李妹，喬鵬崗，秦海峰，謝榮超，楊毅，李功杰*

3.0 T MRI常規(guī)脈沖序列在肺癌中的應(yīng)用

李妹1，2，喬鵬崗1，秦海峰3，謝榮超1，楊毅1，李功杰1*

目的探討3.0 T磁共振常規(guī)脈沖序列T1WI、T2WI、彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)在肺癌檢查中的成像質(zhì)量及臨床應(yīng)用價值。材料與方法43例肺癌患者分別行磁共振TSE-BLADE-T2WI、HASTE-T2WI、VIBE-DIXON-T1WI及EPI-DWI成像。分析不同掃描序列圖像的運動偽影、支氣管、肺癌病灶與繼發(fā)阻塞性病變的顯示情況。結(jié)果HASTE圖像運動偽影最少，運動偽影出現(xiàn)率為2%(1/43)；支氣管顯示以TSE-BLADE序列最好；TSE-BLADE-T2、HASTE-T2和EPI-DWI區(qū)分腫塊和繼發(fā)性肺不張的鑒別率分別為72.7%、81.8%、81.8%，這3組兩兩之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表概率分別為0.3446、0.3446、0.4135，P=1.0000)，VIBE-T1序列未能區(qū)分。結(jié)論3.0 T磁共振常規(guī)脈沖序列T1WI、T2WI、DWI圖像各有優(yōu)缺點，互為補(bǔ)充，在胸部影像檢查中可以發(fā)揮其獨有的優(yōu)勢。

磁共振成像；脈沖序列；肺腫瘤；彌散加權(quán)成像

李妹, 喬鵬崗, 秦海峰, 等. 3.0 T MRI常規(guī)脈沖序列在肺癌中的應(yīng)用. 磁共振成像, 2017, 8(2): 115-119.

肺部由于肺實質(zhì)質(zhì)子密度低、磁敏感性不均勻及呼吸、心臟搏動偽影的影響，磁共振在肺部的應(yīng)用受到極大的限制。近年來隨著磁共振軟硬件技術(shù)的發(fā)展，高場強(qiáng)MRI有了更高的信噪比和空間、時間分辨率及較少的運動偽影，其在肺部的應(yīng)用越來越多，肺部MR檢查顯示了其自身的獨特優(yōu)勢，成為CT檢查的一個很好補(bǔ)充，但目前關(guān)于3.0 T MR在肺部掃描序列選擇及評價的研究較少。本文通過對病理證實的43例肺癌患者進(jìn)行多序列的MR圖像的分析，探討西門子3.0 T磁共振TSE-BLADE、VIBE-DIXON、HASTE及平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列在肺癌檢查中的成像質(zhì)量及臨床應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

對2015年9月至2016年5月期間在解放軍第307醫(yī)院取得病理結(jié)果且未經(jīng)治療的43例肺癌患者進(jìn)行胸部MRI檢查，所有患者M(jìn)RI檢查前一周內(nèi)進(jìn)行了CT檢查。其中，男24例，女19例，年齡42～77歲，平均年齡60歲。周圍型肺癌27例，病灶最大徑范圍為20～93 mm；縱膈型2例，中央型14例。病理類型：腺癌25例，鱗癌9例，腺鱗癌2例，小細(xì)胞癌7例。所有患者在MR檢查前均了解檢查內(nèi)容，并簽署知情同意書。

1.2 序列和參數(shù)

使用Siemens Skyra 3.0 T磁共振掃描儀進(jìn)行掃描，掃描前對患者進(jìn)行均勻呼吸和屏氣訓(xùn)練，并告知完整檢查過程及時間。患者仰臥位，雙上肢舉起置于頭頂，頭先進(jìn)。掃描序列包括橫軸位T2W/TSE-BLADE、DWI/EPI、T1W/VIBEDIXON，冠狀位、軸位TW2/HASTE-bh。T2W/TSEBLADE序列采用了呼吸心電門控技術(shù)，DWI/EPI中b值為0、600 s/mm2。各序列具體參數(shù)見表1。

