并行采集技术在乳腺MR动态增强的临床应用

肖莹许铧文徐婧婧李仰康*

（1.汕头大学医学院附属肿瘤医院放射科，广东 汕头，515041；2.汕头大学医学院附属肿瘤医院医疗质量管理科，广东 汕头，515041）

乳腺疾病多种多样，包括乳腺炎、乳腺囊肿、乳腺增生、乳腺良恶性肿瘤等，其中乳腺恶性肿瘤危害最大。女性乳腺癌在全球最常见的恶性肿瘤中高居榜首。除常规的体格检查和血液学检查外，医学影像诊断学也在早发现、早诊断中扮演重要的角色，帮助提高良好预后率[1]。乳腺癌肿瘤血管主要分布在病灶边缘，在分布和形态上具有一定的特点。临床针对乳腺的影像学检查方法包括B 超、乳腺钼靶X 线、CT 及MRI。乳腺MRI 动态增强扫描近年来应用广泛，但由于其多期扫描，扫描时间长，常因患者无法耐受而出现运动伪影，影响乳腺MR 图像质量[2]。并行采集技术与常规采集技术相比，能极大地缩短图像采集时间，大幅度提高磁共振图像的分辨率[3]。本研究旨在对乳腺磁共振动态增强序列的技术特点进行探讨，并对序列参数提出进一步优化，以期提高乳腺MR 的成像质量。

1 资料与方法

1.1 一般资料

前瞻性选取2020 年1 月～2020 年12 月在汕头大学附属肿瘤医院行乳腺动态增强MRI 检查的女性患者共70 例，所有患者均使用并行采集技术的动态增强扫描和不使用并行采集技术的动态增强扫描检查。患者年龄33～78 岁，平均年龄（52.24±9.38）岁；肿瘤直径＜2 cm 22 例，肿瘤直径≥2 cm 48 例。所有患者均已签署知情同意书，本研究经汕头大学附属肿瘤医院医学伦理委员会批准。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：①患者治疗前未接受过放化疗；②符合乳腺癌诊断标准[4]，经过病理活检确诊。

排除标准：①哺乳期及妊娠期患者；②合并其他恶性肿瘤、脏器疾病、感染性疾病等患者；③具有其他手术禁忌证的患者；④语言沟通有障碍或严重精神疾病者；⑤高凝状态及有出血倾向者。

1.3 仪器及扫描技术

采用美国GE 公司生产的3.0T 超导磁共振扫描仪Discovery MR 750，扫描配备8 通道乳腺专用相控阵表面线圈。扫描范围包含双侧乳腺及腋窝区。扫描前嘱患者俯卧，双手前伸放置，胸壁、腹部贴合线圈，双乳自然悬垂于表面线圈内。患者检查前手臂建立高压注射器静脉通道，增强对比剂采用钆喷酸葡胺，视患者血管情况速率为2.5～3.0 mL/s，剂量为0.1～0.2 mL/kg。对于绝经前患者，尽量安排在月经来潮后7～10 d 检查。

动态增强扫描：采用三维容积内插快速扰相梯度回波序列（VIBRANT）+T1WI 压脂轴位扫描，先扫蒙片（注入对比剂前），注药后立即连续采集5 期图像，每期扫描时间约1 min，5 期图像采集完毕后延迟1 min，扫描第6 期图像；最后扫描矢状位。横轴位参数：层厚1.4 mm，TR/TE：4.0 ms/1.1 ms，视野360 mm。矢状位参数：层厚1.6 mm，TR/TE：4.9 ms/1.2 ms，视野240 mm。

