彭 莉 陳韻彬 鄭德春 鐘 婧 肖友平 林怡菲

福建醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 福建省腫瘤醫(yī)院放射診斷科，福建省福州市 350014

鼻咽癌是常見的頭頸部惡性腫瘤之一，在我國(guó)南方尤為高發(fā)，年發(fā)生率為(30～80)/10萬人[1]。最常見的病理類型為非角化性未分化癌，與EB病毒高度相關(guān)，腌制食品和遺傳等也可能導(dǎo)致鼻咽癌[2-3]。鼻咽部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磁共振成像技術(shù)具有軟組織分辨率高、多參數(shù)、任意方位成像等優(yōu)勢(shì)，可更準(zhǔn)確地評(píng)估原發(fā)腫瘤的侵犯范圍/深度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的區(qū)域，在鼻咽腫瘤診斷方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。自中國(guó)鼻咽癌分期2008版起，MRI檢查被推薦作為鼻咽癌T、N分期的首要影像學(xué)檢查技術(shù)[4]。目前，頭頸部腫瘤MRI增強(qiáng)掃描多采用2D T1WI-IDEAL序列(Iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation，三點(diǎn)法非對(duì)稱回波水脂分離)。該序列成像時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于老年患者及臨床癥狀較重而無法較好地配合檢查的患者，易產(chǎn)生偽影，影響圖像質(zhì)量和疾病的診斷。最近，3D LAVA-FLEX序列(Liver acquisition with volume acceleration，肝臟容積加速采集)開始應(yīng)用于臨床，通常應(yīng)用于腹部和乳腺等部位，在鼻咽頭頸部的應(yīng)用還較少。本研究擬探討薄層各向同性并零填充插值優(yōu)化加并行采集技術(shù)下的3D LAVA-FLEX序列，與常規(guī)2D增強(qiáng)序列的圖像質(zhì)量等方面進(jìn)行對(duì)比分析，以探討該序列在頭頸部腫瘤增強(qiáng)掃描中的應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究經(jīng)過福建醫(yī)科大學(xué)附屬福建省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[批準(zhǔn)文號(hào)：K2021-048-01]，所有入組患者均簽署知情同意書。連續(xù)對(duì)2020年7—11月就診于我院的鼻咽癌初診治療前患者行鼻咽部聯(lián)合頸部掃描，并加行3D LAVA-FLEX和2D T1WI-IDEAL增強(qiáng)掃描。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡>18歲；(2)經(jīng)病理證實(shí)的鼻咽癌初診患者；(3)同意接受MRI增強(qiáng)檢查并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)在我院或外院行化療、放療、靶向治療等治療后；(2)有磁共振禁忌證(金屬置入物、磁性植入、幽閉恐懼癥等)；(3)有磁共振對(duì)比劑過敏史、嚴(yán)重支氣管哮喘史的患者；(4)哺乳期、妊娠期或懷疑妊娠的患者；(5)有無法摘除義齒的患者。根據(jù)本研究的納入及排除標(biāo)準(zhǔn)選取患者30例，男25例，女5例，平均年齡46.9歲，中位年齡48歲。其中鼻咽病變均經(jīng)活檢病理證實(shí)，其組織學(xué)類型分別為鼻咽部非角化性未分化型癌29例，非角化性分化型癌1例。

1.2 掃描方法及技術(shù)參數(shù)

1.2.1 檢查設(shè)備：所有病例均采用3.0T超導(dǎo)型磁共振成像儀(Discovery MR750W 3.0T，GE Healthcare)，采用12通道頭頸聯(lián)合線圈。檢查前取下活動(dòng)假牙及身上金屬物品，采用仰臥及頭先進(jìn)體位，肩部緊貼頭頸線圈，左右居中，頭部不能旋轉(zhuǎn)，用頭墊固定于頭部?jī)蓚?cè)，聽鼻線垂直床面。定位中心位于鼻尖，在自由平靜呼吸狀態(tài)下完成掃描。

