多b值DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描對(duì)直腸癌檢查圖像質(zhì)量的影響

劉玉霞 謝瑞峰 胡延濤

直腸癌發(fā)病早期癥狀較輕微，疾病發(fā)展至中晚期可出現(xiàn)明顯排便習(xí)慣異常，包括腹瀉、便秘、膿血便等，患者就診時(shí)間較晚，多需接受以手術(shù)為主的綜合治療[1]。但因患者腫瘤分期不同，所需治療方案不同，因此術(shù)前為患者實(shí)施有效的影像學(xué)檢查，明確患者直腸癌特征，對(duì)指導(dǎo)治療意義重大[2]。目前直腸癌可用檢查方法較多，穿刺活檢是鑒別診斷良惡性的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但造成創(chuàng)傷大，部分患者在檢查后排便習(xí)慣異常情況可能加重，不宜作為術(shù)前診斷工具[3]。影像學(xué)檢查具有無創(chuàng)優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于癌癥患者術(shù)前檢查，但受圖像質(zhì)量影響，可出現(xiàn)誤診[4]。研究指出，核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢查具有多層面成像、組織分辨率高等優(yōu)勢(shì)，適用于腫瘤早期篩查[5]。但MRI常規(guī)掃描所獲取的圖像質(zhì)量較差，不利于確診。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)作為MRI檢查的新模式，可進(jìn)一步獲取高質(zhì)量圖像，明確病灶組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并通過ADC值評(píng)估病灶特征[6-7]。但不同的多彌散加權(quán)系數(shù)(b)值下實(shí)施DWI成像檢查的質(zhì)量不一?；诖?，本研究選取直腸癌患者進(jìn)行研究，進(jìn)一步探討多b值DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描在直腸癌患者診療中的應(yīng)用價(jià)值。具示如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧分析醫(yī)院2018年1月至2020年1月收治的96例直腸癌患者資料，年齡51～67歲，平均(58.43±5.37)歲；男性57例，女性39例；病程2～4年，平均(2.78±0.67)年；腫瘤分期[8]：T2期26例，T3期53例，T4期17例；腫瘤分化程度：低分化12例，中分化55例，高分化29例。本研究符合倫理學(xué)相關(guān)規(guī)定。

1.2 入選標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國結(jié)直腸癌診療規(guī)范(2015版)》[9]中直腸癌診斷標(biāo)準(zhǔn)；②患者有排便習(xí)慣及大便性狀改變；③均為初次發(fā)??；④臨床資料齊全。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他類型腫瘤的患者；②合并體內(nèi)金屬植入物的患者；③合并顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的患者；④合并幽閉恐懼癥的患者；⑤合并癲癇的患者。

1.3 方法

1.3.1 儀器與檢查前準(zhǔn)備 所有患者均接受多b值DWI、MRI常規(guī)掃描，儀器選用美國GE公司3.0T超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)及相控陣表面線圈。檢查前患者需禁食8 h，指導(dǎo)患者服用腸道清潔藥物，于檢查前30 min喝溫開水，檢查時(shí)患者膀胱應(yīng)處于充盈狀態(tài)。

1.3.2 MRI常規(guī)掃描 各序列掃描參數(shù)如下：①多次激發(fā)快速自旋回波序列(fast spin echo，F(xiàn)SE)T1加權(quán)成像(T1 weighted image，T1WI)軸位掃描參數(shù)：回波時(shí)間(Time of Echo，TE)10～20 ms，重復(fù)時(shí)間(Time of Repetition，TR)600～1 000 ms，相位分辨率85，讀出分辨率304，相位視野(Field of View，F(xiàn)OV)200，讀出FOV200，層厚3.5 mm，層間距0.35 mm，翻轉(zhuǎn)角150°，層數(shù)25，平均次數(shù)1.4。②多次激發(fā)FSE T2加權(quán)成像(T2 weighted image，T2WI)軸位平掃參數(shù)，TE 80～150 ms，TR 2000～4000 ms，相位分辨率100，讀出分辨率320，相位FOV 200，讀出FOV 200，層厚3.5 mm，層間距0.35 mm，翻轉(zhuǎn)角110°，層數(shù)25，平均次數(shù)1.5。③多次激發(fā)FSE T2WI矢狀位平掃，TE 100～200 ms，TR 300～5000 ms，相位分辨率100，讀出分辨率304，相位FOV 220，讀出FOV 220，層厚3 mm，層間距0.3 mm，翻轉(zhuǎn)角110°，層數(shù)20，平均次數(shù)2。④多次激發(fā)FSE T2WI脂肪抑制序列(spectral presaturation attenuated inversion recovery，SPAIR)軸位平掃參數(shù)，TE 90～160 ms，TR 4000～5000 ms，相位分辨率100，讀出分辨率320，相位FOV 200，讀出FOV 200，層厚3.5 mm，層間距0.35 mm，翻轉(zhuǎn)角110°，層數(shù)25，平均次數(shù)1.6。

