Dwi b1000 что значит
МРТ-последовательность — DWI и ADC
В создании ДВИ участвуют молекулы, чувствительные к диффузионному измерению. Благодаря этому может быть измерено движение молекул за определенный период времени — b. Использование сильных градиентных импульсов позволяет маркировать каждую молекулу воды в системе и ее положение по отношению к используемому градиенту.
Существенную роль в получении ДВИ играет принцип диффузионной контрастности, в основе которого диффузия молекул воды вдоль градиента поля уменьшает МР-сигнал.
Эта зависимость является экспоненциальной: сигнал = Sо exp (–bD), где D — коэффициент диффузии ткани (здоровая ткань около 10 мм2/с); b — коэффициент диффузионного взвешивания (b-значение, с/мм2).
Чем больше b-значение, тем сильнее диффузионное взвешивание. Область сниженной диффузии показывает отно- сительную гиперинтенсивность сигнала. В клиническом применении интересны области, в которых диффузия уменьшена по отношению к окружающей области, например, в клеточных мембранах. Благодаря сниженной диффузии уменьшение сигнала здесь несколько меньше и соответствующие зоны на изображении представлены более светлыми. Интенсивность сигнала на изображениях зависит от направления диффузион- ного взвешивания. Создаются три проекции одного и того же сечения (при b-значениях > 0). Подобное диффузионное обследование помогает отличить изотропную патологию от анизотропной структуры окружающей ткани.
Создаются следующие типы изобра- жений: ортогональные изображения, ИКД-карты (ADC — Apparent Diffusion Coefficient), следящие изображения (контрастность показывает средний ко- эффициент диффузии во всех направлениях), сравнительные Т2-ВИ в том же положении сечения (b = 0).
Все рассчитанные изображения соз- даются непосредственно после измере- ния. Для каждого положения сечения и b-значения (не равного 0) получают изображения в направлениях диффузионного взвешивания (в направлениях выбора сечений, считывания и фазового кодирования).
Все ДВИ обозначены интенсивно- стью и направлением диффузионного взвешивания. Интенсивность сигнала в ДВИ зависит не только от скорости диффузии, но и от значений времени релаксации Т1-, Т2-ВИ и протонной плотности. Относительный вклад этих факторов зависит от параметров после- довательности (ТE, TR, времени диффузии, напряженности диффузионно- го градиента и т. п.). В связи с этим с целью отделения влияния диффузии от других параметров рассчитываются карты кажущегося коэффициента диффузии.
На ИКД-изображениях, а чаще на- зываемых также ADC-картах, значение серого характеризует (с помощью пикселов) распределение коэффициентов диффузии в обследуемой зоне. Чем меньше степень выраженности диффузии, тем темнее пикселы.
Определяемый ИКД зависит от процессов диффузии в имеющихся раз- личных структурах, внутриклеточных и межуточных пространствах. ИКД- изображения не содержат ни Т1-, ни Т2- составляющих, и считается, что таким образом это исключает наличие артефактов.
ДВИ получают после подачи сильных биполярных импульсов на фоне последовательности спин-эха или градиент- эха с различными параметрами, которые представляют собой фактор b, измеряемый в с/мм2, и силу градиентов диффузии. А новые МР-томографы с более мощными и быстрыми градиентными подсистемами и новыми катушками способствуют повышению соотношения сигнал/шум на получаемых изображениях при использовании значений b в диапазоне от 500 до 1000 с/мм2, что значительно повышает качество изображения.
Клиническое применение:
Источник:
МР-диффузия
МР-диффузия: инструкция по применению.
Диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого вещества, и данный процесс приводит к самопроизвольному выравниванию концентрации веществ по всему занимаемому объему.
Получить данные МР-диффузии возможно на базе различных импульсных последовательностей:
Single shot EPI
На графике заметно, что у данной импульсной последовательности 90 градусный импульс и 180 градусный импульс. У Single shot EPI TR=8000 мс, а TE=60 мс, то есть DWI изображение построено с Т2 контрастностью.
