多b值DWI聯合MRI常規掃描對直腸癌檢查圖像質量的影響

劉玉霞 謝瑞峰 胡延濤

直腸癌發病早期癥狀較輕微，疾病發展至中晚期可出現明顯排便習慣異常，包括腹瀉、便秘、膿血便等，患者就診時間較晚，多需接受以手術為主的綜合治療[1]。但因患者腫瘤分期不同，所需治療方案不同，因此術前為患者實施有效的影像學檢查，明確患者直腸癌特征，對指導治療意義重大[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“金標準”，但造成創傷大，部分患者在檢查后排便習慣異常情況可能加重，不宜作為術前診斷工具[3]。影像學檢查具有無創優勢，被廣泛應用于癌癥患者術前檢查，但受圖像質量影響，可出現誤診[4]。研究指出，核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)檢查具有多層面成像、組織分辨率高等優勢，適用于腫瘤早期篩查[5]。但MRI常規掃描所獲取的圖像質量較差，不利于確診。磁共振擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)作為MRI檢查的新模式，可進一步獲取高質量圖像，明確病灶組織結構特點，并通過ADC值評估病灶特征[6-7]。但不同的多彌散加權系數(b)值下實施DWI成像檢查的質量不一。基于此，本研究選取直腸癌患者進行研究，進一步探討多b值DWI聯合MRI常規掃描在直腸癌患者診療中的應用價值。具示如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧分析醫院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。本研究符合倫理學相關規定。

1.2 入選標準

納入標準：①符合《中國結直腸癌診療規范(2015版)》[9]中直腸癌診斷標準；②患者有排便習慣及大便性狀改變；③均為初次發病；④臨床資料齊全。排除標準：①合并其他類型腫瘤的患者；②合并體內金屬植入物的患者；③合并顱內動脈瘤的患者；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 儀器與檢查前準備 所有患者均接受多b值DWI、MRI常規掃描，儀器選用美國GE公司3.0T超導型磁共振成像系統及相控陣表面線圈。檢查前患者需禁食8 h，指導患者服用腸道清潔藥物，于檢查前30 min喝溫開水，檢查時患者膀胱應處于充盈狀態。

1.3.2 MRI常規掃描 各序列掃描參數如下：①多次激發快速自旋回波序列(fast spin echo，FSE)T1加權成像(T1 weighted image，T1WI)軸位掃描參數：回波時間(Time of Echo，TE)10～20 ms，重復時間(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，FOV)200，讀出FOV200，層厚3.5 mm，層間距0.35 mm，翻轉角150°，層數25，平均次數1.4。②多次激發FSE T2加權成像(T2 weighted image，T2WI)軸位平掃參數，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，翻轉角110°，層數25，平均次數1.5。③多次激發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，翻轉角110°，層數20，平均次數2。④多次激發FSE T2WI脂肪抑制序列(spectral presaturation attenuated inversion recovery，SPAIR)軸位平掃參數，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，翻轉角110°，層數25，平均次數1.6。

1.3.3 DWI掃描 采用自由呼吸單次激發自旋回波平面回波序列掃描，b值分別取50、800、1 500 s/mm2，激勵次數(number of excitations，NEX)分別取4、6、12，掃描時長分別為1分8秒、2分5秒及4分5秒。其他掃描參數為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，翻轉角90°。

1.3.4 圖像處理 所得圖像上傳至Function4.4及Omi-Kinetics軟件進行處理，表觀擴散系數(apparent disffusion coefficient，ADC)感興趣區設置為b=50、800、1 500 s/mm2，重建原始圖像，獲得ADC圖，手動選取感興趣區(region of interest，ROI)，面積為80～200 mm2。計算ADC值。由2位以上高年資影像科醫生單獨診斷。

1.4 評價指標

①評估MRI常規掃描、多b值DWI檢查直腸癌的圖像質量，將圖像偽影、組織內本底增加、圖像移位各計為0～3分，0、1、2、3分分別計為無、輕、中、重，總分為0～9分，分值越低，提示圖像質量越好。②以手術后病理檢查結果為金標準，評估MRI常規掃描、b=800 s/mm2時DWI檢查對患者腫瘤分期的診斷價值。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，有點條狀、結節狀改變，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值下對應的ADC值。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 MRI常規掃描、多b值DWI檢查直腸癌的圖像質量評分

b=800 s/mm2時DWI圖像質量評分最低，后由低到高依次為b=50 s/mm2、1500 s/mm2DWI、MRI常規掃描，不同檢查方法間圖像質量評分比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 MRI常規掃描、多b值DWI檢查直腸癌的圖像質量評分分)

