女性盆腔全视野和小视野弥散加权成像图像质量研究

吴 超 吕富荣 肖智博 陆云峰 万承鑫

女性盆腔MRI 具有较高的软组织分辨率，业已成为经阴道超声检查的主要辅助手段，在先天性生殖器畸形、宫颈癌、子宫内膜癌等疾病的诊断中具有重要意义［1］。与其他影像学检查技术相比，MRI作为一种无电离辐射的成像技术，对于女性盆腔检查具有独特优势。欧洲泌尿生殖放射学会（ESUR）已将MRI作为评估子宫内膜癌（EC）患者的首选成像方式［2］。弥散加权成像（DWI）是MRI 检查常用扫描序列，通过检测组织中水分子弥散运动受限的方向及程度，间接反映组织结构变化，从而达到疾病诊断之目的，且无需使用造影剂［3-4］。然而，由于MRI 成像原理复杂，扫描序列种类较多，实际操作中可出现各种伪影，表现为图像变形、缺失、模糊等。呼吸、肠蠕动、血管搏动等非自主运动等导致的运动伪影以及大量腹水或羊水导致的血流相关伪影均可导致盆腔解剖结构模糊，引起误诊、漏诊。全视野弥散加权成像（fFOV-DWI）是临床广泛采用的MRI 序列，但由于扫描视野较大，且易受到磁敏感伪影干扰，可导致图像质量降低。既往研究发现，小视野弥散加权成像（rFOV-DWI）采用二维选择性回波平面射频技术，仅激发小范围兴趣区，显著提高DWI 图像质量，减少伪影［5］。基于此，本研究对比分析女性盆腔fFOVDWI和rFOV-DWI序列的图像质量，探讨两种成像序列在女性盆腔成像中的应用价值。

方法

1. 研究对象

1.1 纳入标准

（1）经临床检查及各种辅助检查证实为健康者。（2）年龄≥18 岁。（3）体内无金属植入物。（4）认知功能正常。（5）所有受试者均对本研究项目知情并签署知情同意书。（6）本研究经重庆医科大学附属第一医院伦理委员会批注（审批号：2020-337）。

1.2 排除标准

（1）合并心、肺、肝、肾等重要脏器功能障碍。（2）月经期。（3）妊娠期。（4）既往有盆腔相关疾病病史或曾行盆腔相关手术。（5）服用激素类药物、避孕药等。（6）存在MRI 禁忌证。（7）图像质量欠佳者。

1.3 一般资料

根据纳入与排除标准选择2020年4月—8月在重庆医科大学附属第一医院健康体格检查无异常的健康女性46 例，年龄19～30 岁，中位年龄26.4 岁，入组后对其进行fFOV-DWI和rFOV-DWI检查。

2. 研究方法

2.1 盆腔MRI检查

采用德国Siemens 公司生产的3.0 T MRI 扫描仪（MAGNETOM Skyra）进行影像学检查，受试者取仰卧位，行矢状位T2WI、fFov-DWI、rFOV-DWI 序列扫描。（1）T2WI 扫描参数（辅助定位）：重复时间3 200 ms，回波时间88 ms，扫描视野240 mm×240 mm，翻转角90º，激励次数2 次，矩阵416×320，扫描层厚3 mm、层间距0.3 mm，共扫描24层，采集时间82 s。（2）fFOV-DWI 扫描参数：重复时间2 000 ms，回波时间76 ms，扫描视野240 mm×240 mm，矩阵416×320，翻转角90º，激励次数2 次，扫描层厚3 mm、层间距0.1 mm，共扫描26层，并行采集因子为2，弥散敏感梯度方向3 个，弥散敏感系数b1=50 s/mm2、b2=800 s/mm2。，采集时间176 s。（3）rFOVDWI扫描参数：重复时间2 000 ms，回波时间76 ms，扫描视野240 mm×240 mm，矩阵416×320，翻转角90º，激励次数2 次，扫描层厚3 mm、层间距0.1 mm，共扫描26 层，弥散敏感梯度方向3 个，弥散敏感系数b1=50 s/mm2、b2=800 s/mm2，采集时间176 s。

