陳世林CHEN Shilin

陳 鑫1,2CHEN Xin

鐘麗珊2ZHONG Lishan

劉再毅2LIU Zaiyi

梁長虹2LIANG Changhong

兩種1.5T MRI儀對肝擴(kuò)散加權(quán)成像表觀擴(kuò)散系數(shù)及可重復(fù)性的影響

陳世林1,2,3CHEN Shilin

陳 鑫1,2CHEN Xin

鐘麗珊2ZHONG Lishan

劉再毅2LIU Zaiyi

梁長虹2LIANG Changhong

目的探討兩種1.5T MRI儀對肝擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）及其可重復(fù)性的影響。資料與方法使用兩臺不同的1.5T MRI儀（Siemens Espree和Philips Achieva），設(shè)置相同的序列和參數(shù)分別對兩組正常志愿者（各33例）進(jìn)行兩次肝DWI掃描（b=0、800 s/mm2）。選取左、右肝中間連續(xù)3層ADC圖測量ADC值，分別在左、右肝放置2個大小一致的感興趣區(qū)測量ADC值，采用Bland-Altman法評價兩種機(jī)器ADC值測量的可重復(fù)性。結(jié)果Siemens MRI儀測得的左、右肝ADC值均高于Philips MRI儀測得值（t=2.045～2.713, P＜0.05）；每種機(jī)器所測得左肝ADC值大于右肝（t=－10.561～－7.263, P＜0.001）；Bland-Altman結(jié)果顯示，兩種機(jī)型測得左、右肝ADC值的可重復(fù)性相似，且右肝的可重復(fù)性均較左肝好，其中Siemens MRI儀測得左、右肝ADC值的一致性分別為16.65%、7.55%，Philips MRI儀測得左、右肝的一致性分別為16.30%、7.85%。結(jié)論不同MRI儀對ADC值的測量有一定的影響，但可重復(fù)性相似。臨床比較ADC值時應(yīng)該充分考慮機(jī)型的影響。

肝臟；磁共振成像，彌散；擴(kuò)散加權(quán)成像；表觀擴(kuò)散系數(shù)；可重復(fù)性，結(jié)果

磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）是目前唯一能夠無創(chuàng)、活體檢測組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動的方法，可以反映組織局部的細(xì)胞密度、細(xì)胞外間隙和細(xì)胞膜情況，目前在肝臟中的應(yīng)用日趨廣泛[1-3]。利用DWI數(shù)據(jù)計(jì)算得到的表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）可以對肝臟病灶進(jìn)行定性和定量評估[4-6]。盡管關(guān)于肝臟DWI的研究很多，但各研究報道的正常肝實(shí)質(zhì)及肝內(nèi)病變的ADC值差異較大：ADC值在正常肝組織和病灶之間有較大的重疊，即使同一組織類型病灶之間的ADC值也有差異[7]。影響ADC值測量的因素很多，包括MRI儀、掃描序列、ADC值計(jì)算方法等[8-11]，其中機(jī)器是重要影響因素之一。因此，本研究擬比較MRI儀不同機(jī)型對測量肝臟ADC值及可重復(fù)性的影響，以指導(dǎo)臨床醫(yī)師客觀評價DWI在肝臟疾病定性和定量分析中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2012-08～2013-04在廣東省人民醫(yī)院放射科招募66名健康志愿者，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，每組33名，分別采用Siemens MRI儀和Philips MRI儀進(jìn)行掃描。所有志愿者均經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢查和超聲檢查確定無病變，排除近半年服用可能損傷肝功能的藥物史、肝臟手術(shù)史、有MRI檢查禁忌者（安裝心臟起搏器、體內(nèi)有金屬植入物、幽閉恐怖癥）、掃描過程中因任何原因不能耐受而終止掃描或不能配合掃描影響圖像質(zhì)量者等。Philips MRI儀組中，男17名，女16名；年齡21～48歲，平均（23.7±2.7）歲；Siemens MRI儀組中，男11名，女22名；年齡20～38歲，平均（25.6±3.2）歲。本研究經(jīng)廣東省人民醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有志愿者均簽署知情同意書。

