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临床研究
MR扩散加权与BLADE-T2-SPAIR对肝脏局灶性病变检出的比较研究
李瑞利 赵晶 元达 李宏军

李瑞利,赵晶,元达,等. MR扩散加权与BLADE-T2-SPAIR对肝脏局灶性病变检出的比较研究.磁共振成像, 2011, 2(6): 403-407. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2011.06.002.


[摘要] 目的 比较磁共振扩散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI)与刀锋伪影校正(BLADE)技术、精确频率反转恢复(spectral presaturation attenuated inversion recovery, SPAIR) T2压脂序列对肝脏局灶性病变的检出效能。方法 选择BLADE-T2-SPAIR与DWI 2种序列均进行了检查的35例患者共51个病灶(31个恶性:肝细胞癌21个,转移瘤10个;20个良性:囊肿6个,血管瘤14个)纳入本次研究。1位读片者分别阅读T2压脂与DWI图像并测量病灶和邻近肝实质在DWI及T2压脂上的信号强度,计算病灶/肝信号强度比(contrast ratios, CR)。比较2种序列之间检出率及CR值的差异。结果 2种序列对囊肿、血管瘤、转移瘤的检出率之间的差异无统计学意义,T2压脂序列对肝细胞癌的检出率高于DWI(P< 0.05)。所有病灶均测量了CR,囊肿的CR值在T2WI高于DWI (P<0.05),血管瘤、肝细胞癌、转移瘤的CR值在2种序列之间的差异无统计学意义。结论 DWI对肝细胞癌的检出效能低于T2压脂序列。
[Abstract] Objective: To compare the efficacy of DWI and BLADE-T2-SPAIR in detection of focal liver lesions.Materials and Methods: Thirty-five patients with 51 focal hepatic lesions (31 malignant and 20 benign) were included in the study. Both BLADE-T2-SPAIR and DWI were performed on each patient. One radiologist interpreted BLADE-T2-SPAIR and DWI images and measured the signal intensity (SI) of the lesions and adjacent liver parenchyma on BLADE-T2-SPAIR and DWI, and the contrast ratios (CR, the ratio of SI of lesion/liver) were calculated. The detecting rates of the lesions and the mean CRs were compared between the two sequences.Results: There were no significant difference in the detecting rate of cyst, hemangioma, metastatic tumor by BLADE-T2-SPAIR and DWI, the detecting rates of hepatocellular carcinoma (HCC) by BLADE-T2-SPAIR were higher (P<0.05) than those by DWI. CR was calculated for all lesions. The CRs of cyst on BLADE-T2-SPAIR were higher than those on DWI (P<0.05), and no significant differences were found between the two sequences as for the CRs of hemangioma, HCC, metastatic tumor.Conclusions: DWI is not superior to T2WI in detection of HCC.
[关键词] 肝脏;肝脏局灶性病变;扩散加权成像
[Keywords] Liver;Focal liver lesions;Diffusion-weighted imaging

李瑞利 首都医科大学附属北京佑安医院放射科,北京 100069

赵晶 首都医科大学附属北京佑安医院放射科,北京 100069

元达 首都医科大学附属北京佑安医院放射科,北京 100069

李宏军* 首都医科大学附属北京佑安医院放射科,北京 100069

通讯作者:李宏军,E-mail: lihongjun00113@126.com


第一作者简介:
        李瑞利(1985—),女,硕士研究生,住院医师,研究方向:艾滋病及肝病影像学与病理基础研究。Email: 1985lrli@sina.com

基金项目: 北京卫生系统高层次卫生技术人才培养计划项目 编号:2009-3-55
收稿日期:2011-09-30
接受日期:2011-11-09
中图分类号:R445.2; R735.7 
文献标识码:A
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2011.06.002
李瑞利,赵晶,元达,等. MR扩散加权与BLADE-T2-SPAIR对肝脏局灶性病变检出的比较研究.磁共振成像, 2011, 2(6): 403-407. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2011.06.002.

