腦脊液偽影在3.0 T MR二維和三維液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)圖像上的表現(xiàn)

錢銀鋒，張 誠，吳津民，柏 亞，余永強

液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid-attenuated inversionrecovery,FLAIR)序列通過抑制正常腦脊液信號，可更好地顯示較小且靠近腦脊液的病變[1]；并可顯示出腦脊液成分變化導(dǎo)致的信號改變，在腦膜炎、蛛網(wǎng)膜下腔出血的診斷中具有作用。但由于腦脊液的流動性等原因可導(dǎo)致其有時不能被完全抑制，在FLAIR圖像上表現(xiàn)為有一定信號的腦脊液偽影。另一方面，近年來，3.0 T MR機的臨床應(yīng)用逐漸增多，對其常見偽影文獻已有一定的報道[2]，但有關(guān)3.0 T MR FLAIR圖像上腦脊液偽影表現(xiàn)的文獻報道較少，筆者通過3.0 T MRI上2D、3D FLAIR和1.5 T MRI上2D FLAIR的對比研究，探討3.0 T MRI FLAIR上腦脊液偽影的表現(xiàn)，以期為3.0 T MR上FLAIR圖像的分析和序列選擇提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

搜集我院2011年1月至2011年10月間行MRI頭顱檢查者100例，其中男56例，女44例，年齡20～84歲，平均年齡52歲。所有患者常規(guī)MRI檢查均無異常發(fā)現(xiàn)，無顱腦外傷、手術(shù)和精神病史。其中50例行1.5 T MRI 2D FLAIR檢查，男33例，女17例，年齡21～82歲，平均年齡53歲。另50例行3.0 T MRI 2D和3D FLAIR檢查，其中男23例，女27例，年齡20～84歲，平均年齡51歲。

1.2 MR檢查方法

1.5 T超導(dǎo)型MR掃描儀(GE Signa Horizon)，正交頭線圈。所有檢查者均常規(guī)掃描軸面T1WI、T2WI和FLAIR,FLAIR序列成像參數(shù)為：TR 8000 ms,TE 150 ms,TI 1900 ms,層厚5.0 mm,層間距1.5 mm，矩陣192×160，F(xiàn)OV22 cm×22 cm，NEX為1。3.0 T 超導(dǎo)型MR掃描儀(GE HDx)，8通道頭顱線圈，常規(guī)掃描顱腦軸面T1WI、T2WI、2D FLAIR和3D FLAIR，2D FLAIR的成像參數(shù)為：TR 9000 ms，TE 154 ms，TI 2250 ms；層厚5.0 mm，層間距1.5 mm，矩陣320×192，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，NEX為1，成像時間1 min 49 s；3D FLAIR采用矢狀面成像：TR 6000 ms，TE 125 ms，TI 1865 ms，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm，層厚1.0 mm，層間距－0.5 mm，矩陣256×224，NEX為1，成像時間5 min 15 s。掃描結(jié)束后將3D FLAIR圖像傳送至Adw 4.4工作站，以與2D FLAIR相同的層面、層厚和層間距進行軸面重建。

1.3 MR圖像評價方法

大腦凸面的腦溝裂內(nèi)腦脊液處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，在FLAIR上可被完全抑制；因此筆者將腦室系統(tǒng)和蛛網(wǎng)膜下腔分為以下幾個部分進行觀察：左右側(cè)腦室、第三腦室、第四腦室、鞍上池和橋前池。將腦脊液偽影分為4級：0級為無偽影，腦脊液被完全抑制；11級為偽影信號強度高于背景噪聲，但低于腦灰質(zhì)；2級為偽影信號強度與腦灰質(zhì)呈等信號；3級為偽影信號強度高于腦灰質(zhì)；將2級和3級合稱為高級別偽影。

所有圖像評價由2名高級診斷醫(yī)師獨立完成，當(dāng)兩者不一致時則通過協(xié)商決定。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

對各組間的高級別腦脊液偽影發(fā)生率進行Chisquare檢驗，將P＜0.05定義為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，所有統(tǒng)計學(xué)處理用SPSS 16.0軟件完成。