Отличие от Т2 изображений:
В нижней части графика видно, что при получении изображения накладываются два градиента. Данные градиенты и его показатели кодируют b-фактор, который в свою очередь определяет контраст диффузно-взвешенного изображения и зависит от таких показателей, как длительность градиентов, расстояние между данными градиентами и амплитудой данных градиентов.
Чем длиннее градиент, чем дольше они накладываются, чем больше амплитуда градиентов, чем больше расстояние между ними, тем больше b-фактор.
Контрастность ДВИ помимо Т2-эффекта определяется b-фактором.
Высокое значение b-фактора прямо пропорционально времени сбора данных.
Подавление сигнала от жировой ткани.
Для элиминации артефактов химического сдвига ДВИ всегда требует подавления сигнала от жировой ткани.
Если использовать ДВИ изображения с нулевым b-фактором, то есть не накладывать никаких градиентов, то в данном случае получится изображение с контрастностью, как у Т2 FS изображений.
По мере увеличения b-фактора от 0 до 700 увеличивается эффект диффузии. Интенсивность сигнала от органов с ограниченной диффузией на изображениях с низким b фактором будет низкая, а на изображениях b=600 сигнал от того же органа будет повышаться. Чем выше b-фактор, тем выше контраст изображения обусловлен диффузионным эффектом.
Слева представлены ДВИ с b=0, 100, 200, 500, 1000, 2000
Градиент, который идет первый до 180 градусного импульса помечает спины, а второй градиент после 180 градусного считывает.
Изображение с b=0 является аналогом Т2 изображения с подавлением жировой ткани.
Изображения с b=100. Вода не успевает покинуть пределы вокселя за данный период времени.
Изображения с b=500. Молекулы воды частично покинули воксель. В областях с ограниченной диффузией данное явление менее выраженное и протекает медленнее.
Изображения с b=1000.В зонах со свободной диффузией в вокселе не остается практически молекул воды, а в вокселе с ограниченной диффузией только часть молекул воды покинет.
Значение МРТ и диффузионно-взвешенной МРТ для диагностики локально рекуррентного рака прямой кишки
Для оценки точности стандартного МРТ, диффузионно-взвешенной МРТ (DWI) и изображений слияния для диагностики локально рекуррентного рака прямой кишки у пациентов с клиническим подозрением на рецидив.
Сорок два пациента с клиническим подозрением на рецидив подверглись МРТ 1,5 ТТ, состоящей из стандартного взвешенного по T2 FSE (3 плоскости) и осевого DWI (b0,500,1000). Два считывателя (R1, R2) независимо оценили вероятность повторения; [1] на стандартном MRI, [2] на стандартном MRI + DWI и [3] на T2-взвешенных + DWI изображениях слияния.
У 19/42 пациентов был местный рецидив. R1 достигла области под кривой ROC (AUC) 0,99, чувствительность 100% и специфичность 83% при стандартной МРТ против 0,98, 100% и 91% после добавления DWI (p = 0,78). Для R2 эти показатели составляли 0,87, 84% и 74% при стандартной МРТ и 0,91, 89% и 83% с DWI (p = 0,09). Изображения Fusion существенно не улучшили производительность. Согласование с Interobserver было κ0.69 для стандартного MRI, κ0.82 для стандартного MRI + DWI и κ0.84 для изображений слияния.
МРТ является точной для диагностики локально рекуррентного рака прямой кишки у пациентов с клиническим подозрением на рецидив. Добавление DWI существенно не улучшает его производительность. Однако, с учетом специфики DWI и соглашения между заинтересованными клиентами. Изображения Fusion не улучшают точность.
