梯度翻轉(zhuǎn)脂肪抑制技術(shù)在3.0T磁共振胰腺彌散加權(quán)成像中的初步評估

尚 靳，郭啟勇，于 兵，石 喻，史凱寧，劉 瑩

（1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110004；2.飛利浦影像研究學(xué)院，北京 100020）

梯度翻轉(zhuǎn)脂肪抑制技術(shù)在3.0T磁共振胰腺彌散加權(quán)成像中的初步評估

尚 靳1，郭啟勇1，于 兵1，石 喻1，史凱寧2，劉 瑩1

（1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110004；2.飛利浦影像研究學(xué)院，北京 100020）

目的：評價(jià)梯度翻轉(zhuǎn)脂肪抑制技術(shù)（LIPO）在3.0T磁共振胰腺彌散加權(quán)成像中的應(yīng)用價(jià)值。方法：采用3.0T磁共振對20例正常志愿者分別采用LIPO技術(shù)和常規(guī)脂肪抑制技術(shù)行胰腺DWI掃描（b值800 s/mm2）。由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師對所得DWI圖像質(zhì)量情況進(jìn)行主觀評分，并對胰腺表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）值和信噪比（SNR）進(jìn)行定量測量，應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，采用單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)比較LIPO和壓脂DWI序列圖像中胰腺的ADC值、SNR及圖像質(zhì)量評分值。結(jié)果：正常胰腺在DWI LIPO和常規(guī)DWI序列中的ADC值無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.211）；兩者的SNR有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.000 2），且胰腺在DWI LIPO序列上的SNR明顯高于常規(guī)DWI序列。與常規(guī)DWI序列比較，正常胰腺在DWI LIPO序列中偽影及圖像模糊程度評分值均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P值分別為0.001、0.009）。結(jié)論：LIPO技術(shù)可以在3.0T磁共振胰腺彌散加權(quán)成像掃描中提高圖像質(zhì)量。

胰腺；磁共振成像，彌散

應(yīng)用常規(guī)壓脂技術(shù)（SPIR和SPAIR）進(jìn)行磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）臨床掃描時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)脂肪信號抑制不徹底，干擾臨床圖像質(zhì)量的問題，特別是應(yīng)用高場強(qiáng)磁共振（3.0T以上）進(jìn)行彌散掃描時(shí)，這個(gè)問題更為嚴(yán)重。梯度翻轉(zhuǎn)脂肪抑制（LIPO）又稱SSGR，理論研究及體模掃描均證實(shí)這種新的脂肪抑制方式可以在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)壓脂技術(shù)的缺陷，為臨床提供更高質(zhì)量的DWI成像，但對于LIPO在人體胰腺彌散加權(quán)成像掃描中的應(yīng)用研究，目前未見報(bào)道。本文旨在評價(jià)LIPO在3.0T DWI中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

本實(shí)驗(yàn)納入2015年1—4月20例年齡22～25歲的健康志愿者（男10例，女10例，平均24歲）。本研究經(jīng)我院倫理委員會批準(zhǔn)，所有志愿者均簽署知情同意書，有胰腺疾病及消化道系統(tǒng)疾病病史，或者相關(guān)影像及實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果異常者被排除在本研究之外。

1.2 磁共振DWI序列掃描參數(shù)

采用Philips Ingenia 3.0T超導(dǎo)型MR成像系統(tǒng)，16通道相控陣Torsopa體部線圈，志愿者取仰臥位，呼吸幅度及頻率保持均勻，采用自由呼吸常規(guī)DWI序列及DWI-LIPO序列進(jìn)行胰腺掃描。兩者掃描參數(shù)相同：TR=6 000 ms，TE=73 ms，層數(shù)24，層厚3 mm，層距1 mm，F(xiàn)OV 36 cm，矩陣224×224；b值分別為0、800 s/mm2。

1.3 圖像分析與數(shù)據(jù)采集

將圖像傳輸至Philips后處理工作站，生成ADC圖，測量并計(jì)算3.0T MR不同DWI序列圖像中正常胰腺（胰頭、胰體及胰尾）的平均ADC值及SNR（SNR具體公式如下：SNR＝S胰腺實(shí)質(zhì)/S背景1/2，其中S胰腺實(shí)質(zhì)及S背景分別代表所測量胰腺實(shí)質(zhì)及相位方向上圖像背景噪聲的平均信號強(qiáng)度），胰腺組織內(nèi)選取橢圓形ROI測量圖像背景信號值，避開明顯的偽影、血管及胰管區(qū)域，選取3個(gè)同樣大小的橢圓形ROI并取其平均值（ROI=112.6 mm2）。