2 結(jié)果

50例行1.5 T MRI檢查者，其中9例FLAIR圖像上未見腦脊液偽影，余41例中共發(fā)現(xiàn)94處腦脊液偽影，其中2級最常見(54.3%)，1級和3級分別占全部偽影的20.2%和25.5%。

腦脊液偽影最常見于第四腦室(圖1)，發(fā)生率為60.0%；其次為橋前池，發(fā)生率為36.0%。兩側(cè)腦室內(nèi)腦脊液偽影多見于左側(cè)腦室，僅位于左側(cè)腦室者8例，僅位于右側(cè)腦室者2例，7例兩側(cè)腦室內(nèi)均見腦脊液偽影者中5例兩側(cè)腦室腦脊液偽影級別相同(圖2)。

50例行3.0 T MRI檢查者，其2D FLAIR圖像上，每例受試者至少有2處腦脊液偽影，共發(fā)現(xiàn)238處腦脊液偽影，其中3級最多見，占總偽影數(shù)50.0%，1級和2級分別占17.2%和32.8%。

腦脊液偽影最常見于第四腦室、橋前池(圖3，4)，發(fā)生率均為98.0%，且多為3級，分別為82.0%和74.0%；其次常見部位為鞍上池，發(fā)生率為92.0%。兩側(cè)腦室內(nèi)腦脊液偽影亦多見于左側(cè)腦室，僅左側(cè)腦室出現(xiàn)者9例(圖5)，僅右側(cè)腦室出現(xiàn)者3例，22例兩側(cè)腦室內(nèi)均見腦脊液偽影者中16例兩側(cè)偽影級別相同(圖6)。

1.5 T和3.0 T MRI的2D FLAIR圖像上，各部位的高級別偽影情況見表1。由表1可知，3.0 T MRI上各部位的高級別腦脊液偽影例數(shù)均明顯多于1.5 T MRI。

形態(tài)和部位上，無論是1.5 T還是3.0 T MRI，側(cè)腦室內(nèi)腦脊液偽影一般位于孟氏孔區(qū)，呈橢圓形(圖2，5，6)；第四腦室內(nèi)者多位于其上部，呈小圓形或條片狀，以前者常見。第三腦室、鞍上池和橋前池內(nèi)的腦脊液偽影多呈片狀(圖3，4，7，8)。所有的腦脊液偽影均無占位效應(yīng)，鄰近結(jié)構(gòu)無受壓改變。

全部50例3D FLAIR的原始像和軸面重建圖像上均未見腦脊液偽影(圖3～6，8)。

圖1 男，54歲，1.5 T MRI 2D FLAIR圖像，鞍上池(1A)內(nèi)未見腦脊液偽影；第四腦室上部見一2級小圓形腦脊液偽影，橋前池內(nèi)無偽影(1B) 圖2 男，65歲。1.5 T MRI 2D FLAIR圖像，左右側(cè)腦室內(nèi)近孟氏孔處各見一橢圓形2級腦脊液偽影 圖3 男，41歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(3A)示鞍上池內(nèi)3級腦脊液偽影和四腦室上部2級偽影，鞍上池內(nèi)結(jié)構(gòu)顯示不清。3D FLAIR軸面重建圖像(3B)示腦脊液信號抑制完全，鞍上池內(nèi)結(jié)構(gòu)顯示清晰 圖4 女，48歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(4A)示橋前池和第四腦室內(nèi)3級偽影。3D FLAIR軸面重建圖像(4B)示腦脊液信號抑制完全 圖5 女，34歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(5A)示左側(cè)腦室近孟氏孔處3級腦脊液偽影，該偽影在3D FLAIR軸面重建圖像(5B)上未見顯示圖6 男，37歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(6A)示雙側(cè)腦室內(nèi)對稱性腦脊液偽影，3D FLAIR軸面重建圖像(6B)無腦脊液偽影Fig.1 2D FLAIR images obtained with a 1.5 T system in a 54-year-old male.There are no CSF artifacts in suprasellar cistern (1A)and prepontine cistern (1B),and one 2 scale round artifacts is found in upper of forth ventricle (1B).Fig.2 2D FLAIR image obtained with a 1.5 T system in a 65-year-old male.There is one oval-in-shape 2 scale artifacts in right and left ventricle around the foramen of Monro.Fig.3 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 41-year-old male.There were 3 scale CSF artifacts in suprasellar cistern and 2 scale artifacts in upper of forth ventricle on 2D FLAIR image (3A),but the artifacts were disappear on reformatted axial 3D FLAIR image (3B) at similar location,and the normal anatomy of suprasellar cistern was clear.Fig.4 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 48-year-old female.There were 3 scale CSF artifacts in prepontine cistern and upper of forth ventricle on 2D FLAIR image (4A),but the artifacts were disappeared on reformatted axial 3D FLAIR image (4B) at similar location.Fig 5.Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 34-year-old female.There was one of 3 scale artifacts in left ventricle around the foramen of Monro on 2D FLAIR image (5A).However,it disappeared on reformatted axial 3D FLAIR image (5B).Fig.6 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 37-year-old male.There were symmetrical 2 scale artifacts in both lateral ventricle on 2D FLAIR image (6A),the signal of CSF was null on reformatted axial 3D FLAIR image (6B).