1.3.3 DWI掃描 采用自由呼吸單次激發(fā)自旋回波平面回波序列掃描，b值分別取50、800、1 500 s/mm2，激勵(lì)次數(shù)(number of excitations，NEX)分別取4、6、12，掃描時(shí)長(zhǎng)分別為1分8秒、2分5秒及4分5秒。其他掃描參數(shù)為TE 60～80 ms，TR 3 000～4 200 ms，相位分辨率100，讀出分辨率112，相位FOV 220，讀出FOV 260，層厚3.5 mm，層間距0.35 mm，翻轉(zhuǎn)角90°。

1.3.4 圖像處理 所得圖像上傳至Function4.4及Omi-Kinetics軟件進(jìn)行處理，表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent disffusion coefficient，ADC)感興趣區(qū)設(shè)置為b=50、800、1 500 s/mm2，重建原始圖像，獲得ADC圖，手動(dòng)選取感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，面積為80～200 mm2。計(jì)算ADC值。由2位以上高年資影像科醫(yī)生單獨(dú)診斷。

1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)

①評(píng)估MRI常規(guī)掃描、多b值DWI檢查直腸癌的圖像質(zhì)量，將圖像偽影、組織內(nèi)本底增加、圖像移位各計(jì)為0～3分，0、1、2、3分分別計(jì)為無、輕、中、重，總分為0～9分，分值越低，提示圖像質(zhì)量越好。②以手術(shù)后病理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估MRI常規(guī)掃描、b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查對(duì)患者腫瘤分期的診斷價(jià)值。T1期：黏膜下層及黏膜層增厚，未累及固有肌層；T2：癌組織侵及固有肌層，未穿透腸管周圍脂肪，與腸管周圍脂肪交界面完整且光滑；T3期：癌組織穿透固有肌層，侵入腸管周圍脂肪，有點(diǎn)條狀、結(jié)節(jié)狀改變，與腸管周圍脂肪交界面模糊或消失；T4：癌組織累及鄰近器官。③比較低、中、高分化病灶在多b值下對(duì)應(yīng)的ADC值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 MRI常規(guī)掃描、多b值DWI檢查直腸癌的圖像質(zhì)量評(píng)分

b=800 s/mm2時(shí)DWI圖像質(zhì)量評(píng)分最低，后由低到高依次為b=50 s/mm2、1500 s/mm2DWI、MRI常規(guī)掃描，不同檢查方法間圖像質(zhì)量評(píng)分比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 MRI常規(guī)掃描、多b值DWI檢查直腸癌的圖像質(zhì)量評(píng)分分)

2.2 MRI常規(guī)掃描、b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查對(duì)患者腫瘤分期的診斷價(jià)值

手術(shù)后病理檢查結(jié)果顯示，96例直腸癌患者中，有26例T2期，53例T3期，17例T4期。MRI常規(guī)掃描與手術(shù)病理結(jié)果的一致性一般，Kappa=0.681；b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查及其聯(lián)合MRI常規(guī)掃描檢查與手術(shù)后病理檢查結(jié)果的一致性好，Kappa分別為0.748、0.840。見表2。

表2 MRI常規(guī)掃描、b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查對(duì)患者腫瘤分期的診斷價(jià)值/例

2.3 低、中、高分化病灶在多b值下對(duì)應(yīng)的ADC值

在多b值下，高分化組ADC值最高，后由高到低依次為中分化組、低分化組，不同分化程度腫瘤對(duì)應(yīng)的ADC值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 低、中、高分化病灶在多b值下對(duì)應(yīng)的ADC值

3 討論

直腸癌治療原則為選取有效手術(shù)方法，評(píng)估是否能保留肛門，實(shí)施術(shù)后放療、化療，降低復(fù)發(fā)率[10]。為合理規(guī)劃患者上述治療方案，實(shí)施術(shù)前檢查尤為必要。MRI是影像學(xué)常用方法，但常規(guī)MRI難以反饋病灶內(nèi)部特征，應(yīng)用價(jià)值有限[11]。結(jié)合MRI新模式檢查，為患者提供完整、準(zhǔn)確的影像解剖，對(duì)進(jìn)一步評(píng)估患者病情有重要意義。

