彭 莉 陈韵彬 郑德春 钟 婧 肖友平 林怡菲

福建医科大学附属肿瘤医院 福建省肿瘤医院放射诊断科，福建省福州市 350014

鼻咽癌是常见的头颈部恶性肿瘤之一，在我国南方尤为高发，年发生率为(30～80)/10万人[1]。最常见的病理类型为非角化性未分化癌，与EB病毒高度相关，腌制食品和遗传等也可能导致鼻咽癌[2-3]。鼻咽部结构复杂，磁共振成像技术具有软组织分辨率高、多参数、任意方位成像等优势，可更准确地评估原发肿瘤的侵犯范围/深度以及淋巴结转移的区域，在鼻咽肿瘤诊断方面具有独特的优势。自中国鼻咽癌分期2008版起，MRI检查被推荐作为鼻咽癌T、N分期的首要影像学检查技术[4]。目前，头颈部肿瘤MRI增强扫描多采用2D T1WI-IDEAL序列(Iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation，三点法非对称回波水脂分离)。该序列成像时间长，对于老年患者及临床症状较重而无法较好地配合检查的患者，易产生伪影，影响图像质量和疾病的诊断。最近，3D LAVA-FLEX序列(Liver acquisition with volume acceleration，肝脏容积加速采集)开始应用于临床，通常应用于腹部和乳腺等部位，在鼻咽头颈部的应用还较少。本研究拟探讨薄层各向同性并零填充插值优化加并行采集技术下的3D LAVA-FLEX序列，与常规2D增强序列的图像质量等方面进行对比分析，以探讨该序列在头颈部肿瘤增强扫描中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究经过福建医科大学附属福建省肿瘤医院医学伦理委员会批准[批准文号：K2021-048-01]，所有入组患者均签署知情同意书。连续对2020年7—11月就诊于我院的鼻咽癌初诊治疗前患者行鼻咽部联合颈部扫描，并加行3D LAVA-FLEX和2D T1WI-IDEAL增强扫描。纳入标准：(1)年龄>18岁；(2)经病理证实的鼻咽癌初诊患者；(3)同意接受MRI增强检查并签署知情同意书。排除标准：(1)在我院或外院行化疗、放疗、靶向治疗等治疗后；(2)有磁共振禁忌证(金属置入物、磁性植入、幽闭恐惧症等)；(3)有磁共振对比剂过敏史、严重支气管哮喘史的患者；(4)哺乳期、妊娠期或怀疑妊娠的患者；(5)有无法摘除义齿的患者。根据本研究的纳入及排除标准选取患者30例，男25例，女5例，平均年龄46.9岁，中位年龄48岁。其中鼻咽病变均经活检病理证实，其组织学类型分别为鼻咽部非角化性未分化型癌29例，非角化性分化型癌1例。

1.2 扫描方法及技术参数

1.2.1 检查设备：所有病例均采用3.0T超导型磁共振成像仪(Discovery MR750W 3.0T，GE Healthcare)，采用12通道头颈联合线圈。检查前取下活动假牙及身上金属物品，采用仰卧及头先进体位，肩部紧贴头颈线圈，左右居中，头部不能旋转，用头垫固定于头部两侧，听鼻线垂直床面。定位中心位于鼻尖，在自由平静呼吸状态下完成扫描。

1.2.2 扫描方法及技术参数MRI平扫：轴位T1WI-FSE(Fast Spin Echo，快速自旋回波)、T2WI-IDEAL；冠状位T2WI-IDEAL；矢状位T1WI-FSE；DWI(Diffusion Weighted Imaging，弥散加权成像)(b值=0s/mm2、800s/mm2)。 MRI增强扫描：增强扫描通过双筒高压注射器经肘静脉留置针高压团注对比剂 Gd-DTPA[钆喷酸葡胺(Gadopentetate Dimeglumine)，规格20ml]；对比剂用量为 0.2mmol/kg，总剂量=0.2 ml/kg×体重(kg)，注射速率为2ml/s。然后立即用30ml 生理盐水冲管。扫描序列为：轴位2D T1WI-IDEAL;轴位3D LAVA-FLEX；冠、矢状位2D T1WI-IDEAL。具体扫描参数见表1。

