楊琰昭 翟 晶 靳志嘉 張 歡 閔佶華* 嚴(yán)福華

頸椎病指頸椎椎間盤退行性改變及其繼發(fā)的相鄰結(jié)構(gòu)病理改變累及周圍組織結(jié)構(gòu)(神經(jīng)、血管等)并出現(xiàn)與影像學(xué)改變相應(yīng)的臨床表現(xiàn)的疾病，中老年人最為常見，但近年來職業(yè)化、低齡化逐漸成為其新的特點(diǎn)[1]。頸椎磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)不僅能夠清楚顯示椎間盤、韌帶等軟組織結(jié)構(gòu)的退行性改變，還可清晰地顯示出椎管內(nèi)、脊髓內(nèi)部的改變及脊髓受壓部位及形態(tài)改變，對(duì)于頸椎損傷、頸椎病及腫瘤的診斷具有重要價(jià)值。

目前，投入臨床應(yīng)用的醫(yī)用MRI設(shè)備在不同地區(qū)、不同級(jí)別醫(yī)療單位各有不同；應(yīng)用的MRI設(shè)備場強(qiáng)從＜0.5T的低場到1.5T、3.0T均有不同，其品牌除西門子、飛利浦、GE等主流進(jìn)口品牌外，近年來以聯(lián)影、奧泰等為代表我國本土MRI品牌占有量也逐步增加。然而，在醫(yī)用MRI設(shè)備臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)方面目前尚無相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)缺乏橫向比較國內(nèi)外不同品牌及機(jī)型MRI設(shè)備臨床圖像質(zhì)量的量化評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)[2-4]。為此，本研究以頸椎MRI圖像為切入點(diǎn)，對(duì)國內(nèi)外不同品牌及機(jī)型的MRI設(shè)備在頸椎MRI檢查中的臨床圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和對(duì)比。

1 材料與方法

1.1 資料與設(shè)備

(1)本研究合作單位涉及我國15個(gè)省及直轄市的25家不同級(jí)別醫(yī)療單位。選取2017年5月至2018年8月上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院數(shù)據(jù)處理中心共收集的全國25家不同級(jí)別醫(yī)療機(jī)構(gòu)546例頸椎磁共振圖像資料。

(2)將西門子、飛利浦、GE、聯(lián)影、朗潤、奧泰和安科共7大國內(nèi)外品牌不同場強(qiáng)的9種機(jī)型MRI設(shè)備納入本研究。

1.2 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方案

基于美國放射學(xué)會(huì)(American College of Radiology，ACR)2017年頒布的MRI圖像質(zhì)量認(rèn)證指南(MRI Accreditation Program Clinical Image Quality Guide)[5]并結(jié)合我國MRI臨床掃描實(shí)際情況，召集專家組對(duì)該指南進(jìn)行優(yōu)化及整理，進(jìn)行統(tǒng)一化規(guī)范。該規(guī)范對(duì)掃描時(shí)應(yīng)用的線圈類別、序列種類以及序列參數(shù)均不做硬性要求，僅提供指導(dǎo)性意見，目的是保證不同診療機(jī)構(gòu)能夠在滿足規(guī)范要求的前提下盡量發(fā)揮出所用設(shè)備的性能。

1.3 圖像采集

(1)采集規(guī)范及參數(shù)。①圖像采集必需序列包括矢狀位T1加權(quán)成像(T1weighted image，T1WI)、矢狀位T2加權(quán)成像(T2weighted image，T2WI)、矢狀位T2加權(quán)抑脂成像、橫斷位T2WI；②圖像掃描范圍，矢狀位圖像需覆蓋枕骨大孔至T1平面及兩側(cè)神經(jīng)孔，橫斷面圖像需覆蓋頸椎第二椎體(C2椎體)至T1椎體層面；③圖像掃描參數(shù)，層厚≤3.0 mm，層間距≤1.0 cm；④必需序列采集最長檢查時(shí)間≤35 min。

