈正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，采用配對(duì)t檢驗(yàn)；呈非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（P25，P75）表示，采用Wilcoxon 符號(hào)秩檢驗(yàn)。以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

對(duì)fFOV-DWI 和rFOV-DWI 序列掃描盆腔相關(guān)參數(shù)的比較顯示，rFOV-DWI序列的信噪比（P=0001）、對(duì)比度噪聲比（P=0.008）、偽影評(píng)分（P=0.000）解剖結(jié)構(gòu)識(shí)別評(píng)分（P=0.000）均高于fFOV-DWI 序列（表1），rFOV-DWI 圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于fFOV-DWI 序列（圖1-2）。

圖1 同一例健康志愿者不同掃描序列序列子宮解剖結(jié)構(gòu)顯示

圖2 同一例健康志愿者不同掃描序列序列子宮偽影比較

表1 fFOV-DWI和rFOV-DWI掃描盆腔相關(guān)參數(shù)的比較（n=46）

討論

盆腔MRI 主要用于觀察子宮、雙側(cè)輸卵管、卵巢等盆腔組織結(jié)構(gòu)，業(yè)已成為子宮內(nèi)膜癌等婦科腫瘤術(shù)前分期的首選檢查方法，準(zhǔn)確的術(shù)前肌層侵犯評(píng)估對(duì)于子宮內(nèi)膜癌患者手術(shù)入路方式的選擇和淋巴結(jié)清掃至關(guān)重要，尤其是需要保留生育能力的1 級(jí)子宮內(nèi)膜腺癌的年輕女性患者［7］，且術(shù)前肌層侵犯程度只能通過(guò)影像學(xué)檢查進(jìn)行評(píng)估，其中MRI 檢查被認(rèn)為是最有價(jià)值的術(shù)前分期檢查，DWI 序列是歐洲泌尿生殖放射學(xué)會(huì)推薦的盆腔MRI 檢查常規(guī)序列，已廣泛應(yīng)用于各種盆腔疾病的檢查中［8］。

單發(fā)回波平面成像（ss-EPI）是最常用的DWI序列，具有對(duì)單層圖像的成像速度快，采集時(shí)間短，對(duì)運(yùn)動(dòng)敏感度低的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)渦流和磁化率等系統(tǒng)缺陷敏感，可導(dǎo)致圖像質(zhì)量降低，甚至可以出現(xiàn)嚴(yán)重變形，fFOV-DWI 的基礎(chǔ)序列即為單發(fā)回波平面成像。而rFOV-DWI 在常規(guī)ss-EPI 序列基礎(chǔ)上，通過(guò)施加一個(gè)90°二維選擇性回波平面射頻脈沖，減少相位編碼方向上的掃描視野，增寬讀出帶；并在其他不同層面同時(shí)施加180°重聚脈沖，高選擇性激發(fā)選定掃描層中的水信號(hào)，避免圖像卷曲，減少化學(xué)位移偽影；此外二維選擇性回波平面射頻脈沖在整合B1場(chǎng)強(qiáng)信息后，可以單獨(dú)調(diào)整每個(gè)射頻脈沖的相位和振幅使其達(dá)到更加均一的反轉(zhuǎn)角度，因此rFOV-DWI序列在固定的掃描時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率的成像［9］。

