多b值DWI联合MRI常规扫描对直肠癌检查图像质量的影响

刘玉霞 谢瑞峰 胡延涛

直肠癌发病早期症状较轻微，疾病发展至中晚期可出现明显排便习惯异常，包括腹泻、便秘、脓血便等，患者就诊时间较晚，多需接受以手术为主的综合治疗[1]。但因患者肿瘤分期不同，所需治疗方案不同，因此术前为患者实施有效的影像学检查，明确患者直肠癌特征，对指导治疗意义重大[2]。目前直肠癌可用检查方法较多，穿刺活检是鉴别诊断良恶性的“金标准”，但造成创伤大，部分患者在检查后排便习惯异常情况可能加重，不宜作为术前诊断工具[3]。影像学检查具有无创优势，被广泛应用于癌症患者术前检查，但受图像质量影响，可出现误诊[4]。研究指出，核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)检查具有多层面成像、组织分辨率高等优势，适用于肿瘤早期筛查[5]。但MRI常规扫描所获取的图像质量较差，不利于确诊。磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)作为MRI检查的新模式，可进一步获取高质量图像，明确病灶组织结构特点，并通过ADC值评估病灶特征[6-7]。但不同的多弥散加权系数(b)值下实施DWI成像检查的质量不一。基于此，本研究选取直肠癌患者进行研究，进一步探讨多b值DWI联合MRI常规扫描在直肠癌患者诊疗中的应用价值。具示如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾分析医院2018年1月至2020年1月收治的96例直肠癌患者资料，年龄51～67岁，平均(58.43±5.37)岁；男性57例，女性39例；病程2～4年，平均(2.78±0.67)年；肿瘤分期[8]：T2期26例，T3期53例，T4期17例；肿瘤分化程度：低分化12例，中分化55例，高分化29例。本研究符合伦理学相关规定。

1.2 入选标准

纳入标准：①符合《中国结直肠癌诊疗规范(2015版)》[9]中直肠癌诊断标准；②患者有排便习惯及大便性状改变；③均为初次发病；④临床资料齐全。排除标准：①合并其他类型肿瘤的患者；②合并体内金属植入物的患者；③合并颅内动脉瘤的患者；④合并幽闭恐惧症的患者；⑤合并癫痫的患者。

1.3 方法

1.3.1 仪器与检查前准备 所有患者均接受多b值DWI、MRI常规扫描，仪器选用美国GE公司3.0T超导型磁共振成像系统及相控阵表面线圈。检查前患者需禁食8 h，指导患者服用肠道清洁药物，于检查前30 min喝温开水，检查时患者膀胱应处于充盈状态。

1.3.2 MRI常规扫描 各序列扫描参数如下：①多次激发快速自旋回波序列(fast spin echo，FSE)T1加权成像(T1 weighted image，T1WI)轴位扫描参数：回波时间(Time of Echo，TE)10～20 ms，重复时间(Time of Repetition，TR)600～1 000 ms，相位分辨率85，读出分辨率304，相位视野(Field of View，FOV)200，读出FOV200，层厚3.5 mm，层间距0.35 mm，翻转角150°，层数25，平均次数1.4。②多次激发FSE T2加权成像(T2 weighted image，T2WI)轴位平扫参数，TE 80～150 ms，TR 2000～4000 ms，相位分辨率100，读出分辨率320，相位FOV 200，读出FOV 200，层厚3.5 mm，层间距0.35 mm，翻转角110°，层数25，平均次数1.5。③多次激发FSE T2WI矢状位平扫，TE 100～200 ms，TR 300～5000 ms，相位分辨率100，读出分辨率304，相位FOV 220，读出FOV 220，层厚3 mm，层间距0.3 mm，翻转角110°，层数20，平均次数2。④多次激发FSE T2WI脂肪抑制序列(spectral presaturation attenuated inversion recovery，SPAIR)轴位平扫参数，TE 90～160 ms，TR 4000～5000 ms，相位分辨率100，读出分辨率320，相位FOV 200，读出FOV 200，层厚3.5 mm，层间距0.35 mm，翻转角110°，层数25，平均次数1.6。

1.3.3 DWI扫描 采用自由呼吸单次激发自旋回波平面回波序列扫描，b值分别取50、800、1 500 s/mm2，激励次数(number of excitations，NEX)分别取4、6、12，扫描时长分别为1分8秒、2分5秒及4分5秒。其他扫描参数为TE 60～80 ms，TR 3 000～4 200 ms，相位分辨率100，读出分辨率112，相位FOV 220，读出FOV 260，层厚3.5 mm，层间距0.35 mm，翻转角90°。

1.3.4 图像处理 所得图像上传至Function4.4及Omi-Kinetics软件进行处理，表观扩散系数(apparent disffusion coefficient，ADC)感兴趣区设置为b=50、800、1 500 s/mm2，重建原始图像，获得ADC图，手动选取感兴趣区(region of interest，ROI)，面积为80～200 mm2。计算ADC值。由2位以上高年资影像科医生单独诊断。

1.4 评价指标

①评估MRI常规扫描、多b值DWI检查直肠癌的图像质量，将图像伪影、组织内本底增加、图像移位各计为0～3分，0、1、2、3分分别计为无、轻、中、重，总分为0～9分，分值越低，提示图像质量越好。②以手术后病理检查结果为金标准，评估MRI常规扫描、b=800 s/mm2时DWI检查对患者肿瘤分期的诊断价值。T1期：黏膜下层及黏膜层增厚，未累及固有肌层；T2：癌组织侵及固有肌层，未穿透肠管周围脂肪，与肠管周围脂肪交界面完整且光滑；T3期：癌组织穿透固有肌层，侵入肠管周围脂肪，有点条状、结节状改变，与肠管周围脂肪交界面模糊或消失；T4：癌组织累及邻近器官。③比较低、中、高分化病灶在多b值下对应的ADC值。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 MRI常规扫描、多b值DWI检查直肠癌的图像质量评分

b=800 s/mm2时DWI图像质量评分最低，后由低到高依次为b=50 s/mm2、1500 s/mm2DWI、MRI常规扫描，不同检查方法间图像质量评分比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 MRI常规扫描、多b值DWI检查直肠癌的图像质量评分分)