(2)采集方法。各合作單位在臨床工作中根據(jù)以上要求進(jìn)行頸椎磁共振掃描，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、云盤或光盤等形式上傳醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信(digital imaging and communication of medicine，DICOM)格式圖像至上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院數(shù)據(jù)處理中心，進(jìn)行統(tǒng)一圖像評(píng)價(jià)。

(3)數(shù)據(jù)采集排除標(biāo)準(zhǔn)。①所需患者基本信息或掃描參數(shù)缺失；②掃描部位、掃描范圍及成像平面不符合要求；③必需序列缺失，必需序列的總采集時(shí)間超過本規(guī)范所載最大采集時(shí)間；④空間分辨率不符合要求，圖像質(zhì)量極差，無法進(jìn)行評(píng)估分析。

1.4 圖像評(píng)價(jià)

所有圖像均生成隨機(jī)序列號(hào)并隱藏醫(yī)療單位、掃描設(shè)備信息、患者個(gè)人信息，僅保留掃描序列名稱及部分掃描參數(shù)，包括重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)、回波時(shí)間(echo time，TE)、成像野(field of view，F(xiàn)OV)、像素、層厚以及層間距。

圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)是由2名具有5年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師根據(jù)ACR指南，采用雙人盲態(tài)評(píng)價(jià)方式分別對(duì)研究期間抽取的每例掃描圖像進(jìn)行打分?；诟餍蛄性u(píng)價(jià)內(nèi)容為：不存在非解剖因素所致的脊髓信號(hào)不均勻、腦脊液與脊髓和神經(jīng)根信號(hào)對(duì)比、抑脂序列對(duì)脂肪信號(hào)不敏感，以及利于突出脂肪和(或)肌肉層面等指標(biāo)。依據(jù)李克特量表(Likert scale)5分法[6]對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)，其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：①5分為圖像質(zhì)量優(yōu)秀，可用于診斷，非常滿意；②4分為圖像質(zhì)量良好，可用于診斷，滿意；③3分為圖像質(zhì)量有瑕疵，不影響診斷，一般；④2分為圖像質(zhì)量欠佳，影響診斷，欠滿意；⑤1分為圖像質(zhì)量差，不能診斷，不滿意。將2名醫(yī)師的評(píng)分結(jié)果均值作為最終結(jié)果進(jìn)行后續(xù)分析。對(duì)必需序列、掃描范圍及成像平面以及空間分辨率3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。用K-S檢驗(yàn)(Kolmogorov-Smirnov test)對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的計(jì)量資料用中位數(shù)(四分位數(shù))及均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示，計(jì)數(shù)資料用個(gè)數(shù)(百分比，%)表示。多組間等級(jí)資料數(shù)據(jù)比較采用單因素非參數(shù)Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，DunnettT3檢驗(yàn)用于組間多重比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病例資料與統(tǒng)計(jì)

在全國25家不同級(jí)別醫(yī)療機(jī)構(gòu)546例頸椎磁共振圖像資料中，根據(jù)排除標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選后，最終納入447例有效數(shù)據(jù)進(jìn)行最終分析，排除數(shù)據(jù)包括56例矢狀位掃描范圍未覆蓋枕骨大孔至T1、兩側(cè)神經(jīng)孔及橫斷位掃描范圍未覆蓋C2至T1，43例系圖像傳輸及其他原因所致必須序列缺失的圖像資料。有效數(shù)據(jù)分布于7種品牌、9種型號(hào)MRI設(shè)備：其中0.3～0.5T設(shè)備樣本41例、1.5T設(shè)備樣本243例、3.0T設(shè)備樣本163例；包括國產(chǎn)設(shè)備樣本215例、進(jìn)口設(shè)備樣本232例，其分布見圖1。

