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本文分四部分论述了胃癌磁共振扩散加权成像。
第一部分探讨实现胃癌高b值磁共振扩散加权成像的技术因素,评价分次屏气多信号平均采集方式及测量方法对ADC值的影响。
材料和方法:
扩散加权单次激发EPI序列连续检查胃癌患者17例,扩散敏感梯度b=0,1000 s/mm<2>。根据ASSET和不同信号平均次数搭配,设计4组序列,分别为:无ASSET,1NEx(组1);ASSET+1NEX(组2);ASSET+2NEX(组3)及ASSET+4NEX(组4)。利用pause scan键设计分次屏气序列解决过长的屏气时程。以肿瘤显示、伪影分级评分、信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)及对比噪声比(Contrast-to-noise ratio,CNR)为标准,评价4组序列所得图像的质量,确定胃癌DwI成像参数。结合水模及胃癌图像,评价分次屏气多信号平均技术对ADC值测量的影响。评价不同测量方法ADC值的差异。
结果:16例胃癌癌肿在DWI上表现出明确可辨的高信号。组1共10例、组2共14例、组3共5例图像因伪影干扰或变形无法测量ADc值。组4未见明显干扰ADC值测量的伪影及变形出现,组4伪影分级评分低于组1-3(P<0.01)。组2图像信噪比低于组1(P<0.05),组3及组4信噪比与组1无差异(p>0.1)。组1与组2、3图像对比噪声比无差异(P>0.05),均低于组4(P<0.01)。分次屏气4次信号平均采集对癌肿ADC值的计算无影响(P>0.05)。ADC图划线法和DWI图公式法得到胃癌ADC值无差异(P>0.05)。胃癌癌肿在DWI图上表现为稳定的高信号,平均ADC值为(1.19±0.25)×10<-3>mm<2>/s。
结论:利用分次屏气技术,8通道体部相控阵线圈联合ASSET并行采集、4次信号平均可获得满意的胃癌DWI图像;分次屏气多信号平均采集不会影响胃癌ADC值的计算;ADC图划线法可做为胃癌ADC值测量的首选方法。
第二部分评价ASSET并行采集技术消除胃癌DWI成像伪影及提高图像对比的能力,探讨ASSET技术对ADC值测量的影响。
材料和方法:
12例胃癌患者共计20例次MRI检查入组研究,扩散敏感梯度b=0,1000s/mm<2>。根据ASSET的有无设计2组序列,分别为DWI<,no-ASSET>组和DWI<,ASSET>组,均采用单次激发EPI序列(SS-EPI),4次信号平均结合分次屏气技术。分别评价磁敏感、化学位移、Ghost及ASSET相关伪影在两组序列图像出现的情况。以肿瘤显示、伪影分级评分、伪影积分、信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)及对比噪声比(Contrast-to-noise ratio,CNR)为标准,比较2组序列所得图像的质量。结合水模及胃癌癌肿图像,评价ASSET技术对ADC值测量的影响。
结果:
20例次胃癌癌肿在DWI<,no-ASSET>及DWI<,ASSET>上均显示为相对高信号。DWI<,no-ASSET>序列15例可见伪影,平均伪影分级评分1.90,平均伪影积分1.10,15%(3/20例)由于明显伪影干扰或图像变形无法进行ADC值测量;DWI<,ASSET>序列7例可见伪影,平均伪影分级评分1.35,平均伪影积分0.65,均低于DWI<,no-ASSET>序列(P<0.05)且未干扰ADC值测量。DWI<,ASSET>明显消除磁敏感伪影(P<0.05),部分消除Ghost伪影(P>0.05)。两组序列均未见化学位移伪影。7例DWI<,ASSET>可见轻度ASSET伪影,未干扰病变显示及ADC值测量。DWI<,no-ASSET>图像变形较DWI<,ASSET>明显,统计学差异有显著性(P<0.05)。结合ASSET后,图像背景噪声信号强度减低(P<0.05),信噪比(SNR)减低(P<0.05),对比噪声比(CNR)增高(P<0.05)。
结论:ASSET技术可减轻胃癌DWI的磁敏感伪影和Ghost伪影,降低图像噪声信号强度,提高图像对比;结合多信号平均采集提高信噪比,减轻ASSET相关伪影后,可得到较高质量的胃癌扩散加权图像。
第三部分筛选胃癌DWI成像的较佳b值,通过与常规序列的比较初步探讨DWI在胃癌诊断应用的价值。
材料和方法:
