磁共振增強CUBET1WI序列檢出肺癌腦轉移微小病灶效能的研究

李麗紅 朱華勇 李欣 吳玲 李楊飛 林雙翔 丁建榮

肺癌在我國惡性腫瘤中發病率居首位，癌細胞容易從病灶上脫落進入血流，因肺血管與椎靜脈相連，而椎靜脈無靜脈瓣不能防止血液反流，故相對于其它惡性腫瘤，肺癌更容易發生腦轉移，預后差，死亡率高，其5年生存率僅18%[1-2]。肺癌患者腦部轉移病灶的早發現、早診斷及早治療對延長患者生存時間及提高生存質量有著非常重要的意義[3]。目前磁共振顱腦增強掃描是診斷肺癌有無腦轉移的有效常規檢查方法[4]，但因常規增強序列一般層厚為5.0 mm，層間距為1.0 mm，易漏診一些微小轉移病灶[5-6]。近年來，隨著磁共振功能成像在臨床上廣泛應用，關于如何提高肺癌腦轉移小病灶顯像的影像學研究日益增多[7]。本研究采用磁共振各向同性三維快速自旋回波脈沖（CUBE）T1WI序列對臨床懷疑肺癌腦轉移患者進行顱腦增強掃描，旨在探討該序列對提高肺癌患者腦轉移微小病灶檢出效能，現將結果報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 收集浙江省臺州醫院2018年1月至2019年12月臨床考慮肺癌腦轉移患者20例，男9例，女11例，年齡35～87歲，平均60歲；臨床表現為頭痛、頭暈、嘔吐。所有患者均行顱腦磁共振平掃+增強檢查。納入標準：（1）肺部原發腫瘤經過臨床細胞學、穿刺或術后病理檢查證實；（2）在肺部原發腫瘤病理檢查證實后6個月內進行顱腦磁共振檢查隨訪觀察；（3）顱內腫瘤沒有經過手術治療，但在隨訪中有新進展。排除標準：（1）在確診肺癌之前有顱內占位史；（2）肺部原發腫瘤合并其它部位惡性腫瘤病史；（3）肺癌腦轉移患者已行顱腦外科手術治療。本研究經本院醫學倫理委員會批準，所有患者均知情同意。

1.2 方法 使用GE Discovery MR 750 3.0T掃描儀和8通道相控陣頭部專用線圈完成圖像采集。先行常規顱腦平掃序列（Ax T2WI、T1WI、T2FLAIR、Sag T1FLAIR）掃描，隨后右肘靜脈高壓注射對比劑釓噴酸葡胺注射液0.2 mmol/kg（北京北陸藥業股份有限公司），注射完畢后行顱腦常規增強SE T1WI序列掃描（橫斷位、矢狀位、冠狀位），最后行顱腦CUBE T1WI序列掃描。相關序列掃描參數見表1。

表1 顱腦平掃+增強掃描序列參數

1.3 圖像觀察與分析 由2位從事神經影像學診斷5年以上的放射科主冶醫師進行圖像分析。本研究定義腦轉移病灶的標準如下：（1）患者有肺癌病史且經組織病理檢查證實并排除其他神經系統疾病；（2）病灶部位位于腦轉移瘤的好發部位，轉移病灶在增強T1WI序列上表現為高信號。2位醫師獨立按5分制[8]對顱腦常規增強SE T1WI、增強 CUBE T1WI序列圖像進行主觀評價：1分，圖像有偽影，不能顯示正常組織、轉移病灶，影響診斷；2分，圖像有較重偽影，但能顯示正常組織、轉移病灶50%；3分，圖像局部輕度偽影，能清晰顯示正常組織、轉移病灶60%～80%；4分，不受偽影影響，組織和轉移病灶能顯示100%；5分，無偽影，組織和轉移病灶能顯示100%，圖像清晰。客觀評價：分別記錄顱腦常規增強SE T1WI序列、CUBE T1WI序列圖像中發現腦轉移的病例數、病灶個數、轉移病灶直徑，當轉移病灶個數存在分歧時，由2位醫師共同協商后確定，轉移病灶直徑取2位醫生測量平均值。轉移病灶按直徑分為＜3 mm、3～8 mm和＞8 mm，并分別記錄病灶個數。

1.4 統計學處理 采用SPSS 25.0統計軟件。非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗；采用Wilcoxon秩和檢驗比較顱腦常規增強SE T1WI序列和增強CUBE T1WI序列所檢測的轉移病灶個數。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2位醫師對兩種增強序列圖像質量評價結果的比較 2位醫師對顱腦常規增強增強SE T1WI、CUBE T1WI序列圖像質量評價差異均無統計學意義（P=0.825、0.275），見表2。常規增強SE T1WI序列圖像上明顯出現血管搏動偽影，出現率達90%（18/20），血管搏動偽影主要位于雙側小腦半球近乙狀竇區、雙側顳葉內側面，容易造成誤診，假陽性率為2.8%（4/141）。增強CUBE T1WI序列3例患者配合欠佳，圖像顯示稍微運動模糊，但不影響病灶顯影，20例圖像均無血管搏動偽影出現，能清晰顯示病灶。