1.3 图像分析和处理方法 所有图像以DICOM(Digital imaging and communications in medicine，医学数字图像和通信)格式传输并储存到PACS(Picture archiving and communication systems，图像存储与传输系统)上，并传输到后处理工作站(AW Volume Share 7,GE MEDICAL SYSTEMS SCS)进行数据处理。

表1 各扫描序列具体参数

1.3.1 主观评价：每个病例的图像随机编号，由2名10年以上工作经验的放射科头颈专业组的诊断医师独立观察并对图像进行评估，意见不一致时，由2人协商统一。主观评价的内容包括：总体图像质量、脂肪抑制均匀性、伪影、肿瘤的显著性，具体评分标准如下：(1)总体图像质量的4分评估法[5]：1分：图像质量差，不能诊断；2分：图像质量一般，诊断受限；3分：图像质量较好，不影响诊断；4分：图像质量很好，诊断明确。(2)脂肪抑制均匀性的5分评估法[6]：1分：扫描范围内图像抑脂效果均差，出现大面积水脂错位分离，各组织结构层次不清，影响诊断；2分：扫描范围内图像抑脂效果均差，重要部位出现小面积水脂错位分离，影响诊断；3分：非重要部位出现较小面积水脂错位分离，各组织结构层次显示清；4分：仅皮下少许脂肪抑制不全，或周边出现少许水脂错位分离，各组织结构层次分明；5分：扫描范围内图像抑脂效果完全，各组织结构层次分明。(3)伪影的4分评估法[7]：1分：严重伪影，导致无法诊断；2分：中等伪影，会降低检查的诊断质量；3分：轻微伪影，图像质量略有下降，仍可诊断；4分：基本无伪影。(4)肿瘤显著性的3分评估法[8]：1分：差，难以识别原发灶；2分：尚可，可识别原发灶，但界限不清；3分：优秀，肿瘤与周围组织对比清晰。

1.3.2 客观评价：客观评估由1名有7年工作经验的影像科技师在后处理工作站上对T1WI-IDEAL序列和LAVA-FLEX序列进行ROI(Region of interest，感兴趣区)的勾画评估，ROI为圆形，大小设定为4～10mm2，勾画时尽量避开空腔、血管、伪影明显的区域。(1)脂肪抑制的均匀性(标准差及标准差百分比)：将ROI放置在浅层脂肪中各个部分的四个位置(图像的每个象限中的各一个)，在三个层面上(上颌、下颌下、锁骨上)重复此过程，测量脂肪信号强度。计算标准差外，还计算了这些测量值的标准偏差百分比，百分比标准偏差是ROI的标准偏差除以信号强度 ROI 的平均值，得出每个患者不同序列的脂肪抑制均匀性的定量测量值。(2)脂肪抑制组织和非脂肪抑制组织之间的对比(Cmf):选择胸锁乳突肌作为非脂肪抑制组织，与对应层面的浅表脂肪进行比较。将ROI放置在胸锁乳突肌以及相邻浅表脂肪，左右对称组织分别测量。该过程按顺序在两个层面(下颌、锁骨上)上执行，并为每个组织计算平均SI(Signal Intensity，信号强度)。然后使用以下公式计算肌肉和脂肪之间的对比度(Cmf)：Cmf=(SIm - SIf)/SIm(SIm是肌肉的平均信号强度，SIf是脂肪的平均信号强度)。(3)病灶(鼻咽癌原发灶和转移性淋巴结)与脂肪抑制组织之间的对比(Cpf、Cnf):通过将ROI放置在病变上和浅表脂肪相邻区域，重复三遍，并计算病变和相邻浅表脂肪的平均信号强度。使用以下公式计算病灶与脂肪之间的对比度：Cpf=(SIp-SIf)/ SIp(Cpf是鼻咽癌原发灶与脂肪之间的对比度，SIp是原发灶的平均信号强度，SIf是脂肪的平均信号强度)。Cnf= (SIn-SIf) / SIn(Cnf是鼻咽癌转移性淋巴结与脂肪之间的对比度，SIn是转移性淋巴结的平均信号强度，其中SIf是脂肪的平均信号强度)。(4)肿瘤的SNR(Signal-to-Noise Ratio,信噪比)，肌肉的SNR[9]:以美国电气制造商协会推荐的方法计算图像信噪比，选择肿瘤的ROI，如果肿瘤有大面积中央坏死，则将肿瘤的 ROI 置于非坏死区域。根据原发肿瘤的位置，选择同侧外侧翼状肌进行肌肉的ROI测量。在图像背景的4个角放置 ROI，ROI 远离患者的身体，以避免伪影的影响，计算其标准差(s)，平均值(x)，计算N(noise，图像噪声)，N=x/0.66，0.66 为噪声校正因子。根据测得的 SI和N，计算各个序列肿瘤的SNR，肌肉的 SNR。根据以下方程式：SNR=SI/N。

