正常成人斜坡骨髓3.0 T磁共振ADC值与相对ADC值的测定

扩散加权成像(Diffusion-weighted imaging，DWI)已广泛应用于肿瘤的诊断、疗效评价，正常成人1.5T磁共振颅底骨质 DWI的可行性、可重复性研究可见个别报道，目前尚未见斜坡骨髓3.0 T磁共振DWI的研究报道[1-10]。本研究采用3.0 T磁共振仪，初步探讨正常成人斜坡骨髓3.0 T磁共振多b值DWI的ADC值与相对ADC值(Relative apparent diffusion coefficient，rADC)。

1 资料与方法

1.1 一般资料：2013年6月～2013年12月，采用3.0 T磁共振仪，对61例健康志愿者进行多b值DWI扫描，男39例，女22例，年龄 18～81岁，平均44岁。所有志愿者符合以下条件：无磁共振检查禁忌证;无恶性肿瘤、头颈部手术病史;无电子器械、金属物植入如内固定器、金属假牙等，去除磁性物品;常规MRI明确无颅颈交界区病变、颅底骨髓炎、副鼻窦炎。本研究获得医学伦理会批准，所有志愿者均签署知情同意书。

1.2 检查方法：Philips 3.0 T TX Achieva超导磁共振成像系统，采用16通道神经血管线圈，受试者仰卧位，头先进，横轴位扫描，扫描时嘱检查者平静呼吸和不要有任何身体的活动。所有志愿者均扫描常规MRI和多b值DWI，常规MRI：TSE-T1WI (TR/TE 579 ms/18 ms，回波链长24，矩阵288×176，采集次数 3)、TSE-T2WI/SPIR(TR/TE 3 375 ms/90 ms，回波链长24，矩阵 288×160，采集次数3)，多b值DWI采用单次激发自旋回波EPI序列(TR/TE 2 309 ms/81 ms，b=0、400、800、1200、1 600，矩阵 116×112，采集次数2，扫描时间2 min 11.6 s)，所有序列均使用并行采集，并行加速因子SENSE 2.0，视野230，层厚5 mm，层距1 mm。

1.3 图像处理及分析：扫描完成后，利用随机工作站的diffusion 软件包对原始数据进行后处理，获取拟合多个b值数据的ADC 图，由1名低年资、1名高年资影像医生进行分析，先分别对图像进行质量分级[11]：Ⅰ级，质量好，斜坡结构显示清晰、无变形;Ⅱ级，质量可，斜坡结构显示欠清晰，出现轻微/轻度变形和轻度伪影，但不影响测量;Ⅲ级，质量差，斜坡结构不清，出现明显变形、严重伪影，无法测量ADC值。再选取测量斜坡骨髓的感兴趣层面，选取斜坡最大断面、图像质量最好的层面，选择层面至少与蝶窦相隔1个层面，以减少颅骨空气交界处产生的伪影对测量的影响，如不能符合上述条件，则选择图像质量最好、较大断面的层面;如意见不同，通过讨论达成一致。在 ADC图上勾画斜坡骨髓、脑干的感兴趣区(Region of interest， ROI)，前者手工勾画，范围为整个枕骨斜坡断面的骨髓，不包含周围的骨皮质在内，后者选取椭圆形ROI(面积>50 mm 2)，位于脑干中心部，不包含脑干周缘部分以减少部分容积效应的影响，见图1，计算出斜坡骨髓、脑干的平均ADC值(单位为 ×10 -3 mm 2 /s，数据以平均值±标准差表示)，先由低年资医生和高年资医生各测量1次，1个月后，高年资医生进行第2次测量，最后，以公式rADC=ADC斜坡/ADC脑干计算斜坡骨髓 rADC。

1.4 统计学处理：统计软件采用SPSS 19.0，对不同年资者之间、高年资者2次测量的斜坡骨髓、脑干ADC值采用配对资料 t检验，设定以P<0.05为差异有统计学意义;检验前先对各组数据进行正态性分布检验和方差齐性分析。计算脑干ADC值的变异系数(Coefficient of variation，CV)评价观察者间、观察者内再现性，CV<10%认为具有良好的重复性[12]。运用组间相关系数(Intraclass correlation coefficient，ICC)评价观察者间、观察者内的一致性，ICC>0.80认为具有良好的一致性[13]。