1.3 圖像分析

兩位高年資MRI影像醫(yī)生共同觀察、測量、分析所有掃描序列圖像，并取得一致性意見。觀察、評價指標(biāo)包括：圖像運動偽影、支氣管顯示情況、腫塊與繼發(fā)性阻塞性改變鑒別情況。兩位醫(yī)師經(jīng)過討論，擬定的評價標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)運動偽影情況：1級：無或輕微偽影；2級：中度偽影，不影響觀察病變；3級：重度偽影，影響觀察病變。(2)支氣管及分支顯示：1級：可顯示葉、段及部分細(xì)支氣管，管壁平滑；2級：可顯示葉、段支氣管，部分管壁模糊；3級：管壁變形，或僅顯示葉支氣管、小部分段支氣管，或支氣管不顯示。(3)合并阻塞性肺炎或肺不張，評價腫塊與阻塞病變顯示情況：1級：腫塊與阻塞病變可以分辨；2級：不能區(qū)分兩者。

1.4 統(tǒng)計分析

采 用SAS 9.3統(tǒng)計分析軟 件進(jìn)行分析 。Kruskal-Wallis H秩和檢驗分析比較各序列圖像運動偽影；Fisher精確檢驗分析病灶和繼發(fā)阻塞性病變顯示情況；通過Bonferroni法校正兩兩比較結(jié)果的P值。統(tǒng)計結(jié)果采用雙側(cè)α=0.05，P＜0.05、Pj＜0.05表示差異有顯著性統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

43例患者均進(jìn)行了T1W/VIBE、T2W/TSEBLADE、TW2/HASTE、DWI/EPI掃描，11例伴阻塞性肺不張或肺炎。

2.1 圖像病變運動偽影評價

4個序列圖像的運動偽影差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=25.4906，P=0.0001)。4組掃描序列所得圖像偽影輕重不一，HASTE-T2組圖像偽影最少，97.7%(42/43)的圖像偽影評價為1級，TSE-BLADE-T2組圖像中度運動偽影圖像占44.2%(19/43)，EPI-DWI中度運動偽影圖像占11.6%(5/43)，無法診斷的重度偽影僅VIBE-T1序列出現(xiàn)1例。TSE-BLADE-T2與HASTE-T2、EPI-DWI組差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(Z=4.5618，P＜0.0001，Pj＜0.0001；Z=3.3405，P=0.0008，Pj=0.005)；HASTE-T2、VIBE-T1組差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-3.0912，P=0.0019，Pj=0.012)。見表2。

2.2 支氣管顯示評價

支氣管各序列顯示情況見表3。各序列掃描支氣管顯示效果差異較大，其中，TSE-BLADE-T2組中支氣管顯示情況最好，大部分可顯示至細(xì)支氣管，且管壁光滑，圖像支氣管顯示1級率達(dá)100%；但其他序列圖像管壁顯示模糊，甚至完全不顯示支氣管(圖2)。

2.3 腫塊與阻塞性病灶區(qū)分情況

本研究11例肺癌中TSE-BLADE-T2、HASTE-T2和EPI-DWI區(qū)分腫塊和繼發(fā)性肺不張的區(qū)分率分別為72.7%(8/11)、81.8%(9/11)、81.8%(9/11)，這3組兩兩之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，VIBE-T1序列未能區(qū)分中心型肺癌病灶和繼發(fā)性肺不張(圖1)。

3 討論

3.1 磁共振各序列原理及特點

TSE序列是目前臨床應(yīng)用最廣泛的快速自旋回波序列之一。 BLADE序列即螺旋槳序列，采集數(shù)據(jù)的方式與TSE序列相似，與TSE不同點在于每次數(shù)據(jù)采集時，TSE總在笛卡爾坐標(biāo)上進(jìn)行頻率和相位編碼。BLADE序列每次激發(fā)后采集多行K空間中心數(shù)據(jù)，相鄰兩次數(shù)據(jù)采集旋轉(zhuǎn)一定角度，旋轉(zhuǎn)中心為K空間中心，這樣采集的相位編碼方向隨著旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化，K空間填充采用平行填充與放射填充相結(jié)合，平行填充是K空間周邊在較短的采集時間內(nèi)有較高的信號密集度，保證了圖像的空間分辨力，放射填充則使中心區(qū)域有較多的信號重疊，提高了圖像信噪比，且減少了運動偽影。

