RESOLVE技術(shù)減少磁敏感偽影的探討

山東醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究所，山東 濟南 250021

引言

彌散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）技術(shù)從20世紀90年代開始應(yīng)用于臨床[1]。DWI作為目前唯一非侵入性檢測活體組織內(nèi)水分子運動的技術(shù)[2]。如今在臨床上應(yīng)用的范圍越來越廣泛，無論對于神經(jīng)系統(tǒng)腦梗死的診斷，還是全身腫瘤原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶的篩查等，均成為臨床不可或缺的成像序列。但常規(guī)的彌散序列仍然存在分辨率低、信噪比差、對比度差、偽影多等諸多問題[3]。偽影干擾種類較多，其中以磁敏感偽影最為常見，磁敏感偽影又稱磁化率偽影，磁敏感偽影產(chǎn)生的原因是由于不同組織成分的磁敏感性不同，抗磁性磁化率也不同，當(dāng)兩種不同物質(zhì)交界的磁化率相差較大時，造成局部磁場的不均勻，導(dǎo)致局部信號的扭曲變形，信號的丟失、錯誤等，出現(xiàn)磁敏感偽影后，嚴重影響成像，為臨床診斷工作帶來了較大困擾。

在顱腦磁共振檢查中，DWI在超急性期及急性期腦梗死等疾病的診斷較為及時、敏感，結(jié)合常規(guī)磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）序列，能夠大大提高定性診斷的準(zhǔn)確率及疾病的檢出率，目前是最佳的功能成像方法，它在顱腦疾病的影像學(xué)診斷中起到至關(guān)重要的作用。

1 材料與方法

1.1 研究對象

納入顱腦MRI常規(guī)掃描圖像磁敏感偽影干擾的患者30例，將30例病例分別用單次激發(fā)平面回波成像（Single Shot Echo Planar Imaging，SS-EPI）及高清彌散多次激發(fā)彌散加權(quán)成像（Readout Segmentation of Long Variable Echo-trains，RESOLVE）技術(shù)掃描的圖像對比。其中固定假牙患者26例，下頜骨骨折內(nèi)固定術(shù)后4例；男性23例，女性7例；年齡40～85歲，年齡（66.5±13.92）歲；其中急性腦干及腦實質(zhì)梗死8例，正常患者22例。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器

應(yīng)用西門子MAGNETOM Amira 1.5T MR ，16通道頭頸聯(lián)合線圈。掃描序列包括除常規(guī)顱腦平掃序列的T2_tse_tra；T2_tirm_tra_dark_fluid；T1_ tirm_tra_dark_fluid；T2_tse_sag；ep2d_diff_3scan_tra；對30例患者加掃resolve_4scan_trace_tra序列，并對SS-EPI DWI及RESOLVE的兩組圖像對比分析。

1.2.2 掃描參數(shù)

TR ：4300 ms，TE ：109 ms，F(xiàn)ilp angle：180°，Slices 20，slice thickness：5 mm，dist.faclor：20%，F(xiàn)OV：230 mm×230 mm，F(xiàn)ov Phase：100%，voxel size：1.3 mm×1.3 mm×5 mm，TA2:20″：ep2d_diff_3scan_tra。掃描參數(shù)如下：TR：4200 ms，TE1：67 ms，TE2：104 ms，F(xiàn)ilp angle：180°，Slices 20，slice thickness：5 mm，dist.faclor：20%，F(xiàn)OV：230 mm×230 mm，F(xiàn)OV Phase：100%，voxel size：1.5 mm×1.5 mm×5 mm，TA1：15″。

1.3 圖像分析

圖像分析由3位5年以上工作經(jīng)驗的診斷醫(yī)師對所采集圖像進行雙盲法主觀評價分析，通過觀察圖像的圖像畸變、磁敏感偽影、病灶清晰度、整體圖像質(zhì)量，采用4分法評價并對比SS-EPI DWI、RESOLVE DWI序列的圖像質(zhì)量：圖像畸變明顯且范圍大，磁敏感偽影明顯，無法發(fā)現(xiàn)病變及周圍基本解剖結(jié)構(gòu)，圖像質(zhì)量差記1分；圖像畸變明顯且范圍較大，磁敏感偽影較明顯，可發(fā)現(xiàn)病變但無法確定病變位置邊緣及周圍基本解剖結(jié)構(gòu)，圖像質(zhì)量較差記2分；圖像畸變較輕且范圍小，磁敏感偽影較輕，可觀察病變位置但無法確定病變邊緣及周圍基本解剖結(jié)構(gòu)，圖像質(zhì)量較好記3分；圖像畸變不明顯，磁敏感偽影不明顯，可觀察病變位置且可以確定病變邊緣及周圍基本解剖結(jié)構(gòu)，圖像質(zhì)量好記4分。

