1.5T與3.0T MRI在初診鼻咽癌放療前應(yīng)用的初步對比分析

彭德新 周鋒江 陳志萍 劉 嵐 徐仁根

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)是我國華東、華南地區(qū)最常見的頭頸部惡性腫瘤，江西為好發(fā)省份之一，放療為主、聯(lián)合化療的綜合治療是NPC的主要治療方案[1]。MRI以其獨(dú)特優(yōu)勢在NPC的診治中發(fā)揮了重要作用，特別是高場MRI的普及應(yīng)用，提高了NPC的診斷準(zhǔn)確性。本研究通過對比分析1.5T與3.0T MRI在首診NPC患者放療前的應(yīng)用價值，旨在探索優(yōu)化的掃描模式，盡可能為診斷及治療提供優(yōu)化的方案。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取江西省腫瘤醫(yī)院頭頸部腫瘤放療科自2018年1月至2019年10月收治的NPC患者59例，入組標(biāo)準(zhǔn)：①鼻咽鏡活檢明確NPC且未行任何腫瘤性治療；②無鼻咽部及咽旁結(jié)構(gòu)手術(shù)史；③無鼻咽部MRI掃描禁忌，圖像滿足診斷要求；④MRI圖像與放療系統(tǒng)匹配，成功完成靶區(qū)勾畫并接受放療。男性33例，女性26例，年齡22～83歲，中位年齡51歲，其中1.5T組男性23例、女性18例、中位年齡53歲，3.0T組男性10例、女性8例、中位年齡48歲。2組患者性別、年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 MRI掃描

41例采用GE Singal HD 1.5T超導(dǎo)MRI成像系統(tǒng)，8通道頭頸聯(lián)合定位線圈，仰臥，頭先進(jìn)。常規(guī)平掃序列及參數(shù)：自旋回波(Spio-echo sequence，SE)橫斷位T1WI(TR/TE：460/14 ms)及矢狀位T1WI(TR/TE：440/13 ms)，快速自旋回波(Turbo spio-echo sequence，TSE)橫斷位T2WI(TR/TE：4220/90 ms)，TSE T2WI冠狀位脂肪抑制(TR/TE：3700/55 ms)，層厚均為5 mm，層距0 mm；增強(qiáng)掃描：經(jīng)肘靜脈高壓注射釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)，劑量0.1 mmol/kg，流率2.5 ml/s，對比劑注射完畢后同流率注射生理鹽水15 ml沖管，T1WI脂肪抑制序列橫斷位(TR/TE：100/2 ms)、冠狀位(TR/TE：145/118 ms)、矢狀位(TR/TE：500/19 ms)；總掃描時間13分31秒。

18例均采用PHILIPS Ingenia 3.0T超導(dǎo)MRI成像系統(tǒng)，16通道頭頸聯(lián)合線圈，頭先常規(guī)平掃：SE橫斷位T1WI(TR/TE：580/80 ms)及矢狀位T1WI(TR/TE：600/20 ms)，TSE橫斷位T2WI(TR/TE：2500/90 ms)，TSE T2WI冠狀位脂肪抑制(TR/TE：2750/75 ms)，層厚均為5 mm，層距0 mm。增強(qiáng)掃描：經(jīng)肘靜脈高壓注射Gd-DTPA，劑量0.1 mmol/kg，流率2.5 ml/s，對比劑注射完畢后同流率注射生理鹽水15 ml沖管，T1WI脂肪抑制序列橫斷位(TR/TE：600/18 ms)、冠狀位(TR/TE：250/5 ms)、矢狀位(TR/TE：250/5 ms)；總掃描時間11分20秒。

1.3 圖像判讀

所有病例圖像上傳至PACS系統(tǒng)，由兩名NPC診斷經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資主治醫(yī)師獨(dú)立閱片，觀察內(nèi)容包括圖像質(zhì)量是否滿足診斷(完全滿足、基本滿足、不滿足分別記2、1、0分)、病灶及周圍間隙侵犯顯示是否清晰(清晰、欠清晰、不清晰分別記2、1、0分)，與NPC放療經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資醫(yī)生共同判定橫斷位增強(qiáng)是否滿足靶區(qū)勾畫(完全滿足、基本滿足、不滿足分別記2、1、0分)，意見不一致的情況下，再次共同閱片達(dá)成一致意見。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件，對圖像質(zhì)量、病灶顯示、周圍間隙侵犯、放療定位結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，組間比較使用卡方檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

59例圖像均滿足診斷需求，2組病灶主體均顯示清晰；病灶周圍間隙侵犯顯示判斷為欠清晰者1.5T、3.0T組分別為2例、6例，無明確顯示不清病例，組間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=2，P=0.15)。1.5T和3.0T組病例橫斷位增強(qiáng)圖像完全滿足靶區(qū)勾畫的分別為41例(100.0%)、6例(35.3%)，基本滿足者分別為0例(0%)、12例(66.7%)，2組均無完全不滿足病例，組間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=4.70，P=0.03)。

