郭英龙, 陈财忠, 张晶晶, 孙 伟, 宋旭豪, 姚秀忠
复旦大学附属中山医院放射科,上海市影像医学研究所,上海 200032
磁共振扩散加权成像通过对组织中水分子的布朗运动进行量化评估,从而对组织病理特征进行评价。该成像技术常被用于肿瘤的诊断、鉴别及疗效随访[1-6]。在腹部器官应用磁共振技术时,弥散图像的采集常采用憋气模式。但是,该种方式下,患者呼吸运动、肠蠕动及血管搏动等因素可能造成影像失真。
此外,应用常规影像常难以在术前准确鉴别胰腺肿瘤,如胰腺神经内分泌肿瘤(pancreatic neuroendocrine tumor,PNET)与实性假乳头状瘤(solid-pseudopapillary tumor of the pancreas,SPT)[7-9]。表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)稳定性和鉴别诊断的有效性对于弥散加权成像的稳定和保真有重要意义。弥散图像的采集除应用较多的憋气模式外,还有呼吸门控模式[10-11]。本研究应用3.0T磁共振扫描仪,比较两种弥散图像采集方式在PNET和SPT中的应用价值,以寻求更好地保证磁共振扩散加权成像质量的图像采集模式,提高鉴别诊断的价值。
1.1 一般资料 2012年1月至2016年12月在我院经手术病例证实的17例PNET患者和15例SPT患者。PNET患者中,男性7例,女性10例;年龄17~68岁,平均46.3岁。SPT患者中,男性4例,女性11例;年龄15~41岁,平均24.7岁。
1.2 检查方法 采用3.0T 磁共振扫描仪 (Signa HDX, GE Medical Systems, Milwaukee, Wis, USA),胰腺扫描时使用8个通道的相控阵腹部表面线圈。所有研究对象在磁共振检查前禁水和食物6 h;进行呼吸训练,使呼吸幅度和频率保持稳定。检查过程中,呼吸信号位置曲线高位时,通过憋气模式采集图像;憋气模式下弥散图像自动生成后,在呼吸门控模式下进行弥散成像,呼吸信号位置曲线高位时采集。
三平面定位后,行常规T1加权成像、T2加权成像、弥散加权成像及三维T1加权成像平扫和增强扫描。弥散序列均基于自旋回波-平面回波成像序列。呼吸门控模式:重复时间7 500 ms,回波时间60 ms,三轴位弥散梯度脉冲,加速因子2,采集次数6,层厚5 mm,层间距2 mm,带宽250 kHz,FOV 400 mm×280 mm,矩阵130×96;在弥散图像采集前给予翻转时间为220 ms的180°翻转脉冲,扫描时间192 s。憋气采集模式:重复时间2 300 ms,回波时间52 ms,三轴位弥散梯度脉冲,加速因子2,采集次数2,层厚5 mm,层间距2 mm,带宽250 kHz,FOV 400 mm×280 mm,130×96矩阵,扫描时间18 s。
1.3 数据分析 评价2种弥散图像采集序列每个层面的伪影程度,包括胰腺和病变层面,对每一层面进行伪影记分。每一层面伪影评分之和除以分析层面数所得的值为该病例的伪影评分,该分析过程由2位高年资磁共振医师进行。伪影评分标准:0分为图像质量好,无伪影;1分为图像质量较好,可以进行ADC值的测量;2分为图像质量差,无法进行ADC值测量,胰腺轮廓及病灶完整;3分为图像质量差,无法进行ADC值测量,胰腺或病灶缺如、断层及轮廓扭曲。