1.4 统计学方法 采用SPSS25.0版统计软件对数据进行统计分析：对两位阅片者阅片的一致性分析采用Kappa检验，κ≤0.40 时认为一致性差，0.41≤κ≤0.75，认为一致性较好，κ≥0.76认为一致性好。对于T1WI-IDEAL和LAVA-FLEX主观及客观评价结果不符合正态分布，用中位数(上、下四分位数)表示，行Wilcoxon符号秩检验；符合正态分布，用平均数±标准差表示，行配对t检验；检验水准α=0.05，认为P<0.05具有统计学差异。

2 结果

2.1 观察者间的一致性 经Kappa一致性检验，图像总体质量κ=0.808，P<0.001；脂肪抑制均匀性κ=0.899，P<0.001；伪影κ=0.881，P<0.001；肿瘤显著性κ=0.889,P<0.001； 2名医生诊断结果一致性很好。

2.2 主观评价 通过主观评价可知(见表2)，两序列总体图像质量无显著差异(P>0.05)，T1WI-IDEAL序列脂肪抑制均匀性优于LAVA-FLEX(P<0.001)，LAVA-FLEX序列的伪影较T1WI-IDEAL少(P<0.001),见图1，LAVA-FLEX序列的肿瘤显示效果比T1WI-IDEAL好(P<0.001),见图2。

表2 30例患者各主观评价项目的评分

图1 1例38岁男性鼻咽癌患者磁共振扫描

2.3 客观评价 通过客观评价可知(见表3)，T1WI-IDEAL序列脂肪抑制均匀度优于LAVA-FLEX(P<0.001)，LAVA-FLEX肌肉脂肪对比度(Cmf)、原发灶脂肪对比度(Cpf)及转移淋巴结脂肪对比度(Cnf)均优于T1WI-IDEAL(P<0.001)，两序列的SNR肿瘤及SNR肌肉差异均没有统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

本研究针对鼻咽部MR增强序列，选取薄层各向同性并零填充插值优化加并行采集技术下的3D LAVA-FLEX序列，与2D T1WI-IDEAL增强序列展开比较研究，认为3D LAVA-FLEX序列层厚较薄适合鼻咽精细部位及血管神经的显示，伪影少，病灶显示良好。相比2D序列需要扫描轴、冠、矢三个方位的序列，一次扫描可以进行任意方位的重建，节约了扫描时间，3D LAVA-FLEX序列可以满足鼻咽癌的分期诊断要求。

