磁共振上腹部快速自動(dòng)化增強(qiáng)掃描流程的初步研究＊

1.第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)海醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)科 (上海 200433)

2.西門子(深圳)磁共振有限公司(廣東 深圳 518057)

陳玉坤1 王 振1 陽(yáng)青松1陳錄廣1 傅彩霞2 翁得河2張 樂2 金愛國(guó)1 王 莉1陸建平1 馬 超1

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)在臨床疾病診斷及評(píng)估中的作用越來越重要，其具有無電離輻射、高軟組織對(duì)比等優(yōu)點(diǎn)[1]。但相對(duì)于計(jì)算機(jī)斷層成像(Computed Tomography，CT)來說，MRI仍存在掃描時(shí)間較長(zhǎng)、操作者工作程序復(fù)雜等不足。MRI快速掃描序列開發(fā)及優(yōu)化掃描流程優(yōu)化在臨床工作中越來越重要，特別是在腹部掃描情況下，為了降低呼吸運(yùn)動(dòng)影響及減少檢查時(shí)間，往往采用屏氣掃描等方式，但勢(shì)必增加操作者工作復(fù)雜性。隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，新一代的MRI系統(tǒng)已經(jīng)開始配備一站式自動(dòng)化掃描流程，如西門子公司開發(fā)的Dot(Day optimizing throughput)引擎[2]，提供了諸如心臟，頭顱，腹部，膝關(guān)節(jié)，腰椎等部位的一站式自動(dòng)化掃描方案。但廠家提供的默認(rèn)掃描方案更符合歐美醫(yī)院影像科的偏好，掃描時(shí)間也比較長(zhǎng)，難以適應(yīng)國(guó)內(nèi)病人多，機(jī)器相對(duì)較少等實(shí)際情況。因此，我們從國(guó)內(nèi)實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套上腹部MRI快速自動(dòng)化掃描方案。該方案聯(lián)合應(yīng)用自動(dòng)視野(Field of View，F(xiàn)OV)定位、自動(dòng)屏氣提示及自動(dòng)造影劑團(tuán)注監(jiān)測(cè)和最新的雞尾酒并行加速采樣技術(shù)[3]，目的是形成一套自動(dòng)化、快速的掃描流程，同時(shí)保證優(yōu)秀的圖像質(zhì)量和足夠的診斷信息，并初步探究該掃描方案在3T MR系統(tǒng)上的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料前瞻性招募2016年9月至2016年11月我院行上腹部MRI增強(qiáng)檢查36例患者。36例患者中男性33例，女性3例，年齡27～68歲，平均51歲。所有患者均簽署知情同意書，在MRI檢查前，進(jìn)行必要的MRI安全檢查提醒及屏氣和呼氣訓(xùn)練。

1.2 研究方法所有MRI檢查均在3T超導(dǎo)磁共振儀(MAGNETOM Skyra,Siemens, Erlangen,Germany)上完成。嵌入式體部線圈用于信號(hào)激發(fā)，體部相陣控線圈和集成式脊柱線圈用于MRI信號(hào)接收。掃描序列包括：(1)一次18s屏氣掃描的三方向定位像；該定位像數(shù)據(jù)將被軟件用于肝臟和腹主動(dòng)脈自動(dòng)識(shí)別和分割，以供自動(dòng)FOV定位和自動(dòng)造影劑監(jiān)測(cè)功能所需。(2)一次20s屏氣冠狀位T2 HASTE序列，TR/TE=1000/97ms，采集矩陣256×240，F(xiàn)OV 425×340mm2，層厚6mm，層數(shù)20；(3)呼吸觸發(fā)(PACE)橫斷位T2 BLADE序列，TE=79ms，采集矩陣320×320，F(xiàn)OV 400×400mm2，層數(shù)28，層厚6mm，回波鏈長(zhǎng)度42；(4)基于兩回波DIXON水脂分離技術(shù)的的高分辨率T1 VIBE序列。該序列同時(shí)提供正反相位T1加權(quán)像和增強(qiáng)前去脂T1加權(quán)像。15s一次屏氣掃描，TR=3.97ms，TE=1.26/2.43ms，翻轉(zhuǎn)角12°，雞尾酒并行采樣技術(shù)，加速因子3，采集矩陣195×320，F(xiàn)OV 325×400mm2，層厚3mm，層數(shù)64；(5)橫斷位單次激發(fā)平面回波擴(kuò)散加權(quán)成像(single-shot echoplanar DWI,帶層選擇性勻場(chǎng)功能iShim[3]，產(chǎn)品原型序列)，b值為1000s/mm2，36s分兩次屏氣掃描，TR/TE=3100/61ms，采集矩陣128×128，F(xiàn)OV 400×400mm2，層數(shù)30，層厚6mm；(6)用于造影劑自動(dòng)監(jiān)測(cè)的兩維FLASH序列，在自由呼吸下進(jìn)行單層面快速連續(xù)掃描，時(shí)間分辨率為0.8秒/幀。該序列基于定位像對(duì)主動(dòng)脈進(jìn)行自動(dòng)分割的結(jié)果，自動(dòng)識(shí)別主動(dòng)脈并自動(dòng)確定感興趣區(qū)(ROI)。該序列開始運(yùn)行后，即可使用手動(dòng)或者自動(dòng)注射裝置進(jìn)行造影劑注射。軟件自動(dòng)監(jiān)測(cè)造影劑到達(dá)主動(dòng)脈的時(shí)間并觸發(fā)下一步驟。圖1顯示造影劑自動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)例；(7)對(duì)比增強(qiáng)高分辨率T1 VIBE序列，用于包括肝臟動(dòng)脈期，靜脈期和延遲期的圖像采集，除了使用脂肪抑制而非DIXON技術(shù)以外，其他參數(shù)和序列(4)中設(shè)置一樣。

