四肢軟組織腫瘤合成磁共振圖像與常規磁共振圖像質量對比的初步研究＊

邵楠楠 林 松 王立峰孟 帆 袁軍輝 許春苗,*

1.鄭州大學附屬腫瘤醫院(河南省腫瘤醫院)醫學影像科 (河南 鄭州 450008)

2.河南省骨科醫院骨科 (河南 鄭州 450008)

四肢軟組織腫瘤主要包括脂肪瘤、纖維瘤、血管瘤和淋巴瘤等，種類較多，組織類型多樣，臨床診斷較為困難。MRI具有較高軟組織分辨率，是四肢軟組織腫瘤常用的影像學檢查方法[1-2]。但是由于軟組織腫瘤生長具有時間和空間的異質性，導致常規MRI成像難以有效鑒別組織的良惡性性質。合成磁共振成像是一種新興的磁共振定量成像技術，基于多延遲飽和多回波原理，1次圖像采集可在4～6分鐘內獲得多個合成對比加權圖像及定量馳豫圖，有效縮短掃描時間[3-4]。目前合成磁共振技術已應用于中樞神經系統、乳腺、前列腺等部位，但在四肢軟組織腫瘤方面研究較少。本研究通過對比分析四肢軟組織腫瘤合成MRI圖像與常規MRI圖像的圖像清晰度、偽影兩方面差異，旨在評價合成磁共振圖像質量，從而為合成磁共振在軟組織腫瘤的影像診斷的可行性提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料回顧性分析2021年12月至2023年1月于河南省腫瘤醫院行同時行合成磁共振及常規磁共振掃描的四肢軟組織腫瘤患者40例。其中男23例，女17例，年齡11～78(43.65±20.17)歲，均經病理證實。其中惡性24例(未分化多形性肉瘤13例，腺泡狀軟組織肉瘤7例，去分化脂肪肉瘤1例，粘液樣脂肪肉瘤2例，粘液纖維肉瘤1例)，良性13例(神經鞘瘤8例，脂肪瘤1例，脈管瘤3例，纖維血管錯構瘤1例)，中間性3例(均為非典型性脂肪瘤樣腫瘤)。下肢32例(左側18例，右側14例)，上肢8例(右側2例，左側6例)。

納入標準：入組對象均于術前進行MRI檢查，且檢查前未接受化療、放療或其他相關治療；無MRI檢查禁忌癥。排除標準：存在其他惡性腫瘤；臨床資料不完整。本研究符合《赫爾辛基宣言》相關倫理準則。

1.2 MRI檢查方法及參數MR掃描采用美國GE Architect 3.0T MR掃描儀，32通道腹部線圈。掃描序列包括：(1)OAX-T1WI，采用快速自旋回波(fast spin echo，FSE)序列，TR 400 ms，TE min full ms，FOV 38cm×38cm，層厚5mm，層間隔1mm。(2)AX-T2WI，采用FSE-FLEX序列，TR 3000ms，TE 85ms，FOV 38cm×38cm，層厚5mm，層間隔1mm。(3)OAX-MUSE-DWI，TR 3606ms，TE min full ms，FOV 38cm×38cm，層厚5mm，層間隔1mm。(4)合成磁共振采用magic序列，OAX-magic序列，采用多延遲多回波序列，自動設定TR值，TE 13.5 ms，自動設定TI值，FOV 34 cm×34cm，層厚5 mm，層間隔0.5 mm。(5)SAG-T2WI，采用FSE序列，TR 2950ms，TE 102ms，FOV 36cm×36cm，層厚5mm，層間隔0.5mm。

1.3 圖像處理方法由2名具有10年以上骨肌系統腫瘤診斷經驗的放射科醫師獨立閱片，采用盲法評價圖像清晰度、圖像偽影并測量軸位圖像腫瘤最大徑。兩名觀察者共同分析5例患者對評分標準達成共識后獨立閱片。將常規序列T1FSE、T2-dixon掃描所獲圖像及合成磁共振重建的Syn T1WI、Syn T2WI、Syn STIR定量圖像進行圖像清晰度分析及偽影評價，并測量腫瘤軸位最大徑。

1.4 圖像清晰度分析[5]對6組圖像腫瘤最大層面的邊緣清晰度進行評分：1分，無明確界限；2分，大部分邊界模糊；3分，50%左右邊界模糊；4分，大部分邊界清晰；5分，邊界十分清晰。圖像偽影評價：對6組圖像偽影進行分析，包括偽影類型及評分，偽影嚴重程度評分：1分，偽影嚴重無法診斷；2分，偽影有2處或以上，較難作出準確診斷；3分，偽影有2處或以上，可做出明確診斷；4分，有且僅有1處偽影，可做出明確診斷；5分，無偽影。

1.5 統計學分析采用SPSS 20.0統計分析軟件。計量資料以(χ-±s)表示。采用加權Kappa檢驗、組內相關系數分析2名醫師主觀評分的一致性，0.7≤Kappa＜1認為一致性良好，0.4≤Kappa＜0.7為一致性中等，Kappa＜0.4為一致性差；Kappa≥0.75為一致性極好，Kappa＜0.4認為一致性差。采用Kolmogorov-Smimov檢驗進行正態性檢驗，Levene檢驗進行方差齊性檢驗。采用Kruskal-Wallis H檢驗比較合成磁共振與常規序列獲得圖像的整體清晰度評分、偽影評分主觀評分分布差異，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩名醫師主觀評分一致性兩名醫師對合成磁共振及常規序列圖像清晰度、偽影主觀評分的一致性如下：(1)圖像清晰度：合成磁共振三組重建序列Kappa值分別為0.844、0.883、0.712，兩名醫師一致性極好；常規序列Kappa值分別為0.851、0.851、0.649，兩名醫師一致性極好、中等。(2)圖像偽影：合成磁共振三組重建序列Kappa值分別為0.873、0.752、0.855，兩名醫師一致性極好；常規序列Kappa值分別為0.804、0.808、0.711，兩名醫師一致性極好。(3)腫瘤軸位最大徑測量：合成磁共振、常規序列兩名醫師所測得腫瘤軸位最大徑ICC值分別為0.797、0.778，兩名醫師一致性強。

