對比MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列肝臟MR圖像質量及T1rho值

黎繼昕，蘇 赟，賴炳佳，梁碧玲，楊綺華

(中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院放射科，廣東 廣州 510120)

肝纖維化是肝硬化的前期階段，其主要病理改變?yōu)槎喾N大分子物質沉積形成新的纖維組織，早期無明顯臨床癥狀，診斷困難。診斷肝纖維化的金標準為活檢后進行病理檢查，但其有創(chuàng)，難以應用于常規(guī)追蹤復查。T1ρ或T1rho成像對低頻運動及穩(wěn)態(tài)過程均較敏感，可檢測大分子成分及組織內(nèi)質子交換，可能應用于診斷肝纖維化。T1rho成像主要包括連續(xù)型脈沖波BLOCK及絕熱伸展波形射頻脈沖HS8 2種多層成像序列[1]，以及其與3D成像結合的MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho 3種序列，而各種序列成像效果有待驗證。本研究對比分析MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列肝臟MR圖像質量及T1rho值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年3月1日—8月31日我院招募的行腹部MR掃描的成年健康志愿者40名，男21名，女19名，年齡22～64歲，平均(41.4±15.0)歲；既往無肝臟相關疾病，肝功能正常，且掃描后3個月復查無肝臟疾病或其他嚴重疾病。本研究經(jīng)我院倫理委員會批準，受試者檢查前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Philips Achieva TX 3.0T雙源MR儀，以16通道體部線圈(Sense XL Torso Coil)接收信號，以掃描設備本身的體部線圈(Q-BODY)作為信號發(fā)射線圈。掃描前受試者空腹至少4 h。囑受試者仰臥，首先行常規(guī)序列掃描，包括常規(guī)軸位脂肪抑制T2W、軸位及冠狀位T1W；然后行T1rho序列掃描，包括3種不同參數(shù)的T1rho序列，分別為軸位多層成像MS BLOCK T1rho、軸位MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho，總掃描時間約30 min，具體掃描參數(shù)見表1。其中MS BLOCK T1rho及3D BLOCK T1rho采用傳統(tǒng)連續(xù)型脈沖波(即BLOCK波)，MS HS8 T1rho采用絕熱伸展波形射頻脈沖波(8為該射頻脈沖波的伸展因子)。

1.3 圖像后處理與分析 由2名具有5年以上MRI閱片經(jīng)驗的放射科醫(yī)師分別閱片并評價T1rho圖像質量，有分歧時經(jīng)協(xié)商達成一致。經(jīng)Philips MR工作站導出所有圖像的DICOM文件，采用Philips IDL(Research Systems, Inc.)生成T1rho mapping圖，其中MS BLOCK T1rho及MS HS8 T1rho序列各生成3個T1rho map圖，3D BLOCK T1rho序列生成26個T1rho mapping圖。參照文獻[1]方法評估T1rho圖像質量，評分標準：1分，圖像質量不佳，有顯著偽影，難以測量T1rho值；2分，圖像質量一般，部分區(qū)域有顯著偽影，測量T1rho值需避開偽影；3分，圖像質量較好，僅有輕度偽影；4分，圖像質量佳，基本無偽影。

采用Image J軟件(NIH, Bethesda, MD)對3種序列的T1rho mapping圖進行量化分析。參照文獻[2]方法，對于MS BLOCK T1rho及MS HS8 T1rho序列圖像在每層T1rho mapping圖上肝實質區(qū)域手動勾畫5個橢圓形ROI(面積100～200 mm2，避開偽影及大血管)，每種序列勾劃15個ROI。參照文獻[3]方法，對3D BLOCK T1rho序列圖像于每層T1rho mapping圖上根據(jù)肝臟面積大小在肝實質區(qū)域手動勾畫1～6個橢圓形ROI(面積100～200 mm2，避開偽影及大血管)。測量各序列圖像ROI內(nèi)T1rho值。由上述2名醫(yī)師分別測量T1rho值，測量值差異較大時重新測量，以二者平均值作為最終T1rho值。

2 結果

40名健康志愿者中，33名接受MS BLOCK T1rho序列掃描，34名接受MS HS8 T1rho序列掃描，22名接受3D BLOCK T1rho序列掃描；30名先后接受MS BLOCK T1rho和MS HS8 T1rho序列掃描，18名先后接受3種T1rho序列掃描(圖1～3)。3種序列的圖像質量評分及T1rho值差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.01)，其中MS HS8 T1rho圖像質量評分及T1rho值均高于其他2種序列(P均<0.05)，見表2。相關分析結果顯示，MS BLOCK T1rho序列圖像的T1rho值與MS HS8 T1rho、3D BLOCK T1rho均呈正相關(r=0.59、0.73，P均<0.05)，MS HS8 T1rho的T1rho值與3D BLOCK T1rho呈正相關(r=0.72，P<0.05)，見圖4。

表1 3種T1rho序列參數(shù)

表2 3種序列圖像質量評分及T1rho值比較(±s)

注：*：與MS BLOCK T1rho比較，P<0.05；#：與3D BLOCK T1rho比較，P<0.05

圖1 受試者女，27歲 A～E. MS BLOCK T1rho序列圖像，自旋鎖定時間分別為1、10、20、40、60 ms; F.T1rho mapping圖像，肝右葉見帶狀偽影，以自旋鎖定時間20 ms時(圖C)較明顯

圖2 與圖1同一受試者 A～C.MS HS8 T1rho序列圖像，自旋鎖定時間分別為1、27、54 ms; D.T1rho mapping圖像，圖像對比噪聲較高，偽影較少