所有数据测量和分析均在GE Advantage Workstation 4.3工作站进行。参照T1加权图像、T2加权图像及增强T1加权图像,选取足够大的兴趣区(region of interest,ROI),尽量避开非肿瘤组织实性区(正常胰腺、病灶边缘)、肿瘤囊变坏死区以及伪影。测量并记录2种采集模式采集的弥散图像中肿瘤的ADC值。
2.1 两种采集模式下图像伪影的比较 呼吸门控模式下图像伪影少(图1A),能检出胰腺肿瘤,评分为(0.47±0.23)分;憋气模式下伪影较多,可掩盖肿瘤(图1B),评分为(1.13±0.39)分。2种模式下伪影评分差异有统计学意义(P=0.000,表1)。
图1 胰头神经内分泌肿瘤的弥散加权成像
A: 呼吸门控模式下,显示胰头肿瘤; B: 憋气模式,胰头伪影掩盖肿瘤
2.2 两种图像采集模式下PNET和SPT肿瘤ADC值的比较 憋气模式下,PNET的ADC值高于SPT,但差异无统计学意义(χ2值=17.329,P=0.083)。呼吸门控模式下,PNET的ADC值高于SPT,差异有统计学意义(t=20.673,P=0.000,表1)。
表1 两种采集模式下弥散图像的伪影评分和肿瘤ADC值比较
ADC:表观弥散系数;SPT:胰腺实性假乳头状瘤;PNET:胰腺神经内分泌肿瘤.*P=0.000与憋气模式相比;△P=0.000与同模式下SPT组相比
随着3.0T磁共振日益普及,其磁场强梯度增加,信噪比(SNR)随之增加,但磁敏感伪影也增加,且更易受到呼吸等活动的影响,使其在腹部肿瘤中的应用更加困难 。研究[12-13]采用憋气弥散图像采集模式进行胰腺扩散加权成像,发现随着b值的增加,胰腺的覆盖范围缩小、层面厚度、层间隔增加,从而导致漏诊;憋气模式还可导致胰腺显像伪影增加、胰腺及病变的信号强度不等,使诊断价值降低。本研究中,相对于憋气模式,呼吸门控模式下的正常胰腺区域为低信号、肿瘤为高信号,两者对比明显,且伪影少、ADC值差异有统计学意义,说明呼吸模式有助于胰腺肿瘤的筛查与鉴别诊断。
呼吸门控采集模式下成像时间比憋气模式下长,因此可以在弥散图像采集前,执行1个恢复时间为220 ms及翻转角为180°的脉冲。经过翻转脉冲和220 ms恢复时间后,再进行对称性弥散梯度脉冲,激发组织的水分子布朗运动,此时胰腺、肿瘤组织及胃肠系膜脂肪的高信号伪影减少,对ADC值的影响减少。而憋气采集模式扫描时间短,不能应用翻转脉冲,周围组织的信号不能被抑制,使胰腺内信号不均匀,ADC值增加。
SPT是多发生于年轻女性患者的少见低度恶性肿瘤,少数发生于老年女性及男性患者。发生于年轻女性的SPT有典型的影像学表现,容易诊断。发生于年轻女性的SPT为有包膜、易出血、体积较大的囊实性肿瘤,动态增强后实性区呈渐进性延迟强化特征;当PNET发生出血、囊变及钙化时,易与SPT混淆。发生于男性及老年女性的SPT多表现为非囊性、分界清楚、无包膜的小均质肿块,很难与PNET鉴别。
由于PNET血供丰富,血流灌注效应较强,其憋气模式下的图像ADC值可高于SPT。但是,憋气模式下采集的图像伪影多,ADC值可能失真,进而导致两者的ADC值差异无统计学意义。呼吸门控采集模式的弥散图像伪影少、ADC值相对准确,能反映水分子运动在肿瘤内的受限程度。SPT与PNET间质含量均较少,细胞密集程度相似,但是后者血流灌注效应明显大于前者[14-15]。本研究中,呼吸门控模式下,PNET的ADC值高于SPT(P=0.000)。
综上所述,呼吸门控采集模式下的弥散图像伪影少,其显像效果优于憋气模式,有助于PNET和SPT的鉴别。