张楚, 董鑫, 江广斌
随州市中心医院/湖北医药学院附属随州医院 医学影像科, 湖北 随州 441300
2020-08-28 收稿, 2021-01-11 录用
^*通讯作者: 江广斌

摘要: 本文旨在探讨3D LAVA-FLEX序列在喉癌和下咽癌MR增强扫描中的应用价值。对40例临床确诊的喉癌和下咽癌患者行MRI增强扫描，分别采用2D IDEAL T1WI序列和3D LAVA-FLEX序列，对两种方法所得图像进行分析和评价。结果显示，所有患者均完成IDEAL T1WI和3D LAVA-FLEX序列增强检查。在运动伪影和流动伪影控制方面，3D LAVA-FLEX比IDEAL T1WI序列效果更好，差异有统计学意义（P < 0.001）；肿瘤显示效果方面，3D LAVA-FLEX与IDEAL T1WI序列差异没有统计学意义，两者均具有良好的显示效果。结果表明3D LAVA-FLEX序列可以为头颈部肿瘤增强扫描提供满意的图像质量，且扫描时间更断。
关键词: 3T磁共振喉癌3D LAVA-FLEX各向同性
Application of 3D LAVA-FLEX Sequence in Enhanced MR Imaging of Laryngeal and Hypopharyngeal Carcinoma
ZHANG Chu, DONG Xin, JIANG Guangbin
Department of Medical Imaging, Suizhou Central Hospital/Affiliated Suizhou Hospital of Hubei Medical College, Suizhou 441300, Hubei, P. R. China
^*Corresponding author: JIANG Guangbin
Abstract: This article aims to explore the application value of 3D LAVA-FLEX sequence in enhanced MR scanning of laryngeal carcinoma and hypopharyngeal carcinoma. There were 40 patients who were clinically diagnosed laryngeal cancer and hypopharyngeal cancer. They were performed enhanced MRI scans to analyze and evaluate the images obtained by the two methods, using 2D IDEAL T1WI sequence and 3D LAVA-FLEX sequence, respectively. The results showed that all patients completed IDEAL T1WI and 3D LAVA-FLEX sequence enhancement examination. 3D LAVA-FLEX was better than IDEAL T1WI sequence in terms of motion artifact and flow artifact control (P < 0.001). The difference of tumor display effect between 3D LAVA-FLEX and IDEAL T1WI is not statistically significant. The two sequences both have good display effects. It is concluded that the 3D LAVA-FLEX sequence can provide satisfactory image quality and less scanning time for enhanced scanning of head and neck tumors.
Key words: 3T magnetic resonancelaryngeal cancer3D LAVA-FLEXisotropic
喉部和下咽部结构细微且复杂，病变涉及范围广，磁共振成像具有很高的软组织分辨率和多参数、多方位成像等优势，可更准确地划分淋巴结转移区域和肿瘤范围，在喉部和下咽部肿瘤诊断方面具有独特的优势，已成为喉癌和下咽癌术前T分期的主要检查方法^[1]。目前，头颈部肿瘤MRI增强扫描多采用2D IDEAL T1WI和2D FSE T1WI FS序列，该序列成像时间长，对于老年患者及临床症状较重的患者，可能无法较好地配合检查，易产生较多伪影和部分容积效应，影响图像质量^[2]。本研究采用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 资料和方法1.1 研究对象搜集2018年8月~2019年12月间经临床确诊的喉癌和下咽癌肿瘤患者40例，其中男29例、女11例，年龄43~76岁，平均年龄62.4岁，所有患者均行3D LAVA-FLEX和2D IDEALTIWI增强扫描。嘱患者去除金属饰物和金属假牙，并告知检查过程中切勿做吞咽动作。
1.2 设备及扫描方法采用GE 3.0T 750W超导磁共振成像设备和相控阵16通道头颈部联合线圈对患者进行扫描，先行常规序列扫描横轴位FSE T1WI、T2WI和冠状位IDEAL T2WI。钆剂使用Gd-DTPA，剂量为0.2 mL/kg，流率2 mL/s。注射后30 s进行增强扫描，先后采集横轴位IDEAL T1WI、冠状IDEAL T1WI序列、3D LAVA-FLEX序列，具体参数见表 1。然后在3D LAVA-FLEX序列基础上行Reformat多平面重建，重建出横断位和矢状位图像。
表1