董阿敏等[12]研究指出，DWI作為MRI新模式，可間接反映組織結(jié)構(gòu)中微觀分子水平，在一定程度上提供細(xì)胞病理方面信息，反饋細(xì)胞完整性，對(duì)腫瘤診斷有重要價(jià)值?；诖?，本研究進(jìn)一步將多b值DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描應(yīng)用于直腸癌診斷中。結(jié)果顯示，b=800 s/mm2時(shí)DWI圖像質(zhì)量評(píng)分最低，后由低到高依次為b=50 s/mm2、1 500 s/mm2DWI、MRI常規(guī)掃描，提示DWI檢查的圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于MRI常規(guī)掃描，其中b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查的圖像質(zhì)量較好。主要原因在于，直腸在盆腔中的位置固定，有較多脂肪組織圍繞腸管周圍，患者在檢查過程中無需屏氣，行DWI聯(lián)合常規(guī)MRI檢查時(shí)，化學(xué)位移偽影對(duì)成像的影響較小，故而圖像質(zhì)量較高[13]。但在多b值下，圖像質(zhì)量受影響。b值反饋擴(kuò)散梯度場(chǎng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，b值升高時(shí)，圖像質(zhì)量及信噪比可隨之升高，但b值升高到一定程度后，圖像質(zhì)量及信噪比則呈現(xiàn)降低趨勢(shì)[14]。選擇b值過小時(shí)，信噪比高，但檢查時(shí)圖像易受微灌注影響，組織對(duì)比度差，圖像質(zhì)量受影響[15]；選擇b值過大時(shí)，DWI擴(kuò)散權(quán)重強(qiáng)，空間分辨率較低，信噪比低，受點(diǎn)狀噪聲信號(hào)影響，圖像完整性及連續(xù)性較差，還易出現(xiàn)圖像磁敏感偽影[16]。因此b=800 s/mm2時(shí)，圖像質(zhì)量較好。

本研究結(jié)果還顯示，手術(shù)后病理檢查結(jié)果顯示，96例直腸癌患者中，有26例T2期，53例T3期，17例T4期；MRI常規(guī)掃描與手術(shù)病理結(jié)果的一致性一般，b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查、DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描檢查與手術(shù)后病理檢查結(jié)果的一致性好，提示b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查聯(lián)合MRI常規(guī)掃描對(duì)腫瘤分期有較高診斷價(jià)值。主要原因在于，MRI常規(guī)掃描可顯示直腸壁固有肌層、漿膜層、黏膜下層及黏膜層，固有肌層、漿膜層表現(xiàn)為低信號(hào)，黏膜下層表現(xiàn)為高信號(hào)，黏膜層表現(xiàn)為波浪狀、均勻低信號(hào)影[17]。因各層可表現(xiàn)出不同信號(hào)，MRI常規(guī)掃描可在一定程度上反饋直腸癌進(jìn)展程度，對(duì)評(píng)估患者分期有一定價(jià)值。而行DWI檢查的圖像質(zhì)量較好，可更為清晰地顯示腫瘤邊界，受圖像偽影、組織內(nèi)本底增加、圖像移位的影響較小，有助于判斷腫瘤組織的浸潤(rùn)情況，利于確定腫瘤分期[18]。但DWI對(duì)直腸癌分期仍有一定誤診，可能與癌組織侵犯周邊組織時(shí)，存在腸管周圍纖維化及炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤組織邊緣在圖像上有異常信號(hào)表現(xiàn)，可誤診為癌組織侵入肌層或組織有關(guān)[19]。在多b值下，高分化組ADC值最高，后由高到低依次為中分化組及低分化組，不同分化程度腫瘤對(duì)應(yīng)的ADC值比較有差異，提示多b值DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描還有助于進(jìn)一步評(píng)估患者腫瘤分化程度。主要原因在于，ADC可定量反饋生物組織中分子的擴(kuò)散性能，ADC值高可反饋分子在生物組織中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)多，受限少，DWI信號(hào)衰弱重；而ADC值低可反饋分子在生物組織中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)少，受限多，DWI信號(hào)衰弱輕[20]。由于不同分化程度直腸癌組織內(nèi)分子含量及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均不同，因此可通過ADC值鑒別不同分化程度的直腸癌[21]。因本研究選用檢查方法較少，選取的b值較少，結(jié)論尚有局限性，還應(yīng)在后續(xù)增加多b值探討，進(jìn)一步證實(shí)多b值DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描在直腸癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，b=800 s/mm2時(shí)DWI檢查的圖像質(zhì)量較好，聯(lián)合MRI常規(guī)掃描對(duì)腫瘤分期有較高診斷價(jià)值，多b值DWI聯(lián)合MRI常規(guī)掃描還有助于進(jìn)一步評(píng)估患者腫瘤分化程度。