基于Tim技术的全腹部MRI优化扫描序列在恶性肿瘤患者中的应用

蒋伟，王智慧，陈新吟，于睿寰，高明

近年来，恶性肿瘤已成为危害中国居民健康的主要原因之一［1］。GLOBOCAN2018［2］数据显示，全球恶性肿瘤新发病例约1808万例，死亡约956万例，中国分别约占23.7%和30%。腹部多个脏器如肝脏、脾脏、肾上腺等是恶性肿瘤原发和远处转移的好发部位，影像学检查在评估恶性肿瘤患者腹部情况具有重要的意义。腹部影像学常用的方法有超声、CT和MRI。超声检查虽然具有方便、快捷、无辐射、费用低等优点，但其成像分辨率和诊断效能仍有待提高。CT检查具有检查速度快，空间分辨率高的特点，但存在有辐射、软组织分辨率低等缺点。磁共振检查因具有无辐射、多参数、多序列、多方位成像、软组织分辨率高、无骨伪影干扰等优点在临床广泛应用，尤其在腹部肿瘤的筛查、诊断和分期中发挥着更加重要的作用［3-5］。传统的全腹部磁共振分段扫描方案扫描序列繁多，扫描视野局限，容易出现漏层或重复层扫描的情况，不仅延长了患者检查时间，还增加了医生的工作量。全景成像矩阵技术（Full⁃matrix imaging，国内称Tim技术）［6，7］是近几年出现的新的磁共振成像技术，优点在于一次扫描就可以在短时间获得从头至足的全身成像，有利于对病变做出系统和全面的评估［8］。本研究探讨基于Tim技术的全腹部优化扫描方案在恶性肿瘤患者全腹部检查中的应用和诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集中山大学孙逸仙纪念医院2020年1月~2020年7月临床诊断恶性肿瘤且行全腹部MRI检查患者共132例，其中男性62例，女性70例，年龄14~87岁，平均年龄52.6岁。78例患者应用基于Tim技术的全腹部优化扫描方案进行扫描，其中男性39例，女性39例，年龄14~87岁，平均年龄51.4岁；54例患者应用传统的全腹部分段扫描方案进行扫描，其中男性23例，女性31例，年龄41~54岁，平均年龄54.3岁。

1.2 检查方法

采用西门子Siemens 3.0 T Skyra型超导磁共振扫描仪进行全腹部MRI增强扫描检查。扫描前患者禁食、水4 h，更衣，检查前训练患者连续规律呼气和呼气末屏气，呼吸频率控制在14~18次/分。患者扫描前签署知情同意书，必要时进行心理疏导。基于Tim技术全腹部优化扫描方案采用16通道相控阵体部线圈两组，两组线圈拼接履盖于受检者体部，上缘至双乳头连线，下缘至耻骨联合下，扫描范围为全腹部（含盆腔）。增强扫描通过磁共振双筒高压注射器（Medrad）经肘静脉注射对比剂（Gd⁃DTPA，先灵公司，德国），浓度0.5 mmol/mL，总量30 mL，注射速度2.5 mL/s。扫描序列包括T2WI⁃Haste冠状位、T2WI⁃Haste矢状位、T2WI横断位、T1WI⁃Vibe⁃Dixon冠状位、T1WI⁃Vibe⁃Dixon横断位及DWI横断位。所有序列均设计为两段自动移床扫描，T1WI⁃Vibe⁃Dixon为呼吸抑制扫描，T2WI及DWI横断位为呼吸导航采集。序列扫描完成后自动生成无缝拼接图像。另补充扫描盆腔T2WI矢状位和T1WI增强矢状位图像。DWI重建冠状位及矢状位图像。传统扫描方案包括中上腹部和盆腔两部分，中上腹部扫描序列有T1WI⁃Vibe⁃Dixon冠状位、T2WI⁃Haste冠状位、T1WI⁃Vibe⁃Dixon横断位、T2WI横断位和DWI横断位。盆腔扫描序列有T2WI横轴位、T1WI⁃Vibe⁃Dixon横断位、T1WI⁃TSE⁃冠状位、T2WI⁃TSE⁃Dixon矢状位、T1WI增强矢状位和DWI横断位。基于Tim技术的优化扫描方案和传统分段扫描方案具体参数详见表1。

