Investigative Radiology：如何实现前列腺MR图像的“又快又好”？
2023-03-22 shaosai MedSci原创 发表于上海
近年来，前列腺多参数磁共振成像（mpMRI）已经成为一种重要的无创诊断工具，可以可靠地检测出具有临床意义的肿瘤，而且MRI数据可用于有针对性的前列腺活检。
据统计，前列腺癌是全世界范围内男性中最常见的恶性肿瘤之一，死亡率在所有男性癌症类型中排名第二。因此，对有临床意义的癌症进行早期诊断 对患者的生存至关重要。近年来，前列腺多参数磁共振成像（mpMRI）已经成为一种重要的无创诊断工具，可以可靠地检测出具有临床意义的肿瘤，而且MRI数据可用于有针对性的前列腺活检。因此，未来对前列腺mpMRI的需求将进一步增加。为了满足这种日益增长的成像需求，在确保高诊断质量的同时，进一步加快mpMRI的扫描事件至关重要。
前列腺mpMRI的标准扫描方案包括T2加权序列，用于评估解剖学特性；扩散加权序列和/或动态对比度增强序列，用于评估功能特性。一种方法是在病人可以自由呼吸的情况下，通过使用围绕中心的旋转叶片对K空间进行反复采样（MULTIVANE；飞利浦医疗，荷兰Best；BLADE；西门子医疗，德国Erlangen；PROPELLER；GE医疗，芝加哥，IL）。这种所谓的螺旋桨式采集技术允许对K空间的中心进行过度取样。由于来自其他重复的非异常数据，在特定的重复过程中，患者轻微运动的平面内信息可以得到纠正。
这些技术通过与平行成像相结合得到进一步发展，如敏感性编码（SENSE；飞利浦医疗，荷兰Best）、更先进的运动校正算法和迭代重建（MultiVane XD；飞利浦医疗，荷兰Best）。在过去的几年里，CS被系统地改进并引入到MRI中，并在不同领域内得到了广泛使用，。压缩感知技术明显加快了MRI序列的采集时间，但只能与笛卡尔采样方法相结合，与螺旋桨采集中使用的非笛卡尔采样方法相反。
近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究比较了一种用于T2加权螺旋桨采集的新型压缩感知（CS）方法（T2CS）和传统的T2加权螺旋桨序列（T2conv），在减少采集时间的情况下实现更高图像质量的呈现。
研究将在本机构内就诊、临床疑似为前列腺癌的男性参与者纳入研究，每位纳入的患者均接受了3T的前列腺磁共振成像。由2位放射科医生对序列进行定性评估，评估内容包括伪影、图像清晰度、病变明显程度、囊肿轮廓和整体图像质量，评估项目为5分Likert，范围从1（无诊断意义）到5（优秀）。评估了表观信噪比和表观对比度-噪声比。对两个序列的PI-RADS评分进行了评估。统计分析采用Wilcoxon签名等级检验和配对样本t检验。使用类内相关系数（ICC）估计，评估了定性图像评价的报告人内和报告人间的可靠性。
共纳入29名男性参与者（平均年龄66±8岁）。与T2conv序列相比，T2CS序列的采集时间分别缩短了26%（轴向）和24%（矢状面）（例如，轴向：171 vs 232秒；P < 0.001）。在轴位，与T2conv序列相比，T2CS序列的伪影较少（4 [4-4.5] vs 4 [3-4]; P <0.001）、图像清晰度较高（4 [4-4.5] vs 3 [3-3.5]; P <0.001）、包膜显示的清晰度较高（4 [3-4] vs 3 [3-3.5]; P <0.001）、整体图像质量较高（4 [4-4] vs 4 [3-4]; P <0.001）。对病变明显性的评价相似（4[4-4] vs 4[3-4]；P = 0.166）。在矢状位，T2CS序列在伪影（4[4-4] vs 3[3-4]；P <0.001）、图像清晰度（4[4-5] vs 4[3-4]；P <0.001）、病变清晰（4[4-4] vs 4[3-4]；P = 0.002）和整体图像质量（4[4-4] vs 4[3-4]；P = 0.002）方面优于T2conv序列。两种序列之间的包膜划分相似（3 [3-4] vs 3 [3-3]；P = 0.07）。定性评分的观察者内部和观察者之间的可靠性都很好（ICC内部：0.92；ICC之间：0.86）。定量分析显示，T2CS序列的表观信噪比更高（例如，轴位：52.2 ± 9.7 vs 22.8 ± 3.6；P < 0.001），表观对比度-噪声比更高（例如，轴位：44.0 ± 9.6 vs 18.6 ± 3.7；P ≤ 0.001）。所有参与者的PI-RADS评分在两个序列中都是一样的。
图 69岁患者PSA升高5.9ng/mL（A-D和M-P）、61岁患者PSA升高4.24ng/mL（E-H）、81岁患者PSA升高31.37ng/mL（I-L）的代表性图像。前列腺结节（C和D）和前列腺包膜（G和H）的放大图像显示，与传统的T2加权螺旋桨序列（T2conv）相比，T2加权螺旋桨序列（T2CS）的图像对比度增加、伪影减少（O和P）。在T2CS序列中可以更好地看到周边区域的神经血管束（I-L）的浸润
本项研究首次提出将T2加权螺旋桨序列与CS相结合以用于前列腺mpMRI成像。与传统的T2加权螺旋桨序列相比，所评估的序列提供了更加卓越的图像质量。最重要的是，新技术将这些序列的采集时间减少了24%至26%。基于这些特点，带有CS的新T2加权螺旋桨序列有取代mpMRI中的传统T2加权螺旋桨序列的可能及价值，可改善并加速评估前列腺癌患者的成像方案。
原文出处：
Leon M Bischoff,Christoph Katemann,Alexander Isaak,et al.T2 Turbo Spin Echo With Compressed Sensing and Propeller Acquisition (Sampling k-Space by Utilizing Rotating Blades) for Fast and Motion Robust Prostate MRI: Comparison With Conventional Acquisition.DOI:10.1097/RLI.0000000000000923
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