3 討論

將T1rho成像用于診斷肝臟病變尚處于初級階段[4]。Wang等[5]將T1rho成像用于膽總管結扎致肝纖維化大鼠模型，發(fā)現(xiàn)肝纖維化程度與T1rho值呈正相關；Zhao等[6-8]采用T1rho觀察四氯化碳毒性損害大鼠肝纖維化模型，得到相同結論。Deng等[2]以MS BLOCK T1rho序列對15名健康志愿者行肝臟MR掃描，并測量T1rho值[(43.0±2.2)ms]；本研究中MS BLOCK T1rho序列圖像的T1rho值測量結果與其相近，為(41.73±2.47)ms。自旋鎖定時間為T1rho序列的主要參數(shù)，其時間設定及個數(shù)均影響T1rho值。Deng等[2]所用6個自旋鎖定時間分別為1、10、20、30、40、50 ms，本研究為1、10、20、40、60 ms，與之相近。Allkemper等[3,9]臨床研究證明T1rho技術可用于診斷肝硬化，其中所用T1rho序列相當于本研究中的3D BLOCK T1rho，但使用1.5T MR掃描儀，測得T1rho值為(40.9±2.9)ms，本研究結果與之相似。Rauscher等[9]所用T1rho則與Deng等[2]相似，但所選自旋鎖定時間為4、8、16、32、48 ms，T1rho值為(47.8±4.2)ms，接近Allkemper等[3]研究中肝硬化患者T1rho值[(45.4±1.6)ms～(54.0±3.7)ms]。上述研究結果存在差異的原因可能與掃描參數(shù)不同有關。

圖3 與圖1同一受試者 A～E.3D BLOCK T1rho序列圖像，自旋鎖定時間分別為1、10、20、40、60 ms; F.T1rho mapping圖像，偽影較少

圖4 3個序列圖像的T1rho值相關性分析散點圖 A.MS BLOCK T1rho與MS HS8 T1rho的T1rho值呈正相關； B.MS BLOCK T1rho與3D BLOCK T1rho的T1rho值呈正相關； C.MS HS8 T1rho與3D BLOCK T1rho的T1rho值呈正相關

本研究對健康志愿者同時采用MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列掃描，由于前兩個序列掃描時需受試者閉氣，部分受試者配合欠佳，導致圖像質量相對不滿意；此外，MS T1rho序列嚴格要求數(shù)個自旋鎖定時間的解剖位置一致，故受試者每次屏氣的深度需保持一致，尤其對相對年長的受試者進一步加大了掃描難度。3D BLOCK T1rho序列為呼吸門控掃描，更適用于屏氣配合不佳者，但如受試者呼吸不均勻，亦可影響圖像質量。本組MS HS8 T1rho序列的圖像質量評分最高，提示該序列獲得的圖像質量相對最好。在MS BLOCK T1rho圖像上，可見部分受檢者肝左葉或膈下水平肝組織有偽影，而MS HS8 T1rho圖像上此種偽影明顯減輕，原因可能為MS HS8 T1rho采用絕熱伸展波形射頻脈沖波，而非傳統(tǒng)連續(xù)型脈沖波，此種脈沖波可使采集圖像時的磁場均勻度更好，偽影更少。本組中MS HS8 T1rho序列圖像的T1rho值最高，而其他兩種序列的T1rho值接近；相關性分析結果顯示，3種T1rho序列圖像的T1rho值間均呈正相關，其中MS BLOCK T1rho與3D BLOCK T1rho的相關性最強(r=0.73)。

3D BLOCK T1rho的一個重要優(yōu)勢是其FOV比其他兩個MS T1rho序列大，且掃描時間不受屏氣限制，可一次性掃描全肝。通常26層MR掃描足夠覆蓋一般正常成人的整個肝臟，測量時可以勾畫較多ROI，本組22名受試者每組勾畫44～143個ROI；而MS T1rho序列僅3層圖像，只能勾畫15個ROI。但本研究結果顯示MS HS8 T1rho序列的圖像質量評分及T1rho值均高于3D BLOCK T1rho，3D BLOCK T1rho的圖像質量評分及T1rho值均與MS BLOCK T1rho序列差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，并未體現(xiàn)出MS BLOCK T1rho序列的優(yōu)勢。本組研究對象為肝臟無病變的健康志愿者，肝臟內(nèi)部組織學差異性較小，故肝臟各葉、段之間的T1rho值差異性亦較小，選取ROI的數(shù)量對最終結果影響相對小。但在肝臟病變?nèi)绺卫w維化甚至肝硬化患者，因在不同肝段病變程度可能存在差異，若選取的ROI較少、較集中，結果可能存在偏倚，導致最終高估或低估肝臟病變，此時選取多層、多個ROI有利于降低結果偏倚。盡管本研究中MS HS8 T1rho評分高于其他兩種序列，但在實際測量時MS HS8 T1rho圖像通常不如3D BLOCK T1rho穩(wěn)定，其T1rho值的標準差也較大，即使對于健康志愿者，其測量值的覆蓋范圍也較廣，不利于參考值范圍的設定。此外，肝纖維化、肝硬化患者一般年齡偏大，部分患者一般情況不佳，難以配合屏氣檢查，故應用呼吸門控技術的3D BLOCK T1rho更為適合，檢查成功率更高。

綜上所述，MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列均可應用于健康人肝臟MR成像，但在用于診斷肝臟疾病時需設定不同的參考值范圍。