分段读出DWI在显示乳腺癌病灶中的优势

邓和平， 陈晓煜， 任静， 刘磊， 后军民， 龚辉， 王丹， 王闽

乳腺癌是我国女性常见肿瘤之一，早期诊断和早期治疗对于疾病的预后具有重要作用，目前常用的影像检查方法主要有钼靶X线摄影、彩超和MRI。MRI由于具有良好的软组织显示效果，常作为乳腺癌检查的重要选择，其中扩散加权成像是目前检测活体组织中水分子扩散运动的最佳检查方法[1-3]。传统的单次激发平面回波扩散加权成像(single-shot echo-planar imaging diffusion-weighted imaging，SS-EPI-DWI)的信号噪声比(signal to noise ratio，SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio，CNR)都不高，伪影较重，磁敏感伪影明显，对于一些细小病灶的显示欠佳[4]。而分段读出扩散加权成像(readout-segmented，RS)-EPI-DWI技术由于降低了回波间距，使得图像的信噪比及对比噪声比提高，改善了图像质量[5]。本研究通过与SS-EPI-DWI进行对比分析，旨在探讨RS-EPI-DWI技术在乳腺癌MRI检查中的临床应用价值。

材料与方法

1.研究对象

选择2017年5月-2017年8月经病理确诊为乳腺癌的47例患者，均为女性，年龄27～65岁，中位年龄48岁，MRI检查前均未接受任何治疗及活检穿刺。所有受检者检查前均告知本次检查实情并签署知情同意书，本研究方案通过我院伦理委员会审核通过(2015029)。

2.MRI扫描方法

使用Siemens Skyra 3.0T磁共振扫描仪和乳腺专用线圈，双侧乳房自然悬垂于线圈内，双侧手臂放置于身体两侧，先行常规乳腺MRI扫描，随后行横轴面SS-EPI-DWI和RS-EPI-DWI检查。RS-EPI-DWI扫描参数：TR 5600 ms，TE 56和88 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm，视野350 mm×350 mm，矩阵192×86，并行采集加速因子2，回波间距0.40 ms，b值分别为50、400和800 s/mm2，采集时间220 s；SS-EPI-DWI扫描参数：TR 4700 ms，TE 63 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm，视野350 mm×350 mm，矩阵220×96，并行采集加速因子2，回波间距0.94 ms，b值分别为50、400和800 s/mm2，采集时间150 s。两个序列的扫描层面保持一致。

3.图像分析和数据测量

扫描图像使用Siemens VE40A工作站进行数据测量和分析。在2个序列的b值为800 s/mm2的DWI图像上选择乳腺肿瘤最大径所在层面进行测量，分别在肿瘤、正常乳腺组织 和空气区域(作为背景组织)勾画ROI并测量其信号强度(signal intensity，SI)，ROI直径小于0.5 cm，每个部位测量3次，取其平均值。以背景组织信号强度的标准差(SD)作为背景噪声，分别计算肿瘤区域的信噪比(SNR= SI病灶/SD背景)和对比噪声比[CNR=(SI病灶-SI组织)/SD背景]。

分别在两组中ADC图上相同的解剖区域 测量肿瘤实性区域的ADC值，ROI直径小于1 cm，避开肿瘤液化坏死区域。

腋窝淋巴结显示评级：47例中有21例在横轴面压脂T2WI上可见腋窝处单一或多发大小不一的淋巴结，以此序列图像作为参照，由两位中级以上技师采用双盲法分别对b值为800 s/mm2的SS-EPI-DWI及RS-EPI-DWI上相应层面的腋窝淋巴结显示情况进行分级：能清楚显示且与压脂T2WI上无明显差异为1级；显示淋巴结个数无误，但形态不同为2级；能够显示淋巴结但无法分清个数为3级；淋巴结显示差或伪影重而无法显示者为4级。

5.统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。采用成组t检验对两组的SNR、CNR及ADC值的测量结果进行分析，采用Kappa值对两位技师对两组图像淋巴结显示能力主观评分进行一致性分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。Kappa值为0.81～1.00为一致性极好，0.61～0.80为一致性良好，0.41～0.60为一致性中等，0.21～0.41为一致性较差，<0.20为一致性差。

结 果

1.两组间SNR和CNR的比较

两个序列b值为800 s/mm2的图像上肿瘤区域的SNR和CNR测量结果及比较见表1。RS-EPI-DWI上肿瘤的SNR及CNR明显高于SS-EPI-DWI，差异均具有统计学意义(P<0.01)。表明在相同b值条件下，RS-EPI-DWI图像质量更优(图1～3)。

2.显示腋窝淋巴结评级的比较

两位技师对两个序列DWI上21例患者的腋窝淋巴结显示情况的评级及一致性分析结果见表2。统计分析结果显示两位技师评级的一致性极好。RS-EPI-DWI图像上评级为1～2级者占95.2%以上，而SS-EPI-DWI图像上1～2级者仅占76.2%，表明RS-EPI-DWI图像显示腋窝淋巴结更具有优势。与对比增强压脂T1WI比较，RS-EPI-DWI在显示淋巴结的数目、形态和边界上更优(图1)；而SS-EPI-DWI只能显示部分淋巴结，无法准确显示淋巴结的数目，且图像上淋巴结的边界较模糊(图2)。