2.2 图像处理

将获取的图像导入工作站，由一名具有10年经验的放射科医师通过工作站对所有受试者DWI 图像进行后续处理，其中fFOV-DWI 图像的视野经RadiAnt DICOM Viewer 软件调整后显示出与rFOVDWI 图像相同的区域。选择子宫肌层信号均匀且避开血管的区域为感兴趣区（ROI），ROI 面积为0.2 cm2。

2.3 图像质量评价

（1）主观评价：采用Likert-type 量表5 级评分法［6］对所有图像进行主观评分。①伪影评分：即DWI 图像伪影严重程度。1 分为图像质量极差，伪影严重，无法用于临床诊断；2 分为图像质量一般，中度伪影，影响局部诊断；3 分为图像质量较好，轻度伪影，可能影响诊断；4 分为图像质量良好，轻度伪影，不影响诊断；5 分为图像质量极好，无伪影。②解剖结构识别评分：即DWI 图像对子宫解剖结构和带状解剖结构显示的清晰程度评分。1 分为无法识别解剖结构；2 分为尚可识别解剖结构，边缘模糊；3分为解剖结构与周围组织区分，但边缘稍模糊；4 分为解剖结构显示良好，边缘清晰；5 分为解剖结构清晰。

（2）客观评价：①信噪比（SNR），即子宫内膜平均信号强度与背景噪声信号值的标准差之比，计算公式为SNR=SI内膜/SD背景，SNR 越低，图像越模糊；②对比度噪声比（CNR），即影像对比度与噪声的比值，计算公式为CNR=（SI内膜-SI背景）/SD背景，其中背景为子宫肌层信号强度，SDnomol代表正常子宫肌层的标准差，在选定的兴趣区内进行测量，同一层面测量3次并取平均值。

3. 统计学分析

采用SPPS 20.0 统计软件进行数据处理与分析。正态性检验采用Shapiro-Wilk 检验，呈正态分布的计量资料以±s表示，采用配对t检验；呈非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，采用Wilcoxon 符号秩检验。以P≤0.05为差异具有统计学意义。

结果

对fFOV-DWI 和rFOV-DWI 序列扫描盆腔相关参数的比较显示，rFOV-DWI序列的信噪比（P=0001）、对比度噪声比（P=0.008）、伪影评分（P=0.000）解剖结构识别评分（P=0.000）均高于fFOV-DWI 序列（表1），rFOV-DWI 图像质量优于fFOV-DWI 序列（图1-2）。

图1 同一例健康志愿者不同扫描序列序列子宫解剖结构显示

图2 同一例健康志愿者不同扫描序列序列子宫伪影比较

表1 fFOV-DWI和rFOV-DWI扫描盆腔相关参数的比较（n=46）

讨论

盆腔MRI 主要用于观察子宫、双侧输卵管、卵巢等盆腔组织结构，业已成为子宫内膜癌等妇科肿瘤术前分期的首选检查方法，准确的术前肌层侵犯评估对于子宫内膜癌患者手术入路方式的选择和淋巴结清扫至关重要，尤其是需要保留生育能力的1 级子宫内膜腺癌的年轻女性患者［7］，且术前肌层侵犯程度只能通过影像学检查进行评估，其中MRI 检查被认为是最有价值的术前分期检查，DWI 序列是欧洲泌尿生殖放射学会推荐的盆腔MRI 检查常规序列，已广泛应用于各种盆腔疾病的检查中［8］。

单发回波平面成像（ss-EPI）是最常用的DWI序列，具有对单层图像的成像速度快，采集时间短，对运动敏感度低的优点，但对涡流和磁化率等系统缺陷敏感，可导致图像质量降低，甚至可以出现严重变形，fFOV-DWI 的基础序列即为单发回波平面成像。而rFOV-DWI 在常规ss-EPI 序列基础上，通过施加一个90°二维选择性回波平面射频脉冲，减少相位编码方向上的扫描视野，增宽读出带；并在其他不同层面同时施加180°重聚脉冲，高选择性激发选定扫描层中的水信号，避免图像卷曲，减少化学位移伪影；此外二维选择性回波平面射频脉冲在整合B1场强信息后，可以单独调整每个射频脉冲的相位和振幅使其达到更加均一的反转角度，因此rFOV-DWI序列在固定的扫描时间内可以实现更高分辨率的成像［9］。

