3.0TMRI不同DTI成像技術(shù)在正常人視神經(jīng)成像中的對比分析

張小輝，李詠梅，馬紅麗，杜思霖，周芳露，張格，張志偉

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科，重慶）

0 引言

視神經(jīng)是一段細(xì)小的神經(jīng)白質(zhì)束，鄰近四大副鼻竇。其微小病變即可出現(xiàn)臨床癥狀，嚴(yán)重影響人類健康。目前MRI是視神經(jīng)最佳影像檢查方法，但常規(guī)成像無法檢測隱匿損傷。DTI可以對視神經(jīng)做定量分析，成為視神經(jīng)成像新方向，常規(guī)DTI受視神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的特殊性，圖像畸變和磁敏感偽影嚴(yán)重。近年來出現(xiàn)了DTI新技術(shù)，高分辨率擴(kuò)散張量成像（Readout-segmented Diffusion Tensor Imaging, Resolve-DTI）和小視野 擴(kuò)散張量成像（Reduced Field-of-view Diffusion Tensor Imaging, Zoomit-DTI），研究顯示兩種技術(shù)可以有效克服常規(guī)DTI技術(shù)不足，但是目前尚無兩者在視神經(jīng)對比研究。本研究將兩種DTI視神經(jīng)成像技術(shù)進(jìn)行比較研究，以期為最佳視神經(jīng)DTI成像方法提供客觀依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

21例無視覺功能障礙20～55歲健康志愿者做MRI檢查，男6例，女15例。平均年齡33歲。入選本組樣本排除標(biāo)準(zhǔn)：眼眶或顱內(nèi)有病變。所有志愿者簽署知情同意書，行眼部MRI掃描，掃描時間約20 min，在SIEMENS MAGNETOM Skyra 3.0T MR上進(jìn)行。

1.2 MRI掃描方法

分別采集眼眶橫斷面Resolve-DTI、Zoomit-DTI圖像及常規(guī)圖像，掃描參數(shù)見表1。2種序列的掃描參數(shù)均復(fù)制以保持一致。

表4 對比兩組不良情緒波動情況（±s, 分）

表4 對比兩組不良情緒波動情況（±s, 分）

?

1.3 圖像分析

1.3.1 主觀評價評分

圖像主觀評價由2位8年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用雙盲法閱片后分別評判，意見不一時，通過討論達(dá)成一致。根據(jù)有無視神經(jīng)扭曲畸變、影像銳利程度及解剖細(xì)節(jié)的勾畫（有無模糊影）對圖像進(jìn)行評分。分值為1～5分，5分為最優(yōu)，1分為最差，（1）圖像清晰，輪廓清楚，眼球無變形，視神經(jīng)無扭曲，蝶鞍部可清晰顯示則可以打5分；（2）眼球前部有變形扣1分，視神經(jīng)可顯示，但有輕度的扭曲扣1分，蝶鞍部扭曲變形或顳葉有條狀高信號偽影扣1分；（3）視神經(jīng)不可清晰顯示則直接評為1分。

1.3.2 SNR的測量及計算

測量使用RadiAnt（5.5.0版 本）。根據(jù)SNR公 式SNR=SI視神經(jīng)/SD背景，SI視神經(jīng)為組織感興趣區(qū)（ROI）信號強(qiáng)度的平均值，使用眶內(nèi)段視神經(jīng)最大橫截面中點(diǎn)的位置放置ROI1，前后連續(xù)3個感興趣區(qū)的平均值為最終確定值。SD視神經(jīng)為背景信號的平均值，其檢測方法是在圖像相位編碼方向上視野內(nèi)組織外，相當(dāng)于視野內(nèi)空氣的區(qū)域，放置ROI2。ROI1與ROI2大小均為0.02 cm2。將ROI的強(qiáng)度平均值代入公式即可。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行處理，Resolve-DTI和Zoomit-DTI間主觀質(zhì)量評分及SNR比較，采用配對非參數(shù)Wilcoxon's signed rank方法檢驗(yàn)，計量數(shù)據(jù)通過t檢驗(yàn)，計數(shù)資料通過χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 主觀評分比較

對于21例受檢者，Resolve-DTI組圖像質(zhì)量平均評分為2.64 分，Zoomit-DTI組平均評分為1.78分，Resolve-DTI組圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于Zoomit-DTI組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000，P＜0.001）。

圖1 主觀評分的比較

2.2 SNR比較

Resolve-DTI組左右兩側(cè)視神經(jīng)SNR分別為（33.53±8.19）和（33.34±8.41），Zoomit-DTI組左右兩側(cè)視神經(jīng)SNR分 別 為（9.70±2.95）和（10.65±3.19），Resolve-DTI組雙側(cè)視神經(jīng)SNR平均值明顯高于Zoomit-DTI組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000，P=0.000；P＜0.001）。

