蔣平平，陳燕清，黃濤，官曉暉，陸虹宇，鄧德茂

0 引言

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤[1]，乳腺MRI是篩查高?；颊摺㈣b別乳腺良惡性疾病及評估乳腺癌治療效果最有效的影像學(xué)方法[2-3]。然而，乳腺富含脂肪組織，非脂肪抑制的圖像雖然具有較高的信噪比（signal-to-noise ratio, SNR），但在常規(guī)T2WI 上，大量脂肪高信號容易掩蓋炎性水腫等信號，導(dǎo)致病變顯示欠佳，同時，脂肪抑制圖像可以更好地區(qū)分不同的乳腺組織[4]。由于雙側(cè)乳腺組織結(jié)構(gòu)特殊，主磁場（B0場）和B1場在乳腺周圍極不均勻，同時腺體周圍區(qū)域如腋窩處于線圈邊緣，圖像信噪比較低，且容易受心臟搏動偽影干擾，成像質(zhì)量進一步下降[5-7]。

基于頻率選擇法的精準(zhǔn)頻率反轉(zhuǎn)恢復(fù)（spectral attenuated inversion recovery, SPAIR）脂肪抑制技術(shù)對B1 場均勻性不敏感，但需要一個均勻的B0 場，在組織過渡區(qū)即胸壁、腋窩和皮膚區(qū)域及術(shù)后條件下極易引起磁場不均勻而造成脂肪抑制失敗甚至掩蓋病變[4]。兩點法水脂分離（Dixon）技術(shù)需要在兩個回波鏈分別采集同、反相位，同時得到同、反相位圖及水圖和脂肪圖，一次采集可比其他脂肪抑制技術(shù)獲得更多的診斷信息，且對B0 場的均勻性相對不敏感，可獲得較均勻的脂肪抑制效果，但相對較長的采集時間可能會增加患者的不適，導(dǎo)致產(chǎn)生運動偽影的風(fēng)險升高[8]。既往的研究主要涉及Dixon技術(shù)與頻率選擇法或短反轉(zhuǎn)時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)脂肪抑制技術(shù)在骨骼肌系統(tǒng)等運動偽影出現(xiàn)相對較小區(qū)域的對比，并可獲得更好的圖像質(zhì)量[9-11]。也有研究者將Dixon 技術(shù)運用到位置特殊的乳腺及運動復(fù)雜的心臟，解決臨床難題，提高了診斷信心[12-14]。雙回波采集快速水脂分離（Fast Dixon）技術(shù)可與快速自旋回波（turbo spin echo, TSE）序列相結(jié)合，并在一個回波鏈同時采集同、反相位，理論上是兩點Dixon技術(shù)的改進版，可以得到更優(yōu)質(zhì)的圖像質(zhì)量。有研究者對比頸椎MRI SPAIR、兩點Dixon 與Fast Dixon 技術(shù)的圖像質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)Fast Dixon 技術(shù)結(jié)合多次平均次數(shù)可以在不增加掃描時間的前提下顯著提高圖像質(zhì)量及增加抑制脂肪的效率[15]。目前，乳腺T1WI序列不同脂肪抑制技術(shù)圖像質(zhì)量對比及其診斷價值研究已相對成熟，這與動態(tài)對比增強序列對良、惡性腫瘤鑒別有高敏感度診斷價值有關(guān)。近來研究[16-18]顯示，水腫作為T2WI的高信號強度表現(xiàn)，可以彌補乳腺MRI檢出腫瘤的特異性。局灶性水腫常與惡性腫瘤有關(guān)，是影響預(yù)后的重要因素，尤其胸前水腫，有研究顯示它是炎癥性乳腺癌的特殊MRI表現(xiàn)[19]。因此，病變組織T2值的判斷，瘤周水腫、胸前水腫、皮下水腫及腋窩淋巴的觀察及乳腺癌準(zhǔn)確分期等都對T2WI 序列成像質(zhì)量要求進一步提高。兩點Dixon 技術(shù)可以剔除脂肪高信號對炎癥水腫觀察帶來的干擾，但呼吸及心臟運動可能會使胸壁、腋窩及皮膚等區(qū)域的顯示欠佳。因此，在乳腺MRI 檢查中，選擇一種脂肪抑制效果好且可以減輕運動偽影的脂肪抑制技術(shù)，以改善乳腺及其周圍區(qū)域的成像質(zhì)量十分必要。目前，兩點Dixon 與Fast Dixon 技術(shù)在不同部位隨機應(yīng)用，對比應(yīng)用于乳腺的研究未見報道。本研究通過對這兩種Dixon 技術(shù)的圖像進行分析，比較兩種Dixon 技術(shù)的圖像質(zhì)量，旨在為乳腺T2WI序列選擇一種最佳的脂肪抑制技術(shù)，進一步提高乳腺MRI質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究為回顧性研究，遵守《赫爾辛基宣言》，經(jīng)廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，免除受試者知情同意，批準(zhǔn)文號：KY-ZC-2021-56。分析2022 年6 月至2023 年3 月本院行乳腺MRI 檢查的女性乳腺疾病患者資料45例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）完成乳腺MRI 檢查序列；（2）具有橫斷位Fast Dixon 與兩點Dixon T2WI 脂肪抑制序列。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）兩種Dixon T2WI序列不完整；（2）出現(xiàn)偽影影響圖像質(zhì)量準(zhǔn)確評分。因兩種Dixon T2WI序列不完整或偽影影響圖像質(zhì)量準(zhǔn)確評分排除4 例，最終納入符合標(biāo)準(zhǔn)41 例，年齡21～66（50.1±9.4）歲，術(shù)前28 例，保守治療8例，根治術(shù)5例。

