自制辅助匀场装置在1.5T MR甲状腺DWI中的应用

惠庆桃，李 洁，王周璇，刘高元，罗小兰，马 春，明 兵

(德阳市人民医院放射科，四川 德阳 618000)

MRI具有无创、无辐射及良好的软组织分辨力等优势，是研究颈部病变的重要影像学方法。DWI是定量评估微观组织中水分子自由扩散运动的无创性检查方法，目前已广泛应用于全身各部位，尤其在急性脑卒中及良恶性肿瘤的诊断中具有很高价值[1]。DWI已纳入甲状腺MR常规扫描序列，可在一定程度上为鉴别诊断甲状腺良恶性病变提供依据；但颈部结构复杂，受局部磁场不均匀、呼吸运动等因素影响，易造成脂肪抑制失败、磁化率伪影、运动伪影等，导致DWI的SNR，影响病变的检出率及诊断准确性[2]。本研究在DWI扫描时采用自制辅助匀场装置，通过对比使用前、后DWI序列的SNR和图像质量，评估该辅助匀场装置在DWI中消除伪影、改善甲状腺局部磁场均匀性以及提高成像质量等方面的价值。

表1 使用辅助匀场装置前后DWI图像质量评级比较(名，n=42)

1 资料与方法

1.1 一般资料 2015年4月—2016年8月招募健康志愿者42名，男28名，女14名，年龄37～67岁，中位年龄52岁；均无颈部手术史，无严重心肺功能异常，无MR检查禁忌证，且无甲状腺功能异常、无甲状腺相关疾病史。本研究经我院伦理委员会审核批准，受试者均签署知情同意书。

1.2 自制辅助匀场装置 在长宽径为40 cm×30 cm、厚度0.5 cm的高密度硅胶袋内灌装12 500 Cst的硅油1 500 ml，密封硅胶袋。扫描前将其置于受试者颈部前方甲状腺区域，使其贴合于皮肤，并尽量保证颈部正前方有较厚、较多的硅油。询问受试者有无压迫感或呼吸不畅等，若有则立即停止检查，调整硅胶袋的位置。

1.3 仪器与方法 采用Philips Achieva 1.5T超导型MR扫描仪，16通道NV线圈。嘱受试者仰卧，双手置于身体两侧，头部置于线圈正中并以棉垫固定，检查过程中尽量减少吞咽动作。于放置自制匀场装置前、后分别进行DWI，采用EPI序列，b值为0、400、800 s/mm2，TR 1 481 ms，TE 70 ms，FOV 225 mm×225 mm，矩阵288×288，层厚4 mm，层间距1.2 mm，NEX 6，扫描范围以甲状腺为中心，自C3平面至胸廓入口平面。第1次DWI结束后，放置辅助匀场硅胶袋，进行第2次DWI，扫描参数与第1次完全相同。

1.4 图像后处理 采用Philips EWS后处理工作站，应用R3后处理软件对DWI图像进行分析。

1.4.1 主观评价 由2名放射科高年资技师和2名主治医师共同协商，进行主观图像质量评级。评级标准[3]：1级，图像有严重伪影，脂肪抑制效果较差，严重影响对甲状腺组织的观察；2级，图像有一定伪影，脂肪抑制效果差，一定程度上影响对甲状腺组织的观察；3级，有少量伪影出现，脂肪抑制效果一般，但不影响对甲状腺组织的观察；4级，无伪影出现，脂肪抑制效果好，甲状腺组织结构显示清晰。3级和4级图像符合临床诊断需求。

1.4.2 客观评价 分别于b=400 s/mm2和b=800 s/mm2的DWI图像中测量放置匀场装置前、后甲状腺及背景信号强度，并计算SNR。选取连续3个甲状腺最大层面，分别于甲状腺左右叶放置1个ROI，尽量避开伪影、甲状腺边缘，面积约2 mm2，测量信号强度，取平均值。于同层面左右侧皮肤前方3 cm处各放置1个ROI，面积与甲状腺内ROI面积一致，测量背景信号强度后取其平均值。计算甲状腺SNR，SNR=(甲状腺信号强度-背景信号强度)/甲状腺信号标准差[4]。

1.5 统计学分析 采用SPSS 16.0统计分析软件。不符合正态分布的计量资料以中位数(上下四分位数)表示。采用Mann-WhitneyU检验比较b=400 s/mm2和b=800 s/mm2DWI图像中放置匀场装置前后甲状腺SNR的差异和图像质量分级。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 主观评价 42名受试者全部完成检查，无颈部不适或呼吸不畅等不适。在b=400、800 s/mm2DWI图像中，使用辅助匀场装置前后图像质量评级差异有统计学意义(P均<0.001，表1)，使用辅助匀场装置后DWI图像质量有明显改善(图1)。