2 结果

61例志愿者均顺利完成检查，低、高年资医生对ADC图质量分级均为：Ⅰ级42例，Ⅱ级16例，Ⅲ级3例，优良率为95.1%。 3例因图像质量差、无法进行测量，而剔除出本研究序列。不同年资者之间、高年资者2次测量的斜坡骨髓ADC值、rADC 均无统计学差异(见表1～2)，斜坡骨髓ADC测量在观察者间和观察者内的ICC、ICC的95%CI分别为0.938、0.898～0.963 和0.965、0.937～0.978。脑干ADC值的CV(见表3)、CV的95%CI分别为：低年资者(9.64±1.90)%、9.19～10.14%，高年资者第1次(8.32±1.30)%、7.99～8.65%，高年资者第2次(9.03±1.73)%、8.60～9.51%，脑干ADC测量在观察者间和观察者内ICC、ICC的95%CI分别为0.892、0.825～0.935和0.937、 0.894～0.962。

3 讨论

DWI是一种检测活体组织水分子扩散这一微观运动的非创伤性成像技术，从分子水平反映细胞的活动和功能，显示早期的生理病理改变，同时可测量ADC进行定量分析。在20世纪90年代开始运用于临床，早期应用于缺血缺氧性脑损伤的研究，现已广泛应用于临床，特别是肿瘤的诊断、疗效评价，在骨髓恶性肿瘤方面也已较广泛的应用[14-15]。由于ADC值受多种因素的影响，生理因素诸如微循环灌注、呼吸、心脏搏动、体温及年龄等，另外 MR系统、磁场强度、扫描序列、采集参数、b值及ROI等差异也会对ADC值产生不同程度的影响。为了消除这些因素的影响、消除ADC值的个体差异，并使ADC值标准化，有利于横向比较，已有学者开始采用rADC进行疾病的研究[16-17]。颅底骨结构复杂、形态不规则，其中枕骨斜坡形态较规则，且骨髓容积最大，因此本研究着重测量斜坡骨髓的ADC值，以保证有较大的ROI面积，获得可靠、稳定的数据。选择一种重复性高的结构作为rADC的参照，是提高rADC临床应用价值的关键因素之一。EPI-DWI对磁敏感伪影和化学位移伪影非常敏感，对肌肉DWI成像非常不利，与脑组织相比，肌肉内及其周围脂肪含量明显增多，受影响相对明显，加上肌肉的CV较低，且观察者间一致性不高，因此本研究只以脑干作为参照，研究斜坡骨髓的 rADC [18]。 3.0 T磁共振DWI相比1.5 T具有更高的信噪比，具有更快的扫描速度和更高的空间分辨率，但场强的增加会加重软组织与气体、骨等交界区域的磁场不均匀程度，从而加重图像的磁敏感伪影，吞咽、呼吸、大血管搏动等自主生理运动也会导致相位方向上出现显著的运动伪影，应用平行采集技术同时适当增加采集次数有助于减少伪影，弥补高b值DWI图像上信噪比的下降。当b值较低时微循环血流灌注对ADC值的影响相对较大，高b值明显降低了微循环血流灌注对ADC值的影响，获得的ADC值较稳定;但当b>1 000 s/mm 2时，组织的信号强度与 b值呈曲线关系，用经典的单指数模型不能合理解释，需采用多指数模型。多b值DWI成像，通过多个不同b值数据的叠加等系列运算后生成的ADC值，既可减少低b值中微循环的假灌注效应，又可克服因高b值信号衰减偏离单指数模型而导致的偏倚或错误，综合应用了不同b值的扩散信息，能更客观地反映组织的ADC值[19-20]。从视觉上观察，多b值ADC图具有更好的解剖细节、更高的信噪比，有利于斜坡骨髓ADC值的精确测量[21]。本研究应用3.0 T磁共振仪进行DWI成像，相对1.5 T磁共振仪，扫描时间更短，且b值更多、更高，层厚也更薄，后者可减少部分容积效应对骨髓ADC值测定的影响。枕骨斜坡 3.0 T磁共振多b值DWI图质量良好，本组优良率为95.1%，58 例可对斜坡骨髓进行ADC值测量，仅3例由于蝶窦气化明显，导致颅底结构不清，枕骨斜坡出现明显变形、严重伪影而无法测量。本研究的不足之处：①仅选取脑干ADC值作为参照，无其他部位的参照对比。②不同场强甚至不同厂家磁共振仪的斜坡骨髓ADC值、rADC与脑干ADC值的可重复性也有待进一步研究。总之，正常成人斜坡骨髓ADC值、rADC与脑干ADC值的测定在观察者间、观察者内具有很高的一致性。脑干ADC值具有很高的重复性，可作为斜坡骨髓rADC的可靠内源性参照。测定正常成人斜坡骨髓的ADC值与rADC，可为鼻咽癌斜坡以及颅底骨质侵犯的临床应用、影像诊断、科研工作提供有价值的参考。

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[收稿日期：2014-06-14 编校：朱林]