圖7 男，60歲。1.5 T MRI，2D FLAIR圖像示第三腦室內(nèi)片狀2級腦脊液偽影 圖8 男，64歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(8A)示第三腦室內(nèi)片狀3級腦脊液偽影，3D FLAIR軸面重建圖像(8B)無腦脊液偽影Fig.7 2D FLAIR image obtained with a 1.5 T system in a 60-year-old male.There was 2 scale artifacts in third ventricle and was slabby in shape.Fig.8 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 64-year-old male.There was slabby 3 scale artifacts in third ventricle on 2D FLAIR image (8A),the signal of CSF was null on reformatted axial 3D FLAIR image (8B).

表1 1.5 T 和3.0 T的2D FLAIR上高級別腦脊液偽影例數(shù)Tab.1 The number of high grade CSF artifacts on 2D FLAIR images with 1.5 T and 3.0 T system

3 討論

FLAIR通過施加特定TI的180°脈沖選擇性抑制腦脊液，從而使皮層表面和腦室周圍的病變更易被檢出，已成為顱腦MRI檢查的常規(guī)序列。腦膜炎、蛛網(wǎng)膜下腔出血、柔腦膜腫瘤種植等時，腦脊液的T1值發(fā)生改變(或同時T2值發(fā)生改變)，在FLAIR上顯示為高信號，因此FLAIR在這些蛛網(wǎng)膜下腔病變的檢出中亦具有重要作用[3-4]。

3.1 FLAIR圖像上腦脊液偽影產(chǎn)生的原因

腦脊液偽影產(chǎn)生的主要原因是腦脊液處于流動狀態(tài)，2D FLAIR成像時，在反轉(zhuǎn)脈沖和采集信號的時間間隔(△t)內(nèi)，上方或下方的腦脊液流入成像層面，因此未能被有效抑制，從而產(chǎn)生信號。此外，腦脊液搏動、局部場強不均勻等亦可產(chǎn)生腦脊液偽影[5]。其最常見于鞍上池、橋前池和腦室的孔處。腦脊液偽影的發(fā)生與年齡有一定的相關(guān)性，在兒童很少見，所以筆者僅研究了成人的腦脊液偽影表現(xiàn)。

3.2 1.5T和3.0T FLAIR圖像上腦脊液偽影表現(xiàn)

本組結(jié)果表明，2D FLAIR成像時，與1.5 T相比，3.0 T上腦脊液偽影的發(fā)生率和偽影級別明顯增加。其原因可能為以下兩個方面：(1) TI時間延長導(dǎo)致流入成像層面內(nèi)未被抑制的腦脊液增多；(2) 3.0 T MRI對局部磁場不均勻性更敏感，尤其在鞍上池等近顱底層面。Neema等[6]研究了22例正常成人顱腦在1.5 T和3.0 T MR FLAIR圖像上的表現(xiàn)，認為腦脊液偽影在兩者間相似，但作者沒有對腦脊液偽影進行量化分析和比較。

