RS-EPI弥散成像对老年前列腺DWI扫描质量的影响

宋杨 霍彬 侯朝华 侯艳红

(1天津海滨人民医院放射科，天津 300280；2天津医科大学第二医院肿瘤科；3天津医科大学中新生态城医院影像科)

近年来，前列腺相关疾病的患病率呈逐渐上升趋势，患病群体以老年男性最为突出，且患者预后与前列腺恶性程度、浸润范围等密不可分，因此早诊断、早治疗对改善患者预后尤为重要〔1〕。弥散加权成像(DWI)是新型的磁共振成像技术，为诸多疾病的临床鉴别提供科学信息，不仅具有传统磁共振优势外，还能够从活体分子水平反映组织结构、功能，对于常规磁共振难以发现的病灶，可通过较高对比噪声比诊出，除此之外，DWI还适用于定量分析〔2，3〕。常规使用的单次激发平面回波(SS-EPI)序列主要以缩短扫描速度、冻结运动为目的，但也因此造成组织衔接处(前列腺、乳腺、肠道等)的磁敏感伪影，局部信号畸形、丢失，图像扭曲，干扰图像质量，对局部小病灶无法提供准确显影〔4，5〕。分段读出平面回波成像(RS-EPI)是新序列DWI成像技术，在图像质量与解剖细节显示上较前更加清晰〔6，7〕。鉴于此，本研究通过探究RS-EPI弥散成像对老年前列腺DWI扫描质量的影响，旨在提高弥散图像质量，为疾病诊断与鉴别提供有效的影像学评估依据。

1 资料与方法

1.1纳入对象 本研究设计思路与方法均符合医学伦理委员会的相关规定。通过整群抽样法，回顾性分析2017年6月至2019年6月收治的老年前列腺肿瘤患者临床资料。纳入标准：①经手术病理或穿刺活检证实为前列腺肿瘤；②磁共振检查均在各种非手术治疗之前进行；③各种检查均在穿刺活检等侵入性操作前；④纳入均为男性患者；⑤临床资料完善。排除标准：①伴磁共振检查禁忌证，如心脏搭桥；②患者烦躁不安，影像伪影多。研究开始前均取得患者及家属同意后，整理患者临床资料。最终纳入83例老年患者，年龄62～80岁，平均(71.45±4.23)岁；实验室相关检查前列腺特异性抗原10～412 ng/ml，中位值82 ng/ml；合并高血压32例，高血脂27例，糖尿病13例。

1.2仪器与方法 MAGNETOM 超导型磁共振成像系统由德国Siemens公司提供，发射线圈：常规磁共振利用体线圈，接收线圈：腹部相控阵线圈。患者检查前多饮水，确保膀胱充盈，检查时，患者仰卧位，扫描中心到耻骨联合上方2 cm。

1.3扫描参数设置 (1)T1WI序列参数设置：视野240×240 mm2，层厚4 mm，TR500 ms，TE12 ms，激励次数2次；(2)T2WI参数设置：视野240×240 mm2，层厚4 mm，TR 2 980 ms，TE 101 ms，激励次数2次；常规SS-EPI参数设置：视野260 mm，矩阵90×64，层厚与层间距分别为4 mm与0 mm，TR 4 500 ms，TE 102 ms，宽带1 545 Hz/Px，b值：0、50、1 000、900 s/mm2，激励次数4次，GRAPPA加速因子为2，总扫描时间69 s。(3)高分辨率SS-EPI参数设置：视野280 mm，层厚与层间距分别为4 mm与0 mm，TR 4 500 ms，TE 85 ms，总扫描时间180 s。(4)RS-EPI参数设置：视野280 mm，矩阵160×116，层厚与层间距分别为3 mm与0 mm，TR 4 900 ms，TE 61 ms，宽带1 040 Hz/Px，b值：0、900 s/mm2，激励次数2次，分段采样数为5，GRAPPA加速因子为2，总扫描时间188 s。明确感兴趣区域(避开坏死、出血、囊变部位)。

1.4图像分析 由2位临床经验丰富的影像科医师进行阅片，观察图像的解剖变形、清晰度、图像细节显示、锐利度，明确病灶数量、位置、形态及其与周围组织关系等，当2位医师意见不同时，商榷后无果，可邀请影像科主任判定并遵循其意见。

