肺部MRI成像技術(shù)挑戰(zhàn)極大，相對于CT來說其軟組織成像特點(diǎn)以及利用彌散序列同時呈現(xiàn)灌注、彌散特征是對臨床診斷幫助較大的方面，但面臨的掃描參數(shù)設(shè)置、病人配合以及實驗方案設(shè)計難度遠(yuǎn)高于常規(guī)核磁共振掃描。目前絕大多數(shù)的肺DWI或IVIM研究是使用單次激發(fā)平面回波成像(single shot echo-planar imaging, ssEPI)技術(shù)進(jìn)行的。盡管ssEPI掃描時間較短，使得運(yùn)動偽影較少，但由于磁敏感偽影的影響，ssEPI-DWI圖像質(zhì)量往往會下降，從而導(dǎo)致圖像失真或信號丟失。由于空氣與病變界面存在明顯的磁場不均勻性，因此當(dāng)應(yīng)用EPI-DWI評估肺部病變時圖像變形可能會更加嚴(yán)重。這可能導(dǎo)致DWI評估病變的準(zhǔn)確性降低，甚至由于變形嚴(yán)重而無法閱片，特別對于小的肺部結(jié)節(jié)尤其如此。單次激發(fā)快速自旋回波(single-shot turbo spin-echo, ssTSE)是一種常用的快速成像序列，它能夠克服EPI在DWI成像的部分缺點(diǎn)。它在一次90°射頻脈沖激發(fā)后，利用多個180°重聚脈沖采集自旋回波信號，對磁場的均勻性要求不高，不容易受磁敏感偽影的影響。TSE-DWI已在各種研究中得到應(yīng)用，并被證明具有減少圖像磁敏感偽影及圖像變形的能力。然而，TSE-DWI在肺部的應(yīng)用卻鮮有報道。此外，既往的研究還沒有評估TSE-IVIM在肺內(nèi)應(yīng)用的可行性。

近日，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科與飛利浦臨床科學(xué)部合作，于Journal of Computer Assisted Tomography雜志發(fā)表文章 Intravoxel Incoherent Motion Diffusion-Weighted Imaging of Lung Cancer: Comparison Between Turbo Spin-Echo and Echo-Planar Imaging [1]。該研究還因為其極致的參數(shù)設(shè)計和圖像質(zhì)量控制榮獲飛利浦醫(yī)療2019年MR中國好影像磁共振競技PK大賽卓越科研獎。本研究首次對肺部ssEPI-DWI和ssTSE-DWI序列的ADC和IVIM參數(shù)及其穩(wěn)定性進(jìn)行對比評估。本研究使用3T磁共振比較兩種技術(shù)的圖像質(zhì)量以及單、雙指數(shù)模型DWI的相關(guān)參數(shù)，同時通過對兩個序列短時間內(nèi)重復(fù)掃描，測量相關(guān)參數(shù)的可重復(fù)性和觀察者間一致性，以期對這兩個序列的ADC及IVIM參數(shù)的魯棒性進(jìn)行評估。

本研究對象為2019年1月4日至3月1日廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院進(jìn)行胸部CT及MR檢查的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)如下:(a) 胸部CT檢查發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)實性結(jié)節(jié)或腫塊影，CT圖像上病灶大小可測量；(b) 無MR檢查禁忌癥。共15例連續(xù)患者納入研究，患者一般情況為：男性9例，女性6例，年齡范圍:27 - 69歲，平均年齡為52.8歲。病理結(jié)果為浸潤性腺癌9例，鱗狀細(xì)胞癌5例，小細(xì)胞癌1例。所有患者使用體相陣列線圈進(jìn)行3.0 T MRI (Achieva, Philips Healthcare, Best，The Netherlands)檢查。DWI數(shù)據(jù)采用ssTSE序列和ssEPI序列在自由呼吸狀態(tài)下進(jìn)行。采用頻率選擇反轉(zhuǎn)脈沖脂肪抑脂技術(shù)對脂肪進(jìn)行抑制。兩個序列分別掃描兩次，間隔約5分鐘，第二次掃描時重新定位后掃描。b值使用0至800 s/mm²范圍內(nèi)的5個b值(0、20、50、200和800 s/mm²)。掃描參數(shù)詳見表1。

