采用門控技術克服呼吸及心臟運動對肝臟DWI影響的相關研究.pdf

1、磁共振擴散加權成像(DWI)是利用MRI觀察活體組織水分子擴散運動最理想的無創(chuàng)性成像方法。目前，DWI在神經系統(tǒng)疾病的診斷和評價方面已十分成熟。隨著磁共振成像硬、軟件技術的進步，近年來，DWI的臨床應用也越來越廣泛，除中樞神經系統(tǒng)外，還逐漸應用于全身各個系統(tǒng)，其中在腹部系統(tǒng)的應用也越來越廣泛。國內、外不少學者研究認為DWI在肝臟小病灶的檢出、肝臟病灶的鑒別診斷、腫瘤療效評價及組織特征定性等方面有重要價值。因此，肝臟DWI成像質量對肝臟疾

2、病診治有著非常重要意義。
　　目前為止，肝臟的DWI研究仍處于熱點，原因主要是DWI對運動高度敏感，呼吸、心跳、腹部臟器的蠕動等生理活動都會對肝臟DWI成像質量有較大影響，以及常規(guī)SE-DWI序列成像時間較長，故DWI在肝臟的臨床應用仍然面臨挑戰(zhàn)。
　　本研究擬在肝臟彌散成像的采集過程中結合多種控制運動采集技術（呼吸門控、自由呼吸、膈肌導航、呼氣末屏氣、心電門控），探討控制呼吸運動及心臟搏動對DWI影響降到最低的方案，提高肝

3、臟DWI的成像質量和ADC值測量的準確性和穩(wěn)定性，為臨床評價肝臟疾病的診斷與治療效果提供更可靠的客觀量化數據，也是精準醫(yī)學重要研究內容之一。
　　目的:
　　探討DWI多種采集技術，主要包括呼吸補償技術配合使用所得正常肝實質ADC測量值大小及其可重復性研究。
　　探討心電門控在不同時相觸發(fā)時間對正常肝實質ADC測量值及可重復性的影響。
　　探討正常肝實質不同解剖位置（前、中、后;上、中、下）ADC測量值及可重復性

4、的影響。
　　探討肝臟DWI掃描技術優(yōu)化方案，提高肝臟DWI的成像質量。
　　方法:
　　本研究方案通過廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院倫理委員會討論及批準。選擇2013年1月-2014年6月中青年健康志愿者36例，入組前均知情同意。所有研究對象均行肝臟DWI重復掃描檢查(2次),掃描過程中分采用自由呼吸、呼吸門控、膈肌導航、屏氣呼吸、心電門控等采集方法與技術。所有志愿者檢查前均簽署知情同意書。所有志愿者均行2次完整肝臟MRI掃描

5、，檢查前測量心率、脈搏及呼吸次數。于胸骨左側第2、5肋間隙及心尖搏動處貼上MRI專用電極片，并在掃描前進行常規(guī)規(guī)范的呼吸訓練。常規(guī)仰臥位擺位，安裝好心電門控及體部線圈，定位后采用頭先進的準備掃描狀態(tài)。常規(guī)序列包括定位相冠狀面T2WI、軸位T1WI;15個冠狀面DWI序列，分別采用自由呼吸，自由呼吸+心電門控，屏氣（呼氣末屏氣），屏氣（呼氣末屏氣）+心電門控、膈肌導航觸發(fā)（在右側膈肌最高點放置100mm矩形激發(fā)前脈沖探測右側膈肌位置），膈

6、肌導航觸發(fā)+心電門控（共6種方案）進行掃描，其中采用心電門控技術時，觸發(fā)延遲時間分別選擇0ms或25ms、200ms、400ms及600ms。志愿者完成一次上述完整掃描后于48小時內再進行一次相同的參數肝臟MRI掃描，第二次掃描定位盡可能保證志愿者位置與前次一致。掃描結束后，將圖像數據傳至工作站進行后處理和分析。使用DWI采集的原始圖像數據分析，感興趣區(qū)分別放置于左右肝葉的上、中、下層面，測量ADC值，獲取數據進行一致性分析。兩種方法一

7、致性評價采用相關系數(intra-and interclass correlationcoefficients，ICCs)。肝左葉、肝右葉分別計算ICC，通過計算前、中、后三層各自上、中、下3個ROI的ADC平均值，用以計算肝左葉、肝右葉兩次方法測量結果的ICC，當其高于0.75時，可認為一致性良好。比較不同方法、不同肝臟解剖位置ADC值數據的一致性。
　　結果:
　　被納入研究36例研究對象中，其中5例不符合納入標準被排除

