1.5T与3.0T MRI在初诊鼻咽癌放疗前应用的初步对比分析

彭德新 周锋江 陈志萍 刘 岚 徐仁根

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)是我国华东、华南地区最常见的头颈部恶性肿瘤，江西为好发省份之一，放疗为主、联合化疗的综合治疗是NPC的主要治疗方案[1]。MRI以其独特优势在NPC的诊治中发挥了重要作用，特别是高场MRI的普及应用，提高了NPC的诊断准确性。本研究通过对比分析1.5T与3.0T MRI在首诊NPC患者放疗前的应用价值，旨在探索优化的扫描模式，尽可能为诊断及治疗提供优化的方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取江西省肿瘤医院头颈部肿瘤放疗科自2018年1月至2019年10月收治的NPC患者59例，入组标准：①鼻咽镜活检明确NPC且未行任何肿瘤性治疗；②无鼻咽部及咽旁结构手术史；③无鼻咽部MRI扫描禁忌，图像满足诊断要求；④MRI图像与放疗系统匹配，成功完成靶区勾画并接受放疗。男性33例，女性26例，年龄22～83岁，中位年龄51岁，其中1.5T组男性23例、女性18例、中位年龄53岁，3.0T组男性10例、女性8例、中位年龄48岁。2组患者性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 MRI扫描

41例采用GE Singal HD 1.5T超导MRI成像系统，8通道头颈联合定位线圈，仰卧，头先进。常规平扫序列及参数：自旋回波(Spio-echo sequence，SE)横断位T1WI(TR/TE：460/14 ms)及矢状位T1WI(TR/TE：440/13 ms)，快速自旋回波(Turbo spio-echo sequence，TSE)横断位T2WI(TR/TE：4220/90 ms)，TSE T2WI冠状位脂肪抑制(TR/TE：3700/55 ms)，层厚均为5 mm，层距0 mm；增强扫描：经肘静脉高压注射钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)，剂量0.1 mmol/kg，流率2.5 ml/s，对比剂注射完毕后同流率注射生理盐水15 ml冲管，T1WI脂肪抑制序列横断位(TR/TE：100/2 ms)、冠状位(TR/TE：145/118 ms)、矢状位(TR/TE：500/19 ms)；总扫描时间13分31秒。

18例均采用PHILIPS Ingenia 3.0T超导MRI成像系统，16通道头颈联合线圈，头先常规平扫：SE横断位T1WI(TR/TE：580/80 ms)及矢状位T1WI(TR/TE：600/20 ms)，TSE横断位T2WI(TR/TE：2500/90 ms)，TSE T2WI冠状位脂肪抑制(TR/TE：2750/75 ms)，层厚均为5 mm，层距0 mm。增强扫描：经肘静脉高压注射Gd-DTPA，剂量0.1 mmol/kg，流率2.5 ml/s，对比剂注射完毕后同流率注射生理盐水15 ml冲管，T1WI脂肪抑制序列横断位(TR/TE：600/18 ms)、冠状位(TR/TE：250/5 ms)、矢状位(TR/TE：250/5 ms)；总扫描时间11分20秒。

1.3 图像判读

所有病例图像上传至PACS系统，由两名NPC诊断经验丰富的高年资主治医师独立阅片，观察内容包括图像质量是否满足诊断(完全满足、基本满足、不满足分别记2、1、0分)、病灶及周围间隙侵犯显示是否清晰(清晰、欠清晰、不清晰分别记2、1、0分)，与NPC放疗经验丰富的高年资医生共同判定横断位增强是否满足靶区勾画(完全满足、基本满足、不满足分别记2、1、0分)，意见不一致的情况下，再次共同阅片达成一致意见。

