甲状腺病变是临床中的一种常见病,成年人发病率接近50%，易发人群为40～50岁女性。临床上进行甲状腺影像学检查方式主要包括超声、核医学显像、计算机断层扫描(computed tomography，CT)及MRI等。在众多的检查方式中，超声由于其操作简便、准确率高、无创的特点成为甲状腺筛查的首选^{[1, 2]}。核医学显像在甲状腺癌的早期分期、治疗后复发及治疗方案的选择等方面均有不可替代的作用^[3]。CT检查对较大病变的周围侵犯、气管食管沟和纵隔淋巴结转移有明显优势，但甲状腺属于对X射线特别敏感的器官，尤其对于年轻女性而言，进行核医学显像、CT等X射线检查会增加辐射损伤^[4]。MRI较少用于甲状腺疾病的诊断^[5]，传统进行MRI检查使用的是头颈联合线圈，该线圈由于存在较大的线圈组织间隙，图像信噪比低，伪影严重，难以满足临床诊断需求^{[6, 7, 8]}。随着线圈制作工艺的不断革新和发展，甲状腺专用线圈的研发突破了头颈联合线圈的瓶颈，线圈与组织的距离缩短,但该线圈所扫描图像是否可以达到临床诊断要求尚无定论。因此，本研究利用甲状腺专用表面线圈对甲状腺进行磁共振成像，并从主观和客观两方面评价其图像质量。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       本次研究前瞻性地对49名健康志愿者进行了甲状腺磁共振检查，其中男性17名，女性32名，年龄22～55岁，平均(31.51±7.74)岁。纳入标准：(1)健康成年人；(2)无甲状腺相关疾病史；(3)无头颈部其他相关疾病。排除标准：(1)体内有金属植入物；(2)怀孕及有可能怀孕的妇女；(3)幽闭恐惧症患者。本研究通过了中国医学科学院肿瘤医院深圳医院伦理审查委员会的审批(审批号为：2018-37)，并均已签署知情同意书。

1.2 设备及检查方法

       磁共振成像系统采用GE医疗Discovery 750 3.0 T MR成像仪，线圈采用苏州众志医疗公司8通道甲状腺专用表面线圈(Medcoil TL80)(图1)。扫描范围上至会厌下至胸廓入口。扫描序列包括T1WI、T2WI、T2WI-FS (fat-suturation)、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)-STIR和DWI-FOCUS。各序列扫描参数见表1。

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图1  8通道甲状腺表面线圈
Fig.1  8 channels surface coil exclusively designed for thyroid gland

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表1  各序列扫描参数
Tab.1  Imaging parameters of each sequence

1.3 图像分析

1.3.1 主观评价

       由两位影像诊断经验丰富的影像医师依据李克特量表评分法对5个序列的所有图像进行独立阅片、双盲评价，并对评分结果进行一致性分析，图像质量评价标准为^[9]：5分：图像质量优秀，可用于诊断；4分：图像质量良好，可用于诊断；3分：图像质量有瑕疵，不影响诊断；2分：图像质量欠佳，影响诊断；1分：图像质量差，不能诊断。

1.3.2 客观评价

       本次研究通过测量图像甲状腺组织的信号强度(signal intensity，SI)、信噪比(signal noise ratio，SNR)和对比噪声比(contrast-noise ratio，CNR)，并对左右叶甲状腺组织的一致性分析来进行图像质量的客观评价。具体为在GE后处理工作站ADW 4.6对T1WI、T2WI、T2WI-FS、DWI-STIR和DWI-FOCUS序列图像绘制甲状腺组织ROI，ROI的大小设置为4 mm×4 mm。在甲状腺显示最大层面分别测量左右叶甲状腺组织前中后3个位置的信号强度，并取3个位置的平均值，以及甲状腺结构显示最大层面同层的两侧胸锁乳突肌组织前中后3个位置的信号强度和同层的背景噪声左中右3个位置的信号值，并分别取3个位置的平均值。通过计算得到信噪比和对比噪声比。

       SNR定义为：SNRright=SIright/SDair,SNRleft=SIleft/SDair，其中SIright和SIleft分别为甲状腺右叶和甲状腺左叶的平均信号强度，SDair为甲状腺结构显示最大层面同层的周围噪声背景信号强度标准差的均值。

       CNR定义为：CNRright=|SIright－SImuscle|/SDair，CNRleft=|SIleft－SImuscle|/SDair，SIright和SIleft分别为甲状腺右叶和甲状腺左叶的平均信号强度，SImuscle为甲状腺结构显示最大层面同层的两侧胸锁乳突肌组织的平均信号强度，SDair为甲状腺最大层面同层的周围噪声背景信号强度标准差的均值。