圖1 不同品牌及機(jī)型MRI設(shè)備頸椎MRI病例資料分布

2.2 MRI設(shè)備圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)與對(duì)比

(1)矢狀位T1WI圖像比較。MRI設(shè)備場強(qiáng)將所有樣本分別為0.3～0.5T、1.5T及3.0T，其中3.0T樣本組各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分最優(yōu)，1.5T樣本組次之。對(duì)不同場強(qiáng)MRI設(shè)備頸椎MRI必需序列的不存在非解剖因素所致脊髓信號(hào)不均、腦脊液信號(hào)低于神經(jīng)根、對(duì)脂肪信號(hào)不敏感以及脊髓與腦脊液對(duì)比度好4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)比較，其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=52.58，x2=138.19，x2=145.87，x2=152.88；P＜0.001)，見表1。

(2)矢狀位T2WI壓脂圖像比較。不同場強(qiáng)設(shè)備組各項(xiàng)圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中脂肪為低信號(hào)、不存在非解剖因素所致脊髓信號(hào)不均、腦脊液信號(hào)高于神經(jīng)根以及脊髓與腦脊液對(duì)比度好的比較，其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=72.96，x2=44.27，x2=68.81，x2=95.97；P＜0.001)，見表2。

(3)橫斷面T2WI圖像比較。不同場強(qiáng)設(shè)備組各項(xiàng)圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中不存在非解剖因素所致脊髓信號(hào)不均、腦脊液信號(hào)高于神經(jīng)根、對(duì)脂肪信號(hào)不敏感及脊髓與腦脊液對(duì)比度好，其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=104.21，x2=111.50，x2=89.38，x2=142.16；P＜0.001)，見表3。

(4)矢狀位T2WI圖像。不同場強(qiáng)設(shè)備組各項(xiàng)圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中不存在非解剖因素所致脊髓信號(hào)不均、腦脊液信號(hào)高于神經(jīng)根及脊髓與腦脊液對(duì)比度好，其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(x2=39.18，x2=79.00，x2=91.44；P＜0.001)，見表4。

2.3 不同品牌及機(jī)型1.5T及3.0T樣本各指標(biāo)比較

在1.5T及3.0T樣本中，進(jìn)一步根據(jù)不同品牌及機(jī)型，分別對(duì)國內(nèi)外不同品牌MRI設(shè)備頸椎成像“脈沖序列和圖像對(duì)比”各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述及對(duì)比。

(1)1.5T樣本。以聯(lián)影uMR 560為代表，頸椎MRI各項(xiàng)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)與GE HDx、西門子MAGNETOM Avanto相比，其矢狀位T1WI“對(duì)脂肪信號(hào)不敏感”，矢狀位T2WI壓脂成像“不存在非解剖因素所致的脊髓信號(hào)不均勻”、“腦脊液信號(hào)高于神經(jīng)根”以及橫斷面T2WI“對(duì)脂肪信號(hào)不敏感”、“脊髓與腦脊液對(duì)比度好”聯(lián)影與GE HDx設(shè)備相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在矢狀位T1WI脊髓與腦脊液對(duì)比度好、矢狀位T2WI腦脊液信號(hào)高于神經(jīng)根指標(biāo)中，聯(lián)影與GE HDx、西門子MAGNETOM Avanto差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；余各項(xiàng)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)聯(lián)影均優(yōu)于GE HDx、西門子MAGNETOM Avanto，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 矢狀位T1WI圖像比較(分，)

表1 矢狀位T1WI圖像比較(分，)

表2 矢狀位T2WI壓脂圖像比較(分，)

表2 矢狀位T2WI壓脂圖像比較(分，)

表3 橫斷面T2WI圖像比較(分，)

表3 橫斷面T2WI圖像比較(分，)

表4 矢狀位T2WI圖像比較(分，)

表4 矢狀位T2WI圖像比較(分，)

