岳 汛 石祖江 潘雪琳 楊 帆 黃 娟 陳 潔 黃小華 孫家瑜

彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）在乳腺疾病的診斷、鑒別診斷及乳腺癌的分子分型、療效評估等方面具有重要價值［1-2］。臨床常用的彌散加權(quán)成像是單次激發(fā)的平面回波成像（singleshot echo planar imaging， SS-EPI）DWI，該序列EPI讀出使得其采集時間縮短，但EPI 因子較長，相位信息錯誤地積累使得圖像變形大，磁敏感偽影重，空間分辨率較低［3］。SS-EPI DWI 聯(lián)合并行采集技術(shù)可縮短掃描時間，降低偽影的發(fā)生，但其受線圈硬件條件的限制，導(dǎo)致圖像信噪比（SNR）降低［3］。多次激發(fā)平面回波（readout-segmented echo planar imaging，RS-EPI）DWI 通過在讀出編碼方向上進(jìn)行多次分段激發(fā)可提高圖像的分辨率，但每次激發(fā)間的運動使得圖像運動偽影明顯，常需要導(dǎo)航回波來校正運動引起的相位誤差［4］。復(fù)合靈敏度編碼（multiple sensitivity encoding，MUSE）技術(shù)作為一種多次激發(fā)采集實現(xiàn)高分辨率彌散成像的后處理算法，通過每次激發(fā)重建靈敏度編碼確定低分辨率相位，而后將獲取的相位信息和線圈靈敏度復(fù)合到MUSE框架中，在減少圖像形變的同時提高了空間分辨率、SNR 及對比噪聲比（CNR），且無需導(dǎo)航回波［5-6］。本文旨在對MUSE DWI 與SS-EPI DWI 圖像進(jìn)行對照研究，探討MUSE DWI在乳腺疾病中的臨床應(yīng)用價值。

方 法

1.臨床資料

納入2020 年9 月至2021 年2 月于本院進(jìn)行乳腺MRI 檢查患者43 例，年齡29～75 歲，平均（49.61±6.27）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＞18 歲女性；②臨床發(fā)現(xiàn)乳腺腫塊或經(jīng)穿刺病理確診為乳腺癌患者；③既往未進(jìn)行乳腺手術(shù)及放化療。排除標(biāo)準(zhǔn)：①MRI檢查前接受穿刺活檢等有創(chuàng)檢查；②合并其他部位惡性腫瘤；③有MRI 檢查禁忌證；④妊娠或哺乳期乳腺癌患者；⑤男性乳腺癌患者；⑥圖像質(zhì)量差無法勾畫感興趣區(qū)。

本研究經(jīng)四川大學(xué)華西醫(yī)院倫理審查委員會批準(zhǔn)［批準(zhǔn)文號：2019年審（791）號］，患者均知情同意。

2.檢查方法

采用GE Architect 3.0 T MR 機，乳腺專用線圈，患者取俯臥位、足先進(jìn)方式，雙乳自然懸垂于乳腺線圈孔內(nèi)。掃描序列：橫斷位脂肪抑制T2WI、橫斷位T1WI、MUSE DWI、SS-EPI DWI 及 動 態(tài) 對 比 增 強（DCE）序列。SS-EPI DWI 參數(shù)：視野340 mm×340 mm，TR=3 467.5 ms，TE=76.1 ms，層厚4.0 mm，層間距1.2 mm，b 值取0、1 000 s/mm2，體素大小2.7×2.6×4.0，1 次激發(fā)；MUSE DWI 參數(shù)：視野340 mm×340 mm，TR=6 707.0 ms，TE=78.6 ms，層 厚4.0 mm，層間距1.2 mm，b值取0、1 000 s/mm2，體素大小1.9×1.9×4.0，3 次激發(fā)。平掃后以2.0 mL/s 流率經(jīng)上肢靜脈注射釓噴酸葡胺，后以相同流率跟注15 mL生理鹽水，行動態(tài)對比增強掃描。參數(shù)：TR=2 ms，TE=5 ms，層厚1.0 mm，視野320 mm×320 mm；共采集6期圖像，各時相掃描時間為63 s。掃描完成后，將數(shù)據(jù)傳入GE ADW 4.7 工作站，應(yīng)用Functool 軟件進(jìn)行后處理自動重建表觀彌散系數(shù)（ADC）圖。