Около 35% пациентов с колоректальным раком, которые проходят лечебное хирургическое лечение, получат рецидивирующее заболевание, большинство из которых происходят в течение первых 3 лет после операции [1]. Рецидив в основном происходит в печени (20%) и легких (5-10%), в то время как около 5-15% пациентов будут развиваться регрессия локарогенеза [2]. Эти локальные рецидивы связаны со значительной заболеваемостью и нарушением качества жизни. В то время как локально рекуррентный рак прямой кишки долгое время считался редко излечимым заболеванием, пациенты сейчас все чаще рассматриваются для лечебной операции по спасению, часто сочетаются с (нео) адъювантной химиотерапией и / или лучевой терапией. Шансы на лечение после резекции самые высокие, когда все поля резекции микроскопически свободны от опухоли [3]. Поэтому, чтобы увеличить вероятность излечения, крайне важно диагностировать локальные рецидивы, когда они еще находятся на ранней стадии. В настоящее время неясно, является ли визуализация полезной при наблюдении за пациентами после операции на ректальном раке, и испытания для определения роли изображений продолжаются 7. Если, однако, во время наблюдения пациент подозревается в локальном рецидиве, основанном на клинических симптомах и / или повышении уровня карциноэмбрионального антигена (СЕА), КТ является первым исследованием выбора для подтверждения или исключения наличия локального или отдаленного рецидива [ 4, 7, 8]. Тазовая масса, которая увеличивается при последовательных послеоперационных КТ-исследованиях, очень подозрительна для локального рецидива, хотя диагноз не всегда легко сделать [9, 10]. Часто результаты КТ являются двусмысленными, и в этих случаях 18F-фтордеоксигеназа позитронно-эмиссионная томография (ФДГ-ПЭТ) или комбинированный ПЭТ / КТ оказались полезными для выявления местного повторного роста опухоли [10, 11]. Однако ложные положительные результаты ФДГ-ПЭТ могут возникать в областях послеоперационной воспалительной рубцовой ткани, в случае смещенных тонких кишечников и из-за близости мочевого пузыря. Кроме того, ФДГ-ПЭТ не имеет точности в оценке рецидива типа муцинозной опухоли и менее полезна для оценки резективности опухоли из-за ее недостаточного пространственного разрешения [11, 12]. С другой стороны, МРТ доказала свою ценность для оценки резективности диагностируемого локального рецидива рака прямой кишки [13], но его роль в выявлении рецидивирующей опухоли не установлена. Основная проблема с МРТ — выявление малой растущей опухоли в области фиброзной рубцовой ткани 16. Диффузионно-взвешенная МР-визуализация (DWI) является многообещающим методом для выявления малых объемов опухолей, и ее преимущество также проявляется при опухолях таза 17. Однако роль DWI в обнаружении локально рекуррентного рака прямой кишки еще не исследовалась. В дополнение к стандартной анатомической МРТ, DWI может быть полезен для повышения диагностической эффективности для выявления локальных рецидивов опухоли [20]. Более того, в предыдущих исследованиях было высказано предположение, что слияние анатомических МРТ и DWI может способствовать лучшему выявлению как первичных злокачественных новообразований, так и рецидивирующих заболеваний, хотя снова его роль в раке прямой кишки не ясна [20, 21].
Таким образом, целью данного исследования является оценка точности стандартной тазовой МРТ для диагностики рецидива локорегиональной опухоли у пациентов с клиническим подозрением на рецидив после хирургической операции на прямой кишке прямой кишки и для оценки того, добавляется ли DWI и / или синтез изображений стандартная МРТ и DWI улучшает ее производительность.