MRI检查胃癌患者31例。8通道体部相控阵线圈结合并行采集(ASSET)技术,分次屏气多信号平均采集,NEX=4。磁共振扩散加权成像使用单次激发EPI,设计3个扩散加权序列,扩散敏感梯度分别取b=0,300s/mm<2>(低b值)、b=0.600s/mm<2>(中b值)及b=0,1000s/mm<2>(高b值)。自由水分级评价不同b值对胃腔内自由水的抑制效果;背景差分级评价各序列对癌肿和胃周组织的分辨能力。
结果:
高b值DWI 2例未能显示癌肿信号差异,2例因伪影干扰及信噪比过低无法测量癌肿ADC值。低b值31例均可显示癌肿信号差异,2例因伪影及信噪比过低无法测量癌肿ADC值。不同b值对病变的显示能力及ADC值可测量例数无差异性。随着b值增高,胃腔内自由水信号减低,信强比差异存在显著性(F=55.368,P<0.05);3例低b值DWI胃腔内自由水信号增高接近癌肿信号,干扰癌肿显示。高b值胃腔内自由水信号分级高于中低b值(P<0.05),对胃腔内自由水信号的抑制更加明显。b值增高,癌肿信噪比减低(F=17.227,P<0.05),对比噪声比减低(F=4.387,P<0.05),信强比增高(F=3.419,P<0.05),在得到满足诊断需要的SNR和ICNR前提下,高b值可更好的突出癌肿信号差异。
结论:高b值(b=1000s/mm<2>).DWI得到的胃癌ADC值接近组织真实D值,并可有效抑制胃腔内容物信号,突出显示癌肿内部信号差异;高b值DWI测量癌肿ADC值的稳定性高于中低b值,可作为胃癌DWI成像的首选b值。胃癌DWI辅助常规MRI检查,可更好的显示和判断病变。
第四部分初步评价胃癌DWI的影像学表现,通过DWI征象及ADC值与MRI形态学及病理学结果的对照研究,探讨功能成像手段反映癌肿生物学行为的能力。
材料和方法:
MRI连续检查胃癌患者101例,其中手术63例,胃镜活检病理证实38例。8通道体部相控阵线圈结合并行采集(ASSET)技术,分次屏气多信号平均采集,NEX=4。磁共振扩散加权成像使用单次激发EPI序列。DWI图上于癌肿最大层面,以不规则边缘划线法圈定感兴趣区(ROI),每个病例均圈取2个ROI(ROI<,1>,ROI<,2>),根据ADC图得到ADC值,分别对应DWI上癌肿均匀高亮度部分(ROI<,1>:ADC<,1>)和全部癌肿部分(ROI<,2>:ADC<,2>)。比较DWI对胃癌的显示能力,分析胃癌在DWI上的信号表现。比较ADC<,1>及ADC<,2>值在不同肿瘤大小、部位、浆膜面浸润及生长方式间的差异。
结果:
97例胃癌病变在DWI上显示出与临近胃壁的显著信号差异,未显示信号差异的病例包括3例早期胃癌及1例进展期胃癌(pT2期),位置分别位于胃体小弯及胃角部顶、后壁,该4例病变在常规平扫T<,1>WI及T<,2>WI同样未能检出。5例早期胃癌联合T<,2>WI及LAVA增强扫描定位后,均在DWI图像上得到明确显示,联合显示率63%(5/8)。90例胃癌测得癌肿ADC值,ADC<,1>值=(1.20±0.31)mm<2>/s×10<-3>,ADC<,2>值=(1.36±0.31)mm<2>/s×10<-3>。胃癌DWI上44例癌肿表现为均匀高信号,46例癌肿呈不均匀信号,主要表现为分层状(二或三层)、点灶状及混合信号。10例Borrmanann4型胃癌在DWI上表现为高-低-高三层信号的“夹心征”,显示率高于SSFSE T<,2>WI(10/16 vs.3/16,P<0.05)。粘液腺癌ADC值高于非粘液腺癌(P<0.05)。胃不同位置癌肿的ADC值分布无差异性。弥漫型胃癌ADC值低于局限型胃癌ADC值,突破浆膜组癌肿ADC值低于局限于浆膜内组癌肿ADC值,ADC<,1>及ADC<,2>值差异均有统计学显著性(P<0.05)。以ADC<,1>值判断癌肿弥漫生长和突破浆膜的效能(弥漫生长Az=0.792;突破浆膜Az=0.830)高于ADC<,2>值(弥漫生长Az=0.786;突破浆膜Az=0.817)。以ADC<,1>=1.27×10<-3> mm<2>/s作为截割点,判断癌肿弥漫生长的敏感性71.0%,特异性81.0%;以ADC<,1>=1.45×10<-3>mm<2>/s作为截割点,判断癌肿突破浆膜面的敏感性91.5%,特异性77.8%。ADC:值随肿瘤范围增大、分化程度降低而缩小,差异无统计学显著性(P>0.05)。
结论:胃癌ADC值随癌肿侵袭性的增高(弥漫生长、突破浆膜)而降低,提示ADC值与胃癌生物学行为之间存在一定相关性,以反映局部扩散高受限特征的ADC<,1>值效能更高;粘液腺癌水分子扩散受限程度相对较轻,Borrmann 4型胃癌在DWI上出现“夹心征”的表现,进一步加深了影像学对胃癌的认识。