1.2.2 掃描方法及技術(shù)參數(shù)MRI平掃：軸位T1WI-FSE(Fast Spin Echo，快速自旋回波)、T2WI-IDEAL；冠狀位T2WI-IDEAL；矢狀位T1WI-FSE；DWI(Diffusion Weighted Imaging，彌散加權(quán)成像)(b值=0s/mm2、800s/mm2)。 MRI增強(qiáng)掃描：增強(qiáng)掃描通過雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈留置針高壓團(tuán)注對(duì)比劑 Gd-DTPA[釓噴酸葡胺(Gadopentetate Dimeglumine)，規(guī)格20ml]；對(duì)比劑用量為 0.2mmol/kg，總劑量=0.2 ml/kg×體重(kg)，注射速率為2ml/s。然后立即用30ml 生理鹽水沖管。掃描序列為：軸位2D T1WI-IDEAL;軸位3D LAVA-FLEX；冠、矢狀位2D T1WI-IDEAL。具體掃描參數(shù)見表1。

1.3 圖像分析和處理方法 所有圖像以DICOM(Digital imaging and communications in medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通信)格式傳輸并儲(chǔ)存到PACS(Picture archiving and communication systems，圖像存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng))上，并傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡?AW Volume Share 7,GE MEDICAL SYSTEMS SCS)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

表1 各掃描序列具體參數(shù)