       近年来随着磁共振技术的不断发展,新的检查序列不断推出,腹部磁共振图像质量有明显提高,同时腹部病变的遗漏也明显减少。文献报道,DWI有助于肝脏局灶性病变的检出[1,2]。合理利用脂肪抑制技术目的是消除图像中脂肪组织的信号,使灰阶在剩下的信号强度范围内重新调整,从而增加图像的对比度,提高病变的检出率。同时,由于脂肪组织是引起化学位移伪影的主要因素,脂肪抑制消除了这种影响,图像的清晰度得以改善,为鉴别诊断提供重要信息。频谱变细反转恢复(spectral presaturation attenuated inversion recovery, SPAIR)序列是西门子公司开发的脂肪抑制技术,它在胸、腹部均有临床应用报道[3]。本研究采用3T磁共振扫描仪,比较DWI与BLADE-T2-SPAIR对肝脏局灶性病变的检出效能,并分别比较良性与恶性病灶,以期探寻DWI及BLADE-T2-SPAIR对肝脏局灶性病变的检出是否有帮助。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       收集从2011年5月-2011年10月在北京佑安医院行肝脏MR检查的35例患者纳入本次研究。其中,男26例,女9例,年龄29~85岁,平均52. 8岁。病例纳入标准:①所有患者均有CT平扫+增强,MRI平扫+增强(包括T2压脂与DWI 2种序列)影像学资料;②通过活检或综合临床资料、典型影像学表现获得肝脏局灶性病变最终诊断;③病灶大小在10~30 mm之间。病例和病灶排除标准:①扫描参数与其他患者不一致者;②肝脏病灶进行过治疗者排除,但新发病灶不排除;③同一病例同一类型病灶5个或以上者排除。

       35例患者共51个病灶,包括31个恶性病灶和20个良性病灶。其中34个病灶(26例患者)均经穿刺活检获得组织病理学诊断,包括21个肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC),9个转移瘤,4个血管瘤,余17个病灶(9例患者),包括1个转移瘤,6个囊肿,10个血管瘤通过综合临床资料、典型影像表现获得诊断。

1.2 MRI检查技术

       35例患者(51个病灶)均用Siemens公司Magnetom Trio Tim MR 3.0 T扫描仪进行扫描,腹部8通道相控阵线圈;T2WI采用BLADE技术呼吸激发的SPAIR脂肪抑制,TR/TE:2200/103,矩阵320×256;DWI采用自旋回波-回波平面成像(SE-EPI)序列,DWI的b值为0,800 s/mm2, TR/TE:1600/76,矩阵192×182。同一患者T2压脂与DWI的层厚(5~6 mm)、层间距(1~2 mm)一致。

1.3 图像分析

       1位读片者(3年腹部MRI诊断经验)在不了解病史和最终诊断的情况下在工作站(Siemens Leonardo)上按照默认的窗宽、窗位分别阅读T2WI及DWI图像,读片顺序随机排列,2种序列之间的读片间隔至少为1周以上,记录其认为肯定存在的病灶的大小和部位,并在工作站上对图像质量进行评价,在质量合格的图像中,依据b=0 s/mm2的图像将ROI放置于病灶和同层面的邻近肝实质中,测量DWI(b=800 s/mm2)上的信号强度。病灶的ROI尽可能大,对于不均匀病灶,将ROI放置于病灶实性部分。肝实质的ROI尽量避开伪影及可见的血管和胆管,并远离肝脏边缘,其大小与病灶ROI保持一致。同时,测量病灶和邻近肝实质在T2WI上的信号强度,ROI大小与DWI上一致,位置尽量保持一致。每个数据测量2次,取平均值。计算病灶/肝信号强度比(contrast ratios, CR)。

1.4 统计学分析

       采用统计软件包SPSS17.0进行数据整理和统计分析,以P<0.05为具有统计学意义。将肯定存在的病灶计为检出。2种序列之间检出率的比较采用卡方检验,CR值以均数±标准差(±s)表示,行Shapiro-Wilk正态性检验,方差齐性检验,对不同病灶在两种序列CR值的2组计量资料进行独立样本t检验。

2 结果

2.1 检出率的比较

       T2压脂与DWI序列对肝脏血管瘤、转移瘤的检出率均为100%。T2压脂与DWI序列对肝脏囊肿的检出率之间的差异无统计学意义(P>0.05),对肝细胞癌的检出率之间的差异有统计学意义(P<0.05),T2压脂对肝细胞癌的检出率高于DWI序列。当在一种序列上检出病灶即计为检出时,T2压脂+DWI对肝细胞癌的检出率高于DWI(P<0.05),但与T2压脂之间检出率的差异无显著性(P>0.05),见表1

