小视野与常规视野扩散加权成像在宫颈癌诊断中的对比研究

何雅坤,易思琪,王俊,林礼波,彭育标,王闽,周鹏,任静

宫颈癌是临床常见的一种恶性肿瘤,其发病率相对较高,且近年来有关疾病的发病率呈逐年上升趋势,因此早期筛查诊断并进行后续治疗,对抑制疾病发展、避免扩散、提高患者生活质量至关重要[1]。在宫颈癌筛查诊断的过程中,MRI相对较为常用,尤其是扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)可以更好地观察活体组织的水分子扩散运动,分辨、鉴别正常组织与癌变组织,以此辅助临床诊断[2]。凭借这样的优势,其自身得到了较为广泛的应用,临床应用效果较好,但DWI常规使用的是单次激发平面回波 ,很容易受到呼吸等方面的影响;相比之下,小视野扩散加权成像(reduced field of view diffusion weighted imaging,r-FOV DWI)则改善了此问题,优势较为明显。r-FOV DWI具体应用的过程中,可以有效激发小范围的感兴趣区,操作的过程中可以有效去除伪影,通过这样的方法提高辨识度,有效提升诊断的准确性和有效性,带来更加积极的影响,辅助诊断活动的顺利进行,且近年来有研究表明r-FOV DWI在宫颈鳞癌术前诊断方面作用越来越大,与病理分级呈正相关[3-4]。本研究通过对宫颈癌患者临床不同检查方法的结果进行对比,旨在对比分析磁共振常规视野扩散加权成像(full field of view diffusion weighted imaging,f-FOV DWI)与r-FOV DWI在宫颈癌诊断中的应用价值。

材料与方法

1.病例资料

搜集本院2021年3月至2022年2月明确诊断为宫颈癌的患者,抽取病理活检、磁共振检查均为宫颈癌阳性的患者140例。回顾性分析患者的r-FOV DWI与f-FOV DWI检查结果。140例患者年龄为29～64岁,平均(48.7±5.6)岁。病理类型包括了宫颈鳞状细胞癌和宫颈腺癌两种,其中鳞状细胞癌120例(85.7%),腺癌20例(14.3%)。根据国际妇产科联合会(FIGO)肿瘤分期分别为Ⅰ期38例(27.1%),Ⅱ期43例(30.7%),Ⅲ期33例(23.6%),Ⅳ期26例(18.6%)。

2.检查方法

所有患者的MRI检查均采用联影uMR780 3.0T磁共振扫描仪。患者取仰卧位,头先进,应用体部线圈进行整个盆腔成像。常规进行T1WI、T2WI、r-FOV DWI与f-FOV DWI宫颈斜轴面扫描。扫描以病灶为中心,包全病灶及周边组织。按照设定的固定序列包进行扫描,保证扫描参数的一致性。f-FOV DWI扫描参数:TR 2033 ms,TE 89.6 ms,视野35 cm×35 cm,矩阵208×208,层厚3 mm,层间距0.6 mm,层数24,b值取0、800 s/mm2,激励次数分别为2和6。r-FOV DWI扫描参数:TR 2033 ms,TE 89.6 ms,视野16 cm×16 cm,矩阵96×96,层厚3 mm,层间距0.6 mm,层数24,b值取0、800 s/mm2,激励次数分别为2和6,其余与前者一致。具体操作过程中,每个扩散序列扫描3 min,确保成像清晰。

3.评价指标

主观评价:由2位影像学主治医师进行分别阅片,具体评价标准包括解剖细节显示、磁敏感伪影、几何变形和诊断信心四个方面,评分为1～4分,分数越高表示成像效果越好。具体评分标准[5]见表1。客观评价:同样选取2位影像学主治医师及以上职称的科室工作人员,对已经隐去患者资料之后的图像进行阅片,并对两种序列b值=800 s/mm2的相关图像进行所需值测量,主要测量宫颈病灶区、臀大肌的信号强度,并在盆腔外宫颈位置相同的编码方向选取标准偏差值,其中宫颈病灶区ROI大小为0.28～1.02 cm2,臀大肌ROI则为0.34～1.06 cm2,标准偏差值则为0.97～1.14 cm2[6]。具体测量的过程中避开坏死、出血和囊变的区域选取3个ROI,然后取其均值,并计算信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR),计算公式如下:

表1 主观评价评分标准

(1)

(2)

表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值测量:ADC值=Ln(SI/S0)/(b0-b1),其中SI为b值=800 s/mm2时的信号强度,S0为b值=0 s/mm2时的信号强度,选取宫颈病灶处,避开坏死、出血和囊变的区域勾画3个ROI,取其平均值,并计算ADC值。

4.统计学分析

结 果

1.图像总体对比分析

图像总体对比方面,r-FOV DWI图像要比f-FOV DWI图像更清晰(图1),变形更少,真实反映了组织结构情况,空间分辨率更高,相比之下f-FOV DWI经常显示半月形高信号伪影,干扰疾病诊断(图1c、d),而r-FOV DWI对伪影抑制的效果更好一些(图1e、f)。

图1 宫颈癌患者,女,45岁。a)快速自旋回波T2WI矢状面图像示宫颈软组织肿块,信号稍高(箭);b) T2WI横轴面图像示宫颈软组织肿块,信号稍高(箭);c)常规视野 DWI图像示半月型高信号伪影(箭);d)常规视野ADC图示半月型高信号伪影(箭);e)小视野DWI图上伪影抑制效果更好(箭);f)小视野ADC图上伪影抑制效果更好(箭)。