盡管3.0 T上腦室內(nèi)腦脊液偽影的發(fā)生率尤其是3級偽影的發(fā)生率明顯增加，但無論是1.5 T還是3.0 T MRI，腦室內(nèi)腦脊液偽影均具有相同的特點：(1)部位上，多位于腦室孔附近，側(cè)腦室者一般位于孟氏孔區(qū)，第四腦室者常位于其上部；(2)形態(tài)上，側(cè)腦室者多呈橢圓形，且常雙側(cè)同時存在，較對稱，第三腦室者一般呈片狀，第四腦室者多呈小圓形或條片狀。根據(jù)這些特點一般可很容易地將腦室內(nèi)腦脊液偽影與正常結(jié)構(gòu)和病變相區(qū)分。

蛛網(wǎng)膜下腔病變時，鞍上池和橋前池是FLAIR圖像上高信號常見位置之一，因此有效抑制這些部位的腦脊液信號極其重要。由于流速、層厚、采集間隔等因素的影響，腦脊液偽影的信號強度并非固定一致，其中與灰質(zhì)呈等信號或高信號的高級別偽影易于掩蓋或誤為蛛網(wǎng)膜下腔病變，而1級偽影一般不會誤為蛛網(wǎng)膜下腔病變，容易識別。本組中，在1.5 T MRI，鞍上池和橋前池高級別腦脊液偽影的發(fā)生率分別為10.0%和26.0%，而在3.0 T的2D FLAIR上，其發(fā)生率明顯增加，分別為40.0%和98.0%。提示在3.0 T，2D FLAIR可能不適于檢測蛛網(wǎng)膜下腔病變。

3.3 消除FLAIR圖像上腦脊液偽影的方法

為了盡量減少或消除腦脊液偽影，在1.5 T上，研究者們提出了多種方法，包括采用非層面選擇性反轉(zhuǎn)脈沖、依賴于反轉(zhuǎn)時間的層面K空間重排(KRISP)技術(shù)、隔絕脈沖、增加采集間隔因子等[7-8]，可明顯減少腦脊液高信號偽影，但這些技術(shù)在3.0 T上的應(yīng)用尚未見報道。

3D FLAIR成像時，由于采用非層面選擇的反轉(zhuǎn)脈沖，全部的腦脊液信號被均勻的抑制。本組中全部50例行3D FLAIR成像者，腦脊液信號抑制完全，腦室和蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)均未見腦脊液偽影，相應(yīng)處解剖結(jié)構(gòu)顯示清楚，與Chagla等[9]的研究結(jié)果相似。

由于FLAIR的TR時間很長，因此最初臨床上在3.0 T上行3D FLAIR成像是不現(xiàn)實的。最近幾個方面的進步，明顯縮短了3D FLAIR的成像時間：(1)再聚焦射頻脈沖反轉(zhuǎn)角的調(diào)整極大的增加了回波鏈長度；(2)多個方位加速的并行采集減少了獲得3D數(shù)據(jù)所需要的回波數(shù)；(3)新的3D查看排序技術(shù)允許K空間的角落部分被忽略，從而進一步的減少需要的回波數(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用使3D FLAIR成像時間縮短至10 min以內(nèi)，本研究中盡管采用很薄的1 mm層厚，成像時間僅為5 min 15 s，臨床應(yīng)用完全可行。

本組結(jié)果表明，同1.5 T相比，3.0 T MRI明顯增加了2D FLAIR上腦脊液偽影的出現(xiàn)幾率和級別，可能不利于蛛網(wǎng)膜下腔病變的診斷，3D FLAIR上腦脊液信號抑制完全，疑診蛛網(wǎng)膜下腔病變時應(yīng)選擇3D FLAIR成像。

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