MRI增強T1高分辨力各同性容積激發(fā)序列與TSE T1W序列檢出椎體轉(zhuǎn)移瘤的對比分析

白志強，史 潔，沈 君*

(1.中山大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，2.超聲科，廣東 廣州 510120)

MRI增強T1高分辨力各同性容積激發(fā)序列與TSE T1W序列檢出椎體轉(zhuǎn)移瘤的對比分析

白志強1，史 潔2，沈 君1*

(1.中山大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，2.超聲科，廣東 廣州 510120)

目的比較增強MRI快速T1高分辨力各向同性容積激發(fā)(THRIVE)序列和TSE序列T1W檢出椎體轉(zhuǎn)移瘤的價值。方法對31例經(jīng)穿刺活檢病理證實的椎體轉(zhuǎn)移瘤患者行MR增強檢查，增強后先后行常規(guī)矢狀位TSE T1W序列和矢狀位THRIVE序列掃描。比較2個序列顯示轉(zhuǎn)移瘤病灶的數(shù)目、SNR、CNR和病灶邊緣清晰度、運動偽影評分。結(jié)果TSE T1W序列和THRIVE序列掃描時間分別為2 min 55 s和33 s。增強后THRIVE序列顯示病灶的數(shù)量與TSE T1W序列差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-0.816，P=0.414)。增強后THRIVE序列的SNR(432.54±271.60)、CNR(233.27±197.65)均低于TSE T1W序列的SNR(674.32±375.79)、CNR(312.38±207.49)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-4.366、-2.660，P<0.001、0.012)。TSE T1W序列顯示病灶邊緣較THRIVE序列清晰(Z=-4.082，P<0.001)，但運動偽影較THRIVE序列明顯(Z=2.291，P=0.022)。結(jié)論增強掃描THRIVE序列掃描時間短，運動偽影少，椎體轉(zhuǎn)移瘤的檢出數(shù)目與TSE T1WI序列相當，在椎體轉(zhuǎn)移瘤的檢查中取代TSE T1W序列具有可行性。

椎體；腫瘤轉(zhuǎn)移；磁共振成像；序列

椎體是惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的常見部位，MRI是目前檢測椎體轉(zhuǎn)移瘤的常用手段。TSE序列可提供較好的CNR和解剖細節(jié)[1]，是目前檢測椎體轉(zhuǎn)移瘤的常用序列。但TSE序列掃描時間相對較長(約3 min)，椎體轉(zhuǎn)移瘤患者因腰背部劇烈疼痛而難以耐受較長時間的MR檢查。此外，呼吸運動及主動脈搏動所產(chǎn)生的運動偽影會影響圖像質(zhì)量。因此，尋求快速且對運動偽影不敏感的序列有助于提高椎體轉(zhuǎn)移瘤患者的檢查成功率和改善圖像質(zhì)量。T1高分辨力各向同性容積激發(fā)(T1 high resolution isotropic volume excitation, THRIVE)序列在一次屏氣的時間內(nèi)即可完成較大范圍的掃描，對運動偽影不敏感，其在腹部的應(yīng)用廣泛[2]，在其他部位的應(yīng)用也有較多報道[3-6]。但目前國內(nèi)外鮮見將其應(yīng)用于椎體轉(zhuǎn)移瘤的報道。本研究通過對比增強TSE序列及THRIVE序列檢出病灶的能力、圖像質(zhì)量等，探討THRIVE序列用于椎體轉(zhuǎn)移瘤的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2015年3月—2016年11月我院確診為椎體轉(zhuǎn)移瘤的患者31例，均經(jīng)椎體穿刺活檢病理證實，男18例，女13例，年齡26～84歲，中位年齡47歲。原發(fā)病灶為肺癌13例，乳腺癌6例，鼻咽癌5例，肝癌3例，前列腺癌和結(jié)腸癌各2例。腰椎轉(zhuǎn)移13例，胸椎轉(zhuǎn)移8例，椎體廣泛轉(zhuǎn)移10例。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會的批準和患者知情同意。

