四肢軟組織腫瘤合成磁共振圖像與常規(guī)磁共振圖像質(zhì)量對比的初步研究＊

邵楠楠 林 松 王立峰孟 帆 袁軍輝 許春苗,*

1.鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院(河南省腫瘤醫(yī)院)醫(yī)學(xué)影像科 (河南 鄭州 450008)

2.河南省骨科醫(yī)院骨科 (河南 鄭州 450008)

四肢軟組織腫瘤主要包括脂肪瘤、纖維瘤、血管瘤和淋巴瘤等，種類較多，組織類型多樣，臨床診斷較為困難。MRI具有較高軟組織分辨率，是四肢軟組織腫瘤常用的影像學(xué)檢查方法[1-2]。但是由于軟組織腫瘤生長具有時(shí)間和空間的異質(zhì)性，導(dǎo)致常規(guī)MRI成像難以有效鑒別組織的良惡性性質(zhì)。合成磁共振成像是一種新興的磁共振定量成像技術(shù)，基于多延遲飽和多回波原理，1次圖像采集可在4～6分鐘內(nèi)獲得多個(gè)合成對比加權(quán)圖像及定量馳豫圖，有效縮短掃描時(shí)間[3-4]。目前合成磁共振技術(shù)已應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、乳腺、前列腺等部位，但在四肢軟組織腫瘤方面研究較少。本研究通過對比分析四肢軟組織腫瘤合成MRI圖像與常規(guī)MRI圖像的圖像清晰度、偽影兩方面差異，旨在評價(jià)合成磁共振圖像質(zhì)量，從而為合成磁共振在軟組織腫瘤的影像診斷的可行性提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料回顧性分析2021年12月至2023年1月于河南省腫瘤醫(yī)院行同時(shí)行合成磁共振及常規(guī)磁共振掃描的四肢軟組織腫瘤患者40例。其中男23例，女17例，年齡11～78(43.65±20.17)歲，均經(jīng)病理證實(shí)。其中惡性24例(未分化多形性肉瘤13例，腺泡狀軟組織肉瘤7例，去分化脂肪肉瘤1例，粘液樣脂肪肉瘤2例，粘液纖維肉瘤1例)，良性13例(神經(jīng)鞘瘤8例，脂肪瘤1例，脈管瘤3例，纖維血管錯(cuò)構(gòu)瘤1例)，中間性3例(均為非典型性脂肪瘤樣腫瘤)。下肢32例(左側(cè)18例，右側(cè)14例)，上肢8例(右側(cè)2例，左側(cè)6例)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：入組對象均于術(shù)前進(jìn)行MRI檢查，且檢查前未接受化療、放療或其他相關(guān)治療；無MRI檢查禁忌癥。排除標(biāo)準(zhǔn)：存在其他惡性腫瘤；臨床資料不完整。本研究符合《赫爾辛基宣言》相關(guān)倫理準(zhǔn)則。

1.2 MRI檢查方法及參數(shù)MR掃描采用美國GE Architect 3.0T MR掃描儀，32通道腹部線圈。掃描序列包括：(1)OAX-T1WI，采用快速自旋回波(fast spin echo，F(xiàn)SE)序列，TR 400 ms，TE min full ms，F(xiàn)OV 38cm×38cm，層厚5mm，層間隔1mm。(2)AX-T2WI，采用FSE-FLEX序列，TR 3000ms，TE 85ms，F(xiàn)OV 38cm×38cm，層厚5mm，層間隔1mm。(3)OAX-MUSE-DWI，TR 3606ms，TE min full ms，F(xiàn)OV 38cm×38cm，層厚5mm，層間隔1mm。(4)合成磁共振采用magic序列，OAX-magic序列，采用多延遲多回波序列，自動(dòng)設(shè)定TR值，TE 13.5 ms，自動(dòng)設(shè)定TI值，F(xiàn)OV 34 cm×34cm，層厚5 mm，層間隔0.5 mm。(5)SAG-T2WI，采用FSE序列，TR 2950ms，TE 102ms，F(xiàn)OV 36cm×36cm，層厚5mm，層間隔0.5mm。

