Zoomit-DWI序列和常规DWI序列在肾上腺MR小视野平扫的对比研究

2020-02-22 07:29:26 中国现代医生 2020年36期

李铭 李燕燕 林恒山 潘星朵 周小燕 刘建忠

[摘要] 目的 研究肾上腺MR小视野扫描序列Zoomit-DWI和常规DWI的对比,探讨在肾上腺小视野弥散成像技术中二者优劣。 方法 回顾性选择2017年5月~2019年8月在医院行3.0 T MR肾上腺扫描患者48例。分别同时扫描Zoomit-DWI和常规DWI。在参数相同的情况下,作为定量分析,在Zoomit-DWI和常规DWI上以各自b=50的图像作为基准,通过b值400和800以及ADC图,选取病变及正常组织的ADC值对比评估了肾上腺的表观弥散系数(ADC)。作为定性分析,两名主治医师独立评审包含不同b值加权图像的两个图像序列,再对图像质量进行主观评分及一致性檢验,分析两个序列对肾上腺扫描的诊断价值。 结果 48例患者中,恶性肿瘤12例,良性肿瘤17例,正常肾上腺19例。在定量分析中,Zoomit-DWI对良恶性肿瘤及正常肾上腺的ADC值分别为(1.522±0.218)×10-3 mm2/s、(1.124±0.158)×10-3 mm2/s、(2.021±0.239)×10-3 mm2/s。常规DWI对良恶性肿瘤及正常肾上腺的ADC值分别为(1.519±0.184)×10-3 mm2/s、(1.107±0.133)×10-3 mm2/s、(2.013±0.220)×10-3 mm2/s(P>0.05)。在定性分析中,两位主治医师对Zoomit-DWI组的评分平均值均显著高于常规DWI组(P<0.05)。Kappa检验显示,两位医师的评分具有良好的一致性。 结论 Zoomit-DWI和常规DWI对于肾上腺弥散扫描的结果没有统计学差异,但Zoomit-DWI在主观评价显示有较高的图像分辨率和组织清晰度,对比常规DWI序列有一定的技术优势。

[关键词] 肾上腺;小视野扫描;磁共振成像;Zoomit-DWI

[中图分类号] R445.2          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701(2020)36-0111-04

[Abstract] Objective To study the comparison of the zoomit-DWI sequence and regular DWI sequence of the small field scanning of adrenal MR, and to discuss the advantages and disadvantages of the two sequence in the adrenal small field diffusion imaging technology. Methods A retrospective selection of 48 patients who underwent 3.0T MR adrenal scan in the hospital from May 2017 to August 2019 were selected. Both Zoomit-DWI and regular DWI were scanned at the same time. In the case of the same parameters, as a quantitative analysis, the images with b=50 on the Zoomit-DWI and regular DWI were used as the benchmark. Through the b values of 400 and 800 and ADC chart, the ADC value of the diseased and normal tissues was selected to compare the apparent diffusion coefficient(ADC) of the adrenal gland. As a qualitative analysis, two image sequences containing different b-value weighted images were independently reviewed by two attending physicians, and then the image quality was subjectively scored and undergone consistency check. The diagnostic value of the two sequences for adrenal gland scanning was analyzed. Results Among the 48 patients, 12 cases were with malignant tumors, 17 cases were with benign tumors, and 19 cases were with normal adrenal glands. In quantitative analysis, the ADC values of Zoomit-DWI for benign and malignant tumors and normal adrenal glands were (1.522±0.218)×10-3 mm2/s, (1.124±0.158)×10-3 mm2/s, (2.021±0.239)×10-3 mm2/s respectively. The ADC values of regular DWI for benign and malignant tumors and normal adrenal glands were(1.519±0.184)×10-3 mm2/s, (1.107±0.133)×10-3 mm2/s, (2.013±0.220)×10-3 mm2/s respectively(P>0.05). In the qualitative analysis, the average scores of the two attending physicians in the Zoomit-DWI group were significantly higher than those in the regular DWI group(P<0.05). The Kappa test showed that the scores given by the two physicians were in good agreement. Conclusion There is no statistical difference between Zoomit-DWI and regular DWI in the results of adrenal diffusion scan. However, the subjective evaluation of Zoomit-DWI shows a higher image resolution and a tissue clarity, which has certain technical advantages compared to conventional DWI sequences.