       以读片者均未检出的病灶计为未检出,分析2种序列均未检出的病灶。2种序列均未检出的为1个病灶,病理均为HCC(图1),病灶长径为12 mm,有肝硬化背景;T2压脂检出而DWI未检出的病灶为7个病灶,包括1个囊肿,5个HCC(图2),T2压脂未检出而DWI检出的为1个病灶,病理为HCC(图3)。

图1  男,38岁,肝硬化患者,肝右叶后下段肝癌(箭),直径12 mm。1A示动脉晚期,病灶明显强化;1B示病灶于T2压脂序列呈等信号,导致漏诊;1C示DWI上病灶中心部分信号不高,周围部分呈稍高信号,导致漏诊
Fig 1  M, 38 years old, liver cirrhosis, hepatocellular carcinoma in the posterior lower segment of right lobe (arrow), diameter is 12 mm. 1A: Late arterial phase, the focus enhanced obviously; 1B: The lesion is iso-signal intensity on T2 fat saturation sequence, leading to a missed diagnosis; 1C: The center portion of the lesion is not high on DWI, the surrounding part is slightly high signal, leading to a missed diagnosis.
图2  女,56岁,肝硬化伴腹水患者,肝右叶前上段肝癌(箭头),直径18mm。2A示T2压脂序列病灶呈稍高信号清晰显示;2B示DWI图像受腹水影响,肝脏信号衰减明显,病灶因图像信噪比较低导致漏诊
Fig 2  F, 56 years old, liver cirrhosis with ascites, hepatocellular carcinoma in the anterior superior segment of the right lobe (arrow ), diameter was 18 mm. 2A: The lesion shows clearly on T2 fat saturation sequence; 2B: The lesion is attenuation on DWI due to the influence of liver ascites, leading to a missed diagnosis.
图3  男,42岁,肝硬化患者,肝右叶后下段肝癌(箭头),直径15 mm。3A示T2压脂序列病灶呈等信号,不明显,导致漏诊;3B示DWI上病灶呈明显高信号
Fig 3  M, 42 years old, liver cirrhosis, hepatocellular carcinoma in the posterior lower segment of the right lobe (arrow ), diameter is 15 mm. 3A: The lesion is not obvious, showed iso-signal on T2 fat saturation sequence, leading to a missed diagnosis; 3B: The lesion showed high signal on DWI.
表1  T2压脂序列、DWI、T2压脂+DWI对肝脏局灶性病灶检出率的比较
Tab 1  The comparison of detection rate among the T2 fat saturation sequence, DWI, T2 fat saturation + DWI in focal liver lesions

2.2 CR值的比较

       51个病灶中,1个病灶长径为30 mm,其余50个病灶长径均在10~20 mm,血管瘤、肝细胞癌、转移瘤在DWI上的CR值高于T2压脂序列,但2种序列上CR值的比较差异无统计学意义(P均>0.05)。囊肿在DWI上的CR值低于T2压脂序列,差异有统计学意义(P<0.05),见表2

表2  肝脏局灶性病灶在T2压脂及DWI序列上的CR值比较(±s)
Tab 2  The comparison of CR between T2-fs and DWI sequences in focal liver lesions(±s)

3 讨论

       T2WI是肝脏MR成像的基本序列,然而T2WI对于肝脏局灶性病变的检出仍然存在一定的局限性。T2WI对T2较短的实性病灶的检出价值有限,由于多数HCC发生于肝硬变的基础上,肝内不同程度的纤维化和再生结节使肝组织信号不均,HCC在T2WI上可表现为各种信号[4],文献报道仅有大约30%的HCC可于T2WI上检出[5]。MRI对运动的敏感性较高,成像过程中患者如发生轻微运动,即可引起图像模糊,产生伪影。磁共振伪影主要包括运动伪影、设备伪影和磁敏感伪影,其中前者是影响图像质量的最主要原因。刀锋伪影校正(BLADE)技术将K空间放射状填充结合运动校准重建,显著降低了运动伪影的产生,提供准确清晰的影像资料。SPAIR(精准频率反转恢复)对外磁场(B0)不均匀性敏感,对射频场(B1)不均匀性不敏感,它是高场强MR的新的脂肪抑制技术。SPAIR使用频率选择性脂肪饱和,并自动计算反转时间以最大程度抑制脂肪信号,因此压脂程度较好、均匀、图像信噪比高,可广泛应用于全身各部位,多个序列[6]