1.2 儀器與檢查方法

采用德國Siemens MAGNETOM Skyra 3.0 T 磁共振掃描儀，使用18 通道乳腺專用線圈。檢查時患者頭先進俯臥位，雙側(cè)乳房自然懸垂，囑咐患者檢查過程中保持不動。掃描序列包括平掃不壓脂T1WI、擴散加權(quán)成像、動態(tài)對比增強T1WI、橫斷位Fast Dixon 與兩點Dixon 快速自旋回波T2WI，T2WI 序列掃描參數(shù)見表1。

表1 兩種序列掃描參數(shù)Tab.1 Two sequence scanning parameters

1.3 圖像質(zhì)量主觀評價

由兩名工作10 年以上的放射診斷副主任、主任醫(yī)師采用盲法獨立分析圖像。采用視覺分級方法對兩組圖像總體圖像質(zhì)量、脂肪抑制質(zhì)量、纖維腺體組織、胸壁、腋窩、皮膚及觀察到明顯實性病灶區(qū)域由差到好進行五等級評估。脂肪抑制質(zhì)量包括雙側(cè)乳腺及周圍區(qū)域脂肪抑制的均勻性（1 級，差，脂肪抑制效果不均勻，不能診斷；2 級，較差，脂肪抑制效果不均勻，影響評估；3級，一般，脂肪抑制效果較不均勻，部分影響評估；4 級，較好，脂肪抑制效果輕微不均勻，不影響評估；5 級，好，脂肪抑制效果整體均勻）；胸壁、腋窩及皮膚區(qū)域易出現(xiàn)心臟及胸腔積液搏動偽影、呼吸運動偽影等，從圖像運動偽影的大小對相應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)的干擾來評估胸壁、腋窩及皮膚區(qū)域的圖像質(zhì)量（1 級，差，運動偽影大，不能診斷；2 級，較差，運動偽影較大，影響診斷；3級，一般，運動偽影較大，勉強能診斷；4 級，較好，少量運動偽影；5 級，好，無運動偽影）；對于纖維腺體組織及觀察到的實性病灶，主要從纖維腺體組織或病灶可見性、邊緣性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)顯示清晰度進行評估（1 級，不可見，無法診斷；2級，勉強可見，邊緣不清，內(nèi)部細(xì)節(jié)顯示模糊；3 級，可見，邊緣較模糊，內(nèi)部細(xì)節(jié)顯示較模糊；4 級，可見，邊緣清晰，內(nèi)部細(xì)節(jié)稍模糊；5級，可見，邊緣銳利清晰，內(nèi)部細(xì)節(jié)清晰顯示）。