30例顱腦MRI常規(guī)掃描圖像受磁敏感偽影干擾的患者，同一患者分別應(yīng)用SS-EPI DWI序列及RESOLVE技術(shù)進行掃描，圖像對比分析30例磁敏感偽影患者SS-EPI DWI序列和RESOLVE DWI序列兩組圖像偽影的減少情況，應(yīng)用RESOLVE技術(shù)掃描患者的圖像較使用普通DWI技術(shù)掃描的患者的偽影減輕率為30/30（100%）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 26.0數(shù)據(jù)分析軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，基本資料采用描述性統(tǒng)計分析?；举Y料符合正態(tài)分布，采用配對比較秩和檢驗比較兩組數(shù)據(jù)SS-EPI序列及RESOLVE序列圖像上圖像畸變、磁敏感偽影、病灶顯示的清晰度、整體圖像質(zhì)量評分間的差異P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

RESOLVE序列圖像好于SS-EPI序列圖像，RESOLVE序列圖像畸變減少（P＜0.001）、磁敏感影減?。≒＜0.001），提高病灶顯示的清晰度（P＜0.001），提高整體圖像質(zhì)量（P＜0.001）在診斷中具有較大的相關(guān)性。RESOLVE序列可以減少圖像畸變偽影、磁敏感偽影、提高圖像對病灶顯示的清晰度及圖像的整體質(zhì)量（P＜0.001），見表1。

表1 威爾科克森符號秩檢驗統(tǒng)計分析表（± s ，分）

表1 威爾科克森符號秩檢驗統(tǒng)計分析表（± s ，分）

項目 圖像畸變磁敏感偽影病灶清晰度整體圖像質(zhì)量RESOLVE序列圖像1.467±0.571 1.567±0.504 1.600±0.498 2.067±0.828 SS-EPI序列圖像2.733±0.521 2.500±0.509 2.733±0.521 3.367±0.490 Z值 -5.109 -5.396 -5.007 -4.696 P值 0.001 0.001 0.001 0.001

金屬固定假牙患者、下頜骨骨折金屬內(nèi)固定術(shù)后等顱底部磁敏感偽影對疾病診斷產(chǎn)生影響時，RESOLVE技術(shù)的應(yīng)用可顯著減少磁敏感偽影對診斷的影響，提高了圖像的信噪比，且對腦組織的表觀彌散系數(shù)（Aparent Dffusion Cefficient，ADC）值的測量不產(chǎn)生影響，提高了圖像質(zhì)量（圖1）。

圖1 SS-EPI DWI序列與RESOLVE DWI序列圖像對比圖

3 討論

目前，已有報道RESOLVE圖像質(zhì)量在腦卒中[4]的診斷上具有優(yōu)越性，但之前的研究基本是基于3.0 T場強[5-9]的設(shè)備上，本研究使用1.5 T場強設(shè)備，在我們已知鎳鉻合金在3.0 T磁共振影像上產(chǎn)生的偽影明顯大于1.5 T磁共振影像[10]的情況下，應(yīng)用1.5 T場強設(shè)備在對金屬固定假牙、下頜骨骨折內(nèi)固定患者的偽影干擾影響方面應(yīng)更具優(yōu)勢。DWI最常規(guī)的序列是SS-EPI，是一種超快速成像序列，可以在單個重復(fù)時間內(nèi)獲得整幅圖像的全部信息[11]。其優(yōu)點是成像速度快，然而其在相位編碼方向上k空間采集數(shù)據(jù)時間較長，導(dǎo)致重組圖像模糊，磁敏感偽影較重，尤其是顱底小腦腦干處磁敏感偽影尤其突出，從而導(dǎo)致病灶顯示不清?？臻g失真度較大[12-13]，SS-EPI DWI還受制于空間分辨率、組織交界區(qū)域容易出現(xiàn)扭曲[14-15]，磁敏感偽影及幾何畸變較重，在高場強中尤為明顯。