表2 2位醫師對兩種增強序列圖像質量評價結果的比較

2.2 兩種增強序列檢測不同直徑轉移病灶個數的比較 20例肺癌患者顱腦內無轉移病灶1例，其余19例均見多發轉移病灶；增強CUBE T1WI序列共檢出173個轉移病灶，明顯多于增強SE T1WI序列檢出的141個轉移病灶，差異有統計學意義（P=0.007）。轉移病灶直徑＜3 mm組增強CUBE T1WI序列共檢出52個轉移病灶，增強SE T1WI序列共檢出24個轉移病灶，差異有統計學意義（P=0.007）；轉移病灶直徑3～8 mm組和＞8 mm組中兩種增強序列的差異均無統計學意義（P=0.083、0.655）。見表 3。

表3 兩種增強序列檢測不同直徑轉移病灶個數的比較

2.3 轉移病灶性質的診斷 肺癌腦轉移病灶以多發結節狀、實性為主，主要位于幕上腦實質灰白質交界處，額葉與頂葉最常見，小腦、腦干次之。磁共振平掃對肺癌腦轉移的診斷上仍有一定的限制，磁共振平掃T1WI呈低、等信號，在T2WI上呈高信號，部分小結節病灶周邊腦白質水腫廣泛，病灶容易被掩蓋，同時部分腦轉移病灶進展快，易出現出血、囊變、壞死，呈混雜信號，特別是單發轉移病灶時不易與腦出血、腦膿腫鑒別。增強掃描可以提高轉移病灶顯影的敏感性及準確性：增強CUBE T1WI序列可以顯示1～3 mm轉移病灶（磁共振平掃未顯示轉移病灶），增強后大部分實性轉移病灶強化明顯，呈均勻、環狀強化；肺癌腦轉移病灶伴出血，出血病灶在T1WI平掃呈高信號，增強強化不明顯，但其血腫旁常伴異常信號，增強后異常信號強化可與常規腦出血鑒別；腦轉移病灶伴壞死、囊變時，其增強表現為環行、不規則結節狀強化，瘤體的境界清楚，可準確的區分周圍腦水腫，但其環壁厚薄不一，環壁及壁結節呈中等程度強化，強化不均勻，環內內容物為壞死組織、出血、囊變等，增強后無強化。而腦膿腫增強表現顯示膿腫壁強化明顯、均勻壁薄，整個形態較轉移瘤更圓，結合患者感染中毒的臨床表現，易與腦轉移病灶相鑒別。3例典型病例的磁共振圖像見圖1-3。

圖1 46歲女性肺癌腦轉移患者磁共振圖像[a：增強SE T1WI序列箭頭處考慮血管搏動偽影；b、c：增強各向同性三維快速自旋回波脈沖（CUBE）T1WI序列無血管搏動偽影，可清晰顯示強化轉移病灶；d：增強CUBE T1WI序列重建軸位像，與a圖像對應，箭頭處病灶可清晰顯示轉移病灶]

3 討論

本研究為了提高顱腦內小轉移病灶顯影，使用的對比劑量為雙倍劑量（0.2 mmol/kg）。戴敏紅等[9]研究顯示大劑量（3 mmol/kg）對比劑顱腦增強磁共振檢查有利于腦部轉移病灶顯影，尤其是提高了小轉移病灶的檢出率，但其增加了患者的經濟負擔，限制腎功能不全患者的應用[10]。錢學江等[8]對磁共振增強掃描中使用對比劑單、雙倍劑量對腦轉移瘤顯示的研究發現，雙倍劑量對腫瘤組織信號強度、信噪比、對比噪聲比高于單倍劑量，同時對大、小轉移病灶的圖像顯示質量明顯優于單倍劑量，而雙倍劑量相對于大劑量可以減輕對患者腎功能的影響，并減輕患者的經濟負擔[11-12]。

CUBE技術是常規FSE的改進序列，包括兩大技術改進：可變反轉角回波采集技術和二維并行加速成像；常規FSE序列采集的信號強度會隨著回波鏈增加而逐漸下降，造成圖像信號不均，回波鏈越長，這種現象就越明顯，可變反轉角技術即最初的射頻脈沖配合較小的反轉角，當回波鏈的增加時候，反轉角也隨著增大，信號強度也跟隨著提高，從而抵消因長回波鏈引起的信號下降問題[13-15]。CUBE采集技術與3D FSE序列采集技術也不相同，常規3D FSE序列采集信號時，信號強度會隨著回波鏈的增加而降低，造成圖像亮、暗度不均，而CUBE序列是將第一個回波時間固定，多次采集的信號因而更加穩定，使得掃描更有可靠性和重復性[15]。