1.4 圖像質(zhì)量客觀評價

將圖像傳送到Siemens Syngo via后處理工作站，由兩名工作10年以上的副主任技師在Fast Dixon序列上選擇實性病灶顯示最大層面，沿著實性病灶邊緣手動勾畫感興趣區(qū)（region of interest, ROI），確保測量ROI在同一層面；依據(jù)病灶所在位置，應(yīng)盡量保證在患側(cè)乳腺相同層面的正常實質(zhì)、腋窩、后方胸肌畫圓形ROI，然后將ROI 復(fù)制到另外一個序列相同位置上。重復(fù)測量三次，取平均值，ROI應(yīng)盡可能大的包括相應(yīng)正常組織，勾畫時盡量避開水腫、血管、偽影明顯的區(qū)域，計算并記錄病灶、正常組織平均信號強度（signal intensity, SI）和標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation, SD），設(shè)定SD為噪聲值；根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，按照公式（1）和（2）計算病灶與其他組織信噪比及病灶與正常實質(zhì)的對比噪聲比（contrast-to-noise ratio, CNR）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計分析。 用Kendall'sW系數(shù)評估觀察者間主觀評分?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra-class correlation coefficient, ICC）評價圖像質(zhì)量客觀定量評價參數(shù)的觀察者間一致性。Kendall'sW系數(shù)及ICC 值在0～1 之間，≤0.40 表示一致性差，＞0.40～0.60 表示一致性中等，＞0.60～0.80 表示一致性較好，＞0.80 表示一致性極好。若一致性較好或極好，則計數(shù)資料用非參數(shù)檢驗進行比較；計量資料用Shapiro-Wilk 法進行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料用xˉ±s表示，采用配對t檢驗進行比較；不符合正態(tài)分布計量資料采用M（P25，P75）表示，組間比較采用Wilcoxon 符號秩檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 主觀評價

共納入41 例女性患者，33 個實性病灶。兩名醫(yī)師主觀評分一致性較好或極好（Kendall'sW=0.773～0.928，P＜0.001）。兩種Dixon 技術(shù)均可獲得均勻一致的脂肪抑制效果；Fast Dixon 圖像在腋窩、胸壁、皮膚區(qū)域運動偽影更?。≒＜0.05）；其中，兩點Dixon圖像在胸壁、腋窩區(qū)域呼吸運動及心臟的搏動偽影的干擾較大，而在皮膚區(qū)域造成的干擾較小，主要表現(xiàn)是皮膚邊界輕微凹凸不整（圖1、圖2）；在纖維腺體豐富區(qū)域，F(xiàn)ast Dixon較兩點Dixon易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)顯示模糊；在病灶的顯示上，均能滿足診斷要求，兩組圖像纖維腺體組織與病灶清晰度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（表2，圖3）。

圖1 女，52 歲，右乳非特殊類型浸潤性癌。Fast Dixon 圖像（1A）清晰顯示腋窩淋巴結(jié)（箭）， 兩點Dixon 圖像（1B）受呼吸及胸腔積液搏動偽影干擾，無法觀察左側(cè)腋窩是否存在腫大淋巴結(jié)（箭）。Fig.1 Female, 52 years old, right breast, non-specific invasive carcinoma.Fast Dixon (1A) clearly shows axillary lymph nodes (arrow),while two-point Dixon (1B) cannot observe the presence of enlarged axillary lymph nodes (arrow) due to interference of breathing and pleural effusion pulsating artifacts.

圖2 女，64 歲，左乳非特殊類型浸潤癌。兩點Dixon 圖（2A）腺體后方胸壁結(jié)構(gòu)層次顯示欠清（箭）。Fast Dixon 圖（2B）腺體后方胸壁結(jié)構(gòu)顯示清晰（箭）。Fig.2 Female, 64 years old, left breast, unspecified infiltrating carcinoma.Two-point Dixon images (2A) shows a poorly defined layer of chest wall structure behind the gland (arrow).Fast Dixon images (2B) show a clearly defined layer of chest wall structure behind the gland (arrow).