3 討論

研究早已證實(shí)，NPC的發(fā)生與EB病毒感染有密切關(guān)系，不同發(fā)生部位、病理類型及分化程度導(dǎo)致了腫瘤不同的生物學(xué)行為和生長狀態(tài)[2]。鼻咽鏡活檢是確診的關(guān)鍵，同時MRI對NPC的診治同樣具有重要意義，在對腫瘤全面準(zhǔn)確的評估及明確臨床分期中起到關(guān)鍵作用[3]。日常臨床工作中，1.5T與3.0T MRI均應(yīng)用于NPC檢查，但筆者發(fā)現(xiàn)兩者存在一些區(qū)別，因此結(jié)合病例進(jìn)行回顧性分析比較兩者差異，希望加深理解和指導(dǎo)臨床運(yùn)用。

3.1 1.5T與3.0T MRI的差異

MRI設(shè)備按照磁場強(qiáng)度的大小進(jìn)行分類，1.5T、3.0T是先后應(yīng)用于臨床診療的MRI設(shè)備，都屬于高場MRI的范疇。MRI成像受到許多因素的影響，就MRI設(shè)備的硬件部分而言，一張符合臨床診斷要求的MRI圖像是空間分辨率與信噪比平衡的產(chǎn)物[4]，因?yàn)樵谝欢▓鰪?qiáng)條件下，如果要提高空間分辨率，就必須降低信噪比，從而影響圖像質(zhì)量。3.0T MRI磁場強(qiáng)度增加，信噪比線性增高，同時由于T1馳豫時間提高了近30%，增加血管-組織對比度，在相同的空間分辨率下可以得到更高質(zhì)量的圖像。因此，從理論上而言，3.0T較1.5T可得到高質(zhì)量的圖像，獲得更多診斷信息[5]。由于3.0T的磁場強(qiáng)度是1.5T的2倍，相比之下，前者較后者的優(yōu)勢包括：信噪比提高了一倍，同時信噪比提高更容易做高b值彌散成像，化學(xué)位移效應(yīng)及磁化率效應(yīng)增加；但同時也存在劣勢：比吸收率(Specific absorption ratio，SAR)值增高了3倍，化學(xué)位移偽影及磁化率偽影增加，組織T1延長、T2縮短可能導(dǎo)致的組織對比度降低。臨床工作中，按照具體需求進(jìn)行序列和參數(shù)的優(yōu)化，可以利用多余的信噪比優(yōu)勢，提高圖像質(zhì)量和圖像分辨率，減少激勵次數(shù)、縮短掃描時間增加檢查流通量，等等。

3.2 MRI在NPC診治中的應(yīng)用

鼻咽部位深在且周圍結(jié)構(gòu)和組織成分復(fù)雜，分辨難度大，MRI具有多序列、多參數(shù)及多方位成像、組織對比度高、無輻射、重復(fù)性好、依從性高等諸多優(yōu)勢，不但能從形態(tài)學(xué)上顯示解剖結(jié)構(gòu)的變化，也能顯示組織生理生化的改變，反應(yīng)腫瘤的分子和功能變化信息，是集無創(chuàng)性、可重復(fù)、反應(yīng)解剖和功能于一體的優(yōu)勢檢查技術(shù)[6]，已經(jīng)成熟地運(yùn)用于NPC的診斷、療效評估、復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移鑒別等方面。NPC是血管依賴性的實(shí)體腫瘤，MRI表現(xiàn)為鼻咽部局限性或彌漫性軟組織影，T1WI呈等或稍低信號，T2WI呈稍高信號，增強(qiáng)后呈現(xiàn)中重度強(qiáng)化，進(jìn)展期腫瘤侵犯咽旁間隙、肌肉、骨質(zhì)及裂孔，進(jìn)一步侵犯顱內(nèi)腦膜、顱神經(jīng)及腦組織等，引發(fā)一系列并發(fā)癥狀。MRI具有高軟組織對比度，能夠清晰顯示腫瘤與鄰近結(jié)構(gòu)的關(guān)系、骨質(zhì)浸潤及肌肉、海綿竇等侵犯情況，這是CT技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，因此診斷的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CT[7-8]。美國癌癥聯(lián)合會(American Joint Committee on Cancer，AJCC)/國際抗癌聯(lián)盟(Union for International Cancer Control，UICC)第8版NPC分期突出了MRI的作用，中國抗癌協(xié)會(Chinese Anti Cancer Association，CACA)已將MRI作為鼻咽癌分期的基本手段和依據(jù)，規(guī)范了MRI掃描范圍和方法，并且不斷持續(xù)改進(jìn)。