[Key words] Adrenal gland; Small field scanning; Magnetic resonance imaging; Zoomit-DWI

在腹部的病变中,肾上腺的疾病比较多见。其中肾上腺结节在泌尿系肿瘤中约占10%[1]。由于肾上腺体积较小,位置在肾周脂肪囊内,其影像学检查受到一定限制,多行薄层扫描,以精确地显示肾上腺解剖[2]。临床上CT、MRI都能为肾上腺提供良好的诊断依据。特别是MRI,虽然在定位诊断上不如CT,但MRI能够更好地鉴别诊断肾上腺恶性肿瘤,在肾上腺恶性肿瘤的鉴别与诊断上具有更高的临床意义[3]。因此,肾上腺的小视野扫描成了参数设置的关键影响因素之一。

伴随科技的进步,特别是随着MRI设备的最新发展,如高性能梯度[4]和新软件[5],可以获取高分辨率的弥散加权图像(Diffusion weighted imaging,DWI),而这是使用现有低性能梯度MRI设备难以实现的[6]。DWI目前已经广泛运用于腹部特别是肾上腺的扫描及诊断,有着广阔的应用前景。余小多等[7]用3.0T MRI的DWI成像对48例原发性肾上腺肿瘤进行研究,结果显示肾上腺原发恶性肿瘤与神经节细胞瘤、嗜铬细胞瘤和皮质腺瘤表观弥散系数(Apparent diffusion coefficient,ADC)值之间差异均有统计学意义。Sandrasegaran等[8]研究认为 ADC值虽不能鉴别良恶性肿瘤,结合信号强度指数,DWI有助于鉴别肾上腺病变的良恶性。学者研究提示,虽然DWI在肾上腺常规扫描中有着较大的作用,但DWI的图像质量难以保证[9]。这是因为其FOV(Field of view)较大,随着b值的增大,受空间分辨率受限,得不到高质量的图像。而Zoomit-DWI在常规DWI序列的基础上,通过2D射频脉冲仅选择性激发小范围视野内的组织,从而获得较高质量的DWI图像[10],理论上可以达到减少图像伪影,减轻图像变形的目的。因此,本研究对Zoomit-DWI和常规DWI在肾上腺小视野扫描图像作对比,分析这两种技术对诊断的优劣性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

从2017年5月~2019年8月在我院行3.0 T肾上腺磁共振检查的患者54例。其中6例受病情、年龄、语言等因素限制因呼吸不配合造成图像边缘模糊,运动伪影较为明显,不符合纳入标准予以排除。最终纳入48例患者,其中男20例,女28例。患者平均年龄48岁。恶性肿瘤12例,良性肿瘤17例,正常肾上腺19例。所有受检者均扫描肾上腺序列,包括常规T2加权、常规多b值DWI(50、400、800)和多b值Zoomit-DWI(50、400、800)。对获得数据通过工作站分析ADC值,并由两位主治医师,分别对Zoomit-DWI和常规DWI做主观评价。

1.2 设备

采用我院西门子prisma 3.0 T磁共振,使用18通道相控阵体部线圈和32通道相控阵脊柱线圈。受检者于检查前禁食禁水4~8 h,并进行呼吸训练。扫描时使用相位触发呼吸门控技术。

1.3 检查序列和参数

(1)肾上腺常规序列包括冠状T2WI、横断T2WI(抑脂)、双回波T1WI。(2)Zoomit-DWI:TR=5500 ms,TE=62 ms,Slice thickness=3.0 mm,slices=27,FOV=220×92.8,Matrix=90×90,voxel size=1.2 mm×1.2 mm×3.0 mm,Ipat=GRAPPA,加速因子=2,b值为50、400和800 mm2/s。(3)常规DWI:TR=5500 ms,TE=62 ms,Slice thickness=3.0 mm,slices=27,FOV=380×308.9,Matrix=90×90,voxel size=1.0 mm×1.0 mm×3.0 mm,ipat=GRAPPA,加速因子=2,b值为50、400和800 mm2/s。

1.4 数据分析处理

(1)两位主治医生分别对Zoomit-DWI和常规DWI在西门子syngo.via工作站上进行图像后处理。通过单指数模型公式获得相关参数ADC值。感兴趣区域(Freehand regions of interest,ROI):在T2WI上选取病变和正常组织的最大层面,分别划一个ROI;如无病变,则在左侧肾上腺最大层面选取ROI,分别得到对应DWI上的ADC值,测量三次,取平均值用于统计分析。

(2)主观评价:分别对肾上腺最大层面Zoomit-DWI和常规DWI图像,对图像质量做出评估,根据图像的边缘清晰度,磁敏感伪影造成变形程度,分为优、良、及格、差四个等级。标准为优:肾上腺显示良好,无变形,信号均匀,4分;良:肾上腺显示尚可,无变形,信号模糊或者轻微变形,信号均匀,3分;及格:肾上腺显示尚可,轻微变形,信号模糊,2分;差:肾上腺显示不清,图像变形,信号模糊,1分。

1.5 统计学方法

(1)采用SPSS19.0统计学软件对所有ADC数据进行分析评估。采用均数计算患侧肾上腺的ADC值,采用t检验进行统计学差异分析比较。

(2)常规DWI和Zoomit-DWI之间的主观评分对比,采用配对Wilcoxon′s秩和检验;利用Kappa检验两位主治医师间的一致性,Kappa值在0.80以上一致性极好,0.61~0.80一致性良好,0.41~0.60一致性中等,0.21~0.40一致性较差,≤0.20认为两者之间不一致;评估观察者之间的差异,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1使用两种不同的扩散加权成像技术对ADC平均值的定量分析