1.3.1 主觀評(píng)價(jià)：每個(gè)病例的圖像隨機(jī)編號(hào)，由2名10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科頭頸專業(yè)組的診斷醫(yī)師獨(dú)立觀察并對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)估，意見不一致時(shí)，由2人協(xié)商統(tǒng)一。主觀評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括：總體圖像質(zhì)量、脂肪抑制均勻性、偽影、腫瘤的顯著性，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)總體圖像質(zhì)量的4分評(píng)估法[5]：1分：圖像質(zhì)量差，不能診斷；2分：圖像質(zhì)量一般，診斷受限；3分：圖像質(zhì)量較好，不影響診斷；4分：圖像質(zhì)量很好，診斷明確。(2)脂肪抑制均勻性的5分評(píng)估法[6]：1分：掃描范圍內(nèi)圖像抑脂效果均差，出現(xiàn)大面積水脂錯(cuò)位分離，各組織結(jié)構(gòu)層次不清，影響診斷；2分：掃描范圍內(nèi)圖像抑脂效果均差，重要部位出現(xiàn)小面積水脂錯(cuò)位分離，影響診斷；3分：非重要部位出現(xiàn)較小面積水脂錯(cuò)位分離，各組織結(jié)構(gòu)層次顯示清；4分：僅皮下少許脂肪抑制不全，或周邊出現(xiàn)少許水脂錯(cuò)位分離，各組織結(jié)構(gòu)層次分明；5分：掃描范圍內(nèi)圖像抑脂效果完全，各組織結(jié)構(gòu)層次分明。(3)偽影的4分評(píng)估法[7]：1分：嚴(yán)重偽影，導(dǎo)致無法診斷；2分：中等偽影，會(huì)降低檢查的診斷質(zhì)量；3分：輕微偽影，圖像質(zhì)量略有下降，仍可診斷；4分：基本無偽影。(4)腫瘤顯著性的3分評(píng)估法[8]：1分：差，難以識(shí)別原發(fā)灶；2分：尚可，可識(shí)別原發(fā)灶，但界限不清；3分：優(yōu)秀，腫瘤與周圍組織對(duì)比清晰。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià)：客觀評(píng)估由1名有7年工作經(jīng)驗(yàn)的影像科技師在后處理工作站上對(duì)T1WI-IDEAL序列和LAVA-FLEX序列進(jìn)行ROI(Region of interest，感興趣區(qū))的勾畫評(píng)估，ROI為圓形，大小設(shè)定為4～10mm2，勾畫時(shí)盡量避開空腔、血管、偽影明顯的區(qū)域。(1)脂肪抑制的均勻性(標(biāo)準(zhǔn)差及標(biāo)準(zhǔn)差百分比)：將ROI放置在淺層脂肪中各個(gè)部分的四個(gè)位置(圖像的每個(gè)象限中的各一個(gè))，在三個(gè)層面上(上頜、下頜下、鎖骨上)重復(fù)此過程，測(cè)量脂肪信號(hào)強(qiáng)度。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差外，還計(jì)算了這些測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差百分比，百分比標(biāo)準(zhǔn)偏差是ROI的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以信號(hào)強(qiáng)度 ROI 的平均值，得出每個(gè)患者不同序列的脂肪抑制均勻性的定量測(cè)量值。(2)脂肪抑制組織和非脂肪抑制組織之間的對(duì)比(Cmf):選擇胸鎖乳突肌作為非脂肪抑制組織，與對(duì)應(yīng)層面的淺表脂肪進(jìn)行比較。將ROI放置在胸鎖乳突肌以及相鄰淺表脂肪，左右對(duì)稱組織分別測(cè)量。該過程按順序在兩個(gè)層面(下頜、鎖骨上)上執(zhí)行，并為每個(gè)組織計(jì)算平均SI(Signal Intensity，信號(hào)強(qiáng)度)。然后使用以下公式計(jì)算肌肉和脂肪之間的對(duì)比度(Cmf)：Cmf=(SIm - SIf)/SIm(SIm是肌肉的平均信號(hào)強(qiáng)度，SIf是脂肪的平均信號(hào)強(qiáng)度)。(3)病灶(鼻咽癌原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié))與脂肪抑制組織之間的對(duì)比(Cpf、Cnf):通過將ROI放置在病變上和淺表脂肪相鄰區(qū)域，重復(fù)三遍，并計(jì)算病變和相鄰淺表脂肪的平均信號(hào)強(qiáng)度。使用以下公式計(jì)算病灶與脂肪之間的對(duì)比度：Cpf=(SIp-SIf)/ SIp(Cpf是鼻咽癌原發(fā)灶與脂肪之間的對(duì)比度，SIp是原發(fā)灶的平均信號(hào)強(qiáng)度，SIf是脂肪的平均信號(hào)強(qiáng)度)。Cnf= (SIn-SIf) / SIn(Cnf是鼻咽癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與脂肪之間的對(duì)比度，SIn是轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的平均信號(hào)強(qiáng)度，其中SIf是脂肪的平均信號(hào)強(qiáng)度)。(4)腫瘤的SNR(Signal-to-Noise Ratio,信噪比)，肌肉的SNR[9]:以美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)推薦的方法計(jì)算圖像信噪比，選擇腫瘤的ROI，如果腫瘤有大面積中央壞死，則將腫瘤的 ROI 置于非壞死區(qū)域。根據(jù)原發(fā)腫瘤的位置，選擇同側(cè)外側(cè)翼狀肌進(jìn)行肌肉的ROI測(cè)量。在圖像背景的4個(gè)角放置 ROI，ROI 遠(yuǎn)離患者的身體，以避免偽影的影響，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差(s)，平均值(x)，計(jì)算N(noise，圖像噪聲)，N=x/0.66，0.66 為噪聲校正因子。根據(jù)測(cè)得的 SI和N，計(jì)算各個(gè)序列腫瘤的SNR，肌肉的 SNR。根據(jù)以下方程式：SNR=SI/N。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS25.0版統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)兩位閱片者閱片的一致性分析采用Kappa檢驗(yàn)，κ≤0.40 時(shí)認(rèn)為一致性差，0.41≤κ≤0.75，認(rèn)為一致性較好，κ≥0.76認(rèn)為一致性好。對(duì)于T1WI-IDEAL和LAVA-FLEX主觀及客觀評(píng)價(jià)結(jié)果不符合正態(tài)分布，用中位數(shù)(上、下四分位數(shù))表示，行Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布，用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，行配對(duì)t檢驗(yàn)；檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，認(rèn)為P<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 觀察者間的一致性 經(jīng)Kappa一致性檢驗(yàn)，圖像總體質(zhì)量κ=0.808，P<0.001；脂肪抑制均勻性κ=0.899，P<0.001；偽影κ=0.881，P<0.001；腫瘤顯著性κ=0.889,P<0.001； 2名醫(yī)生診斷結(jié)果一致性很好。

