并行采集技術(shù)在老年人肝臟MR檢查中的應(yīng)用價值

蔣方方，王敏杰，金愛國，黃 挺

第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)科(上海，200433)

MRI成像技術(shù)由于其無輻射危害，對比分辨率高，多方位，多參數(shù)采集及功能成像等優(yōu)勢已被廣泛應(yīng)用于臨床。隨著磁共振成像技術(shù)的進步，近幾年出現(xiàn)的多通道相控陣線圈進一步提高了磁共振成像技術(shù)的圖像質(zhì)量;PAT技術(shù)的引入極大地縮短了磁共振的掃描時間，使得磁共振成像技術(shù)更進一步向著短掃描時間高圖像質(zhì)量的方向發(fā)展。本文使用iPAT技術(shù)對63例老年患者進行MRI掃描并對所得圖像與常規(guī)MR圖像進行對比研究。

1 材料與方法

1.1 一般資料

63例行常規(guī)肝臟MRI檢查時出現(xiàn)運動偽影的老年患者，轉(zhuǎn)行iPAT序列(TrueFisp冠狀位、T1Flash軸位)掃描。男性42例，女性21例，年齡52～89歲，平均68歲。其中肝癌30例，海綿狀血管瘤5例，肝囊腫10例，肝硬化8例，其他10例。所有患者均經(jīng)治療、隨訪或穿刺、手術(shù)病理證實。

1.2 方法與步驟

1.2.1 設(shè)備與掃描參數(shù)

所采用的 MRI設(shè)備為 Siemens公司生產(chǎn)的Avanto1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀，梯度場強45 mT/m，切換率200 mT/(mos)，共6個線圈單元組成，6個通道獨立接收信號。多通道和多線圈組合形成的全景成像矩陣(total imaging matrix，TIM)技術(shù)使沿3個梯度編碼方向均可行并行采集。常規(guī)序列掃描發(fā)現(xiàn)呼吸運動偽影后，改用iPAT序列進行掃描，掃描方式及參數(shù)見表1。

表1 iPAT序列與常規(guī)序列肝臟掃描的參數(shù)Tab.1 iPAT sequence and conventional sequence of liver scans parameters

表2 iPAT序列對常規(guī)肝臟序列掃描產(chǎn)生的偽影校正Tab.2 iPAT sequence correction Artifacts of conventional liver scanning sequence

1.2.2 圖像分析

由三位磁共振專家對所得兩組圖像進行分析、比較，對呼吸運動偽影進行評價。判斷標(biāo)準(zhǔn):以顯示肝左右葉結(jié)構(gòu)、膽囊膽管、肝靜脈或下腔靜脈的清晰程度，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個等級。Ⅰ級:肝左右葉結(jié)構(gòu)、膽囊膽管、肝靜脈或下腔靜脈清晰可辨;Ⅱ級:肝左右葉結(jié)構(gòu)、膽囊膽管、肝靜脈或下腔靜脈欠清晰，但可辨;Ⅲ級:肝左右葉結(jié)構(gòu)、膽囊膽管、肝靜脈或下腔靜脈不清晰、不可辨;Ⅳ級:肝左右葉結(jié)構(gòu)、膽囊膽管、肝靜脈或下腔靜脈模糊不清。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

采用配對樣本比較的Wilcoxon符號秩檢驗行統(tǒng)計學(xué)分析，P＜0.05為差異有顯著性意義。

2 結(jié)果

2.1 Trufish圖像分析結(jié)果

63例經(jīng)iPAT冠狀TrueFisp序列掃描后，圖像質(zhì)量未發(fā)生明顯變化，但屏氣時間明顯縮短(見表1)。

2.2 T1圖像分析結(jié)果

63例常規(guī)肝臟掃描出現(xiàn)呼吸運動偽影的病例中，Ⅲ級以上影響診斷者共48例，占76%;經(jīng)iPAT序列校正后，Ⅲ以上影響診斷者降低為5例，約占7.9%，Ⅲ以上符合診斷要求的病例共58例，約占92.1%(圖1～6)，兩者比較有顯著差異(P＜0.05)。

2.3 iPAT序列和常規(guī)序列比較分析

iPAT序列對常規(guī)肝臟序列掃描產(chǎn)生的偽影校正情況見表2，經(jīng)Wilcoxon符號秩檢驗，兩種方法顯示Ⅲ級以上、以下圖像比較:S=885，p＜0.0001，兩者有顯著差異。應(yīng)用iPAT序列后，呼吸運動偽影明顯減少，肝臟各葉結(jié)構(gòu)清晰顯示，具有診斷價值。

3 討論

磁共振(magenetic resonance imaging，MRI)作為一種醫(yī)學(xué)影像檢查方法，已經(jīng)成為疾病診斷不可或缺的先進手段之一，尤其對肝臟疾病的診斷得到了廣泛的認(rèn)同。因此，磁共振圖像質(zhì)量的好壞對肝臟疾病的診斷具有重要的意義。而影響肝臟圖像質(zhì)量的諸多因素中屏氣問題最為重要。我院患有肝臟疾病的患者中有一部分是老年患者，由于體質(zhì)差而無法正常配合屏氣，給磁共振的檢查帶來了很大的阻力。早期很多老年患者因為呼吸和屏氣問題無法解決，而放棄了磁共振的檢查，從而延誤了疾病的進一步診治。并行采集技術(shù)(Parallel Acquisition Technology，簡稱PAT)的出現(xiàn)，使這個問題得到迎刃而解。PAT技術(shù)能夠縮短采集時間，減少呼吸運動偽影，提高時間和空間分辨率［1］。

PAT技術(shù)是并行采集算法、多通道接收線圈、多接收通道和高性能計算機技術(shù)發(fā)展的結(jié)合體。其中并行采集算法是核心，其他是實現(xiàn)并行采集技術(shù)的硬件基礎(chǔ)。所有的硬件基礎(chǔ)中又屬接收線圈發(fā)展最快，已經(jīng)由線形線圈(Linearly Polarized)、正交線圈(Circularly Polarized)發(fā)展到正交相陣列線圈(CP phased array)以至全景成像矩陣線圈(Total Image Matrix).