3.3 1.5T與3.0T MRI在NPC放療前的應(yīng)用比較

1.5T與3.0T MRI已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床診斷。1.5T MRI的臨床應(yīng)用時間長，相關(guān)技術(shù)人員、診斷醫(yī)生及臨床醫(yī)生都積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，在NPC方面的應(yīng)用非常成熟，但由于設(shè)備使用年限較長，或者硬件存在一些問題，可能影響到成像效果。3.0T MRI的臨床應(yīng)用起步較晚，設(shè)備的技術(shù)水平明顯高于1.5T，軟硬件的升級也帶來了圖像變化，圖像與1.5T MRI存在一些差異，在NPC方面經(jīng)驗(yàn)相對不足。以往的研究以1.5T為主，隨著更先進(jìn)的3.0T設(shè)備的應(yīng)用，MRI在NPC診斷中有新的發(fā)展，但目前還有些問題尚未很好解決。

圖像質(zhì)量是直接影響診斷的關(guān)鍵因素。對于無MRI檢查禁忌證的患者，若除外其他因素，3.0T圖像信噪比高于1.5T，因此圖像質(zhì)量更優(yōu)。由于MRI具有鼻咽部成像的顯著優(yōu)勢，1.5T、3.0T MRI均完全滿足成像需求。對于放療前的MRI圖像，需要觀察病灶并提供放療靶區(qū)勾畫的整體精準(zhǔn)信息，包括瘤體本身顯示、周圍結(jié)構(gòu)侵犯、區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處臟器轉(zhuǎn)移，其中周圍結(jié)構(gòu)侵犯范圍的確定對勾畫靶區(qū)至關(guān)重要，因?yàn)榘袇^(qū)過小會導(dǎo)致殘留，靶區(qū)過大則會導(dǎo)致正常組織的放射性損傷，特別是神經(jīng)、血管損傷所導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥[9]。本研究中，2組病例病灶主體顯示清晰，但分別有2例、6例腫瘤周圍侵犯判斷缺乏信心，具體為1.5T組：1例為增強(qiáng)受到運(yùn)動偽影影響，考慮原因可能為注射對比劑引起患者不適而發(fā)生體位變動； 1例為翼內(nèi)肌頭部輕度強(qiáng)化，其余序列無異常發(fā)現(xiàn)，最后判斷為可疑受侵；3.0T組：2例同樣因運(yùn)動偽影影響增強(qiáng)圖像判斷；翼內(nèi)肌、枕骨斜坡、翼腭窩、海綿竇輕度增強(qiáng)各1例，其余序列均無明顯陽性征象，最后判斷為可疑侵犯。雖然2組在周圍組織間隙判斷上無統(tǒng)計(jì)差異，但是按照圖像信噪比的推理，3.0T圖像質(zhì)量應(yīng)該優(yōu)于1.5T。但本組病例結(jié)果存在矛盾之處，3.0T掃描在保障圖像信噪比的前提下，減少了激勵次數(shù)，組織對比度降低，僅僅依靠調(diào)節(jié)窗寬及窗位不足以形成顯著對比，可能為該現(xiàn)象的主要原因，這也同時也是靶區(qū)勾畫的矛盾。對于靶區(qū)勾畫，按照“可疑從有” 的原則，將疑似病變歸為異常范疇，適當(dāng)降低照射劑量，在處理腫瘤和減輕并發(fā)癥中間尋求平衡[10]。本組病例靶區(qū)勾畫過程中，1.5T組均完全符合要求，3.0T組有12例為基本滿足要求，因?yàn)闄M斷位增強(qiáng)圖像顯示腫瘤邊緣及鄰近組織間隙內(nèi)輕度強(qiáng)化影，給放療醫(yī)生靶區(qū)勾畫帶來一定難度，特別是對重要組織結(jié)構(gòu)區(qū)域的勾畫判斷。 此外，本組病例1.5T組采用定位專用線圈，雖然圖像分辨率相對低一些，掃描時間比3.0T組長，但是放療醫(yī)生積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，勾畫靶區(qū)有較充足的信心。3.0T MRI不需要定位專用線圈，圖像傳輸至放療工作站與CT圖像融合，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)靶區(qū)的勾畫。但是2組病例對比發(fā)現(xiàn)，在靶區(qū)勾畫中存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，并且1.5T增強(qiáng)圖像優(yōu)于3.0T，最重要的原因可能是3.0T的技術(shù)參數(shù)未能最優(yōu)化，需要在接下來的工作中改進(jìn)。

1.5T與3.0T MRI均可用于NPC的診斷，但是各有利弊，日常工作中應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體需求選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備進(jìn)行成像，特別是對于需要放療前勾畫靶區(qū)的病例。由于本研究3.0T組樣本量非常有限，還需要積累更多的病例進(jìn)行深入分析。