8、，排除原因包括:3例由于在圖像采集過程中不能很好地屏氣，運動頻繁導致圖像運動偽影明顯（共計2例）;采集時間太長無法耐受全部序列掃描完成（共計3例）。最后共計31例磁共振檢查圖像質量符合研究標準。31名研究對象，年齡范圍21-36歲，平均年齡23.8±2.6歲。男性15名，年齡范圍，21-36歲，平均年齡23.9±3.5歲;女性16名，年齡范圍21-28歲，平均年齡23.7±1.6歲。分析所得兩組數據一致性ICC范圍:肝左葉為0.776至

9、0.966。最低ICC來源于NT+ECG延遲25ms，為0.776;最高的ICC為來源于NT+ECG延遲400ms，0.966。肝右葉為0.870至0.967。最低ICC來源于BH，為0.870;最高的ICC為來源于FB+ECG延遲200ms，0.967?？傮w說，肝右葉兩次測量數據分析所得一致性ICC范圍較肝左葉高. FB、BH、NT三種技術配合不同心電門控延遲觸發(fā)時間獲得肝左、右葉ADC值的一致性.比較左、右兩葉4個不同延遲時間獲得的

10、數據，總體來說，ECG延遲600ms的數據結果重復性較0ms、200ms、400ms好。ECG延遲600ms時，肝左葉兩次掃描一致性范圍，FB結果(-0.44，0.54)×10-3mm2/sec，BH結果(-0.34，0.55)×10-3mm2/sec，NT結果(-0.44，0.6)×10-3mm2/sec。肝右葉兩次掃描一致性范圍，FB結果(-0.29，0.34)×10-3mm2/sec，BH結果(-0.31，0.39)×10-3mm

11、2/sec，NT結果(-0.25，0.32)×10-3mm2/sec。FB、BH、NT三種技術配合不同心電門控延遲觸發(fā)時間中，左葉及右葉的ADC測量值結果由上到下表現為遞減趨勢，結果差異均具有非常顯著性統(tǒng)計學意義(P＜0.001)。從前到后，前中后三層三者之間ADC值測量結果并無規(guī)律，雖然三者之間結果差異具有非常顯著性統(tǒng)計學意義(P＜0.001)，但是前中、前后、中后兩兩比較大部分沒有統(tǒng)計學意義（左葉P=0.058-0.943;右葉P=

12、0.055-0.838）。
　　在不同呼吸補償技術配合不同心電門控延遲觸發(fā)時間下，肝臟冠狀面不同解剖位置的重復性并不統(tǒng)一，變化較大。肝右葉的FB、NT方法采集數據的一致性較好的ROI測量點較為統(tǒng)一，為前層下方點。
　　測量肝臟左、右兩葉平均ADC值及標準差，結果表明肝左葉的ADC值大于肝右葉，且結果差異具有非常顯著性統(tǒng)計學意義(P＜0.001)。在較小延遲時間(0ms-200ms)下，無論肝左、右葉NT配合心電門控技術測量值

13、高于BH與FB配合心電門控技術的結果，其差異具有統(tǒng)計學意義。
　　在較長延遲時間（400ms與600ms）下，肝左葉ADC均值三種方法之間差異并無統(tǒng)計學意義。肝右葉在400ms延遲觸發(fā)時，三種呼吸運動控制技術結果差異有統(tǒng)計學意義，但在600ms延遲觸發(fā)時，FB與NT掃描結果高于BH掃描結果，結果差異有統(tǒng)計學意義。在肝左葉中，與最小觸發(fā)時間NT+ECG25ms（肝左葉:1.812×10-3mm2/s）對比在較長延遲時間NT+ECG4

14、00ms獲得的ADC值有下降（肝左葉:1.700×10-3mm2/s）。BH采集，隨著延遲時間增加，ADC值略有增高;BH+ECG采集時，0ms（肝左葉:1.637×10-3mm2/s）;BH+ECG采集時，延時600ms（肝左葉:1.715×10-3mm2/s），結果差別具有顯著性統(tǒng)計學意義(P=0.008)。肝右葉區(qū)域，BH采集時ADC值同樣隨著延遲時間增多而增大，結果差異具有非常顯著性統(tǒng)計學意義(P＜0.001)，但FB+ECG與

15、NT+ECG不同延遲時間采集技術獲得的ADC值結果，其差異不具有顯著性統(tǒng)計學意義P=0.063-0.667;P=0.131)。
　　結論:
　　1)不使用心電門控技術，BH呼吸補償方式采集肝左葉及肝右葉獲得ADC值具有較好的可重復性。
　　2)對比肝左葉15個冠狀面序列發(fā)現:在NT配合心電門控延遲400ms時，肝左葉可重復性較好，說明心電門控技術可以克服心臟搏動對肝左葉ADC數據采集的影響。使用心電門控技術，對肝右葉采