(2)3.0T樣本。聯(lián)影uMR 770頸椎MRI各項(xiàng)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)與飛利浦Ingenia、西門子MAGNETOM Verio相比：矢狀位T1WI“對(duì)脂肪信號(hào)不敏感”、“脊髓與腦脊液對(duì)比度好”聯(lián)影優(yōu)于飛利浦Ingenia，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；矢狀位T2WI壓脂成像“脂肪為低信號(hào)”聯(lián)影優(yōu)于飛利浦Ingenia、西門子MAGNETOM Verio，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；橫斷面T2WI“脊髓與腦脊液對(duì)比度好”聯(lián)影優(yōu)于西門子MAGNETOM Verio，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；余各項(xiàng)圖像質(zhì)量主觀評(píng)分聯(lián)影與飛利浦Ingenia、西門子MAGNETOM Verio差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

3.1 圖像掃描規(guī)范

本研究初期共收集到546例頸椎磁共振圖像資料，按照2013年ACR的MRI圖像質(zhì)量認(rèn)證指南頭顱MRA掃描范圍及成像平面統(tǒng)一化規(guī)范，因必需序列掃描范圍不全而排除數(shù)據(jù)56例，約占總數(shù)據(jù)10.3%(56/546)。該數(shù)據(jù)顯示臨床圖像質(zhì)量控制除了關(guān)注成像技術(shù)及成像系統(tǒng)的質(zhì)量控制之外，放射科工作者的掃描規(guī)范也同樣在臨床質(zhì)量控制中起重要作用[7-8]。

3.2 臨床圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

本研究對(duì)0.3～0.5T、1.5T與3.0T醫(yī)用MRI設(shè)備在頸椎MRI中的臨床圖像質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比的數(shù)據(jù)顯示，各項(xiàng)圖像質(zhì)量指標(biāo)評(píng)分中3.0T樣本最優(yōu)，1.5T樣本次之，0.3～0.5T樣本最差，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在1.5T及3.0T樣本組內(nèi)相同場強(qiáng)下，以聯(lián)影uMR 560、聯(lián)影uMR 770為代表的國產(chǎn)MRI設(shè)備，與國外進(jìn)口的GE、西門子、飛利浦MRI設(shè)備圖像質(zhì)量對(duì)比，聯(lián)影國產(chǎn)醫(yī)用MRI設(shè)備臨床圖像質(zhì)量與國外進(jìn)口品牌相近，部分指標(biāo)優(yōu)于國外進(jìn)口品牌，其原因還在于部分的國產(chǎn)MRI設(shè)備較新，且不斷有技術(shù)上的突破，而部分進(jìn)口MRI設(shè)備的使用年限較長，且在設(shè)置序列方面裝機(jī)使用的國產(chǎn)MRI設(shè)備相較過去裝機(jī)的進(jìn)口MRI設(shè)備具有一定的優(yōu)勢[9-11]。但國產(chǎn)MRI設(shè)備由于人力成本、運(yùn)輸成本相對(duì)低廉，價(jià)格上具有明顯競爭力，在能保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上，顯示了國產(chǎn)MRI設(shè)備極大的發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬癧12]。

3.3 研究局限性

本研究基于國內(nèi)外認(rèn)可的ACR指南，并根據(jù)我國實(shí)際情況對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了完善、修改，更貼近我國實(shí)際情況進(jìn)行臨床圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)?；陬i椎MRI為切入點(diǎn)，大幅度避免了呼吸、運(yùn)動(dòng)、血管搏動(dòng)等MRI偽影給圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來的影響。但本研究尚有不足之處：①研究涉及MRI設(shè)備國內(nèi)外機(jī)型尚不夠全面，部分機(jī)器型號(hào)因采集樣本量較少未納入分析統(tǒng)計(jì)；②各機(jī)型數(shù)據(jù)分布不均，數(shù)據(jù)分析可能存在一定偏倚；③本研究主要使用李克特5級(jí)主觀評(píng)分法，尚未納入客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4 結(jié)語

在頸椎MRI臨床圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)中，3.0T設(shè)備最優(yōu)，1.5T設(shè)備次之，而相同場強(qiáng)下國產(chǎn)醫(yī)用MRI設(shè)備，臨床圖像質(zhì)量不低于國外進(jìn)口品牌，且部分指標(biāo)優(yōu)于國外進(jìn)口品牌。