HASTE 序列(半傅里葉采集單次激發(fā)快速自旋回波序列)是TSE序列衍生的新序列，由于K空間只需填充一半多一點，信號采集時間進(jìn)一步縮短，超快速采集甚至可凍結(jié)呼吸及其他生理性運動，因此該序列多用于有生理性運動器官的T2加權(quán)成像[1]，但信噪比有所下降。

容積內(nèi)插屏氣檢查(volumetric interpolated breath hold examination，VIBE)序列為三維容積內(nèi)插快速擾相GRE T1WI序列，VIBE采用超短的TR、TE和較小角度的射頻脈沖，血管和軟組織結(jié)構(gòu)皆能顯示，雖然空間分辨率高于擾相GRE二維，但軟組織對比低于擾相GRE二維T1WI成像；信噪比較高，沒有層間距，有利于顯示小病灶，在單次屏氣下完成全肺掃描，屏氣好的前提下少有運動偽影，胸部多用于動態(tài)增強(qiáng)掃描中。

EPI由梯度回波發(fā)展而來，采集到的信號也屬于梯度回波。EPI在一次射頻脈沖激發(fā)后，讀出梯度場的連續(xù)正反向切換，每次切換產(chǎn)生一個梯度回波，最終產(chǎn)生多個梯度回波組成的回波鏈。EPI對微觀擴(kuò)散運動敏感，在肺部、心臟、血管搏動及呼吸都會造成相位編碼線定位錯誤，從而引起偽影，同時胸部EPI序列還容易產(chǎn)生磁敏感偽影。

3.2 圖像質(zhì)量分析

Lutterbey等[2]利用3.0 T磁共振掃描儀TSE序列評價彌漫性肺部病變，認(rèn)為MRI在評價彌漫性肺部病變具有高敏感性(93%)，肺部圖像偽影分為3個等級，15組圖像皆有偽影，中度偽影7例(47%)，8例(53%)重度偽影，本組BLADE-TSE-T2偽影率(44%)低于文獻(xiàn)，應(yīng)該和施加了刀鋒技術(shù)有關(guān)。上腹部及女性盆腔多個部位的研究亦認(rèn)為BLADE-TSE-T2序列對運動偽影敏感性低于TSE序列[3-4]。本組4個序列中，BLADE-TSE-T2序列的圖像偽影最多，雖然沒有出現(xiàn)重度偽影，但中度偽影達(dá)到44%，這可能和入組的患者年齡大、肺功能差有關(guān)，本組患者平均年齡為60歲，肺癌分期幾乎全在Ⅲ、Ⅳ期，大部分患者肺功能較差，而心電呼吸門控的BLADE-TSE-T2序列對呼吸節(jié)律有要求，當(dāng)呼吸節(jié)律不穩(wěn)，容易出現(xiàn)運動偽影，且BLADE原理上只能矯正層面內(nèi)的運動偽影，胸部呼吸運動對于橫軸位掃描為跨層運動，因此矯正效果有限。本組分期為Ⅰ、Ⅱ期且相對年輕的所有例患者中，未見明顯呼吸、血管搏動偽影。