1.2儀器與方法 采用Philips Achieva 1.5T TX超導(dǎo)型MR掃描儀，15通道脊柱專用線圈。對所有患者均行TSE序列平掃，包括矢狀位T2WI(TR 2 292 ms，TE 120 ms，F(xiàn)OV 270 mm×324 mm，矩陣320×283，層數(shù)9層，層厚4 mm，無層間隔，重復(fù)激勵次數(shù)3次，掃描時間1 min 57 s)，矢狀位脂肪抑制T2WI(TR 3 000 ms，TE 60 ms，F(xiàn)OV 180 mm×319 mm，矩陣164×204，層數(shù)9層，層厚4 mm，無層間隔，重復(fù)激勵次數(shù)2次，掃描時間2 min 30 s)，矢狀位T1WI(TR 400 ms，TE 11 ms，F(xiàn)OV 270 mm×324 mm，矩陣320×286，層數(shù)9層，層厚4 mm，無層間隔，重復(fù)激勵次數(shù)3次，掃描時間2 min 55 s)。增強掃描時經(jīng)肘靜脈注射釓對比劑(馬根維顯)，劑量為0.2 mmol/kg體質(zhì)量，流速1 ml/s，注射后依次行矢狀位脂肪抑制TSE T1WI(TR 400 ms，TE 11 ms，F(xiàn)OV 270 mm×324 mm，矩陣320×286，層數(shù)9層，層厚4 mm，無層間隔，相位編碼方向為頭足方向，翻轉(zhuǎn)角90°，重復(fù)激勵次數(shù)3次，掃描時間2 min 55 s)和THRIVE序列掃描(TR 4.1 ms，TE 1.98 ms，F(xiàn)OV 75 mm×297 mm，矩陣188×148，層數(shù)113層，層厚1 mm，無層間隔，相位編碼方向為前后方向，翻轉(zhuǎn)角10°，重復(fù)激勵次數(shù)1次，掃描時間33 s，自由呼吸下采集)。

1.3圖像分析

1.3.1病灶數(shù)量 由2名高年資影像診斷醫(yī)師首先觀察除THRIVE外的所有序列圖像，記錄增強掃描TSE序列所顯示的椎體及附件轉(zhuǎn)移灶的數(shù)目。2周后，上述2名醫(yī)師共同觀察除增強掃描TSE序列外的所有序列，記錄增強掃描THRIVE序列所顯示的椎體及附件轉(zhuǎn)移灶的數(shù)目。意見不同時協(xié)商達成一致。轉(zhuǎn)移灶數(shù)目定義為：將每個椎體和其對應(yīng)附件視為一個單元，計數(shù)陽性單元的總和。

1.3.2病灶邊緣清晰度 2名醫(yī)師分別觀察增強掃描TSE序列和THRIVE序列圖像，對兩序列顯示最大病灶的邊緣清晰度進行評分，意見不同時經(jīng)協(xié)商達成一致。評分標準為[4]：1分，邊界不可辨別；2分，大部分邊界模糊；3分，一半左右邊界模糊；4分，大部分邊界清晰；5分，邊界十分清晰。

1.3.3運動相關(guān)偽影 評價方法同病灶邊緣清晰度，評價內(nèi)容為兩序列的運動偽影。評分標準[4]：1分，偽影嚴重，無法診斷；2分，偽影有2處或以上，較難作出準確診斷；3分，偽影有2處或以上，可做出明確診斷；4分，有且僅有1處偽影，可做出明確診斷；5分：無偽影。

1.3.4SNR和CNR 由1名高年資技師于工作站(extended workspace 2.6.3.1)取兩序列最大病灶層面設(shè)置ROI，ROI盡量避開壞死區(qū)且面積≥0.5 cm2，測量病灶信號強度(signal intensity， SI)；將測量噪聲(SD)的ROI置于無偽影的背景區(qū)域，測量椎體信號(SI椎體)的ROI置于病變相鄰正常信號的椎體。計算公式：SNR=SI病灶/SD噪聲；CNR=(SI病灶-SI椎體)/SD噪聲。