1.4 统计学处理

       运用独立样本t检验比较甲状腺磁左右叶在磁共振图像上所测量的SI、SNR和CNR。并利用Pearson或Spearman相关性分析方法对左右侧甲状腺的SI、SNR和CNR进行一致性分析。图像质量主观评分一致性为，两名评分者评分完全一致的个数与志愿者总数的比值。

2 结果

2.1 图像质量主观评价

       49名志愿者均扫描了T1WI、T2WI和T2WI-FS结构相序列，其中39名志愿者扫描了DWI-STIR和DWI-FOCUS两种DWI序列，2名志愿者仅扫描了DWI-STIR序列，8名志愿者仅扫描了DWI-FOCUS序列。两名评分者的评分结果及一致性见表2。两名评分者的评分结果一致性为：T2WI和T2WI-FS序列一致性达到了0.94，T1WI序列的一致性为0.92，DWI-STIR序列的一致性为0.93，DWI-FOCUS序列的一致性为0.89。见图2, 3, 4。

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图2  女，26岁，A～E分别为T1WI、T2WI、T2WI-FS、DWI-STIR和DWI-FOCUS序列图像，各序列评分均为5分，甲状腺及其周围结构显示清楚
图3  女，31岁，A～E分别为T1WI、T2WI、T2WI-FS、DWI-STIR和DWI-FOCUS序列图像，各序列评分均为4分，图像有少许伪影，DWI序列信号欠均匀
图4  男，25岁，A、B分别为DWI-STIR和DWI-FOCUS序列图像，两序列评分均为3分，甲状腺左右叶信号欠均匀，图像噪声较大
Fig. 2  A—E: Thyroid gland MR images of a 26-year-old female volunteer, including T1WI, T2WI, T2WI-FS, DWI-STIR and DWI-FOCUS sequence images (A-E respectively). In all 5 sequences, thyroid gland and its surrounding structures were clearly depicted with 5 points rated for each sequence.
Fig. 3  A—E: Thyroid gland MR images of a 31-year-old female volunteer. Due to negligible artifact for each sequence and inhomogeneous signal for DWI sequences, T1WI, T2WI, T2WI-FS, DWI-STIR and DWI-FOCUS sequence images were all rated 4 points.
Fig. 4  A, B: Thyroid gland images of a 25-year-old female volunteer rated with 3 points for DWI-STIR and DWI-FOCUS sequence because of inhomogeneous signal in both right and left lobes and overt noise.

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表2  两名评分者对各序列主观评分情况
Tab. 2  Results of qualitative evaluation

2.2 图像质量客观评价

2.2.1 信号强度

       各序列信号强度及左右叶甲状腺一致性见表3，T2WI序列信号强度最高为1345.03，DWI-STIR序列信号强度最低为236.91。左右叶甲状腺信号强度一致性为：T1WI序列一致性最高为0.957，DWI-STIR序列一致性最低为0.871，甲状腺右叶的信号强度略高于左叶。

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表3  各序列信号强度及左右叶甲状腺一致性
Tab.3  Signal intensity of various sequences and their consistency between left and right thyroid gland

2.2.2 信噪比

       各序列信噪比及左右叶甲状腺一致性见表4，T2WI-FS序列信噪比最高为42.82，T1WI序列信噪比最低为17.56。左右叶甲状腺信噪比一致性为：T2WI序列一致性最高为0.957，DWI-FOCUS序列一致性最低为0.773。

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表4  各序列信噪比及左右叶甲状腺一致性
Tab.4  SNR of various sequences and their consistency between left and right thyroid gland

2.2.3 对比噪声比

       各序列对比噪声比及左右叶甲状腺一致性见表5，DWI-STIR序列对比噪声比最高为16.01，T1WI序列对比噪声比最低为0.2。左右叶甲状腺对比噪声比一致性为：T2WI-FS序列一致性最高为0.740，T1WI序列一致性最低为0.577。

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表5  各序列对比噪声比及左右叶甲状腺一致性
Tab.5  CNR of various sequences and their consistency of left and right thyroid gland