3.圖像評價與測量

3.1 主觀圖像質(zhì)量評價

由2 名至少有3 年工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)生對圖像質(zhì)量進(jìn)行評估。主要評估指標(biāo)：①病灶顯示性，共3分（1 分，不顯示；2 分，顯示一般；3 分，顯示良好）。②病灶的變形，共4分（1分，形變嚴(yán)重；2分，中度形變；3 分，輕微形變；4 分，無形變）。③病灶邊緣銳利度，采用5分法（1分，病灶邊緣嚴(yán)重模糊，不能用于診斷；2 分，病灶邊緣明顯模糊，但仍可用于診斷；3 分，病灶邊緣模糊；4 分，病灶邊緣稍模糊；5分，病灶邊緣光滑銳利）。

3.2 SNR、CNR和形變量

分 別 在DCE-MRI、SS-EPI DWI（b=1 000 s/mm2）圖像及MUSE DWI（b=1 000 s/mm2）圖像的乳腺最大層面測量乳腺的前后徑及左右徑；病灶最大層面測量病灶的長徑與短徑，計算形變量［7］。采用單幅圖像法測量SNR及CNR。參照增強圖像及T2WI圖像，在b＝1 000 s/mm2的DWI 圖像上找到病灶最大層面，手動勾畫感興趣區(qū)（ROI），測量得到平均信號強度S病變，標(biāo)準(zhǔn)差為SD病變。在正常腺體區(qū)域選取大小為60 mm2的類圓形ROI，測量得到平均信號強度S腺體，標(biāo)準(zhǔn)差為SD腺體。在空氣區(qū)域分別選取3 個大小為100 mm2的類圓形ROI，測量得到3 個ROI 的均方差分別為SD1、SD2、SD3。根據(jù)以下公式計算背景噪聲SD空氣、SNR和CNR［8］。

3.3 ADC值測量

在ADC 圖上，手動勾畫病變ROI，勾畫區(qū)域盡量與DWI 圖像的勾劃區(qū)域保持一致，測量ROI 的平均值為ADC病變。在無病變的正常腺體區(qū)域選取大小為60 mm2的類圓形ROI，選取位置盡量與DWI 圖像的正常腺體ROI選取位置保持一致，測量ROI的平均值為ADC腺體。為解釋獲得性體素大小的差異，使用nADC=ADC病變/ADC腺體計算歸一化ADC（nADC）［5］。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0 進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料符合正態(tài)分布者以±s表示，2 組間比較采用t檢驗；不符合正態(tài)分布者以M（P25，P75）表示，2 組間的比較采用Wilcoxon 秩和檢驗。計數(shù)資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Kappa 檢驗進(jìn)行一致性分析。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.一般資料

43 例女性患者共發(fā)現(xiàn)47 個病灶。病理活檢35 個病灶，其中良性病灶2 個，為纖維腺瘤，惡性病灶33 個，包括浸潤性導(dǎo)管癌32 個，浸潤性導(dǎo)管癌合并原位導(dǎo)管癌1 個。12 個病灶因乳腺成像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（BI-RADS）分級3 類及以下而未取病理活檢，且經(jīng)隨訪復(fù)查無變化。典型病例圖像見圖1、2。

圖1 典型病例1影像

2.SS-EPI DWI 與MUSE DWI 圖像質(zhì)量主觀評分比較結(jié)果

不同觀察者間視覺定性評估結(jié)果一致性如表1 所示。2名觀察者對DWI圖像（b＝1 000 s/mm2）的主觀評分結(jié)果一致性良好（P＜0.01）。2名觀察者對MUSE DWI圖像47個病灶邊緣清晰度評分均達(dá)3分以上，優(yōu)于SS-EPI DWI，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；在病灶形變方面，MUSE DWI 圖像評分同樣優(yōu)于SSEPI DWI，2 名觀察者均未在MUSE DWI 圖像中發(fā)現(xiàn)形變嚴(yán)重病灶，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。MUSE DWI 對病變的顯示性優(yōu)于SS-EPI DWI（P＜0.05）。統(tǒng)計結(jié)果詳見表2。