1.3 圖像處理方法由2名具有10年以上骨肌系統(tǒng)腫瘤診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立閱片，采用盲法評價(jià)圖像清晰度、圖像偽影并測量軸位圖像腫瘤最大徑。兩名觀察者共同分析5例患者對評分標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識后獨(dú)立閱片。將常規(guī)序列T1FSE、T2-dixon掃描所獲圖像及合成磁共振重建的Syn T1WI、Syn T2WI、Syn STIR定量圖像進(jìn)行圖像清晰度分析及偽影評價(jià)，并測量腫瘤軸位最大徑。

1.4 圖像清晰度分析[5]對6組圖像腫瘤最大層面的邊緣清晰度進(jìn)行評分：1分，無明確界限；2分，大部分邊界模糊；3分，50%左右邊界模糊；4分，大部分邊界清晰；5分，邊界十分清晰。圖像偽影評價(jià)：對6組圖像偽影進(jìn)行分析，包括偽影類型及評分，偽影嚴(yán)重程度評分：1分，偽影嚴(yán)重?zé)o法診斷；2分，偽影有2處或以上，較難作出準(zhǔn)確診斷；3分，偽影有2處或以上，可做出明確診斷；4分，有且僅有1處偽影，可做出明確診斷；5分，無偽影。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以(χ-±s)表示。采用加權(quán)Kappa檢驗(yàn)、組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分析2名醫(yī)師主觀評分的一致性，0.7≤Kappa＜1認(rèn)為一致性良好，0.4≤Kappa＜0.7為一致性中等，Kappa＜0.4為一致性差；Kappa≥0.75為一致性極好，Kappa＜0.4認(rèn)為一致性差。采用Kolmogorov-Smimov檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，Levene檢驗(yàn)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)。采用Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)比較合成磁共振與常規(guī)序列獲得圖像的整體清晰度評分、偽影評分主觀評分分布差異，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩名醫(yī)師主觀評分一致性兩名醫(yī)師對合成磁共振及常規(guī)序列圖像清晰度、偽影主觀評分的一致性如下：(1)圖像清晰度：合成磁共振三組重建序列Kappa值分別為0.844、0.883、0.712，兩名醫(yī)師一致性極好；常規(guī)序列Kappa值分別為0.851、0.851、0.649，兩名醫(yī)師一致性極好、中等。(2)圖像偽影：合成磁共振三組重建序列Kappa值分別為0.873、0.752、0.855，兩名醫(yī)師一致性極好；常規(guī)序列Kappa值分別為0.804、0.808、0.711，兩名醫(yī)師一致性極好。(3)腫瘤軸位最大徑測量：合成磁共振、常規(guī)序列兩名醫(yī)師所測得腫瘤軸位最大徑ICC值分別為0.797、0.778，兩名醫(yī)師一致性強(qiáng)。

2.2 合成磁共振與常規(guī)序列圖像清晰度比較Syn T1WI、con-T1WI序列圖像清晰度比較，Syn T2WI、con-T2WI Ⅰ序列圖像清晰度比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P=1.000，0.083)，Syn T2STIR與con- dixon -water-T2WI序列圖像清晰度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.025)。見表1。

表1 合成磁共振成像與常規(guī)序列圖像清晰度評分[例(%)]

2.3 合成磁共振與常規(guī)序列圖像偽影評分比較Syn T1WI、con-T1WI序列圖像偽影評分比較，Syn T2WI、con- T2WI圖像偽影評分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.070、0.056)，Syn T2STIR、con- dixon -water-T2WI圖像偽影評分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.023)。見表2。

表2 合成磁共振成像與常規(guī)序列圖像偽影評分[例(%)]

2.4 腫瘤最長徑比較合成磁共振成像測得腫瘤長徑均值(63.21±37.90)mm，常規(guī)序列測得腫瘤長徑均值(63.13±36.92)mm，二者圖像所測得腫瘤長徑差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.009，P=0.992)。

2.5 典型病例56歲男性，粘液樣脂肪肉瘤。圖1～圖6分別為con-MRI-T1WI、Syn T1WI、con-MRI-T2WI、Syn T2WI、con- dixonwater-T2WI、Syn T2STIR下序列圖。Syn T2STIR圖像清晰度略差于常規(guī)壓脂序列，偽影較常規(guī)序列明顯。

