采用門控技術(shù)克服呼吸及心臟運(yùn)動(dòng)對(duì)肝臟DWI影響的相關(guān)研究.pdf

1、磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)是利用MRI觀察活體組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)最理想的無(wú)創(chuàng)性成像方法。目前，DWI在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷和評(píng)價(jià)方面已十分成熟。隨著磁共振成像硬、軟件技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)，DWI的臨床應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，除中樞神經(jīng)系統(tǒng)外，還逐漸應(yīng)用于全身各個(gè)系統(tǒng)，其中在腹部系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)、外不少學(xué)者研究認(rèn)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(píng)價(jià)及組織特征定性等方面有重要價(jià)值。因此，肝臟DWI成像質(zhì)量對(duì)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(diǎn)，原因主要是DWI對(duì)運(yùn)動(dòng)高度敏感，呼吸、心跳、腹部臟器的蠕動(dòng)等生理活動(dòng)都會(huì)對(duì)肝臟DWI成像質(zhì)量有較大影響，以及常規(guī)SE-DWI序列成像時(shí)間較長(zhǎng)，故DWI在肝臟的臨床應(yīng)用仍然面臨挑戰(zhàn)。
　　本研究擬在肝臟彌散成像的采集過(guò)程中結(jié)合多種控制運(yùn)動(dòng)采集技術(shù)（呼吸門控、自由呼吸、膈肌導(dǎo)航、呼氣末屏氣、心電門控），探討控制呼吸運(yùn)動(dòng)及心臟搏動(dòng)對(duì)DWI影響降到最低的方案，提高肝

3、臟DWI的成像質(zhì)量和ADC值測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，為臨床評(píng)價(jià)肝臟疾病的診斷與治療效果提供更可靠的客觀量化數(shù)據(jù)，也是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)重要研究?jī)?nèi)容之一。
　　目的:
　　探討DWI多種采集技術(shù)，主要包括呼吸補(bǔ)償技術(shù)配合使用所得正常肝實(shí)質(zhì)ADC測(cè)量值大小及其可重復(fù)性研究。
　　探討心電門控在不同時(shí)相觸發(fā)時(shí)間對(duì)正常肝實(shí)質(zhì)ADC測(cè)量值及可重復(fù)性的影響。
　　探討正常肝實(shí)質(zhì)不同解剖位置（前、中、后;上、中、下）ADC測(cè)量值及可重復(fù)性

4、的影響。
　　探討肝臟DWI掃描技術(shù)優(yōu)化方案，提高肝臟DWI的成像質(zhì)量。
　　方法:
　　本研究方案通過(guò)廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院倫理委員會(huì)討論及批準(zhǔn)。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(duì)象均行肝臟DWI重復(fù)掃描檢查(2次),掃描過(guò)程中分采用自由呼吸、呼吸門控、膈肌導(dǎo)航、屏氣呼吸、心電門控等采集方法與技術(shù)。所有志愿者檢查前均簽署知情同意書(shū)。所有志愿者均行2次完整肝臟MRI掃描

5、，檢查前測(cè)量心率、脈搏及呼吸次數(shù)。于胸骨左側(cè)第2、5肋間隙及心尖搏動(dòng)處貼上MRI專用電極片，并在掃描前進(jìn)行常規(guī)規(guī)范的呼吸訓(xùn)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(jìn)的準(zhǔn)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(gè)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(dǎo)航觸發(fā)（在右側(cè)膈肌最高點(diǎn)放置100mm矩形激發(fā)前脈沖探測(cè)右側(cè)膈肌位置），膈

6、肌導(dǎo)航觸發(fā)+心電門控（共6種方案）進(jìn)行掃描，其中采用心電門控技術(shù)時(shí)，觸發(fā)延遲時(shí)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(shí)內(nèi)再進(jìn)行一次相同的參數(shù)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(jié)束后，將圖像數(shù)據(jù)傳至工作站進(jìn)行后處理和分析。使用DWI采集的原始圖像數(shù)據(jù)分析，感興趣區(qū)分別放置于左右肝葉的上、中、下層面，測(cè)量ADC值，獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性分析。兩種方法一