1.2 DWI掃描參數(shù)設(shè)置 所有志愿者采用Siemens 1.5T MRI儀（Siemens Espree; Erlangen, Germany）或 Philips 1.5T MRI儀（Philips Achieva; Eindhoven, Netherlands）。所有志愿者行DWI前先后采集定位相、軸位T2加權(quán)成像、軸位T1加權(quán)同反相位圖像及DWI圖像。

DWI掃描：兩種機(jī)型均使用呼吸門控單次激發(fā)平面回波序列（respiratory triggered single-shot echo planar imaging）。Siemens DWI掃描參數(shù)：呼吸導(dǎo)航的膈肌掃描參數(shù)設(shè)置：TR 2500～6000 ms，TE 71～82 ms，視野300 mm×300 mm，矩陣144×192，EPI 125；并行采集加速因素2，激勵次數(shù)2，層厚5～7 mm，層數(shù)20；b值取0、800 s/mm2。Philips DWI掃描參數(shù)：呼吸導(dǎo)航的膈肌掃描參數(shù)設(shè)置：TR 2500～6000 ms，TE 71～82 ms，視野300 mm×300 mm，矩陣144×192，EPI 125，并行采集加速因素2，激勵次數(shù)2，層厚7 mm，層數(shù)20，b值取0、800 s/mm2。第一次掃描結(jié)束后，將受檢者移出掃描儀，在室外休息至少15 min后行第二次掃描，所有參數(shù)設(shè)置保持一致。

1.3 圖像分析 為了消除由于兩種MRI儀自身配備不同的ADC生成軟件的影響，本研究使用自行編寫的基于Matlab 7.7（Mathworks, USA）ADC圖像后處理軟件，對兩種MRI儀掃描得到的DWI圖像（DICOM格式）進(jìn)行計(jì)算處理，得到ADC圖。

1.4 ADC值測量 使用Image J軟件測量ADC值，由1名有5年肝臟DWI工作經(jīng)驗(yàn)的腹部影像診斷醫(yī)師對所有圖像進(jìn)行測量，每一名志愿者測量2次，間隔時間為2周。測量方法：①左、右肝分別測量；②根據(jù)掃描總層數(shù)，選取中間連續(xù)3層進(jìn)行ADC值測量；③在測量層面上，左肝和右肝按照面積分為面積相似的2份；④在每個選定的區(qū)域內(nèi)放置一個50 mm2大小的圓形感興趣區(qū)（ROI），ROI放置于距離肝表面1 cm以上肝內(nèi)區(qū)域，同時避開肉眼可見的膽管和血管；⑤所有測量的ROI面積保持一致（Image J可以保持所有的ROI為同樣大?。?；⑥分別以左、右肝6個ROI測量值的平均值代表左肝和右肝的ADC值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件，兩次ADC值測量的系統(tǒng)誤差及兩種機(jī)型左、右肝ADC值比較均采用配對t檢驗(yàn)，兩種機(jī)型間肝ADC值比較采用成組t檢驗(yàn)，兩種機(jī)型左、右肝ADC測量值可重復(fù)性評價采用Bland-Altman法，并計(jì)算差值的95%可信區(qū)間[12]，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用MedCalc11.5.0軟件，用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）評價測試者兩次測量的一致性，ICC＞0.75為一致性好[13]。

2 結(jié)果

2.1 測量者兩次測量間的一致性檢驗(yàn) 測量者兩次測量間的一致性好，Siemens及Philips MRI儀ICC分別為0.931～0.983和0.753～0.922，且兩次測量之間的系統(tǒng)誤差差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.046～1.571, P＞0.05）。見表1。

2.2 兩種MRI儀測得ADC值比較 Philips MRI儀測得的左、右肝ADC值低于Siemens MRI儀測得的ADC值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.045～2.713, P＜0.05），且兩種機(jī)器所測得的左肝ADC值均大于右肝ADC值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=－10.561～－7.263, P＜0.001），見表1。

