探讨RS-EPI-DWI成像在乳腺癌腋窝淋巴结检查中的价值

2020-12-07邓和平王闽李真林

中国医疗设备 2020年11期

邓和平，王闽，李真林

1.四川大学华西医院放射科，四川成都610000；2.四川省肿瘤医院影像诊断部，四川成都610000

引言

乳腺癌作为我国女性常见肿瘤之一，淋巴结转移是乳腺癌最常见的转移方式，明确是否具有淋巴结转移对于乳腺癌的分期、治疗方式选择及预后评估都具有很高的临床意义，目前常用的腋窝淋巴结无创检查方法有钼靶、B超、CT及MRI，其中MRI检查中的扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）技术是目前检测活体组织中水分子扩散运动的最佳检查方法[1-4]，其临床价值明显优于钼靶、B超及CT。由于腋窝解剖结构及组织成分复杂，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）序列扫描所得图像信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）和对比噪声比（Contrast to Noise Ratio，CNR）都不高，伪影较重，磁敏感伪影特别明显，引起较为明显的几何变形，对细小病灶显示欠佳[5-6]。而分段读出扩散加权成像（Readout-Segmented Echo-Planar Imaging Diffusion-Weighted Imaging，RS-EPI-DWI）序列由于降低回波间距，提高SNR和CNR，改善图像质量[6]。本研究的主要目的为对比分析RS-EPI_DWI技术与SS-EPI_DWI技术在乳腺癌腋窝淋巴结检查中的临床价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性分析2019年9月至2020年5月经病理确诊为乳腺癌且伴腋窝淋巴结转移的43例患者，检查前未做任何治疗及活检穿刺，全为女性，年龄28～65岁，平均值为44.49±9.43岁，所有受检者检查前均告知本次检查实情及签署磁共振增强检查知情同意书，本研究方案经由我院伦理委员会审核通过（编号：2015029）。

1.2 设备与方法

采用Siemens Skyra 3.0T磁共振超导扫描仪，线圈选择乳腺专用线圈及18通道体部线圈，首先患者采用头进面朝下的进床方式，双侧乳房自然悬垂于乳腺线圈内，双侧手臂上举放置于头两侧，进行常规乳腺MR平扫加增强扫描后患者更改为头进面朝上的进床方式，双手上举于头两侧，充分暴露腋窝区域，更换乳腺线圈为体部线圈，以腋窝为中心进行轴位SS-EPI_DWI及轴位RS-EPI_DWI序列扫描。RS-EPI_DWI扫描参数为：TR 5600 ms，TE156 ms，TE288 ms，层厚 5.0 mm，层间距1.0 mm，层数 24，FOV 430 mm×190 mm，矩阵192×86，并行采集加速因子2，回波间距0.40ms，压脂方式 SPAIR，b值为50、400、800s/mm2，各比值激励次数分别为1、2、2，采集时间 270 s；SS-EPI_DWI扫描参数：TR 4700 ms，TE59ms,层厚 5.0mm，层间距 1.0mm，层数 24，FOV 430 mm×190mm，矩阵220×102，并行采集加速因子2，回波间距0.74ms，b 值为 50、400、800 s/mm2，各比值激励次数分别为 1、2、2，压脂方式SPAIR，采集时间94 s。两种序列扫描范围保持一致。

1.3 图像分析

使用西门子磁共振VE40A工作站作为测值工具，以b值为800 s/mm2的图像作为测值图像，选取最大直径大于等于0.3 cm的淋巴结作为研究对象，在相同解剖位置分别测出淋巴结、冈下肌的信号强度及FOV内空气区域的背景信号标准差，测量次数为3次，并分别计算出平均值，测量兴趣区直径小于0.3 cm，然后分别计算出淋巴结的SNR和CNR。分别在两组ADC图上测量淋巴结实性区域的ADC值。