以上序列(除了定位像是磁體中心自動(dòng)掃描外)均采用自動(dòng)層數(shù)和FOV調(diào)節(jié)功能。對(duì)于需要屏氣掃描的序列，皆采用自動(dòng)語(yǔ)音提醒來完成掃描。

1.3 數(shù)據(jù)分析掃描結(jié)束后，所有圖像均由MRI設(shè)備自帶軟件自動(dòng)重建，并自動(dòng)上傳PACS系統(tǒng)。兩位放射科醫(yī)生獨(dú)立觀察圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，利用二分法評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量是否可以用于臨床診斷，計(jì)算掃描成功率；并根據(jù)第一幅圖像成像時(shí)間及結(jié)束掃描最后一幅圖像成像時(shí)間，計(jì)算每位患者在床檢查時(shí)間。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料用(±s)表示。

2 結(jié) 果

參與實(shí)驗(yàn)的36例患者均能按照自動(dòng)語(yǔ)音提示完成屏氣序列的掃描。每位患者的造影劑到達(dá)腹主動(dòng)脈時(shí)間均被軟件自動(dòng)捕捉并成功觸發(fā)肝臟動(dòng)脈期、靜脈期及延遲期的掃描。所有患者完成整個(gè)掃描方案所花的平均時(shí)間為12mins (16±70)s(χ-±s)。兩位觀察者評(píng)價(jià)所有患者圖像質(zhì)量(信噪比和分辨率)皆可用于臨床診斷，掃描成功率為100%。(圖2-10顯示試驗(yàn)中典型病例的在本方案中的各個(gè)序列圖像)。

3 討 論

MRI由于其優(yōu)秀的軟組織分辨能力，在腹部檢查中起到了至關(guān)重要的地位。隨著軟硬件技術(shù)的進(jìn)步，快速M(fèi)RI成像方法、數(shù)據(jù)重建方法及數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)展迅速[5-7]，但多數(shù)研究集中在MRI技術(shù)及分析方法方面[8-10]，關(guān)于腹部快速M(fèi)RI檢查流程的報(bào)道較少，傳統(tǒng)的掃描方法對(duì)技術(shù)員的精力和技術(shù)熟練程度要求高，同時(shí)耗時(shí)較長(zhǎng)。面對(duì)國(guó)內(nèi)病人多，機(jī)器相對(duì)較少等實(shí)際情況下，腹部快速M(fèi)RI檢查方案的設(shè)置對(duì)提高檢查效率、規(guī)范掃描流程、提高圖像質(zhì)量具有重要意義。

本研究中，應(yīng)用新技術(shù)建立的一套符合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況的上腹部掃描流程，平均檢查時(shí)間約12分鐘，接近于腹部CT增強(qiáng)掃描時(shí)間，同時(shí)保證優(yōu)秀的圖像分辨率和信噪比及足夠的診斷信息，減少因技術(shù)人員操作習(xí)慣不同導(dǎo)致的圖像質(zhì)量誤差，同時(shí)提高增強(qiáng)后各期相特別是動(dòng)脈期的準(zhǔn)確性。該掃描流程中使用自動(dòng)FOV定位、自動(dòng)屏氣語(yǔ)音命令和自動(dòng)造影劑監(jiān)測(cè)，使得MRI掃描中自動(dòng)化程度大大增加，顯著減輕技術(shù)人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)因不同病人或技術(shù)員引起的圖像質(zhì)量差異也明顯降低。

圖1 兩維FLASH序列自動(dòng)監(jiān)測(cè)造影劑到達(dá)時(shí)間。圖中動(dòng)脈上的感興趣區(qū)（ROI）為軟件自動(dòng)放置。圖下方的曲線為信號(hào)-時(shí)間曲線，水平虛線為判斷造影劑是否到達(dá)的閾值。

圖2-10 一治療后肝癌患者的多對(duì)比MR圖像，從圖中可看到復(fù)發(fā)活性病灶，肝硬化及囊腫。圖2為冠狀位T2 Haste；圖3為橫斷位T2 BLADE；圖4為DWI序列，b=1000s/mm2；圖5為T1 反相；圖6為T1同相；圖7為Dixon水像；圖8為增強(qiáng)后肝臟動(dòng)脈期T1WI；圖9為門脈期T1WI；圖10為延遲期T1WI。

綜上所述，本研究聯(lián)合應(yīng)用自動(dòng)FOV定位、自動(dòng)屏氣提示及自動(dòng)造影劑團(tuán)注監(jiān)測(cè)技術(shù)形成的腹部MRI快速掃描流程中，保證了優(yōu)秀的圖像質(zhì)量和足夠的診斷信息，在3T MR系統(tǒng)上是可行的，具有較好的臨床應(yīng)用前景。

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