2.2 主觀評(píng)價(jià) 通過主觀評(píng)價(jià)可知(見表2)，兩序列總體圖像質(zhì)量無顯著差異(P>0.05)，T1WI-IDEAL序列脂肪抑制均勻性優(yōu)于LAVA-FLEX(P<0.001)，LAVA-FLEX序列的偽影較T1WI-IDEAL少(P<0.001),見圖1，LAVA-FLEX序列的腫瘤顯示效果比T1WI-IDEAL好(P<0.001),見圖2。

表2 30例患者各主觀評(píng)價(jià)項(xiàng)目的評(píng)分

圖1 1例38歲男性鼻咽癌患者磁共振掃描

2.3 客觀評(píng)價(jià) 通過客觀評(píng)價(jià)可知(見表3)，T1WI-IDEAL序列脂肪抑制均勻度優(yōu)于LAVA-FLEX(P<0.001)，LAVA-FLEX肌肉脂肪對(duì)比度(Cmf)、原發(fā)灶脂肪對(duì)比度(Cpf)及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)脂肪對(duì)比度(Cnf)均優(yōu)于T1WI-IDEAL(P<0.001)，兩序列的SNR腫瘤及SNR肌肉差異均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

3 討論

本研究針對(duì)鼻咽部MR增強(qiáng)序列，選取薄層各向同性并零填充插值優(yōu)化加并行采集技術(shù)下的3D LAVA-FLEX序列，與2D T1WI-IDEAL增強(qiáng)序列展開比較研究，認(rèn)為3D LAVA-FLEX序列層厚較薄適合鼻咽精細(xì)部位及血管神經(jīng)的顯示，偽影少，病灶顯示良好。相比2D序列需要掃描軸、冠、矢三個(gè)方位的序列，一次掃描可以進(jìn)行任意方位的重建，節(jié)約了掃描時(shí)間，3D LAVA-FLEX序列可以滿足鼻咽癌的分期診斷要求。