1.4 评价方法

1.4.1 SNR、CNR评价

选择b值为800 s/mm2的图像上淋巴结进行测值，计算如公式(1)～(2)：

其中，SI淋巴结为淋巴结信号强度值，SI冈下肌为冈下肌信号强度值，SD背景为FOV内空气区域的背景信号标准差。

1.4.2 腋窝淋巴结显示主观评级

43例患者的SS-EPI_DWI及RS-EPI_DWI图像由两名中级以上技师共同商讨后对腋窝淋巴结显示情况进行比较、分析后进行分级，分4级：能清楚显示且与T1压脂轴位增强图像无差异，为1级；显示淋巴结个数无误但形态改变，为2级；淋巴结能够显示但无法分清个数，为3级；淋巴结显示差或伪影重无法显示，为4级。

1.4.3 两组ADC图测值

由2名中级以上医师共同商讨后对两组ADC图淋巴结测量ADC值，为保证测值准确，ROI直径小于0.3 cm，测值区域为淋巴结实性区，避开液化坏死区域。

1.5 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。描述统计对年龄进行分析，采用配对样本t检验对两组SNR、CNR、ADC图测值结果及两组腋窝淋巴结显示主观评级进行分析评价，P<0.05具有统计学差异。

2 结果

2.1 图像SNR、CNR比较

通过对43例病例RS-EPI_DWI及SS-EPI_DWI的b值为800s/mm2的图像腋窝淋巴结进行SNR、CNR测值，RS-EPI_DWI图像SNR、CNR均值为305.75±107.28、224.10±94.30，SS-EPI_DWI图像 SNR、CNR 均值为 153.56±63.48、111.79±53.60，RS-EPI_DWI图像 SNR（t=11.880，P<0.001）及 CNR（t=10.558，P<0.001）明显高于SS-EPI_DWI图像，差异具有统计学意义，相同b值，RS-EPI_DWI图像质量更优，如表1和图1～2所示。

表1 RS-EPI_DWI及SS-EPI_DWI图像SNR、CNR及ADC值结果比较（±s）

注：SNR（800）：b值为 800的 SNR；CNR（800）：b值为 800的CNR。

项目 RS-EPI_DWI SS-EPI_DWI t值 P值SNR(800) 305.75±107.28 153.56±63.48 11.880<0.001 CNR(800) 224.10±94.30 111.79±53.60 10.558<0.001 ADC 值 /(10-3mm2/s)0.785±0.151 0.793±0.118 -0.477 0.636

图1 乳腺癌病例腋窝淋巴结图

图2 为乳腺癌病例腋窝淋巴结图

2.2 图像腋窝淋巴结显示主观评级比较

本研究中43例病例可见腋窝淋巴结，两名中级以上技师共同商讨后对腋窝淋巴结显示情况进行比较、分析后进行分级，RS-EPI_DWI图像显示腋窝淋巴结上更具有优势，其图像分级明显优于 SS-EPI_DWI图像（t=-6.457，P<0.01），见表 2。

表2 腋窝淋巴结显示图像评级

2.3 ADC图测值比较

两名中级以上医师对腋窝淋巴结实性区域ADC测值，其中RS-EPI_DWI组43例均为有效测值，SS-EPI_DWI组有效测值为39例，其余4例由于病灶较小，在ADC图上无法测值，RS-EPI_DWI及SS-EPI_DWI ADC图上所测ADC均值分别为（0.785±0.151）×10-3、（0.793±0.118）×10-3mm2/s，差异无统计学意义（t=-0.477，P=0.636>0.05）（表 1）。RS-EPI_DW的DWI图像和ADC图（图3），其中，图3b与图3d同一病灶所测ADC值无明显差异。

3 讨论

乳腺癌腋窝淋巴结转移情况是判断乳腺癌预后及决定后续治疗方案的重要指标[7]，常规腋窝淋巴结扫描多采用乳腺线圈，由于线圈设计的特点，其重点对乳腺进行检查，因此并不能将腋窝组织完全置于线圈扫描范围，因此单独使用乳腺线圈对腋窝扫描时腋下组淋巴结显示较完整，但对于腋上组和腋中组淋巴结显示欠佳，远离线圈的淋巴结空间分辨率较差，对评估腋窝淋巴结状态的存在一定的局限性[8]，韩鸿宾等[9]将受检者俯卧于乳腺线圈上同时将体线圈覆盖于患者背部，做完乳腺检查后，将乳腺线圈关闭，打开体线圈及脊柱线圈，进行腋窝淋巴结扫描，该方法操作简单，但由于人体俯卧于乳腺线圈上，这样导致受检者与脊柱线圈距离较远，同时腋窝在Z轴方向上离磁场中心较远，磁敏感伪影较明显，导致弥散图像质量仍较差，本研究在乳腺做完常规检查后将乳腺线圈取掉，受检者更换为仰卧位，患者双手上举，充分暴露腋窝区域，采用体线圈覆盖腋窝区域，这样可以将腋窝区域完全置于线圈及磁体中心。