表1 各掃描序列參數(shù)Tab.1 Technical parameters of MR imaging sequences

表2 43例患者圖像運動偽影評價Tab.2 Analysis of imaging motion artifacts in 43 patients

表3 43例患者支氣管顯示情況評價Tab.3 Analysis of imaging bronchus in 43 patients

圖1 女，62歲，腺癌。A～E：T2W/TSE-BLADE、TW2/HASTE-bh、T1W/VIBE-DIXON、DWI/EPI、ADC圖，箭頭指向肺不張，箭指向肺癌 圖2 女，61歲，腺癌。A～D: T2W/TSE -BLADE、TW2/HASTE-bh、T1W/VIBE、DWI/EPI圖Fig. 1 Female, 62 years, adenocarcinoma. A—E: T2W/TSE-BLADE, TW2/HASTE-bh, T1W/VIBE-DIXON, DWI/EPI, ADC map, arrow heads indicate atelectasis, arrows indicate lung cancer. Fig. 2 Female, 61 years, adenocarcinoma. A—D: T2W/TSE-BLADE, TW2/HASTE-bh, T1W/VIBE, DWI/EPI map.

Hekimoglu等[5]認(rèn)為HASTE序列在顯示肺內(nèi)腫塊對縱膈、胸壁結(jié)構(gòu)的侵犯優(yōu)于CT，而發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)微結(jié)節(jié)的敏感性和特異性和CT相仿。但Heye等[6]主張直徑＞1 cm的結(jié)節(jié)，MRI和CT敏感性無差異，直徑＜6 mm的結(jié)節(jié)，CT更有優(yōu)勢。但在圖像質(zhì)量評價方面，本組HASTE序列的偽影最少，僅1例有中度偽影；空間分辨率及細(xì)節(jié)，如支氣管顯示方面不如TSE-BLADE。偽影少，這和超快速掃描有關(guān)，本組患者憋氣約12～16 s，除了個別肺功能差的患者，一般患者都能堅持屏氣，該序列對于呼吸節(jié)律差者尤為適用。

Lin等[7]認(rèn)為VIBE序列和HASTE序列的信噪比無明顯差異，同一腫塊VIBE顯示的腫瘤最大徑小于HASTE序列。本組VIBE序列結(jié)合Dixon技術(shù)同時進(jìn)行正反相位、水相、脂相成像，43例中重度偽影1例，23%(10/43)為中度偽影，這和患者掃描過程中未能很好屏氣有關(guān)，3D-VIBE為容積采集，屏氣掃描過程，若未能完全屏氣，則會導(dǎo)致整個圖像都是偽影，這和2D擾相GRE不同，2D擾相GRE只在未屏氣點出現(xiàn)運動偽影。支氣管顯示情況43例皆為3級，僅顯示葉支氣管、小部分段支氣管，或支氣管不顯示，這可能和3D-VIBE的軟組織對比差有關(guān)。但血管顯示清晰，能很好顯示中央型肺癌、縱隔型肺癌有無侵犯縱隔和血管。

本文DWI用的是施加了擴(kuò)散敏感梯度場的單次激發(fā)SE-EPI序列，準(zhǔn)備脈沖SE填充在K空間中心，EPI回波鏈填充在其他區(qū)域，這樣得到的圖像能夠反映組織的T2弛豫特性，由于成像速度特別快，即使不屏氣，也沒有明顯的呼吸運動偽影，本組中43例中有38例(88.4%)圖像為無或輕微偽影。本組的磁敏感偽影多在頸胸結(jié)合處出現(xiàn)，對于肺內(nèi)病變無明顯影響。目前EPI-DWI為功能成像序列，在肺癌的診斷、鑒別診斷、分期、療效評價中應(yīng)用廣泛[8-10]，最近的研究認(rèn)為，ADC值與非小細(xì)胞肺癌的內(nèi)部特征存在一定的相關(guān)性，可以較好地反映非小細(xì)胞肺癌的組織病理學(xué)特征[11]。