3 讨论

       甲状腺属于浅表组织，因此超声检查为首选诊断方式，但超声检查对于气管食管沟、纵隔淋巴结以及甲状腺与气管食管动脉的关系无法评估，而核医学检查和CT检查均存在一定的辐射损伤风险，磁共振检查具有无辐射、多平面成像的优点。但目前甲状腺磁共振检查所使用的头颈联合线圈，扫描图像质量不高^{[10, 11]}。本研究采用8通道甲状腺专用线圈对甲状腺进行扫描，通过定量和定性两方面对图像质量进行分析。

3.1 图像质量定性分析

       本研究进行甲状腺磁共振检查的各序列图像主观评分均达到诊断水平，且两位评分者对T1WI、T2WI、T2WI-FS、DWI-STIR和DWI-FOCUS各序列评分一致性分别达到了0.92、0.94、0.96、0.93和0.89。其中T1WI、T2WI以及T2WI-FS结构相序列评分均为4分以上，对于甲状腺及其周围解剖结构包括气管食管沟、纵隔淋巴结以及甲状腺与气管食管动脉的关系等均可以清晰显示。功能相序列DWI-STIR和DWI-FOCUS对于解剖结构的细节显示不如结构相序列，但其可在分子水平层面诊断和鉴别诊断甲状腺疾病、并评估甲状腺病变的进展与预后，DWI能够通过评估甲状腺组织内部的水分子扩散运动情况间接判断其内部的病灶活性，并对正常组织的功能受损情况进行初步评价^[6,12]。

3.2 图像质量定量分析

       对于甲状腺图像质量客观评价，结果显示整体甲状腺左右叶信号均匀，甲状腺右叶的信号强度略高于左叶，对于各序列信号强度而言，各序列均表现出左右叶信号的高度一致性，T1WI、T2WI、T2WI-FS、DWI-STIR和DWI-FOCUS各序列甲状腺信号强度一致性分别为0.957、0.937、0.924、0.871和0.848。信噪比和对比噪声比是衡量组织分辨率的主要参数，其值越高，则该序列组织分辨率越高。在本研究中，对于各序列信噪比而言，序列T2WI-FS信噪比最高为42.82，且左右叶一致性为0.885。T2WI-FS序列通过抑制脂肪可以减少肌肉与周围组织之间的信号差异，因此信噪比最高^[13]。而对于各序列对比噪声比而言，序列DWI-STIR对比噪声比最高为16.01，其次为DWI-FOCUS序列为9.91。由于对比噪声比为甲状腺信号强度与胸锁乳突肌信号强度差值与背景噪声标准差的比值，T2WI序列甲状腺和胸锁乳突肌均具有较高的信号强度，而DWI序列胸锁乳突肌信号强度明显低于甲状腺信号强度，因此DWI序列的对比噪声比高于T2WI序列。DWI-STIR序列使用空间选择性180 ^oRF预饱和脉冲具有短反转时间以抑制脂类信号，它是一种更可靠的方法,以应对B0不均匀性和易感性的改变，因此具有更高的信噪比和对比噪声比^{[14, 15, 16, 17, 18]}。而DWI-FOCUS技术使用2D回波平面射频激励，再施加180^o重聚集脉冲，该技术可以减少相位编码方向的FOV，从而提高图像分辨率并减少时间，此外该技术还可减少因不同解剖结构而引起的部分容积效应^[19]。

       关于表面线圈的研究，目前已有文献进行了相关报道。Gradl等^[20]对牙齿专用表面线圈和传统头颈线圈所扫描的图像进行对比，发现表面线圈缩短了组织和线圈之间的距离，能够提供更高质量的图像。此外，Sun等^[21]对颞下颌关节分别使用颞下颌关节表面线圈和头颈联合线圈进行磁共振扫描，结果显示两种线圈均可以被用于颞下颌关节的磁共振检查，但是在斜冠状位和斜矢状位T2WI，表面线圈所扫描图像信噪比高于头颈联合线圈。Wang等^[22]使用8通道表面线圈，通过DWI进行甲状腺结节良恶性的研究，所扫描图像不同b值DWI均可以将甲状腺清晰显示，且高b值(2000 s/mm²)DWI可有助于区分甲状腺良恶性结节，其结果与本研究的结果一致。

       综上所述，使用8通道甲状腺专用表面线圈进行磁共振扫描，图像质量评分高，信号均匀，信号强度、信噪比以及对比噪声比高，可以满足临床诊断要求。本研究还存在以下不足：仅对甲状腺正常组织进行了定性和定量评价，未对甲状腺病变进行评价。在以后的研究中，拟对相关甲状腺疾病，包括甲状腺良恶性病变的信号、边缘以及淋巴结等内容进行相关研究。