表1 病變可見性和整體圖像質(zhì)量的評分結(jié)果

表2 MUSE DWI與SS-EPI DWI圖像質(zhì)量主觀評分比較n=47，M（P25,P75）,分

表3 MUSE DWI與SS-EPI DWI定量分析結(jié)果

表5 MUSE DWI與SS-EPI-DWI ADC 值及nADC分析結(jié)果

表6 MUSE DWI與SS-EPI DWI惡性病變與良性病變及病周ADC值及nADC比較結(jié)果

圖2 典型病例2影像

3.SS-EPI DWI 與MUSE DWI 圖像質(zhì)量測量指標(biāo)比較結(jié)果

MUSE 測得SNR 為92.53（70.66，176.78），CNR為143（53.31，241.78），均高于SS-EPI DWI，差異具 有 統(tǒng) 計 學(xué) 意 義（P＜0.001，P=0.003），見 表3。MUSE DWI 測得的乳腺前后及左右徑形變低于SSEPI DWI，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.006，P＜0.001）；SS-EPI DWI 病灶長徑形變?yōu)?.7（0.6，3.3）mm，MUSE DWI 病灶長徑形變?yōu)?（0.3，2.2）mm，兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.069）；SS-EPI DWI病灶短徑形變1.4（0.5，2.8）mm，MUSE DWI 病灶短徑形變?yōu)?.8（0.3，1.7）mm，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.042）。

MUSE DWI 47 個 病 灶A(yù)DC 均 值［ （1.23±0.30） ×10-3mm2/s］ 與SS - EPI DWI ADC 均 值［（1.32±0.32）×10-3mm2/s］相比，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＝0.044）。SS-EPI DWI正常乳腺組織的ADC均值為（1.43±0.47）×10-3mm2/s，MUSE DWI正常乳腺組織ADC 均值為（1.42±0.51）×10-3mm2/s，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.79）。

33 個 惡 性 病 灶SS - EPI DWI 測 得ADC 值［（1.24±0.23）×10-3mm2/s）］與MUSE DWI 惡性病灶A(yù)DC 值［（1.13±0.34）×10-3mm2/s］相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.04）。SS-EPI DWI 及MUSE DWI 33 個惡性病灶A(yù)DC 值與其相對應(yīng)的正常乳腺腺體 的ADC 值［（1.48±0.42） ×10-3mm2/s、（1.46±0.50）×10-3mm2/s］相比，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。MUSE DWI 33 個惡性病灶A(yù)DC 值與2 個良性病灶和12 個未活檢病灶的ADC 值［（1.49±0.40）×10-3mm2/s］相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＝0.017）。詳見表5、6。

SS-EPI DWI 惡性病灶nADC 均值為0.93±0.40，MUSE DWI 惡性病灶nADC 均值為0.89±0.40，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.318）；SS-EPI DWI 及MUSE DWI 2 個良性與12 個未活檢病灶nADC 均值分別為1.03±0.26 和0.93±0.25，二者差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.66）；SS-EPI DWI 及MUSE DWI 惡性病灶nADC 值與2個良性與12個未活檢病灶nADC 差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.43，P=0.251）。nADC結(jié)果見表5、6。

討 論

DWI 技術(shù)是目前唯一能反映活體組織內(nèi)水分子彌散的方法，在乳腺疾病的鑒別診斷中具有非常大的優(yōu)勢［9］。MUSE DWI在相位編碼方向上對k空間進(jìn)行多次激發(fā)交錯式填充，將獲取的相位信息和線圈靈敏度復(fù)合到MUSE框架中，產(chǎn)生不含偽影、高時間及高空間分辨率圖像［10］。以往研究將MUSE DWI 序列激發(fā)次數(shù)設(shè)為2 獲取的圖像失真度與SS-EPI DWI 相比未得到最佳改善，本研究將MUSE DWI 的激發(fā)次數(shù)設(shè)為3，進(jìn)一步提高了圖像質(zhì)量，改善失真［5］。研究結(jié)果顯示，MUSE DWI 獲取的圖像病灶邊緣銳利度、病灶形變及病灶顯示度評分均優(yōu)于SS-EPI DWI，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），且MUSE DWI 圖像具有更高的SNR、CNR以及更低的圖像失真（P＜0.05）。