3 討 論

合成磁共振成像是指使用定量磁共振掃描分析獲得每個(gè)體素的T1、T2、質(zhì)子密度(proton desity，PD)這些磁共振定量組織參數(shù)后，利用磁共振信號公式生成各類常見不同對比度的磁共振圖像的方法[6]?；诙鄠€(gè)延遲多回波(multiple-deplay multiple echo，MDME)序列原理，合成磁共振技術(shù)在不同TR內(nèi)施加4個(gè)120°飽和脈沖，同時(shí)進(jìn)行雙回波采集，共生成8組對比圖像。合成磁共振技術(shù)中的多飽和脈沖可定量組織的T1，進(jìn)而得到T1定量圖；多回波采集可定量T2，進(jìn)而得到T2定量圖。獲得組織T1值后，可計(jì)算出射頻場的大小，即Β1值。將T1、T2、Β1值代入信號強(qiáng)度計(jì)算公式，可得到組織的磁化矢量M0值，進(jìn)而獲得PD定量圖。已知T1、T2、Β1及PD值后，通過相應(yīng)的后處理軟件，即可得到基于自旋回波序列任意對比的圖像[7]。目前合成磁共振技術(shù)已應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、乳腺和直腸等部位[8-10]，鄭作鋒等的研究[11]顯示，其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的圖像質(zhì)量，對解剖和形態(tài)特征顯示與常規(guī)序列相似。在本研究中Syn T1WI與con-T1WI、Syn T2WI與con-T2WI序列圖像清晰度評分無明顯差異，與以上研究相似。本研究中合成磁共振圖像清晰度4、5分比率略高于中樞神經(jīng)系統(tǒng)圖像清晰度評分，究其原因可能與四肢軟組織組織成分差異較大，對比明顯，易于分辨其邊界有關(guān)。

軟組織腫瘤的邊界認(rèn)定，大小的測量對軟組織腫瘤治療方案的制定，尤其是手術(shù)方式的選擇至關(guān)重要，同時(shí)嚴(yán)重影像患者生存期及生活質(zhì)量[12-14]。因此選擇合適的方法對軟組織腫瘤實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量很有必要。MRI軟組織分辨率高，可以較為清晰顯示腫瘤邊界、累及范圍及反應(yīng)區(qū)域，因此是軟組織腫瘤術(shù)前重要的檢查方式。本研究中合成磁共振重建出的Syn T1WI、Syn T2WI及Syn STIR相互結(jié)合測得腫瘤的最大徑與常規(guī)序列所測得最大徑無明顯差異，可以考慮，合成磁共振成像可以清晰判斷腫瘤的邊界，滿足四肢軟組織腫瘤的臨床需求。

合成磁共振技術(shù)在約6min完成一次成像通過軟件重建出多種對比圖像，明顯縮短掃描時(shí)間，有利于因疼痛不能長時(shí)間配合掃描的腫瘤患者中，例如四肢軟組織腫瘤、腦部腫瘤等疾病中完成掃描，提高掃描成功的幾率[15-16]。本研究中合成磁共振重建圖像與常規(guī)序列圖像偽影評分無差異，但出現(xiàn)評分1分偽影嚴(yán)重病例及3分偽影有2處或以上的病例，分析圖像發(fā)現(xiàn)偽影多出現(xiàn)于左大腿前內(nèi)側(cè)區(qū)域，病變位于該區(qū)域附近時(shí)明顯，可能與腫瘤或周圍水腫導(dǎo)致電介質(zhì)增加有關(guān)，電介質(zhì)增加嚴(yán)重干擾對Β1射頻場，致使Β1場不均勻，射頻脈沖的翻轉(zhuǎn)角不一致，最終圖像上產(chǎn)生不均一的信號強(qiáng)度，信號強(qiáng)度受影響的區(qū)域在進(jìn)行合成圖像生成的時(shí)候，容易在擬合過程中產(chǎn)生壞點(diǎn)，形成信號的缺失。

綜上所述，合成磁共振成像對四肢軟組織腫瘤顯示清晰，大小測量與常規(guī)序列一致，Syn T1WI、Syn T2WI具有較好的圖像質(zhì)量，偽影評分與常規(guī)序列無明顯差異，具有一定臨床應(yīng)用價(jià)值，synT2STIR局部出現(xiàn)擬合錯(cuò)誤，圖像質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。本研究不足之處在于樣本量偏少，尤其是上肢病例較少，在后續(xù)研究中繼續(xù)增加樣本量，進(jìn)一步探討擬合失誤出現(xiàn)原因及解決方案。