表1 兩種MRI儀測量左、右肝ADC值比較（×10-3mm2/s）

2.3 兩種MRI儀測量ADC值的可重復(fù)性比較 兩種MRI儀分別測量左、右肝ADC值的可重復(fù)性相似，且均為右肝的可重復(fù)性較左肝好；其中Siemens MRI儀測得右肝的一致性為7.55%，左肝為16.65%；Philips MRI儀測得右肝的一致性為7.85%，左肝為16.30%，見圖1。

圖1 不同機(jī)型左、右肝ADC值測量的Bland-Altman圖。A、B分別為Siemens MRI儀和Philips MRI儀測量左肝ADC值的可重復(fù)性；C、D分別為Siemens MRI儀和Philips MRI儀測量右肝ADC值的可重復(fù)性。實(shí)線表示兩次掃描的差值的平均值（百分比），虛線代表差值的95%可信區(qū)間

3 討論

本研究在進(jìn)行DWI數(shù)據(jù)采集時均采用呼吸觸發(fā)技術(shù)，以減少呼吸運(yùn)動對DWI采集的影響。由于b值是影響DWI質(zhì)量最重要的參數(shù)之一，因此選擇合適的b值尤為關(guān)鍵。使用過小的b值（＜200 s/mm2）時，存在體素內(nèi)不相干運(yùn)動現(xiàn)象，組織的毛細(xì)血管血流灌注效應(yīng)會影響ADC值的測量；但使用過大的b值，由于DWI圖像信噪比較低，也會影響ADC值的準(zhǔn)確測量[14]。因此，本研究根據(jù)文獻(xiàn)[8,15]報道和本課題組前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果[15]，選取b值為0和800 s/mm2，在此設(shè)置下，所測得的ADC值穩(wěn)定性最好。

不同研究使用的MRI機(jī)型不盡相同[8-11]。為了保證各研究之間的ADC值定量分析具有可比性，需要探討機(jī)型對ADC測量值的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，Siemens MRI儀所測得的左、右肝ADC值略高于Philips MRI儀所測得的ADC值，表明MRI儀機(jī)型對肝臟ADC值的測量有一定的影響，與文獻(xiàn)[4-6,9,16]報道的使用不同MRI機(jī)型測量相同的組織或病變（如正常肝實(shí)質(zhì)、肝癌、囊腫、血管瘤等）的ADC值不同一致。Bilgili[9]使用Philips MRI儀（b值為0、500 s/mm2）所得正常右肝的ADC值平均為1.681×10-3mm2/s，而Kova?等[16]使用Siemens MRI儀（b值為0、800 s/mm2）所得正常右肝實(shí)質(zhì)ADC值為1.73×10-3mm2/s，可以看出Siemens MRI儀所得ADC值高于Philips MRI儀所得ADC值，但這兩篇文獻(xiàn)均未計(jì)算其可重復(fù)性，而本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這兩種機(jī)型所得ADC值的可重復(fù)性相似。同時，本研究中Philips MRI儀及Siemens MRI儀測得的左肝ADC值均明顯高于右肝，主要是因?yàn)樽蟾问艿叫呐K搏動的影響；左肝在MRI信號采集時，臨近心臟的搏動會導(dǎo)致左肝失相位，引起信號減低，從而導(dǎo)致ADC值升高[17]。盡管在采集圖像時，加入心電門控技術(shù)可以降低心臟導(dǎo)致的對左肝的影響，但無疑會增加采集時間，而采集時間的增加又可能因?yàn)椴豢深A(yù)期的運(yùn)動或呼吸運(yùn)動導(dǎo)致運(yùn)動偽影，從而影響ADC值的測量[18]。