Это исследование ретроспективно оценило 42 последовательных пациентов, которые прошли МР-визуализацию для оценки наличия локально рекуррентного рака прямой кишки в период с июня 2007 года по апрель 2010 года. Из-за ретроспективного характера исследования было отказано в информированном согласии. Базовые характеристики пациента приведены в таблице 1. Двадцать шесть пациентов были мужчинами и 16 были женщинами. Средний возраст составлял 66 лет (диапазон 22-87). Все пациенты ранее подвергались целебному хирургическому лечению первичного рака прямой кишки. Пациенты были направлены на МРТ, когда во время наблюдения наблюдалось клиническое подозрение на рецидивирование локуогенных опухолей на основании симптомов (боль, потеря фекалий крови, измененные привычки кишечника), клиническое обследование, повышение СЕА в сыворотке крови и / или наличие метахронной отдаленной опухоли поражения. Одиннадцать пациентов сначала подверглись обследованию КТ, прежде чем были направлены на МРТ. У девятнадцати пациентов была диагностирована локально рекуррентная ректальная опухоль, тогда как у 23 пациентов не было обнаружено признаков рецидива. Места повторения были следующими: анастомоз (n = 2), presacral (n = 3), латеральные узлы таза (n = 3), тазовый пол (n = 3), местный шок исключения (n = 5), просвет прямой кишки (n = 1), peri-prostatic (n = 1) и ягодичной мышцы (n = 1). Средний интервал между хирургическим лечением первичной ректальной опухоли и последующей МРТ для локальной рекуррентной оценки составлял 40 месяцев (диапазон 3-320). Медианное наблюдение между МРТ и настоящим было 20 месяцев (диапазон 4-42).
Таблица 1 Базовые характеристики исследуемых пациентов
Пациенты не получали препарат кишечника или спазмолитики. МР-томография выполнялась при 1,5-T (Intera; Philips Medical Systems, Best, The Netherlands). Для приема сигнала использовалась обмотка тела фазированной решетки. Стандартный ректальный МРТ-протокол состоял из 2D T2-взвешенных (T2W) быстрых спин-эхо (FSE) последовательностей в трех плоскостях; сагиттальный, осевой и корональный (TR / TE 8456/130 мс, угол поворота 90 °, длина 25 эхотравов, 6 NSA, размер вокселя 0,78 × 1,14 × 3,00 мм, 30 срезов, время сбора 6,03 мин). С 2006 года последовательность DWI была реализована как часть стандартного ректального протокола МРТ. Последовательность DWI представляла собой осевую диффузионно-взвешенную последовательность с подавлением сигнала фонового тела (DWIBS [22], значения b 0,500,1000 с / мм2, TR / TE 4829/70 мс, коэффициент EPI 53, 4 NSA, 2,50 × 3,11 × 5,00 мм, размер вокселя, 50 секций, время захвата 10,37 мин). Осевые T2-взвешенные и DWI-последовательности были получены в одинаковых плоскостях. Они были обычно под углом перпендикулярны к просвечиванию прямой кишки. Когда отсутствовал оставшийся ректальный просвет (после абдоминальной или расширенной резекции) или в случае тазовой массы, расположенной за пределами ректального просвета, осевые последовательности были ориентированы перпендикулярно границе между локальной областью подозрительности и ближайшей структурой или органом. Карты ADC, включая все три значения b, автоматически генерировались в оттенках серого в операционной системе.
Изображения MR были экспортированы в формате DICOM и перенесены на компьютер Macintosh (iMac, Apple, Cupertino, CA, USA). Изображения Fusion осевых T2-взвешенных и b1000-диффузионно-взвешенных изображений были получены с использованием программного обеспечения OsiriX Medical Imaging Software, программного обеспечения для пост-обработки с открытым исходным кодом [23]. Поле зрения и уровень среза диффузионных изображений были автоматически скорректированы так, чтобы точно соответствовать T2-взвешенной МРТ. Затем изображения DWI преобразуются в красную по желтой цветовой гамме и накладываются на изображения, взвешенные по T2.