表1 传统分段扫描方案和优化扫描方案各序列和参数

1.3 图像后处理及分析

基于Tim技术的优化扫描方案获得的图像采用Composing软件分别自动生成全腹部（含盆腔）T1WI序列和T2WI序列图像。对局部病变可进一步行轴位或任意角度的T1WI、T2WI和增强扫描等不同常规序列成像。记录每位患者检查的时间并从空间分辨率、均匀度和对比度三个成像评价参数整体评价基于Tim技术的优化扫描方案和传统分段扫描方案获得的各个序列图像质量。空间分辨率评判标准是解剖细节的显示，以能清晰显示肝脏微细结构为达标；均匀度评判标准是图像整体信号、压脂信号和各组织信号的显示，以每个序列信号均匀为达标；对比度评判标准是图像中相邻区域信号强度差别，病变与正常组织的显示，对比明显即为达标。所有采集图像分别由两名经验丰富的放射科高年资（参与磁共振诊断工作10年以上）医师进行阅片并评估图像质量。评判三个成像参数指标：＞2/3的序列达到标准则记为优秀（3分），＞1/3但≤2/3记为良好（2分），≤1/3记为差（1分）。

1.4 统计学方法

采用R语言软件进行统计学分析，连续变量用Shaprio⁃Wilk进行正态分布检验，符合正态分布的计量资料采用（±s）表示，不符合正态分布的计量资料采用中位数（上、下四分位数）［M（Q1，Q3）］表示。计数资料用频率表示，采用Kruskal⁃Wallis非参数检验分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料

132例恶性肿瘤的患者中，男性62例，女性70例，年龄14~87岁，其中消化道恶性肿瘤30例，生殖系统恶性肿瘤27例，乳腺恶性肿瘤和泌尿系恶性肿瘤各19例，肝脏恶性肿瘤18例，胰腺恶性肿瘤12例，腹膜恶性肿瘤7例。采用基于Tim技术全腹部优化扫描方案扫描的患者78例，男性39例，女性39例，年龄14~87岁，其中消化道恶性肿瘤19例，生殖系统恶性肿瘤13例，肝脏恶性肿瘤11例，乳腺恶性肿瘤、泌尿系恶性肿瘤和胰腺恶性肿瘤各10例，腹膜恶性肿瘤5例。采用传统分段扫描方案的患者54例，男性23例，女性31例，年龄41~54岁，其中生殖系统恶性肿瘤14例，消化道恶性肿瘤11例，乳腺恶性肿瘤和泌尿系恶性肿瘤各9例，肝脏恶性肿瘤7例，胰腺恶性肿瘤和腹膜恶性肿瘤各2例。基于Tim技术全腹部优化扫描方案组和传统全腹部分段扫描方案组的患者年龄差异无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

2.2 扫描时间分析

采用基于Tim技术的全腹部优化扫描方案扫描时间最短为29 min，最长为60 min，平均约（37.9±6.0）min；采用传统分段全腹部扫描方案扫描时间最短为41 min，最长为54 min，平均约为（47.2±3.3）min。基于Tim技术的全腹部优化扫描方案检查时间较传统分段扫描方案的检查时间明显缩短，检查时间差异具有统计学意义（P=0.002）（表2）。

表2 传统分段扫描方案和优化扫描方案临床特征及扫描时间比较

2.3 图像质量评分结果

应用Tim技术全腹部优化扫描方案扫描的78例患者中，76例患者的图像评为优秀（图1），2例患者的图像评为良好，图像质量优秀率为97.4%。应用传统全腹部分段扫描方案扫描的54例患者，52例患者的图像评为优秀，2例患者的图像评为良好，图像质量优秀率为96.2%。两种扫描方案获得的全腹部图像在图像质量总体评分上的差异没有统计学意义（P＞0.05）。