2.2 MRI常規掃描、b=800 s/mm2時DWI檢查對患者腫瘤分期的診斷價值

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

表2 MRI常規掃描、b=800 s/mm2時DWI檢查對患者腫瘤分期的診斷價值/例

2.3 低、中、高分化病灶在多b值下對應的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應的ADC值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 低、中、高分化病灶在多b值下對應的ADC值

3 討論

直腸癌治療原則為選取有效手術方法，評估是否能保留肛門，實施術后放療、化療，降低復發率[10]。為合理規劃患者上述治療方案，實施術前檢查尤為必要。MRI是影像學常用方法，但常規MRI難以反饋病灶內部特征，應用價值有限[11]。結合MRI新模式檢查，為患者提供完整、準確的影像解剖，對進一步評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，可間接反映組織結構中微觀分子水平，在一定程度上提供細胞病理方面信息，反饋細胞完整性，對腫瘤診斷有重要價值。基于此，本研究進一步將多b值DWI聯合MRI常規掃描應用于直腸癌診斷中。結果顯示，b=800 s/mm2時DWI圖像質量評分最低，后由低到高依次為b=50 s/mm2、1 500 s/mm2DWI、MRI常規掃描，提示DWI檢查的圖像質量優于MRI常規掃描，其中b=800 s/mm2時DWI檢查的圖像質量較好。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聯合常規MRI檢查時，化學位移偽影對成像的影響較小，故而圖像質量較高[13]。但在多b值下，圖像質量受影響。b值反饋擴散梯度場強度和持續時間，b值升高時，圖像質量及信噪比可隨之升高，但b值升高到一定程度后，圖像質量及信噪比則呈現降低趨勢[14]。選擇b值過小時，信噪比高，但檢查時圖像易受微灌注影響，組織對比度差，圖像質量受影響[15]；選擇b值過大時，DWI擴散權重強，空間分辨率較低，信噪比低，受點狀噪聲信號影響，圖像完整性及連續性較差，還易出現圖像磁敏感偽影[16]。因此b=800 s/mm2時，圖像質量較好。

本研究結果還顯示，手術后病理檢查結果顯示，96例直腸癌患者中，有26例T2期，53例T3期，17例T4期；MRI常規掃描與手術病理結果的一致性一般，b=800 s/mm2時DWI檢查、DWI聯合MRI常規掃描檢查與手術后病理檢查結果的一致性好，提示b=800 s/mm2時DWI檢查聯合MRI常規掃描對腫瘤分期有較高診斷價值。主要原因在于，MRI常規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、漿膜層表現為低信號，黏膜下層表現為高信號，黏膜層表現為波浪狀、均勻低信號影[17]。因各層可表現出不同信號，MRI常規掃描可在一定程度上反饋直腸癌進展程度，對評估患者分期有一定價值。而行DWI檢查的圖像質量較好，可更為清晰地顯示腫瘤邊界，受圖像偽影、組織內本底增加、圖像移位的影響較小，有助于判斷腫瘤組織的浸潤情況，利于確定腫瘤分期[18]。但DWI對直腸癌分期仍有一定誤診，可能與癌組織侵犯周邊組織時，存在腸管周圍纖維化及炎癥反應，導致腫瘤組織邊緣在圖像上有異常信號表現，可誤診為癌組織侵入肌層或組織有關[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應的ADC值比較有差異，提示多b值DWI聯合MRI常規掃描還有助于進一步評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散性能，ADC值高可反饋分子在生物組織中隨機運動多，受限少，DWI信號衰弱重；而ADC值低可反饋分子在生物組織中隨機運動少，受限多，DWI信號衰弱輕[20]。由于不同分化程度直腸癌組織內分子含量及運動狀態均不同，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，結論尚有局限性，還應在后續增加多b值探討，進一步證實多b值DWI聯合MRI常規掃描在直腸癌診斷中的應用價值。

綜上所述，b=800 s/mm2時DWI檢查的圖像質量較好，聯合MRI常規掃描對腫瘤分期有較高診斷價值，多b值DWI聯合MRI常規掃描還有助于進一步評估患者腫瘤分化程度。