扩散加权成像（DWI）在3.0T MR乳腺成像中的参数选择及临床应用

论文摘要

研究背景1.5T MR已广泛用于乳腺检查,其DWI技术已日趋成熟,图像质量高。目前3.OTMR也开始逐步应用于临床,高信噪比是其主要优势,但是由于随着场强的升高,磁敏感伪影、化学位移伪影及呼吸运动伪影也随之增加,而DWI序列对此尤其敏感,因此由于受技术条件的限制,3.OT乳腺DWI的图像质量并不理想。本课题采用3.OT MR进行乳腺DWI成像,研究目的为：1.比较不同脂肪抑制序列3.OT DWI的图像质量及乳腺组织信噪比,优化扫描参数；2.应用最优的抑脂序列进行3.OTDWI成像,与常规1.5T DWI图像进行比较,观察分析两者的图像质量、乳腺组织信噪比及ADC值,评估3.OT乳腺MR DWI检查的可行性；3.观察分析正常乳腺组织和乳腺良恶性病变在3.OT MR上不同b值的DWI图像质量,测量和分析正常组和病变组不同b值时的ADC值,比较不同b值时,乳腺良恶性病变诊断的敏感性、特异性及准确性,寻找最佳b值及良恶性病变ADC阈值,初步探讨3.0TMR DWI对乳腺良恶性病变鉴别诊断的应用价值。第一部分不同抑脂序列在3.OT乳腺MR扩散加权成像中的应用比较目的：比较四种不同脂肪抑制序列的3.OT MR正常乳腺DWI的图像质量,从而优化和筛选3.OT乳腺MR DWI成像的最佳脂肪抑制技术。材料和方法：在3.0T MR （Magnetom Verio, Siemens）上,分别对44例女性乳腺受检者应用选择性水激励技术（water excitation）、频率选择脂肪饱和技术（Fatsat）、反转恢复技术（IR）、频率选择反转脉冲脂肪抑制技术（Fatsat+IR）四种不同脂肪抑制序列进行DWI成像,扩散梯度因子（b）值均取0,1000s/mm2,其他参数相同。图像质量主观评级分为1-5级：1级为极差,图像不能用于诊断；2级为差,有较多的伪影及图像变形影响了诊断；3级为中,较少的伪影及图像变形,不影响诊断；4级为良,少量的伪影,图像解剖结构显示清晰；5级为优,图像清晰没有伪影。比较不同抑脂序列的DWI的图像质量分级,用Kruskal-Wallis（K-W）检验进行统计学分析。测量并计算不同抑脂序列DWI图像的乳腺组织信噪比（SNR）,用单因素重复测量方差分析进行统计学分析。结果具有统计学差异后再做各组间两两比较。结果：应用water excitation的DWI图像质量平均评级为3.07±0.79,主观质量评级达到3级（可以诊断）及以上的为34例,占总检查例数的77.27%;应用Fatsat的DWI图像质量平均评级为2.43±0.82,主观质量评级达到3级及以上的为20例,占总检查例数的45.45%；应用IR的DWI图像质量平均评级为1.32±0.60,主观质量评级达到3级及以上的为3例,占总检查例数的6.82%；应用Fatsat+IR的DWI图像质量平均评级为2.07±0.99,主观质量评级达到3级及以上的为15例,占总检查例数的34.09%。统计结果显示不同抑脂序列的DWI图像质量比较有显著差异（P=0.0001<0.01）,两两比较显示应用water excitation的DWI图像质量明显优于Fatsat、IR及Fatsat+IR的DWI图像质量（P值分别为0.002,0.000及0.000）。应用water excitation的DWI图像乳腺组织SNR平均为52.28±19.34,应用Fatsat的DWI图像乳腺组织SNR平均为39.93±15.07,应用IR的DWI图像乳腺组织SNR平均为23.00±7.34,应用Fatsat+IR的DWI图像乳腺组织SNR平均为28.55±9.36。统计结果显示不同抑脂序列DWI图像乳腺组织SNR有显著差异（F=90.73,P=0.0000<0.01）,两两比较显示应用water excitation的DWI图像乳腺组织SNR明显优于其他三组（P值均为0.000）。结论：在3.OT乳腺MR检查中,应用water excitation抑脂序列有助于改善DWI的图像质量,提高信噪比。第二部分同一个体3.OT与1.5T乳腺MR扩散加权成像的图像质量比较目的：比较3.OT与1.5T MR正常乳腺组织DWI的图像质量,从而评价3.OT乳腺MR DWI检查的可行性。材料和方法：对44例女性乳腺受检者分别在3.0T MR（Magnetom Verio, Siemens）与1.5T MR （Magnetom Avanto, Siemens）上进行DWI检查。3.0T DWI应用选择性水激励（water excitation）技术行脂肪抑制,1.5T DWI应用频率选择脂肪饱和（Fatsat）技术行脂肪抑制（1.5T MR上为成熟技术）,b值均为0,1000s/mm2,其他参数相同。图像质量主观评级分为1-5级：1级为极差,图像不能用于诊断；2级为差,有较多的伪影及图像变形影响了诊断；3级为中,较少的伪影及图像变形,不影响诊断；4级为良,少量的伪影,图像解剖结构显示清晰；5级为优,图像清晰没有伪影。比较3.0T及1.5T乳腺MR DWI图像的主观质量分级,用Wilcoxon?秩和检验进行统计学分析。测量并计算3.0T及1.5T乳腺MR DWI乳腺组织信噪比（SNR）及表观扩散系数（ADC）值,用配对t检验进行统计学分析。结果：3.OT乳腺MR DWI的图像质量平均评级为3.07±0.79,主观质量评级达到3级（可以诊断）及以上的为34例,占总检查例数的77.27%。1.5T乳腺MR DWI的图像质量平均评级为3.23±0.52,主观质量评级达到3级及以上的为42例,占总检查例数的95.45%。两者比较无统计学差异（P=0.1615>0.05）。3.OT乳腺MR DWI的乳腺组织SNR为52.28±19.34,1.5T乳腺MR DWI的乳腺组织SNR为49.97±17.99。