3 討論

視神經(jīng)是一段細(xì)小神經(jīng)白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)。神經(jīng)疾病是對視覺功能的巨大威脅，可導(dǎo)致不可逆視覺損害，早期診斷和治療尤為重要。僅憑臨床和實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果并不能夠正確地定位視神經(jīng)病變。因此，視神經(jīng)病變已成為影像學(xué)的一個常見指征[1]。視神經(jīng)可以在常規(guī)MRI上成像，但由于視神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)微小，位置特殊，常規(guī)MRI在早期很難檢測出視神經(jīng)的病變，因此，對視神經(jīng)成像提出了更高的要求。

DTI可以對視神經(jīng)做定量分析，量化參數(shù)值包括部分各向異性分?jǐn)?shù)（Fractional Anisotropy, FA）和平均擴(kuò)散率（Mean Diffusivity, MD），F(xiàn)A決定了擴(kuò)散信號的方向性，而MD則顯示擴(kuò)散信號的大小，研究表明FA和MD在病變早期常規(guī)MRI表現(xiàn)正常時已出現(xiàn)了改變[2]，因此可以作為早期病變量化指標(biāo)。但是，受視神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)特殊性影響，成像依然面臨一些挑戰(zhàn)，先進(jìn)DTI應(yīng)運(yùn)而生，包括Resolve-DTI及Zoomit-DTI，但是目前缺乏兩者在視神經(jīng)成像對比研究。本研究首次將兩種先進(jìn)的DTI技術(shù)應(yīng)用于視神經(jīng)成像對比研究，以期為最佳視神經(jīng)DTI成像技術(shù)提供客觀依據(jù)。

視神經(jīng)是DTI研究的理想對象[3-5]。常規(guī)DTI視神經(jīng)成像的一個局限性是利用單次激勵平面回波成像（Singleshot Echo Planar Image, ss-EPI）序列。雖然ss-EPI讀出可以秒生圖像，并且對運(yùn)動相對不敏感[6]，但往往會導(dǎo)致幾何畸變、信號丟失等。視神經(jīng)解剖位置臨近空氣、骨和組織更易造成幾何畸變，常規(guī)DTI成像質(zhì)量有限。ZOOM或小FOV的獲取，從而減少了相位編碼的數(shù)量，減少整個回波鏈的長度。Zoomit-DTI利用減少FOV來實(shí)現(xiàn)較短的ETL，從而減少空氣、骨和組織易感性變化引起的偽影[7]。這種方法提高了分辨率的同時減少了磁敏感偽影。已有研究表明Zoomit-DTI較常規(guī)DTI更有助于研究[8-9]。和常規(guī)MRI序列一樣，Zoomit-DTI也對運(yùn)動敏感，但是掃描時間短于常規(guī)的DTI，運(yùn)動偽影相應(yīng)減小。ZOOM序列已經(jīng)有了一些應(yīng)用。利用了內(nèi)部體積成像的概念，實(shí)現(xiàn)選擇性激發(fā)和重新聚焦小的視野，同時避免了來自觀察結(jié)構(gòu)視野以外的信號干擾。因此，該方法能夠測量具有減少圖像失真的擴(kuò)散參數(shù)。

另外一種方法是Resolve-DTI，采用了分段讀取EPI技術(shù)（rsDTI）成像，最大限度地減少顱底的易感性偽影，并優(yōu)化定量指標(biāo)。Resolve-DTI能夠產(chǎn)生明顯改善的擴(kuò)散張量圖像，對于量化視神經(jīng)參數(shù)更加準(zhǔn)確。RSDTI采用多熱點(diǎn)EPI技術(shù)，將信號強(qiáng)度采集劃分為多個具有交錯和串聯(lián)K空間軌跡的鏡頭。這需要一個2D導(dǎo)航器回波來糾正鏡頭之間的相位變化，這導(dǎo)致了掃描時間的增加，但有利于提高分辨率和降低磁敏感偽影。兩種掃描技術(shù)對于運(yùn)動偽影影響同等敏感。Jeong HK等[10]最近報道，在15名健康志愿者中，使用Resolve DTI與常規(guī)MRI技術(shù)進(jìn)行視神經(jīng)成像發(fā)現(xiàn)，與SS-EPI相比，Rs-EPI具有較少的圖像失真，雙側(cè)視神經(jīng)的定量差異更小，在較高的分辨率下具有更高的可重復(fù)性。Ho CY等[11]采用傳統(tǒng)的自旋回波技術(shù)代替回波平面成像來進(jìn)行DTI成像，但是掃描時間更長，運(yùn)動偽影將更容易產(chǎn)生。高分辨率DTI與rsEPI技術(shù)可以更好地應(yīng)用于視神經(jīng)。本研究表明Resolve-DTI在視神經(jīng)成像方面優(yōu)于Zoomit DTI，能夠提供更加滿足臨床要求的視神經(jīng)圖像，為臨床早期發(fā)現(xiàn)視神經(jīng)的病變提供更加可靠的客觀依據(jù)。

總之，DTI視神經(jīng)成像中Resolve DTI成像圖像質(zhì)量更佳，優(yōu)于常規(guī)DTI成像和Zoomit-DTI成像，是能夠滿足臨床要求的最佳DTI成像技術(shù)，能夠?yàn)橐暽窠?jīng)相關(guān)疾病的早期診斷提供可靠的幫助。