图1 受试者女，48岁，使用辅助匀场装置前后DWI图像 A、B.使用辅助匀场装置前后b=400 s/mm2 DWI图像，使用前(A)图像质量1级，使用后(B)图像质量提高至4级；C、D.使用辅助匀场装置前后b=800 s/mm2 DWI图像，使用前(C)图像质量1级，使用后(D)图像质量提高至4级

2.2 客观评价 b=400、800 s/mm2时，使用辅助匀场装置前后甲状腺SNR差异有统计学意义(P均<0.05，表2)。使用辅助匀场装置后b值为400 s/mm2的DWI图像SNR较使用前提高了204.74%，b值为800 s/mm2的图像提高了184.18%。

表2 使用辅助匀场装置前后DWI图像甲状腺SNR比较[中位数(上下四分位数)]

3 讨论

近30年来，甲状腺疾病发病率呈明显上升趋势，甲状腺癌患病率达0.07%[5]。MRI具有无创、无辐射及软组织分辨力高等优点，并能通过功能成像为诊断病变提供多参数信息，目前已广泛用于诊断甲状腺疾病。DWI是功能磁共振序列中应用最广泛的技术，能定量评估组织中水分子的微观扩散情况，从而反映组织病理生理。DWI是无创性鉴别甲状腺良恶性结节的有效方法[6-8]，研究[9]表明，甲状腺癌的ADC值明显低于腺瘤和结节性甲状腺肿，因此，高质量的DWI图像对于检出及鉴别诊断甲状腺病变有重要意义。

欲在DWI中获得准确的ADC值和满意的图像质量，b值的选择尤为重要。由于组织内血流灌注的运动速度明显快于水分子的布朗运动速度，对于扩散成像，选用低b值扫描时，测得的水分子运动信息主要来自运动较快的血液流动，所得ADC值主要反映组织的血流灌注情况[10-12]。Morvan[13]发现，当b<100 s/mm2时，血流灌注所起作用较水分子扩散作用大10倍。因此，采用较高b值时，DWI采集到的信号可更多地反映纯水分子的扩散运动，所测得的扩散参数较接近于真实的扩散值，组织结构也接近于活体的真实情况。但随b值增高，将不可避免地出现SNR降低、图像质量下降，影响图像后处理及数据测量的准确性。甲状腺前方软组织较薄，后方为气管，两侧有较粗大的血管走行，使得该区域几何形态复杂，导致局部磁场B0不均匀，共振频率差异较大，易导致脂肪抑制失败；而且空气与软组织的磁化率差异大，易出现磁化率伪影[8,14]。

本研究将高浓度硅油装入高密度硅胶袋，密封后制成辅助匀场装置，放置于颈部。硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷，具有很高的稳定性和抗氧化性，黏滞度较水稍高，密度较水稍小，高浓度硅油较高的黏滞性保证其在颈部前方有一定厚度，在脂肪抑制序列及DWI序列上硅油表现为低信号，不会干扰甲状腺信号。高密度硅胶袋安全无毒且质地柔软，不易破裂，柔软的硅胶袋具有良好的塑形性，可以很好地贴合于患者颈部，而不会给患者带来压迫感等不适。

本研究使用匀场辅助装置前b值为400 s/mm2的DWI图像质量较差，83.33%(35/42)为1级，影响诊断；而使用匀场辅助装置后图像质量较前明显提高，无1级图像，仅19.05%(8/42)为2级，对诊断略有影响，而3级和4级图像占80.95%(34/42)，提示使用匀场辅助装置后b值为400 s/mm2的DWI图像质量基本符合临床诊断要求。b值为800 s/mm2的DWI图像使用匀场辅助装置前97.62%(41/42)为1级，使用匀场辅助装置后73.81%(31/42)为2级，对诊断略有影响；采用辅助匀场装置后，甲状腺DWI图像质量明显改善，图像SNR显著提高，提示较高b值DWI可能应用于诊断甲状腺疾病，且安全方便，值得临床推广使用。

李鹏等[15]将碳酸钙粉、液体石蜡、甘油按照一定比例混合制成辅助匀场装置，认为可提高臂丛神经MR成像质量；汪荣等[16]提出可以用大米作为颈部辅助匀场装置的填充物。今后可将以上方法与硅胶袋灌装硅油的方法进行对比，比较其辅助匀场效果以及患者舒适性，以方便于临床应用。

总之，本研究结果表明自制辅助匀场装置可提高甲状腺DWI图像质量；但本研究只纳入了健康志愿者，今后将收集甲状腺病变患者，并扩大样本量，进一步研究使用自制辅助匀场装置对甲状腺病变以及颈部其他结构如喉部、颈部中央区淋巴结病变等的价值。