表 1 IDEAL T1WI序列和3D LAVA-FLEX序列参数对比表 序列参数 TR/ms TE/ms 矩阵 ETL NEX 层厚/mm 层间隔/mm 扫描时间 冠状位IDEAL T1WI Auto TR MinFull(最小完整TE) 256×192 3 2 5 1 3 min 28 s 横轴位IDEAL T1WI Auto TR MinFull(最小完整TE) 256×192 3 2 5 1 3 min 37 s 3D LAVA-FLEX 6 Minimum(最小TE) 256×256 - 2 1 0 2 min 37 s

表 1 IDEAL T1WI序列和3D LAVA-FLEX序列参数对比表

1.3 图像质量评估由两位经验丰富的头颈部放射诊断医师在未知患者临床资料和病理结果的情况下进行独立评估，分析两组增强图像病灶的显现效果、运动伪影和流动伪影。病灶的显现效果评分标准：1分=无法辨别，2分=显现不佳，3分=显现一般，4分=显现较好，5分=显现非常好。运动和流动伪影评估：1分=无法诊断，2分=严重，3分=中等，4分=轻微，5分=很少^[3]。评分意见不一致时，重新评估共同协商直到达成共识。
1.4 统计分析采用SPSS 13.0软件对两个序列成像效果进行配对样本t检验，P＜0.05有统计学意义。
2 结果所有患者均完成IDEAL T1WI和3D LAVA-FLEX序列增强检查，无相关副作用，所有患者图像均能满足诊断要求。IDEAL T1WI横断位和冠状位扫描用时合计7 min 5 s，3D LAVA-FLEX仅用时2 min 37 s，大大地缩短了扫描时间，避免了由于吞咽引起的运动伪影，并提高了时间分辨率。两位医师对两组序列的主观评分一致性很好(Kappa＝0.672)，评分内容分别为肿瘤显示效果、运动和血管流动伪影，评分结果详见表 2。结果表明2D IDEAL T1WI和3D LAVA-FLEX序列在图像的显示效果方面没有统计学差异(P=0.407)，在运动和流动伪影控制方面，3D LAVA-FLEX序列与2D IDEAL T1WI序列的差异具有显著性(P＜0.001)，3D LAVA-FLEX序列较2D IDEAL T1WI能够更好地控制运动伪影和流动伪影，详见图 1。
表2

表 2 IDEAL T1WI序列和3D LAVA-FLEX序列伪影和肿瘤显示效果对比表 项目 IDEAL T1WI 3D LAVA-FLEX P 伪影评分 3.48±0.51 4.80±0.46 0.001 肿瘤显示效果评分 4.65±0.50 4.85±0.36 0.407

表 2 IDEAL T1WI序列和3D LAVA-FLEX序列伪影和肿瘤显示效果对比表

图 1

图 1 喉部和下咽部肿瘤的MR增强扫描图像a~b为平扫T1WI和T2WI图像；c为3D LAVA-FLEX图像，无血管搏动和呼吸伪影；d为横断位IDEAL T1WI图像，可见部分血管搏动伪影和部分呼吸伪影