DWI 扫描参数对图像质量具有重要意义，其中，弥散敏感因子b 值是对弥散运动表现表现的敏感度，是b 值越高对弥散运动越敏感，检出率越高，穿透效应越轻，但信噪比会越低。临床根据检查部位不同，一般选取不同b 值，如头部为1 000 s/mm2，腹部为600～800 s/mm2，前列腺和子宫为800～1 000 s/mm2，因此本研究在b 值为800 s/mm2的图像上进行相关参数的测量［10］。此外，子宫和直肠等盆腔器官的解剖长轴与人体长轴近似平行，且受限于器官大小等原因，这些部位的小视野成像具有较大挑战。由于子宫位置可呈现前倾、前驱和后斜位，矢状位DWI 成像能够更准确地显示子宫整体范围［11］，因此本研究以矢状位为扫描体位。SNR 和CNR 是评价DWI 图像质量的主要指标，SNR 代表磁共振图像中的有效信号和无效噪声之比，在一定范围内，SNR 越大、图像质量越佳；CNR 系两种组织信号强度差值与背景噪声的标准差之比，反映两种组织信号强度的相对差别，差别越大、图像质量越佳［10］。

fFOV-DWI 成像技术由于视野较大，通常同时覆盖软组织、气体、液体等磁敏感程度不同的物质，易引起图像失真。盆腔在人体内的解剖位置较深，且作为肿瘤好发部位，其外周邻近含有气体的直肠，视野内的磁敏感程度严重不均一，运动伪影较强，可导致较为严重的图像失真，因此能在小范围内集中激发的rFOV-DWI 具有较大优势。多项研究证实，rFOVDWI 有助于脊髓、乳腺、胰腺和前列腺的高分辨率成像，且灵敏度和特异度显著高于fFOV-DWI［12-14］。Harder 等［14］对153 例胰腺病变患者进行rFOV-DWI和fFOV-DWI 扫描，并采用ADC、CNR、SNR 等指标对图像质量进行评价，发现rFOV-DWI序列的图像质量显著高于fFOV-DWI。目前，有关rFOV-DWI 和fFOV-DWI 在女性盆腔相关疾病的对比研究较少，Chen等［15］回顾分析经病理检查证实的60例宫颈癌患者的影像学资料，结果显示，rFOV-DWI图像主观质量评分（P＜0.001）和CNR 值显著高于fFOV-DWI（P=0.021），并推荐rFOV-DWI用于宫颈癌FIGO 分期评估。本研究结果显示，rFOV-DWI 图像SNR、CNR、伪影评分和解剖结构识别均显著高于fFOVDWI图像，即rFOV-DWI图像质量更佳，与既往研究结果相一致。

本研究尚存以下局限性：（1）本研究样本量较小，且作为初期研究，所纳入的对象均为无盆腔疾病的健康女性，可能存在选择偏倚。（2）rFOV-DWI 可能会忽略视扫描野外的重要病变，由于rFOV-DWI扫描视野仅包括整个子宫，因此当怀疑患者存在宫旁转移和淋巴结转移时，fFOV-DWI扫描仍然有用。后续研究将通过扩大样本量，纳入更多盆腔相关疾病患者，采用更多评价指标以明确rFOV-DWI 和fFOVDWI 两种序列的图像质量，从而进一步验证本研究所获结论。

综上所述，rFOV-DWI 对女性盆腔结构结构显示清晰，且有效减少伪影，图像质量较高，具有较高临床应用价值，为盆腔疾病的诊断提供新方法，可作为fFOV-DWI序列替代选择。