1.4 图像观察与分析

测量两种检查方法扫描时间、图像的空间分辨力、信噪比和对比度并取平均值。空间分辨力为图像的扫描视野除以扫描矩阵乘以层厚。信噪比的信号强度通过对增强后的乳腺图像进行测量获得，噪声是对大片感兴趣的背景信号进行测量获得的。根据美国ACR组织提出的ACR 单幅图像测量法[5]，选择增强后第1 期强化图像，分别在左右两侧乳腺随机选择腺体组织一个位置作为测量点，每例患者乳腺动态增强分别得到2 个测量结果取平均值，噪声则是测量背景区域四个角落感兴趣区域（ROI）的标准偏差，然后取平均得到噪声均值。选取时应避开伪影区和明显不规则标准差的角落。测量的ROI 范围约为100 mm2。信噪比（SNR）是图像内信号强度除以空气噪声标准差得到的结果。图像中乳腺腺体组织的信号强度用 S 表示，背景信号标准差用SD 表示，则 SNR=0.66×S/SD，其中0.66 是修正因子，但在快速成像序列及应用相控阵线圈时会失效。而对比度（contrast）是指相邻两个区域之间信号强度的相对差异，其计算公式为：C=|S1-S2 |/|S1+S2 |；其中，C 为对比度，S1 及S2 分别选取乳腺腺体和脂肪信号的平均值。

特异度（TNR）=真阴性例数/（真阴性+假阳性）例数×100%，敏感度（TPR）=真阳性例数/（真阳性+假阴性）例数×100%，精确度（PPV）=真阳性例数/（真阳性+假阳性）例数×100%，负预测性（NPV）=真阴性例数/（真阴性+假阴性）例数×100%。

1.5 病理分析

70 例经穿刺活检或接受手术切除后，由两位高年资病理主任医师独立分析，所有标本均通过免疫组化染色。以病理学诊断为金标准。

1.6 统计学分析

运用SPSS 20.0 软件进行统计学分析，两种检查方法信噪比与对比度均值比较采用Pearson 分析法。两种检查方法扫描时间用（）表示，采用t检验；应用四格表Fisher 精确校验法分别计算出两种检查方法图像诊断的敏感度、特异度、精确度和负预测值，并使用kappa 一致性分析，Kappa 值＜0，认为一致性差，Kappa 值0～0.2，认为一致性极弱；Kappa 值0.21～0.40，认为一致性弱；Kappa 值0.41～0.60，认为两者具有中度一致性；若Kappa 值0.61～0.80，认为具有强一致性；若Kappa 值＞0.80，认为具有极强的一致性。

2 结果

2.1 使用和不使用并行采集技术的扫描时间比较

本研究患者使用并行采集技术的动态增强扫描检查所需扫描时间6.16～8.38 min，平均扫描时间（7.50±1.12）min。而不使用并行采集技术的动态增强扫描检查所需扫描时间11.50～3.77 min，平均扫描时间（12.63±1.26）min。使用并行采集技术的动态增强扫描检查扫描时间较不使用并行采集技术的动态增强扫描检查明显缩短，两组比较差异有统计学意义（t=18.003，P＜0.05）。

2.2 使用和不使用并行采集技术的图像质量比较

本研究中两种检查方法扫描时选择的扫描视野和扫描矩阵相同，成像厚度也相同，故两种检查方法的图像空间分辨力相同。使用并行采集技术的动态增强扫描检查图像信噪比为21.72～37.71，平均信噪比为28.37；不使用并行采集技术的动态增强扫描检查图像信噪比为28.47～33.26，平均信噪比为29.45。使用并行采集技术的动态增强扫描检查图像的对比度为0.63～0.75，平均对比度为0.72；不使用并行采集技术的动态增强扫描检查对比度为0.65～0.82，平均对比度为0.75。两种检查方法图像的平均信噪比和对比度比较见表1 和图1。两种检查方法图像的信噪比均值比较采用Pearson分析法，统计结果为P=0.113；两种检查方法图像的对比度均值比较采用Pearson 分析法，统计结果为P=0.792；可见两种检查方法图像的信噪比、对比度比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

图1 图A：女性，55 岁，不使用并行采集技术，扫描时长11 分47 秒，信噪比27.33，对比度0.74；图B：女性，55 岁，使用并行采集技术，扫描时长6 分03 秒，信噪比28.12，对比度0.77。