圖1 患者女，55歲，乳腺癌椎體多發(fā)轉(zhuǎn)移并T12病理性骨折 A.脂肪抑制TSE T2WI見多個椎體及附件呈高低混雜的片狀異常信號； B.TSE T1WI示病變呈片狀低信號； C、D.增強后TSE T1W(C)及THRIVE序列(D)見病灶呈不同程度強化，后者運動偽影較少

1.4統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 13.0統(tǒng)計分析軟件。CNR和SNR等計量資料以±s表示，2組間比較采用配對t檢驗。2組間病灶數(shù)量、病灶邊緣清晰度和運動相關(guān)偽影評分的比較采用Wilcoxon符號秩和檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

31例患者中，增強掃描的THRIVE序列和TSE T1W序列平均檢出病灶數(shù)目的中位數(shù)均為2，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-0.816，P=0.414)。增強掃描的THRIVE序列和TSE T1WI序列的SNR分別為432.54±271.60和674.32±375.79，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-4.366，P<0.001)。兩序列的CNR分別為233.27±197.65和312.38±207.49，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.660，P=0.012)。

增強掃描的THRIVE序列和TSE T1W序列病灶邊界清晰度的評分(表1)中位數(shù)分別為4和5，前者評分高于后者1例(1/31，3.23%)，評分低于后者20例(20/31，64.52%)，兩者評分相同10例(10/31，32.26%)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-4.082，P<0.001)。增強掃描THRIVE序列和TSE T1W序列運動相關(guān)偽影評分(表2)中位數(shù)均為4，前者評分高于后者18例(18/31，58.06%)，低于后者8例(8/31，25.81%)，兩者評分相同5例(5/31，16.13%)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=2.291，P=0.022)。見圖1。

表1 增強掃描THRIVE序列和TSE T1W序列病灶邊界清晰度評分情況(例)

表2 增強掃描THRIVE序列和TSE T1W序列偽影評分情況(例)

3 討論

TSE序列和梯度回波序列是MRI最常用的兩種序列。TSE序列的SNR和對比度優(yōu)良，但其掃描時間相對較長，易產(chǎn)生運動相關(guān)的偽影[7-8]，尤其在增強掃描時，運動偽影更明顯。椎體轉(zhuǎn)移瘤患者多伴腰背部疼痛[9]，難以耐受掃描。此外，呼吸運動及主動脈搏動所造成的運動偽影也較嚴重[10]，即使將相位編碼方向取為頭足方向，仍不能避免。

THRIVE序列將三維梯度回波序列與并行采集技術(shù)和部分K空間填充技術(shù)等快速采集技術(shù)相結(jié)合[11-12]，與二維快速梯度回波序列相比，其SNR和分辨率更高，覆蓋范圍更廣，容積效應(yīng)更小[11]。與TSE序列相比，該序列的最大優(yōu)勢在于其掃描時間短，可提高患者MR檢查的成功率。同時，由于其TR短、K空間填充速度快，因此對運動偽影不敏感[7-8]。本研究中THRIVE序列掃描時間為33 s，TSE T1W序列為 2 min 55 s，且THRIVE序列的運動偽影評分高于TSE T1W序列，表明運動偽影較少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=2.291，P=0.022)，與Vandevenne等[3-4]的研究結(jié)果一致，提示THRIVE序列具有掃描時間短、運動偽影小的優(yōu)勢。本研究結(jié)果中THRIVE序列與TSE T1W序列檢出的椎體轉(zhuǎn)移瘤數(shù)目差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-0.816，P=0.414)，提示THRIVE序列亦能準確檢出椎體轉(zhuǎn)移瘤。本研究中THRIVE序列病灶邊緣清晰度評分低于TSE T1W序列(Z=-4.082，P<0.001)，分析其原因，一方面是由于掃描儀梯度性能不理想[13]，另一方面，可能因該序列SNR和CNR均低于TSE T1W序列，因為該序列采用了短TR和小翻轉(zhuǎn)角。THRIVE序列還有一個優(yōu)勢在于其三維采集，可進行圖像重建，Rofsky等[11]對原始數(shù)據(jù)進行重組后，發(fā)現(xiàn)SNR和CNR均較原始圖像有所提升，可在一定程度彌補其SNR和CNR較低的不足。