1.5观察指标 ①对比3种扫描序列的解剖变形、清晰度、图像细节显示、锐利度。利用图像储存与运输系统进行评分，采用Likert 5分法〔8〕分别从解剖变形、清晰度、图像细节显示、锐利度进行主观独立评分，判定标准为1分：不可作为临床诊断参考，2分：图像质量差，3分：质量一般，4分：质量良好，5分：质量非常好。评分依据：(1)病灶图像清晰度：未见到1分，模糊隐约可见2分，可视但边界模糊不清3分，较清晰4分，非常清晰5分。(2)图像解剖变形参照标准：T2WI抑脂图像，判定前列腺边缘的清晰度及磁敏感伪影等，无法辨认肛提肌与直肠1分；两者显示清晰度欠佳，辨认有一定的难度2分；可以辨认3分；直肠、肛提肌、前列腺有变形4分；三者均无变形5分。(3)图像细节显示、锐利度：通过观察精囊、闭孔内肌、肛提肌等脂肪间隙等结构细节，前列腺、直肠周围间隙综合评分。无法辨认结构1分，模糊辨认有难度2分，结构清晰度欠佳，但尚可辨认3分，结构显示良好4分，结构清晰易辨识5分。②对比3种扫描序列的MR图像信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)、对比度(C)。手动选取感兴趣区(排除坏死区，大小0.33～0.96 cm2)，参照T2脂肪抑制序列，检测肿瘤组织、图像背景、闭孔内肌各区域的磁共振信号强度，SNR、CNR、C。SNR=SIROI/SDnoise(SIROT表示当b值=800 mm2/s的DWI图像中病变区域的信号强度；SDnoise表示各图像背景即空气信号强度的标准差)；CNR=SIROI-SImuscle/SDnoise(SImuscle表示闭孔内肌的信号强度)；C=SIROI/SImuscle。

1.6统计学方法 采用SPSS23.0软件进行单因素方差分析、t检验。

2 结 果

2.1主观评分对比 3种序列扫描图像对比，RS-EPI清晰度、解剖变形、图像锐利度、细节显示及图像总体质量>高分辨SS-EPI>常规SS-EPI，差异有统计学意义(P<0.001)。见表1。

表1 3种不同成像方法图像的主观评分对比分,n=83)

2.2客观评价对比 3种序列扫描成像对比，RS-EPI序列SNR、C、CNR>高分辨SS-EPI>常规SS-EPI，差异有统计学意义(P<0.001)。见表2。

表2 3种不同成像方法图像客观评价对比

3 讨 论

临床针对前列腺相关疾病的诊断方法主要有超声、常规磁共振、直肠指检等，其中超声检查费用低廉、操作便捷、敏感性高，但特异性差，且无法对病灶性定量分析；磁共振检查可清晰显示前列腺内病变，但对于良性增生、炎症、肿瘤等病变的影像学表现存在难度，各种检查方法均存在一定局限性〔9,10〕。前列腺恶性疾病早期症状不明显，甚至无症状，再加上诸多患者既往合并前列腺增生史，临床早期诊出率较低。

SS-EPI序列是DWI常用成像方法，其原理是在一个90°射频脉冲被激发后，梯度回波的所有成像数据可被连续采集到，单层图像的采集时间<100 ms，对于年龄偏大、身体素质相对较差或耐受力低下的患者，实用性更强，截至目前，其被认为是采集速度较快的磁共振成像序列〔11,12〕。SS-EPI在读出方向获取完整的K空间数据库具有相当优势，但其在相位编码K空间数据采集则需要更多的时间；此外，自旋质子也因B0场的不均匀失相位，继而产生敏感伪影，数据采集误差效应不断在相位编码方向积聚，造成此方向上对应的解剖出现变形；此外，在空气与组织、骨骼与肌肉等磁敏感属性的交界面之间，局部信号容易丢失或影像模糊，造成SNR与空间分辨力较低〔13,14〕。RS-EPI是由Porter等〔15〕在2009年初次提出，其工作原理是多次激发平面回波成像，是由一个2 d导航回波与1个图像回波构成，在读出梯度方向将K空间采集轨道划分为诸多相互连接的通道，进而完成对图像的连续采集，压缩读出梯度EPI读出时间与脉冲，并经减少带宽确保图像的保真度，与此同时，其在重建半傅里叶前巧妙结合了相位矫正技术，保障了信号强度的再聚焦，有效弥补了SS-EPI空间分辨率低的遗憾，最终得到靶区稳定、高分辨率的解剖图像，为高分辨力、高场强成像创造可能性〔16,17〕。本研究结果表明RS-EPI序列扫描成像技术能够显著增强图像扫描质量，提高显影清晰度，减少伪影干扰，解剖变形程度较轻，便于临床对疾病甄别。蔡杰等〔18〕研究表明，RS-EPI能够显著降低阴囊DWI图像解剖结构的几何变形，提高图像质量，与本研究结论具有一定相似性。但本研究仍具有一定的不足之处，如本研究采取回顾性分析，且纳入的样本数量相对较少，研究结论的可信度还需在未来开展更多相关的大样本、多中心、前瞻性研究加以佐证，旨在为临床疾病的诊断提供准确、清晰的影像学参考。

综上，RS-EPI序列作为新的DWI成像方式，利于提高老年前列腺DWI扫描质量，便于临床对疾病的诊断鉴别。