SS-EPI沿相位編碼方向?qū)空間進(jìn)行填充速度較慢，故普遍存在幾何失真現(xiàn)象，MUSE DWI分段EPI技術(shù)可加速k空間填充，改善失真［5］。本組定性及定量結(jié)果均顯示MUSE DWI形變優(yōu)于SS-EPI DWI，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。Teruel等［11］在研究失真時使用了一種更穩(wěn)健的測量方法——MI度量，它是圖像配準(zhǔn)領(lǐng)域中經(jīng)常使用的一種相似度量值。我們的結(jié)果與Baxter等［5］和Teruel等［11］使用MI度量判斷MUSE DWI與SS-EPI DWI圖像失真結(jié)果一致。同時，MUSE DWI對病灶的形態(tài)、邊界顯示清晰，檢出的病灶數(shù)量及形態(tài)與增強后的T1WI一致。MUSE DWI對病灶的顯示度優(yōu)于傳統(tǒng)彌散成像，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

MUSE DWI 通過結(jié)合靈敏度編碼的并行成像技術(shù)來校正回波平面中隨機運動引起的相位變化，從而最小化偽影［10］。相對于單獨的靈敏度編碼，在改進(jìn)矩陣反轉(zhuǎn)條件下，MUSE DWI 具有更好的SNR、CNR 及更高的空間分辨率［12］，這在本研究中也有所體現(xiàn)，MUSE DWI 測得 SNR、CNR 均高于SS-EPI DWI，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）?？梢奙USE DWI 與SS-EPI DWI 對乳腺病灶的檢測均具有靈敏度和特異度，但MUSE DWI 具有更高的空間分辨力、SNR和CNR，且能夠有效地改善圖像失真。

ADC 值不僅可以作為水分子在組織中彌散的度量，還可作為腫瘤預(yù)后與定量成像的生物標(biāo)志物［9-10］。SS-EPI DWI圖像分辨率較低或?qū)е翿OI與鄰近正常纖維組織的信號平均，ADC值測量的準(zhǔn)確性降低。本研究中，MUSE DWI 測得的47 個乳腺病灶的ADC 值均低于SS-EPI DWI，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），與Baxter［5］等的研究結(jié)果一致，提示MUSE DWI獲得的ADC值準(zhǔn)確性更高，圖像質(zhì)量更好。MUSE DWI測得的33個惡性病灶A(yù)DC值同樣低于SS-EPI DWI，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

更準(zhǔn)確的ADC 值量化應(yīng)表現(xiàn)在良、惡性病變及正常纖維組織鑒別方面［5，9，13］。本研究結(jié)果顯示，MUSE DWI 測得的33 例惡性腫瘤ADC 值顯著低于2個良性病灶及12 個未活檢病灶，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），但因納入的良性病變較少，尚不足以分析MUSE DWI ADC 值的診斷效能。Wisner 等［14］發(fā)現(xiàn)，與SS-EPI DWI 相比，Resolve 技術(shù)可獲得更好的良、惡性病變鑒別效果?？紤]到分段讀出技術(shù)已被證明比SS-EPI 有更好的診斷效能［15］，我們預(yù)計MUSE DWI將比SS-EPI DWI 取得更好的診斷性能，故對惡性病灶與其相應(yīng)的正常乳腺腺體ADC 值進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示無論是SS-EPI DWI 還是MUSE DWI，正常乳腺腺體ADC 值均顯著大于病灶A(yù)DC 值，兩者均具有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），這或許能說明乳腺惡性病變ADC值降低且低于正常乳腺腺體ADC值。與ADC值反映單一區(qū)域數(shù)量特征不同，nADC 可以反映病灶與正常組織ADC 差異，且nADC 值越小，反映的差異越大。本研究中，MUSE DWI 的nADC 值明顯小于SS-EPI DWI 的nADC 值，說明MUSE DWI 的ADC 圖對病灶的顯示優(yōu)于SS-EPI DWI 的ADC 圖，同時MUSE DWI 良惡性病灶nADC 值之間無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）該結(jié)果與Baxter等［5］的研究結(jié)果一致。

本研究尚存在一些不足：①本研究為單中心小樣本觀察性研究，病例樣本量小。②穿刺良性病例較少，未尋找區(qū)分良惡性病變的ADC 閾值。MUSE 技術(shù)也存在一定的局限性，如MUSE DWI 受成像時間限制，當(dāng)激勵次數(shù)增加時，成像時間也會隨之增加。

綜上，MUSE DWI 乳腺圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于SSEPI DWI，其對微小病灶的檢查更突出。MUSE DWI ADC 值在區(qū)分良惡性病變方面至少與SS-EPI DWI 相同，這為臨床檢查與診斷提供了更有意義的依據(jù)。