1.4 统计学分析

应用SPSS 17.0统计软件，对图像质量、病灶显示、周围间隙侵犯、放疗定位结果进行统计分析，组间比较使用卡方检验，检验水准α=0.05。

2 结果

59例图像均满足诊断需求，2组病灶主体均显示清晰；病灶周围间隙侵犯显示判断为欠清晰者1.5T、3.0T组分别为2例、6例，无明确显示不清病例，组间比较无统计学差异(χ2=2，P=0.15)。1.5T和3.0T组病例横断位增强图像完全满足靶区勾画的分别为41例(100.0%)、6例(35.3%)，基本满足者分别为0例(0%)、12例(66.7%)，2组均无完全不满足病例，组间比较有统计学差异(χ2=4.70，P=0.03)。

3 讨论

研究早已证实，NPC的发生与EB病毒感染有密切关系，不同发生部位、病理类型及分化程度导致了肿瘤不同的生物学行为和生长状态[2]。鼻咽镜活检是确诊的关键，同时MRI对NPC的诊治同样具有重要意义，在对肿瘤全面准确的评估及明确临床分期中起到关键作用[3]。日常临床工作中，1.5T与3.0T MRI均应用于NPC检查，但笔者发现两者存在一些区别，因此结合病例进行回顾性分析比较两者差异，希望加深理解和指导临床运用。

3.1 1.5T与3.0T MRI的差异

MRI设备按照磁场强度的大小进行分类，1.5T、3.0T是先后应用于临床诊疗的MRI设备，都属于高场MRI的范畴。MRI成像受到许多因素的影响，就MRI设备的硬件部分而言，一张符合临床诊断要求的MRI图像是空间分辨率与信噪比平衡的产物[4]，因为在一定场强条件下，如果要提高空间分辨率，就必须降低信噪比，从而影响图像质量。3.0T MRI磁场强度增加，信噪比线性增高，同时由于T1驰豫时间提高了近30%，增加血管-组织对比度，在相同的空间分辨率下可以得到更高质量的图像。因此，从理论上而言，3.0T较1.5T可得到高质量的图像，获得更多诊断信息[5]。由于3.0T的磁场强度是1.5T的2倍，相比之下，前者较后者的优势包括：信噪比提高了一倍，同时信噪比提高更容易做高b值弥散成像，化学位移效应及磁化率效应增加；但同时也存在劣势：比吸收率(Specific absorption ratio，SAR)值增高了3倍，化学位移伪影及磁化率伪影增加，组织T1延长、T2缩短可能导致的组织对比度降低。临床工作中，按照具体需求进行序列和参数的优化，可以利用多余的信噪比优势，提高图像质量和图像分辨率，减少激励次数、缩短扫描时间增加检查流通量，等等。

3.2 MRI在NPC诊治中的应用

鼻咽部位深在且周围结构和组织成分复杂，分辨难度大，MRI具有多序列、多参数及多方位成像、组织对比度高、无辐射、重复性好、依从性高等诸多优势，不但能从形态学上显示解剖结构的变化，也能显示组织生理生化的改变，反应肿瘤的分子和功能变化信息，是集无创性、可重复、反应解剖和功能于一体的优势检查技术[6]，已经成熟地运用于NPC的诊断、疗效评估、复发或转移鉴别等方面。NPC是血管依赖性的实体肿瘤，MRI表现为鼻咽部局限性或弥漫性软组织影，T1WI呈等或稍低信号，T2WI呈稍高信号，增强后呈现中重度强化，进展期肿瘤侵犯咽旁间隙、肌肉、骨质及裂孔，进一步侵犯颅内脑膜、颅神经及脑组织等，引发一系列并发症状。MRI具有高软组织对比度，能够清晰显示肿瘤与邻近结构的关系、骨质浸润及肌肉、海绵窦等侵犯情况，这是CT技术无法比拟的优势，因此诊断的准确性远远高于CT[7-8]。美国癌症联合会(American Joint Committee on Cancer，AJCC)/国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control，UICC)第8版NPC分期突出了MRI的作用，中国抗癌协会(Chinese Anti Cancer Association，CACA)已将MRI作为鼻咽癌分期的基本手段和依据，规范了MRI扫描范围和方法，并且不断持续改进。