3 讨论据报道，术前磁共振检查(85%)相对电子喉镜检查(58%)可以提高肿瘤T分期的准确度^[4]。喉部和下咽部组织结构复杂，此区域与MRI检查相关的解剖生理学特点包括骨、软骨、肌肉、肌腱、黏膜、脂肪和气体，既形成了组织间良好的对比，也带来组织交界面的磁敏感伪影及抑脂不均。此区域软骨组织及关节较多，部分组织的运动如不自主的吞咽动作、声门开张动作及腭帆张肌和腭帆提肌的调节运动都会产生运动伪影。而且老年患者义齿、双侧颈动脉和颈静脉搏动及脑脊液的搏动都会在部分序列上产生伪影，这些伪影之前一直限制了磁共振在颈部的应用。但随着磁共振软硬件的发展，磁共振在颈部运用越来越广泛。常规IDEAL T1WI序列扫描层数较多、扫描时间长且易受颈部血管搏动、吞咽及呼吸运动的影响，会产生较多的运动伪影和搏动伪影。吞咽运动伪影和血管搏动伪影是颈部MRI较难克服的伪影。而CT和常规X线技术颈部成像常常产生较少伪影，就是因为其成像速度远远快于MRI成像，因此在保证图像质量的前提下，减少扫描时间是降低颈部MRI成像伪影的有效方法^[5]。本研究中的3D LAVA-FLEX序列成像时间大大减少，有利于减少伪影。基于1 mm层厚轴向的各向同性数据采集比其他序列在轴向上具有更高的分辨率，能更好地显示较小的病变，因此有利于确定肿瘤的大小和边界。另外，基于各向同性的薄层图像对肿瘤的浸润性诊断优于单方向三平面诊断，其原因是MPR和CPR重建的各向同性图像可以从任意方向观察肿瘤与周围组织的关系，从而可进一步明确肿瘤病变是否是由直接肿瘤延伸或继发于肿瘤的突出和压迫^[6]。
本研究采用的3D高分辨各向同性LAVA-FLEX序列，最常见应用于腹部，在颈部应用文献报道较少。该序列原理及技术特点如下：
(1) 以3D容积采集信号，所以SNR高，可以获得非常薄的扫描层面，同时还可进行各向同性扫描，进行任意平面重建，可以更清楚、更完整地显示喉癌及下咽癌肿瘤范围、周围组织侵犯和颈部淋巴结转移情况等^[7]；
(2) 基于DIXON两点法技术，利用脂肪和水之间的相对进动频率来消除脂肪信号，结合独特的区域增长和相位校正法可以很好地克服磁场不均匀，精确进行脂水分离，抑脂效果好，可以获得更高质量和更均匀的脂肪抑制图像，更利于病变的显示^[8]；
(3) 采用自校准加速的并行采集技术(ARC)，无需额外校准，简化扫描流程，避免校准数据带来伪影，同时实现相位编码和层间编码方向的加速，加快扫描速度，减轻磁化率伪影，增加空间分辨率，对图像卷褶不敏感，三维采集加速效果更佳^[9]；
(4) 采用层面内的零填充内插技术，不增加实际采集矩阵，对图像信噪比和扫描时间都无影响，提高3D层面方向的分辨率，图像细节方面显示更加细腻，减小部分容积效应，减少MPR重建时的阶梯状伪影^[10]。
本研究的不足之处在于，首先3D序列在上下方向会有卷褶伪影，这是由于在层面方向3D序列采用了相位编码，表现为第一层外的组织信号卷褶到最后一层的图像中。再者本研究未对比两序列在显示肿瘤大小测量值方面的差异，尚需在今后的研究中加以完善。另外造影剂给药后，首先获得IDEAL T1WI横轴位序列，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。
总之，3D ISO LAVA-FLEX序列在喉癌和下咽癌磁共振增强扫描中能够提供满意的图像质量，减少扫描时间，更好地控制运动伪影和流动伪影，能够获得薄层各向同性并可以任意角度多平面重建的图像，更清楚更完整地显示肿瘤的范围、周围组织侵犯和淋巴结转移情况，对临床手术放化疗方案的制定及肿瘤立体手术定位有一定参考意义。

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