表 1 磁共振掃描參數(shù)

圖1 EPI-DWI與TSE-DWI之間DR、SNR、CNR的比較。采用配對t檢驗評價DR和SNR的顯著性差異。**表示P < 0.001，*表示P < 0.05。

圖3. 右上肺結(jié)節(jié) (箭頭)。A.T2WI-SPIR; B.EPI-DWI (b = 800 s/mm²); C. TSE-DWI (b = 800 s/mm²); D. T2WI與EPI-DWI融合圖；E. T2WI與TSE-DWI融合圖。在EPI-DWI上，可見病變變形、移位，而TSE-DWI上可以清楚地顯示病變及其內(nèi)的支氣管影。融合圖像顯示，TSE-DWI與T2WI-SPIR匹配良好。

表2 TSE 及EPI-DWI 的ADC 及IVIM 參數(shù)在掃描-再掃描重復(fù)性

圖4 由放射科醫(yī)師1(第一行)和放射科醫(yī)師2 (第二行)分別對TSE-DWI和EPI-DWI之間的ADC、D、D*、f進(jìn)行Bland-Altman分析。圖中連續(xù)線表示平均絕對偏差，虛線表示95%一致性界限。

圖5 右下肺腫塊重復(fù)掃描的IVIM參數(shù)圖表現(xiàn)。(a)TSE-DWI第一次掃描。(b) TSE-DWI第二次掃描。(c) EPI-DWI第一次掃描。(d) EPI-DWI第二次掃描。可見在TSE和EPI序列中，ADC與D在不同掃描中有很好的重復(fù)性，而f及D*值重復(fù)性相對欠佳，其中以TSE-DWI的D*差異最大。

本研究分別對通過EPI和TSE技術(shù)獲得的肺IVIM參數(shù)的穩(wěn)健性進(jìn)行了評估。在EPI和TSE序列中，ADC和D值在兩次掃描的重復(fù)性以及觀察者間的一致性均令人滿意，提示ADC和D值是評估肺部病變的可靠參數(shù)。其中TSE-DWI得到的ADC和D值較EPI-DWI有更好的重復(fù)性。這表明TSE-DWI顯著降低圖像失真，從而可能進(jìn)一步提高ADC和D的穩(wěn)健性。另一方面，f和D*在兩次掃描間的重復(fù)性欠佳；且通過分析ICC的95%置信區(qū)間，f和D*在觀察者間具有更高的可變性，這是與大多數(shù)以前的研究一致。其中，TSE-IVIM所得的D*觀察者間的再現(xiàn)性最差，這可能是因為D*對宏觀運(yùn)動很敏感；而TSE-DWI的采集時間更長，使得其對運(yùn)動偽影的敏感性更高，從而增加了其參數(shù)的可變性。

總之，與EPI技術(shù)相比，使用TSE的肺DWI或IVIM幾乎沒有病灶的幾何形變，因此，在評價肺腫瘤，尤其是肺小結(jié)節(jié)方面，它可以作為EPI-DWI的一個令人滿意的替代方法。此外，TSE-DWI可以提高ADC和D的穩(wěn)健性，故在一些需要反復(fù)多次復(fù)查的情況，如肺惡性腫瘤的療效評估，具有很大的應(yīng)用潛力。然而，由于EPI-DWI和TSE-DWI之間的差異較大，故不建議在縱向研究中同時混用這兩種序列來評估肺部病變。

作為心血管成像的領(lǐng)軍者，飛利浦醫(yī)療一直致力于與合作伙伴一起開發(fā)具有極限挑戰(zhàn)的臨床方向，飛利浦在肺部MR成像、冠脈磁共振成像、心肌水脂分離、不打藥全身動靜脈血管成像等極難的技術(shù)領(lǐng)域都有十分深厚的儲備，并期待與合作客戶一起開發(fā)更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品以優(yōu)化診斷、便利臨床。 

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參考文獻(xiàn)

[1] Qi Wan, MD, PhD et al., Intravoxel Incoherent Motion Diffusion-Weighted Imaging of Lung Cancer: Comparison Between Turbo Spin-Echo and Echo-Planar Imaging J Comput Assist Tomogr · Volume 00, Number 00, Month 2020

作者| 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 萬齊、李新春

編輯 | 飛小兵、飛小鴻