2.r-FOV DWI与f-FOV DWI图像的主观评价一致性分析

主观评价一致性分析结果显示,在解剖细节显示、总体诊断信心方面,r-FOV DWI检查结果的ICC值更高,在主观评价一致性方面更好(表2)。

表2 2组的主观评价一致性分析结果

3.r-FOV DWI与f-FOV DWI图像的客观评价一致性分析

客观评价一致性分析结果显示,r-FOV DWI与f-FOV DWI图像测量数据的一致性ICC值均大于0.7,表明其客观一致性较好,同时相较而言r-FOV DWI检查结果更好一些(表3)。

表3 2组的客观评价一致性分析结果

4.r-FOV DWI与f-FOV DWI图像的主观、客观评价比较

比较r-FOV DWI与f-FOV DWI图像的主观评分,结果显示在解剖细节显示、磁敏感伪影、几何变形和总体诊断信心等4个方面,r-FOV DWI的评分均高于f-FOV DWI,差异均有统计学意义(P<0.05)。在客观评价方面,r-FOV DWI与f-FOV DWI图像的SNR值、CNR值差异均无统计学意义(P>0.05,表4)。

表4 两种检查方法的主观评分、客观评价结果比较

5.r-FOV DWI与f-FOV DWI图像的病理分型、临床分期的ADC值对比

对两种检查在不同病理分型,临床分期测得的ADC值进行对比,结果显示r-FOV DWI与f-FOV DWI在不同宫颈癌的病理分型、临床分期之间除Ⅲ期外的ADC值差异均有统计学意义(P<0.05,表5)。

表5 2组在不同病理分型、临床分期宫颈癌中的ADC值比较 (×10-3mm2/s)

讨 论

DWI是MRI检查过程中最为常用的序列之一,其在宫颈癌患者筛查、诊断过程中的优势十分明显,但是由于其常规成像方法锁定视野较为宽广,容易产生伪影,还需要进一步采取合适的技术消除此影响[7]。f-FOV DWI的视野相对较大,生理性的肠蠕动、呼吸交替、肠腔内气体、骨骼和周围肌肉、组织交界等,都可能会引起图像的变形,导致伪影的出现。这样一来,本就宽广的视野在具体进行观察的过程中难度更大,带来的影响也相对较为不利,直接干扰了最终的诊断效果。因此,其诊断难度明显加大,成像和操作的准确性也随之受到了不同程度影响,带来的干扰较大,如何有效进行诊断成为了现阶段疾病筛查过程中的重点和难点。相比之下,r-FOV DWI则具备着一定的技术应用优势,选用全新射频进行激励,并进行2D选择性的激励,可以进一步对感兴趣区进行一定激发,以上操作可进一步减少除了视野外信号的干扰。相比之下,r-FOV DWI的扫描位置相对较小,射频频率编码较短,成功降低了连续梯度磁场切换等方面的不利影响,也减少了宫颈及其周围气液交界处的磁场不均匀产生伪影的不利影响。

相较而言,r-FOV DWI可以消除各种干扰,减轻图像变形、伪影对最终图像的影响,产生更积极的作用。本研究通过医师阅片诊断的主观评分对比可以发现,采取r-FOV DWI序列的最终效果更好,诊断信心明显更优,伪影相对较少,改善、抑制了磁敏感伪影等问题,避免出现失真、变形,病变位置的显示更清晰。相关研究显示,在胆囊、肾脏、乳腺、直肠等位置的各种良恶性病变MRI检查中,r-FOV DWI也可以取得更加满意的诊断效果,带来更加积极的影响,有助于诊断活动的顺利开展和进行[8-11]。

本研究结果显示,r-FOV DWI与f-FOV DWI两种序列测得的SNR、CNR值差异无统计学意义,产生这样的结果可能与图像信噪比影响因素有关,其体素大小、采集平均数、重复时间、回波时间都会对参数产生明显影响。一般而言,FOV大小与图像SNR呈正相关,即当FOV减小,则SNR降低;因此,增大体素之后,就可以增大SNR,但图像细节会明显减少,故而操作过程中一般来说不以增加SNR、CNR为目的,主要是看最终的诊断准确率,其成像质量是由SNR、CNR和以图像分辨率为主的几何参数共同决定的,两者呈现着一定的关联性,彼此相辅相成,而且信噪比相对较低,几何参数相对较高,也可以得出满意的图像质量,不受其影响[12-14]。

ADC值在宫颈癌诊断过程中可一定程度上量化组织病理类型及临床分期[15-18],本研究结果显示,r-FOV DWI与f-FOV DWI在不同宫颈癌病理分型、临床分期之间除Ⅲ期外的ADC值差异均有统计学意义,且r-FOV DWI测得的ADC值较f-FOV DWI更小,这可能是因为r-FOV DWI受磁化率伪影干扰小,图像几何变形更小,使其测得的ADC值更准确。也有学者认为r-FOV DWI减少了肿瘤病变与周围正常组织之间的容积效应,使得其测量的ADC值更低、更准确[19]。由于该研究的样本量较少,还需要扩大样本量进行针对性研究,才可以更好地确定最终结果,为临床疾病诊断方法的具体应用提供一定的方法学支持。

综上所述,在宫颈癌的诊断中,r-FOV DWI更具优势,图像更清晰,诊断结果更准确,可以更好地辅助临床诊断,为后续治疗方案的制定提供一定参考依据。