图3 RS-EPI_DW的DWI图像和ADC图

由于腋窝区域解剖结构复杂，临近骨骼及肺组织，组织间磁化率差异明显，局部磁场B0不均匀及腋窝与周围空气的交界面质子的失相位尤其明显，因此采用SS-EPI_DWI序列扫描所得图像局部磁敏感伪影明显，特别是在高场强MR中显得更加严重，SS-EPI_DWI图像的变形也使得DWI图像中的病灶与T2WI图像更难对应[10-11]，对于评估淋巴结大小、形态、受侵情况及与周围组织的界限均较困难，同时图像SNR、CNR均不高，对于ADC值准确性也有一定影响[12]。实际上，高b值DWI图更能反映水分子的受限情况[13]。本研究回顾性分析43例病例，通过对RS-EPI_DWI及SS-EPI_DWI的b值为800 s/mm2的图像腋窝淋巴结进行SNR、CNR测值，RS-EPI_DWI图像 SNR、CNR均明显高于 SS-EPI_DWI图像，差异具有统计学意义，相同b值，RS-EPI_DWI图像质量更优。本研究中对于图像质量的主观评级中，两名技师对SS-EPI_DWI图像显示评级明显低于RS-EPI_DWI图像评级，因此可见SS-EPI_DWI图像腋窝淋巴结显示不如RS-EPI_DWI图像，SS-EPI_DWI图像对于淋巴结的形态、个数及淋巴结内部信号的表现不如RS-EPI_DWI图像，因此对于影像诊断的准确性较差，由于受变形及磁敏感伪影的干扰，往往会影响淋巴结性质的判断。大的淋巴结均能显示，但对于较小的淋巴结RS-EPI_DWI图像明显优于SS-EPI_DWI图像，RS-EPI-DWI是一种新的扩散加权成像技术，该技术采用在读出方向进行分段EPI扫描的间隔扫描方式，减少读出方向上单次采集的时间[14-15]，该技术可明显减少图像变形及磁敏感伪影，可较好的显示腋窝淋巴结，对于淋巴结的评估更具诊断价值，由于RS-EPI_DWI采用分段EPI扫描方式，使回波间采集时间缩短，减轻T2权重及T2*穿透效应[16]，同时将并行采集技术应用到RS-EPI_DWI序列，使读出时间缩短，进一步提高图像质量[17-18]，本研究结合临床需求，采用体线圈，将RS-EPI_DWI技术应用到乳腺癌腋窝淋巴结扫描中，与常规采用乳腺线圈扫描所得图像进行比较，图像质量明显提高，同时能对整个腋窝淋巴结区域进行扫描。由于RS-EPI_DWI序列所具有的优点，可明显磁敏感效应及T2*穿透效应，RS-EPI_DWI减少了单次采样时间，但由于读出方向分段数的增加导致其较SS-EPI_DWI序列扫描时间长，当需要进行多b值扫描或增加激励次数时，其时间会明显增加，较长时间的扫描可明显增加病人自主或不自主运动伪影产生概率，目前RS-EPI_DWI序列与2D导航技术与并行采集技术相结合，对于克服运动伪影及提高图像质量都有积极的意义[17]。本研究中RS-EPI_DWI组43例病例均能在ADC图上测值，而SS-EPI_DWI组的ADC图测值的有效病例数为39例，其余4例由于病灶较小，无法在ADC图上测值，说明RS-EPI_DWI在小病灶的ADC值的准确测量的能力优于SS-EPI_DWI，同时RS-EPI_DWI及SS-EPI_DWI ADC图上所测ADC均值差异无统计学意义，说明在b值一致的基础上，两种技术扫描所得ADC值基本一致，不影响临床对病变是否存在弥散受限的判断。