鑒于不同MRI儀機(jī)型對肝臟ADC值測量的影響，因此建議在使用ADC值評估肝臟病變時使用同樣的機(jī)型，而在評估不同研究結(jié)果時，也需要考慮到不同MRI儀機(jī)型對ADC值的影響，但對同一種MRI儀，在動態(tài)研究比較中，為了準(zhǔn)確地評估病變治療前后的變化，要求ADC測量值的可重復(fù)性高。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Philips MRI儀及Siemens MRI儀在ADC測量值方面有比較相似的可重復(fù)性，且右肝ADC測量值的可重復(fù)性高于左肝，與Andreou等[14]的研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果表明，在使用ADC值評價肝臟疾病，尤其是評估治療效果時，建議固定使用同一種MRI儀機(jī)型。

本研究的局限性在于：①本研究納入對象是正常人，且年齡組成范圍較小；②本研究中Philips MRI儀及Siemens MRI儀掃描的是兩組志愿者，不是同一名志愿者同時用兩種機(jī)型進(jìn)行掃描；③只選用了Philips 1.5T MRI儀及Siemens 1.5T MRI儀，且只有一個型號。今后需要進(jìn)一步比較不同品牌及型號的MRI儀對肝臟ADC測量值及可重復(fù)性的影響。

總之，MRI儀機(jī)型不影響肝臟ADC值測量的可重復(fù)性和精確性，但不同機(jī)器對肝臟ADC測量值存在一定的差異，建議在臨床工作中使用同樣的MRI儀測量肝臟ADC值，從而準(zhǔn)確地反映肝臟疾病的性質(zhì)及動態(tài)變化，有利于更為準(zhǔn)確地評估治療前后的療效。

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（責(zé)任編輯 張春輝）

新書訊

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Effect of Two Different 1.5T MRI Scanners on the Apparent Diffusion Coefficient Measurement and its Reproducibility in Diffusion Weighted Imaging of the Liver

PurposeTo investigate the effect of two different 1.5T MRI scanners on the apparent diffusion coefficient (ADC) measurement and its reproducibility in diffusion weighted imaging (DWI) of the liver.Materials and MethodsTwo groups of volunteers (33 people in each group) underwent liver DWI examination twice by using the same DWI sequence with b value of 0 and 800 s/mm2on different MRI scanners (1.5T Siemens Espree and 1.5T Philips Achieva). On ADC maps, two region of interests were placed on three central slices of the left and right liver lobes, respectively. The ADC measurements of six region of interests on left and right liver lobes were averaged to represent the mean ADC values of the left and right liver lobe, respectively. The reproducibility of the ADC measurements was assessed by Bland-Altman method.ResultsThe ADC values of the left and right liver lobes measured on Siemens MRI scanner were significantly higher than those on Philips MRI scanner (t=2.045-2.713, P＜0.05); on both scanners, the ADC values of the left liver lobe were significantly higher than those of the right liver lobe (t=－10.561-－7.263, P＜0.001). The Bland-Altman results showed that the reproducibility of ADC measurement was similar on both MRI scanners, and both displayed higher reproducibility of right liver lobe than that of left liver lobe (on Siemens MRI scanner: the agreement were 16.65% and 7.55% for the left and right liver lobe, respectively; and on Philips MRI scanner: 16.30% and 7.85%, respectively.ConclusionDifferent MRI scanners may have influence on ADC values, but does not affect its reproducibility. Therefore, when ADC values obtained on different MR scanners are compared in clinical analysis, this influence should be considered.

Liver; Diffusion magnetic resonance imaging; Diffusion weighted imaging; Apparent diffusion coefficient; Reproducibility of results

1.南方醫(yī)科大學(xué) 廣東廣州 510515

2. 廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）廣東廣州 510080

3. 湖南省永州市中心醫(yī)院 湖南永州425006

梁長虹

Guangdong General Hospital (Guangdong Academy of Medical Sciences), Guangzhou 510080, China

Address Correspondence to: LIANG Changhong

E-mail: cjr.lchh@vip.163.com

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81271569，81271654）；

廣州市科技支撐項(xiàng)目（2010J-481）。

R445.2

2013-06-23

修回日期：2013-11-13

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2013年 第21卷 第12期：916-919

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(12): 916-919

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.12.010