7、致性評(píng)價(jià)采用相關(guān)系數(shù)(intra-and interclass correlationcoefficients，ICCs)。肝左葉、肝右葉分別計(jì)算ICC，通過(guò)計(jì)算前、中、后三層各自上、中、下3個(gè)ROI的ADC平均值，用以計(jì)算肝左葉、肝右葉兩次方法測(cè)量結(jié)果的ICC，當(dāng)其高于0.75時(shí)，可認(rèn)為一致性良好。比較不同方法、不同肝臟解剖位置ADC值數(shù)據(jù)的一致性。
　　結(jié)果:
　　被納入研究36例研究對(duì)象中，其中5例不符合納入標(biāo)準(zhǔn)被排除

8、，排除原因包括:3例由于在圖像采集過(guò)程中不能很好地屏氣，運(yùn)動(dòng)頻繁導(dǎo)致圖像運(yùn)動(dòng)偽影明顯（共計(jì)2例）;采集時(shí)間太長(zhǎng)無(wú)法耐受全部序列掃描完成（共計(jì)3例）。最后共計(jì)31例磁共振檢查圖像質(zhì)量符合研究標(biāo)準(zhǔn)。31名研究對(duì)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(shù)據(jù)一致性ICC范圍:肝左葉為0.776至

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

10、數(shù)據(jù)，總體來(lái)說(shuō)，ECG延遲600ms的數(shù)據(jù)結(jié)果重復(fù)性較0ms、200ms、400ms好。ECG延遲600ms時(shí)，肝左葉兩次掃描一致性范圍，F(xiàn)B結(jié)果(-0.44，0.54)×10-3mm2/sec，BH結(jié)果(-0.34，0.55)×10-3mm2/sec，NT結(jié)果(-0.44，0.6)×10-3mm2/sec。肝右葉兩次掃描一致性范圍，F(xiàn)B結(jié)果(-0.29，0.34)×10-3mm2/sec，BH結(jié)果(-0.31，0.39)×10-3mm

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

12、0.055-0.838）。
　　在不同呼吸補(bǔ)償技術(shù)配合不同心電門控延遲觸發(fā)時(shí)間下，肝臟冠狀面不同解剖位置的重復(fù)性并不統(tǒng)一，變化較大。肝右葉的FB、NT方法采集數(shù)據(jù)的一致性較好的ROI測(cè)量點(diǎn)較為統(tǒng)一，為前層下方點(diǎn)。
　　測(cè)量肝臟左、右兩葉平均ADC值及標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果表明肝左葉的ADC值大于肝右葉，且結(jié)果差異具有非常顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)。在較小延遲時(shí)間(0ms-200ms)下，無(wú)論肝左、右葉NT配合心電門控技術(shù)測(cè)量值

13、高于BH與FB配合心電門控技術(shù)的結(jié)果，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　在較長(zhǎng)延遲時(shí)間（400ms與600ms）下，肝左葉ADC均值三種方法之間差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肝右葉在400ms延遲觸發(fā)時(shí)，三種呼吸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在600ms延遲觸發(fā)時(shí)，F(xiàn)B與NT掃描結(jié)果高于BH掃描結(jié)果，結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在肝左葉中，與最小觸發(fā)時(shí)間NT+ECG25ms（肝左葉:1.812×10-3mm2/s）對(duì)比在較長(zhǎng)延遲時(shí)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(shí)間增加，ADC值略有增高;BH+ECG采集時(shí)，0ms（肝左葉:1.637×10-3mm2/s）;BH+ECG采集時(shí)，延時(shí)600ms（肝左葉:1.715×10-3mm2/s），結(jié)果差別具有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.008)。肝右葉區(qū)域，BH采集時(shí)ADC值同樣隨著延遲時(shí)間增多而增大，結(jié)果差異具有非常顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)，但FB+ECG與

15、NT+ECG不同延遲時(shí)間采集技術(shù)獲得的ADC值結(jié)果，其差異不具有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P=0.063-0.667;P=0.131)。
　　結(jié)論:
　　1)不使用心電門控技術(shù)，BH呼吸補(bǔ)償方式采集肝左葉及肝右葉獲得ADC值具有較好的可重復(fù)性。
　　2)對(duì)比肝左葉15個(gè)冠狀面序列發(fā)現(xiàn):在NT配合心電門控延遲400ms時(shí)，肝左葉可重復(fù)性較好，說(shuō)明心電門控技術(shù)可以克服心臟搏動(dòng)對(duì)肝左葉ADC數(shù)據(jù)采集的影響。使用心電門控技術(shù)，對(duì)肝右葉采