圖2 51歲男性肺癌腦轉移患者磁共振圖像[a：增強SE T1WI序列箭頭處隱約“轉移病灶”，與皮層區深部小血管不易區分；b：增強各向同性三維快速自旋回波脈沖（CUBE）T1WI序列與之對應能清晰顯示強化的轉移病灶]

增強CUBE T1WI序列掃描所得的圖像優點為[16]：大范圍容積掃描、圖像信噪比高、對比噪聲比高、圖像可以任意角度觀察。本研究增強掃描采用矢狀位CUBE T1WI序列，采集全腦容積成像歷時約4 min，與常規增強SE T1WI序列（三個方位序列掃描總時間）相比掃描時間稍短，其他方位可通過后處理任意角度及多種層厚重組圖像，使轉移病灶的檢出率大幅度提高。本研究結果中顯示增強CUBE T1WI序列對肺癌腦轉移病灶的檢出個數高于常規增強SE T1WI序列，尤其是直徑＜3 mm的病灶。究其原因可能是常規增強SE T1WI序列掃描層厚較厚，一般為5 mm，一些貼近腦膜的2～3 mm微小轉移病灶因周圍缺少腦水腫的襯托易與血管斷面混淆而被漏診，因此很有可能漏掉較小轉移病灶，造成對患者病情的誤判而影響臨床治療方案的制定[17]。而CUBE T1WI序列采用薄層掃描，掃描層厚為1 mm，故其所采集的圖像受部分容積效應影響小，圖像連續性佳，可以有效地區分皮層深部結構中較小血管與微小轉移病灶，提高了微小轉移病灶的顯影，這與閆昱竹等[18]研究結論相一致。本研究中常規增強SE T1WI序列與增強CUBE T1WI序列對病灶直徑3～8 mm組和直徑＞8 mm組病灶的檢出效能雖無統計學差異，但回顧分析圖像發現CUBE T1WI序列對轉移病灶檢出個數仍多于常規增強SE T1WI序列，在病灶直徑位于3～8 mm組中可能是因為常規增強SE T1WI序列掃描層厚較厚，存在層間距，未掃到轉移病灶的最大層，故把轉移病灶歸到直徑＜3 mm組；在病灶直徑＞8 mm組中增強CUBE T1WI序列比常規增強SE T1WI序列多檢出1個轉移病灶，因為這個轉移病灶大小臨界8 mm，CUBE序列圖像顯示轉移病灶邊界較清，測量大小較精確，因此將其歸到直徑＞8 mm組。本研究注意到常規增強SE T1WI序列所采集圖像在使用了流動補償的情況下還存在不同程度的血管搏動偽影，尤其在增強掃描時小腦乙狀竇區、雙側顳葉內側面搏動偽影特別明顯，其發生率高達90%。血管搏動偽影出現在相位編碼方向，是因為K空間在采集圖像血管的形態和位置發生變化，使采集到的圖像質量下降，使一些小轉移病灶被掩蓋容易漏診，同時有些血管搏動偽影類表現為點狀高信號，類似小轉移病灶呈假陽性容易誤診。而增強CUBE T1WI序列未見明顯血管搏動偽影，可清晰顯示轉移病灶，尤其是貼近腦溝早期的小轉移病灶。

圖3 52歲女性肺癌腦轉移患者磁共振圖像[a：增強SE T1WI序列，圓圈內箭頭所指高信號區隱約見“病灶”；b：增強各向同性三維快速自旋回波脈沖（CUBE）T1WI序列，與之對應能清晰顯示無強化病灶，考慮為血管搏動偽影]

本研究不足之處：因為肺癌腦轉移患者一般情況欠佳，特別是轉移病灶多發患者是不可能進行腦部手術獲取病理組織[19-20]，因此缺乏腦內轉移病灶病理診斷金標準，對轉移病灶的認定缺少客觀依據。

綜上所述，顱腦增強CUBE T1WI序列較常規增強SE T1WI序列能更多地檢出腦內轉移病灶，尤其是對＜3 mm微小轉移病灶的檢出有統計學意義；增強CUBE T1WI序列所采集到圖像信號信號高，空間分辨高，更能真實反映轉移病灶的大小，對臨床上盡早發現轉移病灶及評估治療后轉移病灶個數、病灶大小變化有著較高的應用價值。因此建議臨床懷疑肺癌腦轉移患者行顱腦磁共振增強檢查時，可將增強CUBE T1WI序列代替常規增強SE T1WI序列，提高小轉移病灶檢出的效能，具有一定的臨床應用價值。