DWI 掃描參數(shù)對(duì)圖像質(zhì)量具有重要意義，其中，彌散敏感因子b 值是對(duì)彌散運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)表現(xiàn)的敏感度，是b 值越高對(duì)彌散運(yùn)動(dòng)越敏感，檢出率越高，穿透效應(yīng)越輕，但信噪比會(huì)越低。臨床根據(jù)檢查部位不同，一般選取不同b 值，如頭部為1 000 s/mm2，腹部為600～800 s/mm2，前列腺和子宮為800～1 000 s/mm2，因此本研究在b 值為800 s/mm2的圖像上進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)量［10］。此外，子宮和直腸等盆腔器官的解剖長(zhǎng)軸與人體長(zhǎng)軸近似平行，且受限于器官大小等原因，這些部位的小視野成像具有較大挑戰(zhàn)。由于子宮位置可呈現(xiàn)前傾、前驅(qū)和后斜位，矢狀位DWI 成像能夠更準(zhǔn)確地顯示子宮整體范圍［11］，因此本研究以矢狀位為掃描體位。SNR 和CNR 是評(píng)價(jià)DWI 圖像質(zhì)量的主要指標(biāo)，SNR 代表磁共振圖像中的有效信號(hào)和無(wú)效噪聲之比，在一定范圍內(nèi)，SNR 越大、圖像質(zhì)量越佳；CNR 系兩種組織信號(hào)強(qiáng)度差值與背景噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差之比，反映兩種組織信號(hào)強(qiáng)度的相對(duì)差別，差別越大、圖像質(zhì)量越佳［10］。

fFOV-DWI 成像技術(shù)由于視野較大，通常同時(shí)覆蓋軟組織、氣體、液體等磁敏感程度不同的物質(zhì)，易引起圖像失真。盆腔在人體內(nèi)的解剖位置較深，且作為腫瘤好發(fā)部位，其外周鄰近含有氣體的直腸，視野內(nèi)的磁敏感程度嚴(yán)重不均一，運(yùn)動(dòng)偽影較強(qiáng)，可導(dǎo)致較為嚴(yán)重的圖像失真，因此能在小范圍內(nèi)集中激發(fā)的rFOV-DWI 具有較大優(yōu)勢(shì)。多項(xiàng)研究證實(shí)，rFOVDWI 有助于脊髓、乳腺、胰腺和前列腺的高分辨率成像，且靈敏度和特異度顯著高于fFOV-DWI［12-14］。Harder 等［14］對(duì)153 例胰腺病變患者進(jìn)行rFOV-DWI和fFOV-DWI 掃描，并采用ADC、CNR、SNR 等指標(biāo)對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)rFOV-DWI序列的圖像質(zhì)量顯著高于fFOV-DWI。目前，有關(guān)rFOV-DWI 和fFOV-DWI 在女性盆腔相關(guān)疾病的對(duì)比研究較少，Chen等［15］回顧分析經(jīng)病理檢查證實(shí)的60例宮頸癌患者的影像學(xué)資料，結(jié)果顯示，rFOV-DWI圖像主觀質(zhì)量評(píng)分（P＜0.001）和CNR 值顯著高于fFOV-DWI（P=0.021），并推薦rFOV-DWI用于宮頸癌FIGO 分期評(píng)估。本研究結(jié)果顯示，rFOV-DWI 圖像SNR、CNR、偽影評(píng)分和解剖結(jié)構(gòu)識(shí)別均顯著高于fFOVDWI圖像，即rFOV-DWI圖像質(zhì)量更佳，與既往研究結(jié)果相一致。

本研究尚存以下局限性：（1）本研究樣本量較小，且作為初期研究，所納入的對(duì)象均為無(wú)盆腔疾病的健康女性，可能存在選擇偏倚。（2）rFOV-DWI 可能會(huì)忽略視掃描野外的重要病變，由于rFOV-DWI掃描視野僅包括整個(gè)子宮，因此當(dāng)懷疑患者存在宮旁轉(zhuǎn)移和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時(shí)，fFOV-DWI掃描仍然有用。后續(xù)研究將通過(guò)擴(kuò)大樣本量，納入更多盆腔相關(guān)疾病患者，采用更多評(píng)價(jià)指標(biāo)以明確rFOV-DWI 和fFOVDWI 兩種序列的圖像質(zhì)量，從而進(jìn)一步驗(yàn)證本研究所獲結(jié)論。

綜上所述，rFOV-DWI 對(duì)女性盆腔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)顯示清晰，且有效減少偽影，圖像質(zhì)量較高，具有較高臨床應(yīng)用價(jià)值，為盆腔疾病的診斷提供新方法，可作為fFOV-DWI序列替代選擇。