常规DWI序列良恶性肿瘤和正常肾上腺ADC值分别为(1.519±0.184)×10-3 mm2/s、(1.107±0.133)×10-3 mm2/s、(2.013±0.220)×10-3 mm2/s,Zoomit-DWI序列良惡性肿瘤和正常肾上腺ADC值分别为(1.522±0.218)×10-3 mm2/s、(1.124±0.158)×10-3 mm2/s、(2.021±0.239)×10-3 mm2/s,两者的良恶性肿瘤和正常肾上腺ADC值比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表1)。

2.2圖像质量主观评分比较

在所有患者中,两位主治医生通过图像质量进行了主观4个等级划分(1~4分)。主治医师对图像质量的主观评分值分布见表2,两位主治医师对Zoomit-DWI组的评分平均值均显著高于常规DWI组(P<0.05),分别为(2.771±0.951)分、(2.729±0.869)分和(2.563±0.943)分、(2.542±1.010)分。

2.3 图片资料

见图1~2。图1a~1d分别是常规DWI的b50、b400、b800、ADC图像;图2a~2d分别是Zoomit的b50、b400、B800、ADC图像。图1a~1d与图2a~2d比较可见,Zoomit-DWI在图像分辨率和组织清晰度以及图像变形度方面均优于常规DWI。利用Kappa检验进行观察者间的一致性分析,Kappa值为0.713,两位医师的评分具有良好的一致性。Zoomit-DWI对肾上腺显示主观评价显著高于常规DWI(P<0.05),常规DWI的ADC值和Zoomit-DWI的ADC值之间的差异不具有显著的统计学意义(P>0.05)。

3讨论

DWI是目前唯一可无创检测人体组织水分子扩散运动的方法[11]。在ADC图上所测得的 ADC 值降低和DWI图上信号强度增高则代表相应组织的水分子弥散受限[12]。常规DWI序列,一般是SSSE-EPI(Single shot spin echo,SSSE;Echo planar imaging,EPI)序列构成,即在EPI采集前施加为一个90°准备脉冲,后随即一个180°脉冲,产生一个标准的自旋回波,填充K空间中心,而EPI则采集随后的一个梯度回波链,将信号填充在K空间其他区域。使得常规DWI序列具有采集速度快、采集时间短的优势[13]。在这样的成像模式下,DWI通过层面选择脉冲对选定的成像层面进行射频激发,随后对同一位置施加聚焦脉冲,此后进行信号的接收,进而用以进行成像。但DWI序列受回波时间长和带宽较窄的影响,随着频率编码方向扫描野和回波间隔的增加,降低了图像质量,图像信噪比和图像分辨率低,还使得其更容易产生伪影[14]。同时DWI还对运动伪影敏感,在腹部应用中容易产生几何变形和图像模糊[15]。为了更有利于疾病诊断需要提高DWI的图像分辨率。

Zoomit-DWI在并行发射技术的基础上,通过对射频发射和梯度系统的精准控制,实现目标区域的选择性成像。Zoomit技术所使用的聚焦脉冲与层面选择脉冲相垂直,两者相交的区域即为最终采集信号并进行成像的区域。这样就可以在不需要进行过采样或者放置饱和带的情况下,达到无卷褶、高分辨的靶向精准小视野成像的目的[16]。

肾上腺是人体恶性肿瘤易发生转移的部位之一。肾上腺肿瘤病理类型分布较广泛[17]。但因为大部分的肾上腺肿瘤没有明显的观察特征,所以超声对肾上腺肿瘤的定性诊断比较困难,且对体积较小的肾上腺肿瘤容易观察不到。MRI对肾上腺肿瘤的诊断准确性较高[18]。本研究通过主观评价DWI图像对肾上腺显示的清晰度和信号的均匀度做评估,以及通过对病变组织和正常肾上腺ADC值无统计学差异的对比,可以得出Zoomit-DWI的主观评分明显优于常规DWI。可以认为Zoomit-DWI达到了提高微小病灶检出率和诊断准确率的效果。同时,Zoomit-DWI还有效减少了运动产生的磁敏感伪影,以及磁场不均匀导致的压脂伪影。

本研究受样本量少的不足,以及由于常规DWI和Zoomit-DWI明显的图像特征区别,导致两位主治医生无法对图像进行盲法评估。因此,在后续的研究中,可以考虑纳入更多样本,同时对图像做统一的标准化处理。此外,ROI相对较小的区域可能影响了结果,不仅良性病变的小ROI可能是个问题,恶性病变相对较大的ROI也可能影响两组参数的解释[19]。

综上所述,研究显示Zoomit-DWI可以明显减轻图像变形,减少磁敏感伪影,同样参数条件下图像更为清晰,组织分辨力更高,可以更清晰显示肾上腺及其疾病变化,为肾上腺疾病的诊断和鉴别诊断提供更好的条件,有助于降低漏诊率,应该在肾上腺扫描中得到推广,从而为临床诊断及治疗提供依据。

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(收稿日期:2020-10-10)