目前，將快速THRIVE序列應(yīng)用于胸腹以外的報道鮮見。Kataoka等[4]對比THRIVE序列與SE序列在頭頸部腫瘤中的應(yīng)用價值，指出THRIVE具有耗時短、偽影少的優(yōu)勢，與本研究結(jié)果相同。但其認為兩種序列的圖像質(zhì)量無差異，與本研究所得到的結(jié)論不同。其原因可能為兩者所采用的掃描儀梯度性能及序列參數(shù)有差異，或掃描部位不同所致。近年來，為提升THRIVE序列的圖像質(zhì)量，有學(xué)者[14]采用K空間輻射狀填充技術(shù)，但不可避免地增加了掃描時間，較難應(yīng)用于部分疼痛劇烈的椎體轉(zhuǎn)移瘤患者。

綜上所述，與常用的TSE T1W序列相比，增強后采用THRIVE序列可縮短椎體轉(zhuǎn)移瘤掃描時間，減少運動偽影，同時可準確檢測椎體轉(zhuǎn)移瘤。在椎體轉(zhuǎn)移瘤的掃描方案中，增強后THRIVE序列取代TSE T1W序列具有可行性。

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Comparative analysis of detection of spinal metastases with contrast-enhanced MRI T1 high resolution isotropic volume excitation and TSE T1WI sequence

BAI Zhiqiang1, SHI Jie2, SHEN Jun1*

(1.Department of Radiology, 2.Department of Ultrasound, the Second Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510120, China)

ObjectiveTo compare the usefulness of contrast-enhanced T1 high resolution isotropic volume excitation (THRIVE) sequence and fat-saturated TSE sequence in detection of spinal metastases.MethodsThirty-one consecutive patients with spinal metastases were recruited. All patients

post-contrast TSE T1WI followed by a fat-suppressed THRIVE sequence. The number of lesions, SNR and CNR for both sequences, and the scoring of image quality concerning motion-artifact and tumor conspicuity were compared.ResultsAcquisition time of the post-contrast TSE T1W sequence and the THRIVE sequence was 2 min 55 s and 33 s, respectively. No significant difference was found in the number of lesions detected between the two sequences (Z=-0.816,P=0.414). The SNR (432.54±271.60) and CNR (233.27±197.65) of the THRIVE sequence were significantly lower than the SNR (674.32±375.79) and CNR (312.38±207.49) of the TSE T1W sequence respectively (t=-4.366, -2.660,P<0.001, 0.012). Tumor conspicuity of the post-contrast TSE sequence was better than that of THRIVE sequence (Z=-4.082,P<0.001), while the motion-artifact in TSE sequence was more severe (Z=2.291,P=0.022).ConclusionThe post-contrast THRIVE sequence is capable of decreasing acquisition time and motion-artifact. Besides, its detected efficacy is equal to that of TSE sequence. There is practical possibility to replace the conventional post-contrast TSE T1WI sequence with the THRIVE sequence in the imaging of spinal metastases.

Spine; Neoplasm metastasis; Magnetic resonance imaging; Sequence

白志強(1989—)，男，四川達州人，在讀碩士。研究方向：磁共振技術(shù)。E-mail: beihailuohai@163.com

沈君，中山大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，510120。E-mail: shenjun@mail.sysu.edu.cn

2016-12-27 [

] 2017-07-05

10.13929/j.1003-3289.201612105

R730.4; R445.2

A

1003-3289(2017)09-1397-04