3.3 1.5T与3.0T MRI在NPC放疗前的应用比较

1.5T与3.0T MRI已经广泛应用于临床诊断。1.5T MRI的临床应用时间长，相关技术人员、诊断医生及临床医生都积累了丰富经验，在NPC方面的应用非常成熟，但由于设备使用年限较长，或者硬件存在一些问题，可能影响到成像效果。3.0T MRI的临床应用起步较晚，设备的技术水平明显高于1.5T，软硬件的升级也带来了图像变化，图像与1.5T MRI存在一些差异，在NPC方面经验相对不足。以往的研究以1.5T为主，随着更先进的3.0T设备的应用，MRI在NPC诊断中有新的发展，但目前还有些问题尚未很好解决。

图像质量是直接影响诊断的关键因素。对于无MRI检查禁忌证的患者，若除外其他因素，3.0T图像信噪比高于1.5T，因此图像质量更优。由于MRI具有鼻咽部成像的显著优势，1.5T、3.0T MRI均完全满足成像需求。对于放疗前的MRI图像，需要观察病灶并提供放疗靶区勾画的整体精准信息，包括瘤体本身显示、周围结构侵犯、区域淋巴结转移及远处脏器转移，其中周围结构侵犯范围的确定对勾画靶区至关重要，因为靶区过小会导致残留，靶区过大则会导致正常组织的放射性损伤，特别是神经、血管损伤所导致严重并发症[9]。本研究中，2组病例病灶主体显示清晰，但分别有2例、6例肿瘤周围侵犯判断缺乏信心，具体为1.5T组：1例为增强受到运动伪影影响，考虑原因可能为注射对比剂引起患者不适而发生体位变动； 1例为翼内肌头部轻度强化，其余序列无异常发现，最后判断为可疑受侵；3.0T组：2例同样因运动伪影影响增强图像判断；翼内肌、枕骨斜坡、翼腭窝、海绵窦轻度增强各1例，其余序列均无明显阳性征象，最后判断为可疑侵犯。虽然2组在周围组织间隙判断上无统计差异，但是按照图像信噪比的推理，3.0T图像质量应该优于1.5T。但本组病例结果存在矛盾之处，3.0T扫描在保障图像信噪比的前提下，减少了激励次数，组织对比度降低，仅仅依靠调节窗宽及窗位不足以形成显著对比，可能为该现象的主要原因，这也同时也是靶区勾画的矛盾。对于靶区勾画，按照“可疑从有” 的原则，将疑似病变归为异常范畴，适当降低照射剂量，在处理肿瘤和减轻并发症中间寻求平衡[10]。本组病例靶区勾画过程中，1.5T组均完全符合要求，3.0T组有12例为基本满足要求，因为横断位增强图像显示肿瘤边缘及邻近组织间隙内轻度强化影，给放疗医生靶区勾画带来一定难度，特别是对重要组织结构区域的勾画判断。 此外，本组病例1.5T组采用定位专用线圈，虽然图像分辨率相对低一些，扫描时间比3.0T组长，但是放疗医生积累了丰富的经验，勾画靶区有较充足的信心。3.0T MRI不需要定位专用线圈，图像传输至放疗工作站与CT图像融合，同样能够实现靶区的勾画。但是2组病例对比发现，在靶区勾画中存在统计学差异，并且1.5T增强图像优于3.0T，最重要的原因可能是3.0T的技术参数未能最优化，需要在接下来的工作中改进。

1.5T与3.0T MRI均可用于NPC的诊断，但是各有利弊，日常工作中应当根据具体需求选择适当的设备进行成像，特别是对于需要放疗前勾画靶区的病例。由于本研究3.0T组样本量非常有限，还需要积累更多的病例进行深入分析。