在常規(guī)情況下，磁共振成像信號的空間定位是由Y軸方向上的相位編碼和X軸方向上的頻率編碼完成的，將由N行不同相位編碼所采集的數(shù)據(jù)填充與K－空間，每一行相對應(yīng)于一步相位編碼。磁共振掃描儀根據(jù)這些纖維編碼對圖像的空間位置進行定位，然后重建處一幅圖像。PAT技術(shù)是通過減少相位編碼步數(shù)，來減少掃描時間的。但在常規(guī)成像情況下，減少相位編碼步數(shù)，K－空間信號采集數(shù)據(jù)行將明顯減少，結(jié)果在重建的圖像上出現(xiàn)卷褶效應(yīng)或重疊偽影。PAT技術(shù)是利用相控陣線圈多通道采集，以及相控陣線圈各線圈之間對各質(zhì)子的空間位置的敏感性不同進行定位，各陣列接收線圈在不同的敏感性情況下同時進行編碼，由此來彌補因相位編碼步數(shù)不足所導(dǎo)致的信號空間定位不精確的缺點，最終得到?jīng)]有卷褶偽影的磁共振圖像［2，3］。

目前PAT技術(shù)去除卷褶的主要算法有包括:敏感度編碼技術(shù)(SENSitivity Encoding，SENSE)、空間諧波實時采集技術(shù)(simultaneous acquisition of spatial harmonics，SMASH)和一般性自動校準(zhǔn)部分并行采集技術(shù)(generalized autocalibrating partially parallel acquisition，GRAPPA)。其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬SENSE和 GRAPPA.如果僅考慮速度因素，SENSE將是最佳選擇［4，5］。本研究采用就是mSENSE(modified SENSE)技術(shù)。

在PAT技術(shù)中，K－空間相位編碼步數(shù)減少程度用R因子(reducion factor R)來表示，R因子就是相位編碼減少的倍數(shù)。它與線圈單元數(shù)目有關(guān)，一般不超過線圈單元數(shù)目［5］。信噪比是決定MR圖像質(zhì)量的重要因素，PAT技術(shù)的信噪比與信號采集時間的平方根成正比關(guān)系，即PAT技術(shù)在縮短掃描時間的同時，也降低了圖像的信噪比。當(dāng)各接收線圈單元的幾何關(guān)系不理想的情況下，圖像的噪聲會增加。國內(nèi)史浩［6］等經(jīng)過研究得出:對于一個六線圈單元的相控陣線圈來說，相位編碼步數(shù)的最大減少倍數(shù)為3－4倍，即R因子等于3－4。本研究經(jīng)過反復(fù)實驗，最終將能滿足診斷需要的最大R因子設(shè)定為3，與以上報道相符。

快速掃描對于觀察在動脈期明顯強化且能夠迅速排出的病灶很重要，如肝細(xì)胞癌、局灶性結(jié)節(jié)增生以及一些轉(zhuǎn)移灶［7］。本研究中，PAT技術(shù)的采用極大的縮短了肝臟采集的時間，并且能精確動脈期的采集，減少了運動的偽影，提高了MR對老年患者肝臟檢查的價值。

本研究的研究對象全部都是老年患者，經(jīng)過PAT技術(shù)校正后，Ⅲ以上符合診斷要求的病例共58例，約占全部研究對象的92.1%。PAT技術(shù)掃描和常規(guī)技術(shù)掃描結(jié)果，兩者比較有顯著性差異?，F(xiàn)在，PAT技術(shù)已經(jīng)在本單位肝臟等腹部MR檢查中廣泛應(yīng)用，并且得到了好評。

綜上所述，并行采集技術(shù)在肝臟磁共振成像應(yīng)用過程中，大大縮短了采集的時間，使成像時間長這一問題徹底得到解決，病人屏不住氣從而出現(xiàn)呼吸運動偽影的現(xiàn)象得到了極大的改善。并行采集技術(shù)有著非常高的應(yīng)用價值和發(fā)展前景。

［1］Mitsouras D，Zientara GP，Edelman A，et al.Enhancing the acqutsition efficiency of fast magnetic resonance imaging via broadband encoding of signal content［J］.Magn Reson Imaging，2006，24(9):1209 －1227.

［2］Weiger M，Pruessmann KP，Kassner A，et al.Contrast－ enhanced 3D MRA Using iPAT［J］.JMRI，2000，12:671 －677.

［3］Dydak U，Weiger M，Pruessmann KP，et al.Sensitivity encoded multi－ echo spectroscopic imaging［J］.In:Proc ISMRM，8th Annual Meeting，Denver，2000:368.

［4］楊正漢，馮逢，王霄英等.磁共振成像技術(shù)指南－檢查規(guī)范、臨床策略及新技術(shù)應(yīng)用［M］.北京:人民軍醫(yī)出版社，2010，4:176 －177.

［5］Weiger M，Pruessmann KP，Boesiger P.2D SENSE for faster 3D MRI［J］.MAGMA，2002，14:10 －19.

［6］史浩.8通道頭部線圈和iPAT技術(shù)在MRI顱腦檢查中的應(yīng)用［J］.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2006，16(4):329 －332.

［7］夏爽，祁吉等.MR并行采集技術(shù)的優(yōu)勢［J］.國外醫(yī)學(xué):臨床放射學(xué)分冊，2006，29(5):348 －353.