图1 腹腔恶性间质瘤患者应用Tim技术扫描获得的图像A：T1WI压脂冠状位平扫图像；B：T2WI矢状位平扫图像；C：T1WI压脂冠状位增强扫描图像

3 讨 论

3.1 Tim技术、自动移床和无缝连接技术及优势

Tim技术是于2003年在RSNA北美放射学会上推出来的新的革命性的磁共振技术。该技术采用多通道（32个独立接收通道）和多个线圈单元组合（76个线圈单元，分为头、颈、脊柱、体等）［9］，是一种全新的线圈矩阵概念，主要应用在全脊柱成像、血管成像及全身扩散加权成像中［10，11］。自动移床是依据每个序列的编码设定，按程序自动控制扫描床的进出，不仅消除了人工移床时可能产生的错位，还可以在不必移动患者的情况下减少操作，减轻患者负担并进一步缩短扫描时间。无缝连接是图像在后处理过程中，使用Compose成像拼接软件，无需手工操作将分段扫描图像进行自动拼接获得连续、完整的全景图像。Tim技术的优势是通过结合无限并行采集技术，优化采集速度，提高图像成像质量，可支持多个独立的矩阵线圈同时进行扫描，各个线圈之间可通过自由组合、无缝隙连接构成一个180 cm超大的FOV全景成像矩阵，涵盖全身所有部位。

3.2 全腹部传统分段扫描方案和优化扫描方案的比较

全腹部传统的磁共振分段扫描方案包含中上腹部扫描和盆腔扫描两部分，扫描顺序依次是中上腹部平扫→盆腔平扫→盆腔增强扫描→中上腹部增强扫描或盆腔平扫→中上腹部平扫→中上腹部增强扫描→盆腔增强扫描。无论采用何种扫描顺序，整个检查过程中医生都需要更换2次线圈并对患者进行三次定位并扫描，不仅检查流程繁琐，还因此加重了患者尤其是行动不方便的患者的负担，从而大大延长了检查的时间。检查时间的延长增加了患者后续检查无法配合的几率，图像质量不能得到保证从而影响腹部脏器疾病的诊断。基于Tim技术的全腹部优化扫描方案，检查医生只需要对患者进行一次定位后将Matrix线圈组成一个成像矩阵后进行扫描即可，不仅简化了检查流程，还缩短了检查时间。本研究发现，采用传统的全腹部分段扫描方案检查时间平均为（47.2±3.3）min，而采用基于Tim技术的优化扫描方案的检查时间平均为（37.9±6.0）min，检查时间缩短了近10 min。另外，Tim技术的线圈在三个方向上均有多个线圈单元平行排列，极大的提高了图像的信噪比，从而保证了真正意义上的高分辨率成像，再经过Composing软件的自动拼接可以获得连续、完整的全腹部脏器及结构的解剖图像，优化的全腹部检查序列更有利于诊断医生快速的选择相应的序列，从而做出系统、全面的诊断。

3.3 Tim技术在恶性肿瘤患者全腹部磁共振扫描中的价值

2017年至2019年在我院行全腹部磁共振检查人数分别为621例、885例及1018例，其中有恶性肿瘤病史的患者占比分别为71%、83%及89%，恶性肿瘤患者行全腹部磁共振检查的占比逐年增高。磁共振检查因具有极高的软组织分辨率，可多参数、多序列、多方位成像，且无邻近骨组织伪影干扰，无电离辐射，等优势，已成为筛查、诊断和评估腹部各种肿瘤及腹腔、腹膜后、盆腔淋巴结情况的主要检查方法。西门子3.0T磁共振成像仪（Siements Skyra 3.0 T）拥有70 cm超大孔径磁体空间，不仅增加病人舒适感，也能满足超大体型患者的腹部检查，搭配的全景成像矩阵技术（Tim）、自动拼接扫描技术、无缝连接技以及Dixon脂肪抑制技术，能快速一体化解决全腹大范围扫描，得到优良的图像质量。本研究表明，78例采用基于Tim技术的全腹部优化扫描方案不仅明显缩短了患者的检查时间，而且获取的图像可以对腹部各脏器进行全面、连续的影像观察，直观的显示病灶的范围及周围组织的侵犯情况，对腹部巨大占位病变、多发性病变以及转移病灶具有更好的显示，提高了定位诊断的准确性，为临床诊断提供了重要的影像资料和参考价值，有利于手术及治疗方案的制定。因此基于TIM技术的全腹部MRI优化扫描方案在肿瘤患者全腹部MR检查中的应用具有极高的临床价值。

本研究中存在以下几点的不足，如没有按肿瘤类型对两种扫描方案进行分类对比，也没有考虑到患者身体因素（如身高等）和配合程度的因素对本研究的影响。对此还需要进一步研究。总之，基于Tim技术的全腹部优化扫描方案可全面、直观清晰的显示腹、盆腔内脏器结构，简洁一体化的图像大大优化了检查流程，缩短了扫描时间，更适用于腹腔内巨大病变及多发病变术前和术后的评估。