表1 两种检查方法动态增强图像信噪比和对比度比较

2.3 使用和不使用并行采集技术对诊断效能的影响

采集70 例患者，以病理学诊断为金标准。使用并行采集技术的动态增强扫描检查MRI 诊断的TPR 为100%，TNR 为95.2%，PPV 为93.3%，NPV 为100%，Kappa 值 为0.941。见表2。不使用并行采集技术的动态增强扫描检查MRI 诊断的TPR 为100%，TNR 为90.0%，PPV 为88.24%，NPV 为100%，Kappa 值为0.885。见表3。两种检查方法动态增强MRI 对病灶诊断的TPR、TNR、PPV、NPV 和Kappa 值比较，差别无统计学意义(P＞0.05）。

表2 使用并行采集技术的动态增强扫描检查MRI 诊断与病理学诊断对照

表3 不使用并行采集技术的动态增强扫描检查MRI 诊断与病理学诊断对照

3 讨论

磁共振成像的整个流程包含射频激发、接收人体信号和通过运算进行图像处理。各种软硬件的发展是为了在缩短检查时间的前提下，提高图像质量，满足临床需要和科研需求。以前探究的方向是能否增加梯度场切换率和磁场强度，但由于梯度场场强的切换过快会刺激神经肌肉反应，造成受检部位软组织的生物电刺激反应[6]。因而提升梯度场切换率和场强的方法遭受阻碍。提高磁共振扫描速度的前提是图像质量不能受到太大的影响，不能影响诊断。实际临床操作中，可通过适当调控参数缩短扫描时间，例如使用并行采集技术，不仅可以缩短扫描时间，而且信噪比损失较小，且不降低空间分辨力，更不影响图像对比，所以此方法被广泛应用于磁共振序列扫描中[7-8]。并行采集技术是近年来各大生产企业普遍应用于磁共振成像的快速采集技术，此技术的优势是可以缩短采集时间，缩短屏气时间，获得高空间分辨力和高时间分辨力，从而减少图像模糊和几何变形，减少运动伪影[9]。对于超高场（3.0T 及以上）并行采集技术不仅仅缩短扫描时间，还能减少射频脉冲数量，从而减少病人接收的射频能量，解决了因比吸收率值限制带来的扫描停顿的问题[10]。此技术结合大范围覆盖线圈，可一次性快速完成诸如全身MRA 和全脊柱成像等[11]。并行采集技术结合其他快速序列，可高效率完成一些需要屏气的体部和心血管检查，成为提高采集速度的突破口[12]。

应用并行采集技术时，要注意以下三点：①在相控阵线圈排列的方向上选择相位编码方向，避免产生卷褶伪影。②扫描部位与脉冲序列扫描线圈的相对关系应保持与校准扫描一致。受检组织若与校准扫描后线圈的相对位置发生位移，则扫描结束后，应用线圈的灵敏度会导致去卷褶计算发生偏差，无法很好地去除卷褶伪影，因此，校准扫描后线圈和受检部位不应发生位移[13-15]；③理论上加速因子的最大值可到达相控阵线圈的子线圈数目及其相应的采集通道数，但加速因子越大，图像信噪比越低，产生卷褶伪影的可能性越大[16]。因此，有必要依照实际情况选取合适的加速因子进行并行采集技术（GE 界面调整参数时在imaging option 中选取ASSET 选项，并在CV 中设置ASSET 因子）。

乳腺成像的诊断要求达到足够的空间分辨率并保证扫描时间，在时间不变的情况下，2D 及3D 成像可提高成像层面内的分辨率及成像范围[17]。磁共振乳腺动态增强序列现已成为常规序列，其对微小病变特别是针对乳腺钼靶和B 超容易漏诊的病变有较高敏感性，而动态增强的特性也可大力提升乳腺病变的特异性判断[18]。并行采集技术尤其适用于3D 动态成像，可扩大两侧乳腺增强动态扫描范围，而时间并未增加，对双侧乳腺有较高的空间分辨力，并可凭借增强曲线来判断结节的良恶性[19-20]。

综上所述，并行采集技术对图像质量并不产生负面影响，是否使用并行采集技术对病灶诊断的敏感性、特异性和准确性无显著差异，但采用并行采集技术时，扫描总时长缩短近一半，由此可见，并行采集技术在乳腺动态增强扫描中具有重要的应用价值，在显著缩短扫描时间的前提下并不影响其诊断效能。