急性腦卒中患者進行磁共振檢查時，有時會由因無法摘除金屬假牙而導(dǎo)致SS-EPI DWI序列產(chǎn)生磁敏感偽影，使圖像質(zhì)量受影響，導(dǎo)致病變不能清晰顯示，影響了臨床醫(yī)師對患者病情的診斷及治療。分段讀出RESOLVE DWI技術(shù)是基于沿著讀出方向?qū)空間分割成若干段以縮短回波間隔[16]，該序列分辨率高，可以克服常規(guī)DWI序列產(chǎn)生的磁敏感偽影，有效改善圖像變形，提高DWI的圖像質(zhì)量[17-18]。西門子推出的RESOLVE序列可以減少磁敏感導(dǎo)致的圖象畸變和T2*模糊效應(yīng)，縮短重復(fù)時間，提高信噪比，并且對運動引起的偽影具有強大的校正能力，大大擴展了彌散的臨床應(yīng)用范圍[19]。

傳統(tǒng)SS-EPI在單次激發(fā)后一次性填充所有k空間數(shù)據(jù)，而RESOLVE DWI序列減少、消除磁敏感偽影和模糊效應(yīng)，得到高分辨率、高信噪比的彌散圖像，采用的是多次激發(fā)、分段讀出的采集方式，并結(jié)合并行采集技術(shù)，有效降低T2*的模糊效應(yīng)和長TE時間的影響，從而縮短了相位編碼方向上的讀出時間。RESOLVE技術(shù)使用了自動重新采集方式以及實時相位校正來減少相位誤差的累積，有效消除相鄰組織磁化程度差異過大帶來的影響，在顱底等易受磁敏感偽影影響的部位獲得了高分辨率的DWI圖像，大大提高了DWI的圖像質(zhì)量及應(yīng)用范圍。RESOLVE技術(shù)采用多次激發(fā)分段讀出的方式進行采集，縮短回波時間，減少回波間隔，有效降低了各種成像偽影，改善了圖像變形，有效提高了圖像分辨率，保證了高b值圖像的信噪比，在SIEMENS靶向勻場技術(shù)的幫助下，進一步提高復(fù)雜部位的動態(tài)磁場均勻度，達到進一步提高DWI圖像質(zhì)量的目的。RESOLVE對固定假牙或下頜骨骨折金屬內(nèi)固定等造成的磁敏感偽影較常規(guī)DWISS-EPI序列有明顯的改善作用，RESOLVE DWI高分辨DWI相比于傳統(tǒng)DWI能明顯降低模糊效應(yīng)、形變和偽影。本研究對比了同一患者利用兩種技術(shù)做出的DWI掃描圖像對圖像畸變、磁敏感偽影、病灶顯示的清晰度及整體圖像質(zhì)量的分析，較以往研究不同之處是利用了1.5 T場強設(shè)備對成人有口腔、下頜等部位金屬異物所致的偽影的兩種技術(shù)的DWI圖像進行對比分析，從而證明RESOLVE序列在1.5 T場強設(shè)備上的優(yōu)越性。

4 結(jié)論

本研究表明RESOLVE DWI序列在1.5 T場強設(shè)備能夠很好地改善由金屬固定假牙、下頜骨骨折金屬內(nèi)固定術(shù)產(chǎn)生的磁敏感偽影，清晰顯示病灶。我們可以用RESOLVE DWI序列代替SS-EPI DWI序列常規(guī)應(yīng)用于無法摘除的金屬固定假牙及下頜骨骨折金屬內(nèi)固定術(shù)后患者的MRI檢查中，從而達到讓臨床醫(yī)師能夠及時對患者病情診斷及治療的目的。本研究不足之處：① 相對SS-EPI序列對顱底偽影的干擾較輕，而有利于對被偽影影響的病變顯示，但RESOLVE序列與SS-EPI序列對比掃描時間過長；② 本研究未對1.5 T與3.0 T場強設(shè)備的RESOLVE序列圖像進行對比分析，無法證實1.5 T設(shè)備對偽影的干擾影響方面優(yōu)勢所在；③ 本研究未對信噪比、 ADC值進行定量分析，有待進一步研究。