本研究選取的是3D薄層高分辨各向同性LAVA-FLEX序列運(yùn)用到鼻咽癌初診分期掃描，其原理以及技術(shù)特征對(duì)應(yīng)是：(1)以3D容積采集信號(hào)，能夠得到1mm薄度的掃描層面，所以圖像的SNR高，同時(shí)掃描是各向同性的，所謂各向同性掃描是指像素的橫、縱、豎三個(gè)方向的邊長(zhǎng)相等也就是像素為正立方體的掃描。它的意義在于所有方向的圖像在空間分辨率上完全相等。即無論軸、矢、冠還是任意角度的重建出來的圖像的質(zhì)量將與直接掃描的斷面完全相同。通過橫斷位原始圖像和重建出來的圖像進(jìn)行觀察分析，可以更清晰完整地顯示鼻咽癌腫瘤的范圍及其腔外侵犯和頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的情況等，同時(shí)能把腫瘤組織從周圍正常的肌肉、血管等背景組織中區(qū)分出來，從而可以勾畫出腫瘤與周圍組織的交界面，可用于原發(fā)腫瘤的體積勾畫，對(duì)于后期綜合治療具有指導(dǎo)作用。(2)基于Dixon兩點(diǎn)法技術(shù)，選擇脂肪以及水兩者的相對(duì)進(jìn)動(dòng)頻率達(dá)到減少脂肪信號(hào)的效果，聯(lián)合區(qū)域增長(zhǎng)以及相位校正處理，就能夠更大程度地減少磁場(chǎng)不均勻的消極影響，水脂分離間邊緣清晰及對(duì)比明顯(3分)，如箭頭所示 圖b、c與圖e、f均圖像質(zhì)量良好，能滿足診斷需要的效果更加突出，得到的脂肪抑制圖像效果更好，將病變區(qū)域更完整的展現(xiàn)出來。(3)運(yùn)用ACR技術(shù)(Auto-calibrating reconstruction for cartesian sampling,自校準(zhǔn)加速的并行采集技術(shù))，這是GE磁共振設(shè)備基于K空間域的并行采集技術(shù)，不需要額外配置線圈靈敏度校準(zhǔn)序列，整個(gè)掃描處理的流程得到大幅度簡(jiǎn)化處理，降低校準(zhǔn)數(shù)據(jù)引發(fā)的偽影干擾影響程度，而且層間編碼以及相位編碼技術(shù)的運(yùn)用能夠顯著提升掃描處理的速度，降低偽影，提高空間分辨力，在三維加速采集方面的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)更加突出[10]。(4)運(yùn)用層面內(nèi)的ZIP技術(shù)(Zero-fill interpolation processing，零填充內(nèi)插技術(shù))，這是一種零充填技術(shù)，分為層面間零充填和層面內(nèi)零充填兩種，實(shí)際采集矩陣并未增加，提高了分辨率水平，得到的圖像細(xì)節(jié)更加清晰，減少重建MPR過程中存在著的階梯狀偽影。

圖2 1例49歲女性鼻咽癌患者行磁共振掃描

表3 30例病人兩個(gè)序列圖像客觀評(píng)價(jià)結(jié)果比較

本研究有一定的局限性：(1)納入病例為鼻咽癌初診未治療病例，并且沒有假牙等植入物的患者，故本研究納入的樣本量較少，有望在今后的研究中增加樣本量進(jìn)行更進(jìn)一步研究。(2)3D LAVA-FLEX序列在頭尾方向會(huì)有卷褶偽影，這是由于在掃描層面方向3D序列采用了相位編碼，會(huì)出現(xiàn)首尾圖像發(fā)生卷褶，這是3D序列的缺點(diǎn)，為了解決這一問題，可以增加掃描的層數(shù)，擴(kuò)大掃描范圍，保證能夠滿足診斷范圍內(nèi)(顳葉中部至主動(dòng)脈弓)的圖像沒有卷褶偽影。(3)本研究尚未對(duì)比兩個(gè)序列在腫瘤和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)大小方面的測(cè)量值差異，尚需在今后研究中進(jìn)一步完善。(4)造影劑給藥后，首先獲T1WI-IDEAL序列，然后是3D LAVA-FLEX序列，因此注射后釓濃度的變化可能會(huì)影響增強(qiáng)程度，但是這種差異性影響應(yīng)很小。

綜上所述，2D T1WI-IDEAL序列和3D LAVA-FLEX序列在鼻咽癌初診分期磁共振增強(qiáng)掃描中都能夠提供滿足診斷的圖像，雖然 3D LAVA-FLEX序列脂肪抑制均勻性不如2D T1WI-IDEAL，然而能夠顯著減少掃描所需時(shí)間，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影以及流動(dòng)偽影進(jìn)行良好的控制，對(duì)腫瘤顯示效果良好，通過薄層各向同性掃描，能夠?qū)θ我舛嗥矫鎸?shí)現(xiàn)圖像重建處理，將鼻咽原發(fā)腫瘤區(qū)域以及頸部淋巴結(jié)具體的轉(zhuǎn)移情況完整地展現(xiàn)出來，對(duì)于制定合理的治療方案都有著突出的臨床實(shí)踐意義，3D LAVA-FLEX序列值得推廣應(yīng)用于鼻咽癌分期磁共振掃描。