       肝脏病变DWI提供了肝脏不同组织的水分子运动和微观组织成分及细胞内外的水平衡情况的信息,其提供了评价肝实质或病变组织扩散运动及流动质子情况的方法,能从微观水平为病变的检出提供信息。

       本研究采用读片者计数的方法来比较T2压脂与DWI对肝脏局灶性病变的检出率,并通过测量CR值来比较两者的检出能力。读片者计数的结果显示,T2压脂与DWI对囊肿、血管瘤、转移瘤的检出率之间差异无显著性,T2压脂对肝细胞癌的检出率高于DWI序列。CR值比较的结果显示,血管瘤、肝细胞癌、转移瘤的两种序列比较差异无统计学意义。囊肿在DWI上的CR值低于T2压脂序列。2种分析方法的结果均表明,DWI对肝细胞癌的检出并不优于T2压脂序列。

       活体组织的弥散受许多微循环因素如毛细血管灌注、体液的流动、细胞的渗透性等影响,同时又受宏观因素如呼吸、血管搏动、肠道蠕动等生理活动的影响[7,8],可影响某些特定部位病灶的检出,或产生假阳性结果。另外,b值的选择对DWI有重要意义,虽然b值越大越能真实地反映水分子的扩散运动,但b值越大,伪影越多,图像易变形,同时高b值意味着需用较长的TE,对于肝脏这一T2时间较短(50 ms左右)的器官来说,图像的信噪比就会明显下降,但应用较低b值检测水分子扩散运动就不敏感,而且组织信号衰减受其他运动(如组织血流灌注造成水分子运动等)的影响会增大[9]。腹部MRI检查中,一般选择500~800 s/mm2 [10],本单位的经验表明,b=800 s/mm2时的图像质量可以接受。尽管如此,仍有部分图像中肝脏的信号衰减明显,无法测量信号强度,并有部分病灶因图像信噪比较低影响了检出(图2)。

       CR值的测量避开了伪影明显的部位,但恶性病灶在DWI的CR值与T2WI仍无明显差异。笔者推测,尽管肝脏恶性肿瘤细胞致密、核浆比升高可致水分子扩散受限,但细胞间含水量增高可引起扩散加快,而肝细胞癌经常伴发的肝纤维化又可使肝组织中水分子扩散受限[11],各种因素综合起来,影响了肝脏恶性病灶的检出。

       虽然DWI总体上对肝细胞癌的检出较T2WI并无明显优势,甚至稍逊一筹,但确实有一些病变,在DWI上更敏感(图3),Quan[12]等对直径小于3 cm的局灶性病变进行DWI检测,结果显示,DW I检测肝内小病灶的能力明显优于T2WI、增强与T1WI。一般而言,T2WI对于显示病灶是敏感的序列,但它不能显示一部分小病灶,这与T2WI中所用的长TR(1000 ms)、长TE(80~90 ms)有关:肝脏恶性肿瘤,如肝细胞癌具有较短的T2时间,如病灶较小、动脉期不强化,就不能被显示出来。而在DWI上,病灶与肝组织的对比噪声比明显高于T2WI。另外,尽管DWI上部分恶性病灶CR值较T2WI并无明显升高,但DWI上背景抑制好,病灶不受肝内血管、胆管和纤维化等的影响,因而更易识别。研究表明,DWI有助于肝癌和转移瘤等恶性肿瘤的检出[13]。Lowenthal[14]等研究MR扩散加权成像与Gd-EOB-DTPA增强成像的对比研究发现Gd-EOB-DTPA增强MR-Late期影像在肝脏局灶性病灶检出上更有优势,DWI对于识别小的转移灶更有价值。

       本研究的局限性主要在于病例数不足,测量CR值时考虑到部分容积效应的影响,入组患者病灶均大于10 mm,未对小于10 mm的病灶进行检出率的研究,尚需扩大样本量进一步研究。此外,肝脏局灶性病变DWI的b值选择需进一步探讨。

       综上所述,DWI由于伪影等原因对肝脏局灶性病变的检出价值有限,但它对于某些特定的病变具有独特的优势,今后的工作中仍需结合T2压脂序列与DWI序列对病灶进行分析。

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