3.OT乳腺MR DWI图像乳腺组织平均SNR略高于1.5T,但二者差异没有统计学意义（P=0.5500>0.05）。3.0T MR DWI的平均ADC值为1.80±0.44×10-3mm2s,1.5T MR DWI的平均ADC值为1.73±0.32×10-3mm2/s,两者比较无统计学差异（P=0.0652>0.05）。结论：扩散加权成像（DWI）可用于3.0T MR乳腺成像,图像质量可以达到1.5TMR DWI的效果,且ADC值与1.5T的ADC值无明显差异。第三部分不同b值3.OT MR扩散加权成像对乳腺良恶性病变的诊断价值目的：探讨不同b值3.0T MR DWI在乳腺良恶性病变诊断中的应用价值。材料和方法：收集20例正常乳腺受检者,31例乳腺病变患者共17个良性病灶及15个恶性病灶。采用3.0T MR （Magnetom Verio, Siemens）行乳腺DWI成像检查,其余常规序列（T2WI及T1WI动态增强检查）在3.OT或1.5T MR （Magnetom Avanto, Siemens）上进行。扩散梯度因子（b）值分别取0,750,1000,1250（s/mm2）。观察分析不同b值正常乳腺及乳腺良恶性病变DWI的图像质量,图像质量主观评级分为1-5级：1级为极差,图像不能用于诊断；2级为差,有较多的伪影及图像变形影响了诊断；3级为中,较少的伪影及图像变形,不影响诊断；4级为良,少量的伪影,图像解剖结构显示清晰；5级为优,图像清晰没有伪影。测量不同b值时乳腺病灶的对比噪声比,测量相同b值及不同b值正常乳腺组织及良恶性病变的表观扩散系数（ADC）值,均用单因素方差分析进行统计学分析；以病理诊断作为金标准,计算诊断乳腺癌的敏感度、特异度及准确性,绘制操作者特征曲线（ROC）曲线并进行比较。结果：（1）b=750s/m2时DWI图像质量平均评级为3.29±0.78,主观质量评级达到3级（可以诊断）及以上的为41例,占总检查例数的80.39%；b=1000 s/mm2时DWI图像质量平均评级为3.10±0.90,主观质量评级达到3级及以上的为37例,占总检查例数的72.55%；b=1250 s/mm2时DWI图像质量平均评级为2.88±0.93,主观质量评级达到3级及以上的为32例,占总检查例数的62.75%。b=750s/mm2时DWI图像质量最高,但统计结果显示不同b值时DWI图像质量没有统计学差异（P=0.0618>0.05）。（2）b=750 s/mm2时CNR平均为173.90±71.05,b=1000s/mm2时CNR平均为121.11±47.86,b=1250s/mm2时CNR平均为104.88±58.56。三者之间有显著统计学差异（F=11.97,P=0.0000<0.01）,两两比较显示b=750 s/mm2时病灶的CNR明显优于b=1000及1250s/mm2时（P值为0.002及0.000）,而b=1000与1250s/mm2之间没有统计学差异（P=0.822>0.05）。（3）相同b值时,正常乳腺组织的平均ADC值>乳腺良性病变>乳腺恶性病变,其差异均有明显统计学意义（P值均为0.000）。两两比较,正常乳腺组织与良性病变之间有统计学差异（P值均小于0.05）,良性病变与恶性病变之间有显著统计学差异（P值均小于0.01）。随着b值的增大,各组ADC值均逐渐降低,正常乳腺组织、乳腺良恶性病变在b值为0,750、0,1000及0,1250s/m2时,差异均没有统计学意义（P值均大于0.05）。（4）以各b值恶性病变平均ADC值95%可信区间的上限作为界定乳腺癌ADC的阈值,小于这个阈值作为判断乳腺癌的标准,则b=0,750s/mm2时,ADC阈值为1.35×10-3mm2/s；b=0,1000s/mm2时,ADC阈值为1.28×10-3mm2/s;b=0,1250s/mm2时,ADC阈值为1.18×10-3mm2/s。以病理诊断作为金标准,以上述阈值判断乳腺癌的敏感度、特异度及准确性分别为80%、89.19%、86.54%；80%、81.08%、80.77%及80%、83.78%、82.69%。不同b值时,ROC曲线下面积分别为AUCb750=0.8775,AUCb1000=0.8667,AUCb1250=0.8829,三者比较,无统计学差异（P=0.2733>0.05）。结论：（1）3.0T乳腺DWI图像质量及乳腺病灶对比噪声比在b值为750s/mm2时优于b值为1000、1250s/mm2。（2）DWI必须结合ADC值的测定才能对乳腺良恶性病变做出较为准确的诊断。（3）在3.0T DWI成像中,b值为0,750、0,1000及0,1250s/mm2时对乳腺癌的检出均有较高准确性,结合图像质量及对比噪声比考虑,我们推荐的最佳b值为0,750s/mm2。

论文目录

• 研究背景
• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 参考文献
• 第一部分 不同抑脂序列在3.0T乳腺MR扩散加权成像中的应用比较
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 图例说明
• 第二部分 同一个体3.0T与1.5T乳腺MR扩散加权成像的图像质量比较
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 图例说明
• 第三部分 不同b值3.0T MR扩散加权成像对乳腺良恶性病变的诊断价值
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 图例说明
• 英文缩略词
• 后记（一） 致谢
• 后记（二） 研究生期间发表的论文
• 后记（三） 综述
• 参考文献