2.2 MRI常规扫描、b=800 s/mm2时DWI检查对患者肿瘤分期的诊断价值

手术后病理检查结果显示，96例直肠癌患者中，有26例T2期，53例T3期，17例T4期。MRI常规扫描与手术病理结果的一致性一般，Kappa=0.681；b=800 s/mm2时DWI检查及其联合MRI常规扫描检查与手术后病理检查结果的一致性好，Kappa分别为0.748、0.840。见表2。

表2 MRI常规扫描、b=800 s/mm2时DWI检查对患者肿瘤分期的诊断价值/例

2.3 低、中、高分化病灶在多b值下对应的ADC值

在多b值下，高分化组ADC值最高，后由高到低依次为中分化组、低分化组，不同分化程度肿瘤对应的ADC值比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 低、中、高分化病灶在多b值下对应的ADC值

3 讨论

直肠癌治疗原则为选取有效手术方法，评估是否能保留肛门，实施术后放疗、化疗，降低复发率[10]。为合理规划患者上述治疗方案，实施术前检查尤为必要。MRI是影像学常用方法，但常规MRI难以反馈病灶内部特征，应用价值有限[11]。结合MRI新模式检查，为患者提供完整、准确的影像解剖，对进一步评估患者病情有重要意义。

董阿敏等[12]研究指出，DWI作为MRI新模式，可间接反映组织结构中微观分子水平，在一定程度上提供细胞病理方面信息，反馈细胞完整性，对肿瘤诊断有重要价值。基于此，本研究进一步将多b值DWI联合MRI常规扫描应用于直肠癌诊断中。结果显示，b=800 s/mm2时DWI图像质量评分最低，后由低到高依次为b=50 s/mm2、1 500 s/mm2DWI、MRI常规扫描，提示DWI检查的图像质量优于MRI常规扫描，其中b=800 s/mm2时DWI检查的图像质量较好。主要原因在于，直肠在盆腔中的位置固定，有较多脂肪组织围绕肠管周围，患者在检查过程中无需屏气，行DWI联合常规MRI检查时，化学位移伪影对成像的影响较小，故而图像质量较高[13]。但在多b值下，图像质量受影响。b值反馈扩散梯度场强度和持续时间，b值升高时，图像质量及信噪比可随之升高，但b值升高到一定程度后，图像质量及信噪比则呈现降低趋势[14]。选择b值过小时，信噪比高，但检查时图像易受微灌注影响，组织对比度差，图像质量受影响[15]；选择b值过大时，DWI扩散权重强，空间分辨率较低，信噪比低，受点状噪声信号影响，图像完整性及连续性较差，还易出现图像磁敏感伪影[16]。因此b=800 s/mm2时，图像质量较好。

本研究结果还显示，手术后病理检查结果显示，96例直肠癌患者中，有26例T2期，53例T3期，17例T4期；MRI常规扫描与手术病理结果的一致性一般，b=800 s/mm2时DWI检查、DWI联合MRI常规扫描检查与手术后病理检查结果的一致性好，提示b=800 s/mm2时DWI检查联合MRI常规扫描对肿瘤分期有较高诊断价值。主要原因在于，MRI常规扫描可显示直肠壁固有肌层、浆膜层、黏膜下层及黏膜层，固有肌层、浆膜层表现为低信号，黏膜下层表现为高信号，黏膜层表现为波浪状、均匀低信号影[17]。因各层可表现出不同信号，MRI常规扫描可在一定程度上反馈直肠癌进展程度，对评估患者分期有一定价值。而行DWI检查的图像质量较好，可更为清晰地显示肿瘤边界，受图像伪影、组织内本底增加、图像移位的影响较小，有助于判断肿瘤组织的浸润情况，利于确定肿瘤分期[18]。但DWI对直肠癌分期仍有一定误诊，可能与癌组织侵犯周边组织时，存在肠管周围纤维化及炎症反应，导致肿瘤组织边缘在图像上有异常信号表现，可误诊为癌组织侵入肌层或组织有关[19]。在多b值下，高分化组ADC值最高，后由高到低依次为中分化组及低分化组，不同分化程度肿瘤对应的ADC值比较有差异，提示多b值DWI联合MRI常规扫描还有助于进一步评估患者肿瘤分化程度。主要原因在于，ADC可定量反馈生物组织中分子的扩散性能，ADC值高可反馈分子在生物组织中随机运动多，受限少，DWI信号衰弱重；而ADC值低可反馈分子在生物组织中随机运动少，受限多，DWI信号衰弱轻[20]。由于不同分化程度直肠癌组织内分子含量及运动状态均不同，因此可通过ADC值鉴别不同分化程度的直肠癌[21]。因本研究选用检查方法较少，选取的b值较少，结论尚有局限性，还应在后续增加多b值探讨，进一步证实多b值DWI联合MRI常规扫描在直肠癌诊断中的应用价值。

综上所述，b=800 s/mm2时DWI检查的图像质量较好，联合MRI常规扫描对肿瘤分期有较高诊断价值，多b值DWI联合MRI常规扫描还有助于进一步评估患者肿瘤分化程度。