圖3 女，66 歲，右乳非特殊類型浸潤性癌。Fast Dixon 圖像（3A）纖維腺體組織較兩點Dixon 圖像（3B）模糊，兩組病灶描述形態(tài)學(xué)特征是一致的。Fig.3 Female, 66-year-old, with right breast invasive carcinoma of unspecified type.The fibroglandular tissue in the Fast Dixon image (3A) is blurred compared with the two-point Dixon image (3B), and the morphological characteristics described by the two groups are consistent.

表2 兩種序列的圖像質(zhì)量主觀評分比較Tab.2 Comparison of subjective scores of image quality between the two sequences

2.2 客觀評價

共評估33個實性病灶，F(xiàn)ast Dixon病灶、實質(zhì)、胸肌、腋窩SNR 較兩點Dixon 高（P＜0.05）；兩組圖像病灶CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05，表3）。兩名觀察者觀測值計算所得SNR 和CNR 具有極好的一致性（ICC=0.897～0.936，P＜0.001）。

表3 兩種序列圖像客觀評價結(jié)果比較Tab.3 Comparison of objective evaluation results of image quality between the two sequences

3 討論

本研究首次提出將Fast Dixon 與兩點Dixon 技術(shù)應(yīng)用于乳腺T2WI序列，采用視覺評估及客觀評價方式對比分析它們在乳腺MRI中的圖像質(zhì)量。通過比較兩種Dixon 技術(shù)的優(yōu)缺點，為乳腺T2WI 序列選擇一種最佳的脂肪抑制技術(shù)，進一步提高乳腺MRI圖像質(zhì)量。本研究發(fā)現(xiàn)，與兩點Dixon 相比，F(xiàn)ast Dixon 既可獲得均勻一致的脂肪抑制圖像，也具有較少的運動偽影，可以顯著改善乳腺周圍區(qū)域圖像質(zhì)量，可提升乳腺T2WI序列總體圖像質(zhì)量。

3.1 Fast Dixon在乳腺周圍區(qū)域的圖像質(zhì)量優(yōu)勢

在胸壁及腋窩區(qū)域，兩點Dixon極易出現(xiàn)一種特殊的搏動偽影，這主要是由心臟的運動造成，同時部分病例出現(xiàn)后方脊髓腔內(nèi)腦脊液搏動偽影，說明患者的生理性運動或自主運動都會使圖像質(zhì)量顯著降低。兩點Dixon在乳腺后方胸壁、外側(cè)方腋窩區(qū)域評分基本為3分或4分，這也說明兩點Dixon在兩個TR采集兩個TE，對運動極為敏感[20-21]。HUIJGEN等[22]的一項研究結(jié)果顯示，SPAIR 技術(shù)運動偽影略少于兩點Dixon。因此，使用兩點Dixon技術(shù)檢查，需要檢查者高度配合，同時，在掃描的過程中，如非必要不打開除乳腺專用線圈外的其他線圈，以避免其他區(qū)域偽影干擾。而Fast Dixon 技術(shù)采用雙回波采集且使用較大的采樣帶寬，極少會出現(xiàn)此類搏動偽影，極大地改善兩點Dixon技術(shù)由于心臟、胸腔積液等搏動偽影對胸壁、腋窩區(qū)域的觀察，這對術(shù)前乳腺癌分期及術(shù)后殘留胸壁水腫或復(fù)發(fā)的診斷具有重要意義。此外，F(xiàn)ast Dixon技術(shù)還可以減輕兩點Dixon技術(shù)對患者呼吸、水腫及血管搏動造成乳腺皮膚邊界出現(xiàn)輕微晃動的現(xiàn)象，此類偽影對肥胖患者尤為明顯。雙回波或多回波采集理論上可以成倍地縮短采集時間[23-24]，更利于序列結(jié)合過采樣以增加圖像的SNR，或者結(jié)合多次平均次數(shù)進一步降低對運動的敏感性。因此，盡管Fast Dixon 技術(shù)具有較大的采樣帶寬，但通過增加圖像的過采樣，可彌補信噪比的缺失。