2.2 合成磁共振與常規序列圖像清晰度比較Syn T1WI、con-T1WI序列圖像清晰度比較，Syn T2WI、con-T2WI Ⅰ序列圖像清晰度比較，差異均無統計學意義 (P=1.000，0.083)，Syn T2STIR與con- dixon -water-T2WI序列圖像清晰度比較，差異有統計學意義(P=0.025)。見表1。

表1 合成磁共振成像與常規序列圖像清晰度評分[例(%)]

2.3 合成磁共振與常規序列圖像偽影評分比較Syn T1WI、con-T1WI序列圖像偽影評分比較，Syn T2WI、con- T2WI圖像偽影評分比較，差異均無統計學意義(P=0.070、0.056)，Syn T2STIR、con- dixon -water-T2WI圖像偽影評分比較，差異有統計學意義(P=0.023)。見表2。

表2 合成磁共振成像與常規序列圖像偽影評分[例(%)]

2.4 腫瘤最長徑比較合成磁共振成像測得腫瘤長徑均值(63.21±37.90)mm，常規序列測得腫瘤長徑均值(63.13±36.92)mm，二者圖像所測得腫瘤長徑差異無統計學意義(t=0.009，P=0.992)。

2.5 典型病例56歲男性，粘液樣脂肪肉瘤。圖1～圖6分別為con-MRI-T1WI、Syn T1WI、con-MRI-T2WI、Syn T2WI、con- dixonwater-T2WI、Syn T2STIR下序列圖。Syn T2STIR圖像清晰度略差于常規壓脂序列，偽影較常規序列明顯。

3 討 論

合成磁共振成像是指使用定量磁共振掃描分析獲得每個體素的T1、T2、質子密度(proton desity，PD)這些磁共振定量組織參數后，利用磁共振信號公式生成各類常見不同對比度的磁共振圖像的方法[6]?；诙鄠€延遲多回波(multiple-deplay multiple echo，MDME)序列原理，合成磁共振技術在不同TR內施加4個120°飽和脈沖，同時進行雙回波采集，共生成8組對比圖像。合成磁共振技術中的多飽和脈沖可定量組織的T1，進而得到T1定量圖；多回波采集可定量T2，進而得到T2定量圖。獲得組織T1值后，可計算出射頻場的大小，即Β1值。將T1、T2、Β1值代入信號強度計算公式，可得到組織的磁化矢量M0值，進而獲得PD定量圖。已知T1、T2、Β1及PD值后，通過相應的后處理軟件，即可得到基于自旋回波序列任意對比的圖像[7]。目前合成磁共振技術已應用于中樞神經系統、乳腺和直腸等部位[8-10]，鄭作鋒等的研究[11]顯示，其在中樞神經系統的圖像質量，對解剖和形態特征顯示與常規序列相似。在本研究中Syn T1WI與con-T1WI、Syn T2WI與con-T2WI序列圖像清晰度評分無明顯差異，與以上研究相似。本研究中合成磁共振圖像清晰度4、5分比率略高于中樞神經系統圖像清晰度評分，究其原因可能與四肢軟組織組織成分差異較大，對比明顯，易于分辨其邊界有關。

軟組織腫瘤的邊界認定，大小的測量對軟組織腫瘤治療方案的制定，尤其是手術方式的選擇至關重要，同時嚴重影像患者生存期及生活質量[12-14]。因此選擇合適的方法對軟組織腫瘤實現準確測量很有必要。MRI軟組織分辨率高，可以較為清晰顯示腫瘤邊界、累及范圍及反應區域，因此是軟組織腫瘤術前重要的檢查方式。本研究中合成磁共振重建出的Syn T1WI、Syn T2WI及Syn STIR相互結合測得腫瘤的最大徑與常規序列所測得最大徑無明顯差異，可以考慮，合成磁共振成像可以清晰判斷腫瘤的邊界，滿足四肢軟組織腫瘤的臨床需求。

合成磁共振技術在約6min完成一次成像通過軟件重建出多種對比圖像，明顯縮短掃描時間，有利于因疼痛不能長時間配合掃描的腫瘤患者中，例如四肢軟組織腫瘤、腦部腫瘤等疾病中完成掃描，提高掃描成功的幾率[15-16]。本研究中合成磁共振重建圖像與常規序列圖像偽影評分無差異，但出現評分1分偽影嚴重病例及3分偽影有2處或以上的病例，分析圖像發現偽影多出現于左大腿前內側區域，病變位于該區域附近時明顯，可能與腫瘤或周圍水腫導致電介質增加有關，電介質增加嚴重干擾對Β1射頻場，致使Β1場不均勻，射頻脈沖的翻轉角不一致，最終圖像上產生不均一的信號強度，信號強度受影響的區域在進行合成圖像生成的時候，容易在擬合過程中產生壞點，形成信號的缺失。

綜上所述，合成磁共振成像對四肢軟組織腫瘤顯示清晰，大小測量與常規序列一致，Syn T1WI、Syn T2WI具有較好的圖像質量，偽影評分與常規序列無明顯差異，具有一定臨床應用價值，synT2STIR局部出現擬合錯誤，圖像質量有待進一步提高。本研究不足之處在于樣本量偏少，尤其是上肢病例較少，在后續研究中繼續增加樣本量，進一步探討擬合失誤出現原因及解決方案。