3.ADC值的比较

在RS-EPI-DWI及SS-EPI-DWI获得的ADC图上，测量的肿瘤ADC值分别为(0.820±0.086)×10-3和(0.856±0.132)×10-3mm2/s，，差异无统计学意义(t=-1.568，P=0.124>0.05)。

表1 两个序列的SNR及CNR的比较

图1 左侧乳腺浸润性癌。SS-EPI-DWI的图像质量明显优于SS-EPI-DWI，对肿瘤的显示效果更接近对比增强压脂T1WI。a)SS-EPI-DWI(b=800s/mm2)； b) RS-EPI-DWI(b=800s/mm2)；c)对比增强压脂T1WI。图2 乳腺浸润性癌伴右侧腋窝淋巴结转移。a)对比增强压脂T1WI，显示右侧腋窝区有多个强化的淋巴结(箭)；RS-EPI-DWI(b=800s/mm2)，显示右侧腋窝内有多个淋巴结呈高信号(箭)，提示其内水分子扩散受限；c)SS-EPI-DWI(b=800s/mm2)，仅显示右侧腋窝内有一个扩散受限的淋巴结(箭)，且图像质量明显不如图b。

表2 2个序列图像上腋窝淋巴结显示情况的评级和一致性分析

讨 论

传统的SS-EPI-DWI序列的空间分辨率较低，在乳腺MRI扫描时由于局部磁场B0不均匀及乳腺与周围空气的交界面质子失相位明显，导致图像变形及磁敏感伪影明显[6]，因此难以准确显示肿瘤的大小、形态、与周围组织的界限以及淋巴结转移等；而且，图像的SNR和CNR均不高，影响对细小病灶的显示，对于ADC值的测量准确性也有一定影响[7]。本研究中21例合并淋巴结转移的患者中，两位技师对SS-EPI-DWI显示腋窝淋巴结的评级中，均有5例的评级低于2级，显示效果欠佳的例数明显多于RS-EPI-DWI(技师1评价低于2级的为2例，技师2评级低于2级的1例；见表2)；对RS-EPI-DWI的评级中1级的病例数(技师1及技师2均为15例)明显多于SS-EPI-DWI(技师1为10例，技师2为9例；见表2)。可见RS-EPI-DWI对腋窝淋巴结转移的显示能力明显优于SS-EPI-DWI，后者无法清楚显示淋巴结的形态及边界(图2c)，且对转移淋巴结的检出率也较低。因此，对于淋巴结是否受侵SS-EPI-DWI无法提供有效的影像学信息。

分段读出DWI是一种新的扩散成像方法，采用在读出方向进行分段EPI扫描的间隔扫描方式，使得每段的采集时间及回波间隔明显缩短，可减少磁敏感伪影，改善图像变形的问题，使解剖结构显示更加清晰，在腋窝淋巴结的显示上效果更佳[8]。如图5，本组结果显示，RS-EPI-DWI对淋巴结的形态及边界显示清晰，检出的转移淋巴结的数量与增强后压脂T1WI一致(图4)，因此对于淋巴结的评估更具价值。而且，由于RS-EPI-DWI技术中回波间采集时间的缩短，使得T2权重减轻，T2*穿透效应减轻[9]；采用了并行采集技术，使读出时间进一步缩短，从而进一步提高了图像质量[10]。本研究中将RS-EPI-DWI应用于乳腺疾病的检查中，与传统的SS-EPI-DWI序列比较，图像的SNR和CNR明显提高(表1)，能清晰显示的病变结构、形态，对病变大小的测量更加准确；乳腺内侧皮下脂肪因局部磁化率差异较大，压脂效果较差，而RS-EPI-DWI可以明显减轻磁化率伪影，提高压脂效果(图2b～c)。RS-EPI-DWI序列由于读出方向分段数的增加，导致扫描时间延长，尤其在b值增加的情况下更明显，扫描时间的增加将使得因患者自主或不自主运动而产生的伪影更明显，但由于RS-EPI-DWI序列的磁敏感效应及T2*穿透效应明显降低，减少了单次采样时间，一定程度上弥补了上述原因导致的扫描时间的延长，而且将RS-EPI-DWI序列与并行采集技术和2D导航技术(本研究中RS-EPI-DWI扫描中采用双TE，TE1为采样回波时间，TE2为2D导航回波时间)相结合，对于克服运动伪影及提高图像质量都有积极意义[11]。

目前对于分段读出DWI的研究较多，临床实践中在3.0T磁共振仪上此技术已经大量运用于头颅、颈部和盆腔等器官的检查中 ，在乳腺癌方面的应用也可见文献报道[12]，相关研究结果均显示此序列的成像质量明显优于传统DWI。本研究首次对比分析了SS-EPI-DWI和RS-EPI-DWI序列对腋窝淋巴结的显示能力，结果表明RS-EPI-DWI序列对显示腋窝淋巴结具有明显的优势。本研究的局限性：本研究中关于腋窝淋巴结显示情况的纳入病例数较少，有待在后续的研究中增加样本量，进行更深入地探讨。

综上所述，在乳腺癌的MRI检查中，分段读出DWI的图像质量明显优于单次激发EPI-DWI，可为乳腺癌诊断提供更多和更准确的信息，有利于提高对乳腺癌的术前诊断准确性。