本研究选取的是3D薄层高分辨各向同性LAVA-FLEX序列运用到鼻咽癌初诊分期扫描，其原理以及技术特征对应是：(1)以3D容积采集信号，能够得到1mm薄度的扫描层面，所以图像的SNR高，同时扫描是各向同性的，所谓各向同性扫描是指像素的横、纵、竖三个方向的边长相等也就是像素为正立方体的扫描。它的意义在于所有方向的图像在空间分辨率上完全相等。即无论轴、矢、冠还是任意角度的重建出来的图像的质量将与直接扫描的断面完全相同。通过横断位原始图像和重建出来的图像进行观察分析，可以更清晰完整地显示鼻咽癌肿瘤的范围及其腔外侵犯和颈部淋巴结转移的情况等，同时能把肿瘤组织从周围正常的肌肉、血管等背景组织中区分出来，从而可以勾画出肿瘤与周围组织的交界面，可用于原发肿瘤的体积勾画，对于后期综合治疗具有指导作用。(2)基于Dixon两点法技术，选择脂肪以及水两者的相对进动频率达到减少脂肪信号的效果，联合区域增长以及相位校正处理，就能够更大程度地减少磁场不均匀的消极影响，水脂分离间边缘清晰及对比明显(3分)，如箭头所示 图b、c与图e、f均图像质量良好，能满足诊断需要的效果更加突出，得到的脂肪抑制图像效果更好，将病变区域更完整的展现出来。(3)运用ACR技术(Auto-calibrating reconstruction for cartesian sampling,自校准加速的并行采集技术)，这是GE磁共振设备基于K空间域的并行采集技术，不需要额外配置线圈灵敏度校准序列，整个扫描处理的流程得到大幅度简化处理，降低校准数据引发的伪影干扰影响程度，而且层间编码以及相位编码技术的运用能够显著提升扫描处理的速度，降低伪影，提高空间分辨力，在三维加速采集方面的优势表现更加突出[10]。(4)运用层面内的ZIP技术(Zero-fill interpolation processing，零填充内插技术)，这是一种零充填技术，分为层面间零充填和层面内零充填两种，实际采集矩阵并未增加，提高了分辨率水平，得到的图像细节更加清晰，减少重建MPR过程中存在着的阶梯状伪影。

图2 1例49岁女性鼻咽癌患者行磁共振扫描

表3 30例病人两个序列图像客观评价结果比较

本研究有一定的局限性：(1)纳入病例为鼻咽癌初诊未治疗病例，并且没有假牙等植入物的患者，故本研究纳入的样本量较少，有望在今后的研究中增加样本量进行更进一步研究。(2)3D LAVA-FLEX序列在头尾方向会有卷褶伪影，这是由于在扫描层面方向3D序列采用了相位编码，会出现首尾图像发生卷褶，这是3D序列的缺点，为了解决这一问题，可以增加扫描的层数，扩大扫描范围，保证能够满足诊断范围内(颞叶中部至主动脉弓)的图像没有卷褶伪影。(3)本研究尚未对比两个序列在肿瘤和转移淋巴结大小方面的测量值差异，尚需在今后研究中进一步完善。(4)造影剂给药后，首先获T1WI-IDEAL序列，然后是3D LAVA-FLEX序列，因此注射后钆浓度的变化可能会影响增强程度，但是这种差异性影响应很小。

综上所述，2D T1WI-IDEAL序列和3D LAVA-FLEX序列在鼻咽癌初诊分期磁共振增强扫描中都能够提供满足诊断的图像，虽然 3D LAVA-FLEX序列脂肪抑制均匀性不如2D T1WI-IDEAL，然而能够显著减少扫描所需时间，可以对运动伪影以及流动伪影进行良好的控制，对肿瘤显示效果良好，通过薄层各向同性扫描，能够对任意多平面实现图像重建处理，将鼻咽原发肿瘤区域以及颈部淋巴结具体的转移情况完整地展现出来，对于制定合理的治疗方案都有着突出的临床实践意义，3D LAVA-FLEX序列值得推广应用于鼻咽癌分期磁共振扫描。