由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師對胰腺DWI圖像的偽影及圖像清晰程度分別做出評價(jià)，意見不一致時(shí)通過協(xié)商確定，其圖像偽影評分標(biāo)準(zhǔn)如下：0分（胰腺實(shí)質(zhì)基本無偽影）、1分（胰腺邊緣可見魚尾紋狀偽影但基本不影響圖像測量）、2分 （胰腺實(shí)質(zhì)可見偽影但輪廓尚在）及3分（胰腺部分實(shí)質(zhì)被偽影覆蓋，輪廓消失）；其圖像模糊程度評分標(biāo)準(zhǔn)如下：0分（圖像質(zhì)量好，胰腺邊緣清晰銳利）、1分（圖像質(zhì)量較好，胰腺實(shí)質(zhì)邊緣略模糊但不影響圖像測量）、2分（圖像質(zhì)量差，胰腺邊緣模糊但輪廓尚在）及3分（圖像質(zhì)量差，胰腺輪廓顯示不清），將評分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)和并取其平均值[1]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，比較采用不同壓脂掃描方式所得胰腺DWI圖像中胰腺ADC值、胰腺實(shí)質(zhì)SNR及圖像質(zhì)量評分值，采用單因素方差分析和LSD檢驗(yàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以P＜0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

LIPO壓脂胰腺DWI圖像的SNR明顯高于常規(guī)DWI序列（t=3.94，P=0.000 2），胰頭、胰體及胰尾分別在不同DWI序列中兩兩進(jìn)行檢驗(yàn)，其SNR均無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；在不同彌散序列中，胰頭之間及胰尾之間的SNR有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P值分別為0.021和0.007；而胰體之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P值為0.057（表 1）。

表1 胰腺DWI序列中的SNR分析比較

表2 胰腺在不同 DWI序列中的偽影及圖像模糊程度評分表

圖1 LIPO序列圖。Figure 1.LIPO sequence diagram.

圖2 23歲，健康女性。圖2a顯示在DWI-LIPO序列上，胰尾部輪廓清晰，胰腺實(shí)質(zhì)信號均勻；圖2b顯示在常規(guī)DWI序列上，胰尾部輪廓模糊，胰腺實(shí)質(zhì)信號不均，可見濾泡狀偽影（箭頭所示）。Figure 2.A twenty-three years old female with normal pancreas;pancreas tail in DWI with LIPO were homogeneous signal and edge sharpness(Figure 2a),while it was heterogeneous signal and blurring outline with follicular artifacts in conventional DWI indicated by the white arrow(Figure 2b).

正常胰腺在DWI LIPO和常規(guī)DWI序列中所顯示的偽影及圖像模糊程度評分均具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （t值分別為3.943、2.932，P值分別為0.001、0.009）（表2）。掃描圖像顯示：胰腺在DWI LIPO序列中信號較均勻，胰腺邊緣輪廓清晰，偽影較少；在常規(guī)DWI序列中信號不均，胰腺輪廓略模糊，偽影出現(xiàn)較多。

正常胰腺在DWI LIPO和常規(guī)DWI序列上的ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-1.319，P=0.211）。

圖3 24歲，健康女性。圖3a顯示在DWI-LIPO序列上，胰腺實(shí)質(zhì)SNR較高，呈均勻一致高信號（箭頭所示）；圖3b顯示在常規(guī)DWI序列上，胰腺實(shí)質(zhì)SNR較前者低，信號略不均（箭頭所示）。白色圓圈代表感興趣區(qū)（ROI=112.6 mm2）。Figure 3.A twenty-four years old female with normal pancreas;pancreas in DWI with LIPO had higher SNR with uniform high signal(Figure 3a),while it had lower SNR and heterogeneous signal in conventional DWI(Figure 3b).The white circle standed for region of interest(ROI=112.6 mm2).

3 討論

在胰腺DWI成像中，脂肪信號抑制的程度直接影響臨床圖像質(zhì)量，進(jìn)而影響病變組織的檢出和診斷。傳統(tǒng)的脂肪抑制技術(shù)在腹部進(jìn)行掃描時(shí)，B0場、B1場不均勻增加，脂肪抑制較為困難，而LIPO技術(shù)通過反轉(zhuǎn)180°重聚焦脈沖的選層梯度，使得之前由于化學(xué)位移效應(yīng)而被激勵(lì)的脂肪信號無法被回聚，從而實(shí)現(xiàn)更有效的脂肪抑制，為臨床提供高質(zhì)量的胰腺圖像[1-5]。Lee等[6]研究結(jié)果表明在3.0T DWI中運(yùn)用層面選擇梯度翻轉(zhuǎn)脂肪抑制技術(shù)后，圖像質(zhì)量得以提高，從而有助于增加病變的檢出率。