3.2 Fast Dixon在乳腺總體圖像質(zhì)量優(yōu)勢

Dixon 成像的主要挑戰(zhàn)是由于磁場不均勻引起質(zhì)子的相位誤差[25]。Fast Dixon反相位采集是在常規(guī)TSE 序列TE 時刻提前或推遲一個反相位進行采集，而傳統(tǒng)兩點Dixon在采集反相位前施加一個180°（或小于180°）重聚脈沖，與其相比，F(xiàn)ast Dixon 主磁場的均勻性無法得到及時糾正，因此，在不同TE 時刻，由于水和脂肪組織中的氫質(zhì)子進動頻率存在差異，會采集到更多不同信號強度的回波信號，從而造成進一步的相位模糊。本研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ast Dixon 技術(shù)在部分纖維腺體組織豐富區(qū)域及少部分分葉較多病灶的內(nèi)部，細(xì)小的結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)模糊現(xiàn)象，而兩點Dixon 技術(shù)在無運動偽影干擾的情況下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的顯示較好。在較大的解剖結(jié)構(gòu)上，這類內(nèi)部細(xì)節(jié)的稍模糊現(xiàn)象可以忽略不計甚至肉眼無法察覺，與運動偽影對診斷帶來的干擾相比，F(xiàn)ast Dixon 擁有更好的圖像質(zhì)量。同時，兩點Dixon輕微的運動偽影也會導(dǎo)致圖像清晰度下降，這可能導(dǎo)致兩種技術(shù)間纖維腺體組織與實性病灶清晰度差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。T2WI序列對病灶的評估，主要是利用病灶相對正常實質(zhì)顯現(xiàn)出來的高低信號對腫瘤良惡性進行判斷，也可觀察腋窩是否存在淋巴結(jié)腫大及胸壁受累的情況，更精細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察主要通過T1WI 序列[26]，稍模糊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不影響對T2 信號的判斷。因此，F(xiàn)ast Dixon技術(shù)具有較少的運動偽影及更好的SNR，可提升乳腺T2WI序列總體圖像質(zhì)量。

3.3 局限性與展望

本研究存在一定的局限性：（1）本研究樣本量較小，部分結(jié)果可能存在一定的偏移；（2）未進行T1WI序列的對比，乳腺T1WI主要采用三維快速梯度回波序列掃描[27]，未來我們將在其他部位進行兩者之間T1WI 的對比；（3）大部分病例未出現(xiàn)腋窩、胸壁的侵犯，在后續(xù)的研究中，將納入更多此類病例。

水脂分離技術(shù)可以同時獲得同相位、反相位、脂像與水像四組圖像，提供更多的診斷信息。本研究通過比較兩種Dixon技術(shù)優(yōu)缺點，為乳腺或其他部位T2WI 脂肪抑制技術(shù)提供更多的選擇方式。同等條件下，與兩點Dixon相比，F(xiàn)ast Dixon重聚脈沖能量更小，可以降低患者的特殊吸收率（specific absorption ratio, SAR）[28]。對于矮胖型受檢者在SAR 預(yù)測過程中更容易出現(xiàn)超SAR 的情況，F(xiàn)ast Dixon可避免肥胖患者掃描過程SAR 值增加導(dǎo)致掃描參數(shù)改變，保證圖像質(zhì)量而不過多地延長TR，這是否為對TR 要求較高的增強TSE-T1WI 脂肪抑制成像的肥胖患者提供參考，這將會納入我們今后的研究中。

4 結(jié)論

綜上所述，與兩點Dixon技術(shù)相比，F(xiàn)ast Dixon既可獲得均勻一致的脂肪抑制圖像，同時較少的運動偽影可以顯著的改善乳腺周圍區(qū)域圖像質(zhì)量，可提升乳腺T2WI序列總體圖像質(zhì)量。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。

作者貢獻聲明：黃濤設(shè)計本研究的方案，采集數(shù)據(jù)，對稿件的重要內(nèi)容進行了修改；蔣平平起草和撰寫稿件，獲取、分析并解釋本研究的數(shù)據(jù)；陳燕清、官曉暉、陸虹宇、鄧德茂獲取、分析或解釋本研究的數(shù)據(jù)，對稿件的重要內(nèi)容進行了修改。蔣平平獲得了廣西壯族自治區(qū)衛(wèi)生健康委員會自籌經(jīng)費科研課題資助。全體作者都同意發(fā)表最后的修改稿，同意對本研究的所有方面負(fù)責(zé)，確保本研究的準(zhǔn)確性和誠信。