3.3 磁共振在肺癌腫塊與繼發(fā)性阻塞性病變鑒別中的應(yīng)用

肺癌病灶引起支氣管狹窄或閉塞時可導(dǎo)致阻塞性炎癥和肺不張，MRI有助于區(qū)分癌灶與阻塞遠(yuǎn)端的繼發(fā)改變。以往研究[12-14]顯示磁共振T2WI對鑒別肺癌與肺不張有重要價值，約70%～80%的病灶在T2WI上可以鑒別開。Nakayama等[14]認(rèn)為運用T1WI 、T2WI成像，能將大多數(shù)肺癌與肺不張區(qū)分開(78 %，15/18)。齊麗萍等[15]研究后發(fā)現(xiàn)T1WI圖像上腫瘤與肺不張/炎癥多數(shù)都為等信號，難以區(qū)別；T2WI圖像上多數(shù)肺不張信號高于腫瘤，鑒別率為64%；DWI上多數(shù)為可鑒別的病例，肺不張信號不均，信號強(qiáng)度低于腫瘤，ADC值高于腫瘤，鑒別率為79%；DWI與T2WI聯(lián)合，對肺癌與肺不張的鑒別能力達(dá)到85%。本組TW2、DWI上鑒別率分別為72.7%(8/11)、81.8%(9/11)，在可以區(qū)分腫塊與肺不張的序列中，TSE-BLADE-T2、HASTE-T2圖像上肺不張信號高于腫瘤；EPI-DWI上肺不張信號不均，信號強(qiáng)度低于腫瘤，ADC值高于腫瘤，和文獻(xiàn)基本相符。VIBE-T1腫塊與肺不張皆為等信號，但皆不能區(qū)分，這與文獻(xiàn)不一致，可能和樣本數(shù)少有關(guān)。

隨著磁共振軟、硬件的提高，磁共振成像在胸部成像質(zhì)量越來越好，盡管空間分辨率低于CT，但其多參數(shù)成像、無放射線損傷、多序列的聯(lián)合及功能成像讓胸部MRI發(fā)揮了CT所沒有的優(yōu)勢。

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Value of 3.0 T MRI with conventional pulse sequences in lung cancer

LI Mei1,2, QIAO Peng-gang1, QIN Hai-feng3, XIE Rong-chao1, YANG Yi1, LI Gongjie1*

1Department of Radiology, 307 Hospital of PLA, Beijing 100071, China
2Department of Radiology, 161 Hospital of PLA, Wuhan 430010, China
3Department of Lung cancer, 307 Hospital of PLA, Beijing 100071, China
*

Li GJ, E-mail: ligj307@163.com
Received 7 Sep 2016, Accepted 22 Nov 2016

Objective:To evaluate the image quality and clinical application of the routine magnetic resonance (MR) pulse sequences in lung cancer.Materials and Methods:Forty-three cases of lung cancer had done MR examinations at 3.0 T MR. Scan sequences were as followed, T2WI/TSE-BLADE, T2WI/HASTE, T1WI/VIBEDIXON, DWI/EPI. Analysed the motion artifact, bronchia, difference of lung lesions and secondary atelectasis of the different scanning sequence images.Results:The motion artifacts from respiration and pulsation on the HASTE images were better controlled than other three sequences, The motion artifacts appeared at a rate of 2% (1/43). Bronchia showed best in the TSE-BLADE sequence; TSE-BLADE-T2, HASTE-T2 and EPI-DWI could distinguish neoplastci foci and secondary atelectasis, identification rate was 72.7%, 81.8%, 81.8%, respectively, but there was no statistically significant difference between each other (table probability was 0.3446, 0.3446, 0.3446, P=1.0000). VIBE-T1 sequence failed to distinguish them.Conclusion:3.0 T MR conventional pulse sequence image respectively have advantages and disadvantages, which can complement each other, can play its unique advantages in the chest imaging.

Magnetic resonance imaging; Pulse sequence; Lung neoplasms; Diffusion weighted imaging

1.解 放 軍 第 307 醫(yī) 院 放 射 科 ， 北 京100071

李功杰，E-mail：ligj307@163.com

2016-09-07

R445.2；R734.2

A

10.12015/issn.1674-8034.2017.02.008

2.解放軍第161醫(yī)院放射科，武漢430010

3.解放軍第307 醫(yī) 院 肺 腫 瘤 科 ， 北 京100071

接受日期：2016-11-22