本研究采用不同壓脂方式對正常志愿者進(jìn)行胰腺DWI掃描，發(fā)現(xiàn)在LIPO-DWI序列中，胰腺的SNR明顯高于常規(guī)DWI序列；節(jié)段SNR比較顯示不同掃描方式之間胰頭及胰尾的SNR有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而胰體之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在理論上，LIPO技術(shù)應(yīng)該不影響無脂肪偽影區(qū)域的信號，但從上述研究結(jié)果來看，LIPO-DWI序列在胰腺頭部及尾部有更高的SNR，可能的原因是反轉(zhuǎn)的選層梯度彌補(bǔ)了射頻激勵(lì)的不均勻，獲得了更多的回聚信號；此外，SNR可能會受到脂肪偽影的干擾，且偽影程度的不同可能會對胰腺不同部位的SNR產(chǎn)生一定的影響。

正常胰腺在DWI LIPO和常規(guī)DWI序列中所顯示的偽影及圖像模糊程度評分均具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能是由于胰腺實(shí)質(zhì)存在脂肪沉積，而LIPO序列采用其特有的脂肪抑制方式使正常胰腺與周圍復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)分界較清晰，邊緣銳利，從而有利于臨床對胰腺病變的觀察和對消化道相關(guān)疾病的鑒別診斷。

正常胰腺在DWI LIPO和常規(guī)DWI序列上的ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；此結(jié)果說明DWI LIPO序列以其特有的壓脂技術(shù)在提高信噪比、減少偽影的同時(shí)并沒有對3.0T磁共振DWI的ADC值產(chǎn)生系統(tǒng)偏移。

本研究的局限性：樣本量較小，可能存在選擇偏倚；所有受試對象僅限于正常志愿者，未能評估在胰腺病變時(shí)LIPO技術(shù)是否有助于提升病灶的檢出程度。

總之，在3.0T磁共振上，正常胰腺在DWI LIPO序列中的SNR較高、偽影評分較低；胰腺信號較均勻，輪廓清晰，其圖像質(zhì)量優(yōu)于常規(guī)DWI序列，ADC值與常規(guī)DWI序列無差異。由此可見，DWI LIPO具有提升臨床胰腺DWI掃描的圖像質(zhì)量的能力，有提升MR胰腺病變鑒別診斷能力的潛力。

[1]劉豪，姚秀忠，陳財(cái)忠，等.磁共振BLADE技術(shù)在肝臟成像中的臨床應(yīng)用[J].中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2014，25（6）：406-408.

[2]姚秀忠，馮豪，陳文芳，等.3.0T磁共振不同DWI序列在正常胰腺中的分析評價(jià)[J].中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2013，24（1）：17-22.

[3]姚秀忠，許紅蓮，顧君英，等.正常胰腺在3.0T MR不同DWI序列上的ADC值評價(jià)[J].放射學(xué)實(shí)踐，2013，28（2）：173-176.

[4]Nagy Z,Weiskopf N.Efficient fat suppression by slice-selection gradient reversal in twice-refocused diffusion encoding[J].Magn Reson Med,2008,60(5):1256-1260.

[5]Koh DW,Blackledge M,Burns S,et al.Combination of chemical suppression techniques for dual suppression of fat and silicone at diffusion-weighted MR imaging in women with breast implants[J].Eur Radiol,2012,22(12):2648-2653.

[6]Lee JS,Kim YK.Diffusion-weighted imaging of the liver at 3T using section-selection gradient reversal[J].Clin Radiol,2015,70 (4):408-415.

Preliminary evaluation of gradient reversal fat suppression technology(LIPO)in diffusion-weighted MR imaging of normal pancreas at 3.0T

SHANG Jin1,GUO Qi-yong1,YU Bing1,SHI Yu1,SHI Kai-ning2,LIU Ying1
(1.Department of Radiology,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China; 2.Imaging Systems Clinical Science of Philips Healthcare,Beijing 100020,China)

Objective:To evaluate the clinical value of gradient reversal fat suppression technology(LIPO)in diffusionweighted MR imaging of normal pancreas at 3.0T.Methods:DWI-LIPO and conventional DWI sequence(b values 800 s/mm2) were performed among twenty volunteers on a 3.0T whole-body MRI system.The ADC value and image quality,including SNR,blurring and artifact level,was evaluated by two experienced radiologists.One-way analysis and LSD test were used to compare DWI-LIPO sequence with conventional DWI sequence through the software SPSS 19.0.Results:There was no statistical difference between two different DWI sequences(P=0.211)in ADC value of normal pancreas.Normal pancreas in DWI with LIPO has more higher SNR than conventional DWI(P=0.000 2).Compared with conventional DWI sequence,there was significantly statistical difference between the artifacts and image blurring degree scores in DWI with LIPO(P=0.001,0.009).Conclusion:LIPO technology improves the image quality of pancreas DWI at 3.0T MR.

Pancreas;Diffusion magnetic resonance imaging

R657.5；R445.2

A

1008-1062（2016）03-0180-03

2015-08-07

尚靳（1991-），女，遼寧遼陽人，在讀碩士研究生。E-mail：895495103@qq.com

郭啟勇，中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，110004。E-mail：guoqy@sj-hospital.org