МР-изображения были независимо проанализированы двумя читателями из экспертного реферального центра: эксперт МРТ таза с 13-летним опытом в области чтения МРТ рака прямой кишки (RGHBT) и младшего рентгенолога GI с 3-летним опытом в области тазовой МРТ (VCC). Читатели были осведомлены о лечении, гистологической стадии и опухолевом типе первичного рака прямой кишки, но были ослеплены результатами подсчета очков друг друга и были ли получены предыдущие КТ-изображения для повторения. Они также были ослеплены результатами эндоскопии, других изображений, хирургии и гистопатологии. Этот проект исследования был выбран для воспроизведения клинического стандарта практики, когда радиологи подвергаются истории болезни первичной опухоли. Оценка изображения состояла из трех отдельных протоколов чтения, проведенных в течение одного сеанса чтения: (а) сначала читатели оценивали только F2-изображения с T2 (далее именуемые «стандартная МРТ»), (b) сразу после этого повторный подсчет был повторен после b1000 диффузионные изображения были добавлены к стандартной МРТ (далее называемой «стандартная МРТ + DWI»). Изображения с низкой плотностью b-значения и карта ADC также находились в распоряжении читателей. Наконец, с) были оценены изображения слияния T2-взвешенной МРТ + DWI. Пациенты оценивались в случайном порядке. Читатели оценили вероятность локального рецидива опухоли с использованием 5-точечной шкалы доверительного уровня (0 = определенно отсутствует, 1 =, вероятно, отсутствует, 2 = возможно отсутствует / присутствует, 3 = возможно присутствует, 4 = обязательно присутствует). На T2-взвешенной МРТ, фокальные области, показывающие массовый эффект, интенсивность сигнала изометрично для мышц и / или узловой или инфильтративной границы считались крайне подозрительными для рецидива опухоли. При высоком значении B-value (b1000) DWI очаговые области с высокой интенсивностью сигнала, соответствующие возможным местам опухоли на стандартной МРТ, считались критерием рецидива опухоли (рис.1). На изображениях слияния фокальные области гиперинтенсивности (желтые), соответствующие возможной опухоли на Т2-взвешенном МРТ, считались подозрительными для рецидивирующей опухоли. Когда подозревалась рецидивирующая опухоль, наибольший диаметр опухоли измеряли на Т2-взвешенной МРТ.
Рис. 1T2-взвешенные, b1000 диффузионно-взвешенные и T2W + DWI-изображения слияния мужского пациента с локальным рецидивом опухоли, расположенным в левой ягодичной мышце (стрелки). На T2-взвешенной МРТ (а) сигнал опухоли является изоинденсистским по сравнению с мышцами. На изображениях DWI (b) и слияния (c) опухоль видна как поражение с высокой интенсивностью сигнала по сравнению с подавленным сигналом окружающих структур. Обратите внимание на некротические изменения в левой внутренней мышце обтуратора (наконечники стрел), что приводит к небольшому увеличению интенсивности сигнала на изображениях DWI и слияния
Наличие локального рецидива (n = 19) было гистологически подтверждено у 16 пациентов (хирургическая резекция в 11 и положительная биопсия предполагаемой опухолевой области у 5 пациентов). У 3 пациентов диагноз локального рецидива был сделан на основании согласованных положительных результатов ФДГ-ПЭТ / КТ (т.е. положительного поглощения ФДГ в точном месте, подозреваемого в опухоли на МРТ), а также последующей МРТ и / или ФДГ-ПЭТ / КТ-обследования. Кроме того, метастазы в паховые лимфатические узлы были подтверждены биопсией у 1 пациента. Эти 3 пациента не подверглись хирургическому лечению их рецидива из-за неоперабельного заболевания. Отсутствие локального рецидива (n = 23) было подтверждено комбинацией следующего: нет аномальных находок на соответствующем FDG / PET-CT (n = 8), нет аномальных результатов на колоноскопию и / или результаты отрицательной биопсии (n = 4) и / или никаких признаков рецидива опухоли при последовательных исследованиях изображений (КТ, МРТ и / или ФДГ-ПЭТ / КТ) в течение периода наблюдения не менее 1 года (n = 22). Медианное время наблюдения для пациентов без рецидива составляло 23 месяца (диапазон 14-41).