骨關(guān)節(jié)金屬植入物MRI偽影抑制技術(shù)的臨床應(yīng)用

龍翔，羅小平，邱國慶

（江西省撫州市第一人民醫(yī)院影像科，江西 撫州 344000）

骨折內(nèi)固定術(shù)是指使用鋼板、鋼絲、金屬螺釘?shù)任镏苯佑跀喙莾?nèi)將兩端斷骨連接并固定的手術(shù)，該手術(shù)可于解剖復(fù)位、穩(wěn)定內(nèi)固定時避免骨折微動，更利于骨愈合，為臨床治療骨折的主要方式。但仍有部分患者術(shù)后發(fā)生骨髓炎、內(nèi)固定松動等遠(yuǎn)期并發(fā)癥，因此，術(shù)后仍需定期復(fù)查，甚至需進(jìn)行金屬植入物治療[1]。金屬植入物具有治療效果顯著、手術(shù)簡單方便等特點(diǎn)，且治療后，后期維護(hù)成本較低，臨床應(yīng)用較廣。MRI是一種多序列、多平面的掃描方式，具有良好的軟組織對比效果，是臨床復(fù)查的主要方式。但常規(guī)MRI 掃描金屬時偽影較大，嚴(yán)重影響臨床評估和診斷[2]。短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)（STIR）序列和三點(diǎn)法非對稱回波水脂分離成像（IDEAL）序列偽影抑制術(shù)為MRI 兩種掃描方式，在T1W1 和T2W2 加權(quán)處理下，可提高成像清晰度。本研究旨在探究MRI 不同偽影抑制技術(shù)對骨關(guān)節(jié)金屬植入物患者磁共振圖像質(zhì)量的影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018 年4 月至2020 年4 月本院收治的30 例骨關(guān)節(jié)金屬植入術(shù)患者，其中男17 例，女13 例；年齡 30～70 歲，平均（51.26±5.85）歲；疾病類型：腰椎骨折7例，膝關(guān)節(jié)韌帶重建術(shù)10 例，踝關(guān)節(jié)骨折3 例，頸椎骨折7例，髖關(guān)節(jié)骨折3 例。所有患者均對本研究知情同意，并自愿簽署知情同意書。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：均符合手術(shù)指征，且同意手術(shù)治療；同意經(jīng)MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并惡性腫瘤；病理性骨疾??；依從性差，無法配合檢查。

1.2 方法 檢查前準(zhǔn)備好金屬植入物的具體材料和相關(guān)證書，向患者解釋MRI 檢查方式和步驟，得到患者理解和配合，并對患者情況進(jìn)行詳細(xì)評估后，使用購自于美國GM 公司型號為Discovery MR750 3.0T 的MRI 掃描儀對所有患者進(jìn)行掃描，患者取仰臥位，用專用線圈，設(shè)置掃描參數(shù)：FOV為24，層面厚度3.0 mm，TR/TE值2181/68，自動重聚焦翻轉(zhuǎn)角度142°，回波鏈長度14 mm，均進(jìn)行T1WI 和T2W2 加權(quán)處理，對所有患者均進(jìn)行短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)（short TI inversion recovery，STIR）序列和三點(diǎn)法非對稱回波水脂分離（iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation，IDEAL）技術(shù)序列掃描。掃描結(jié)束后，由2位有5年經(jīng)驗(yàn)的診斷醫(yī)師評價(jià)兩種檢查方式的成像質(zhì)量及偽影面積。

1.3 觀察指標(biāo) ①圖像合格率。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3]：優(yōu)，結(jié)構(gòu)清晰，組織以及背景間界限清晰；良，結(jié)構(gòu)、背景和組織界限稍微模糊，但不影響診斷；差，圖像結(jié)構(gòu)以及背景和組織界限均模糊。圖像合格率=（優(yōu)+良）/總例數(shù)×100%。②偽影評分及偽影面積。金屬植入物偽影程度對周圍結(jié)構(gòu)診斷影響評分：無偽影計(jì)1分；幾乎看不到偽影計(jì)2分；可看見偽影，但對診斷質(zhì)量無影響計(jì)3分；中度偽影，會降低診斷質(zhì)量計(jì)4分；嚴(yán)重偽影，無法完成診斷計(jì)5分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以“”表示，比較采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用[n（%）]表示，比較采用χ2檢驗(yàn)，等級資料采用秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種方法圖像合格率比較 IDEAL序列掃描圖像合格率（86.67%）高于STIR 序列掃描（63.33%），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組圖像合格率比較[n（%）]Table 1 Comparison of the image pass rate between two methods[n(%)]

2.2 兩組偽影評分、偽影面積比較 IDEAL 序列掃描的偽影評分、偽影面積均低于STIR序列掃描，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組偽影評分、偽影面積比較（）Table 2 Comparison of artifact score and artifact area between the two methods()

表2 兩組偽影評分、偽影面積比較（）Table 2 Comparison of artifact score and artifact area between the two methods()

偽影面積（cm2）30.25±5.52 15.68±3.68 12.029 0.000方法STIR序列掃描IDEAL序列掃描t值P值例數(shù)30 30偽影評分（分）3.65±1.02 1.01±0.95 10.374 0.000

3 討論

隨著骨關(guān)節(jié)金屬內(nèi)固定術(shù)技術(shù)成熟，其效果逐漸被臨床認(rèn)可，被廣泛應(yīng)用于臨床治療中，但無論何種金屬固定物，對人體均屬于異物，術(shù)后常會發(fā)生內(nèi)固定松動、內(nèi)固定物周圍骨質(zhì)疏松等問題，因此，于骨關(guān)節(jié)后期康復(fù)期間，需借助MRI成像技術(shù)判斷具體治療情況。但金屬植入物的導(dǎo)磁性會直接影響MRI成像效果，其周圍可產(chǎn)生一定變形，從而產(chǎn)生偽影，對周圍病變組織產(chǎn)生遮擋，從而影響醫(yī)師判斷的準(zhǔn)確率，因此，在進(jìn)行MRI 掃描前，應(yīng)采用不同序列的圖像處理技術(shù)，以降低偽影對圖像圖像清晰度的影響[4-5]。

本研究結(jié)果顯示，IDEAL 序列掃描圖像合格率高于STIR序列掃描，IDEAL序列掃描的偽影評分、偽影面積均低于STIR序列掃描，提示進(jìn)行MRI掃描時，在T1WI和T2W2加權(quán)處理下，IDEAL序列掃描的圖像質(zhì)量更好，偽影評分以及偽影面積更低。分析其原因?yàn)?，目前STIR 序列是四肢以及脊柱常用的壓脂序列，在每個脈沖序列周期開始時，先對成像層面施加180°射頻脈沖，當(dāng)其停止后，立刻開啟縱向馳豫過程，后對掃描信號進(jìn)行讀取，此時讀取的信號部分可能是梯度回波、自旋回波和快速自旋回波，180°射頻脈沖和信號讀取部分的第一個激發(fā)脈沖的間隔時間被稱之為反轉(zhuǎn)時間，也是影響脂肪抑制效果的重要參數(shù)，當(dāng)STIR 序列回波時間長于反轉(zhuǎn)時間，且反轉(zhuǎn)時間為0.69 s，即可去除掃描過程中的脂肪信號[6-7]。同時，STIR 序列對磁場不均勻的敏感程度相對于其他壓脂序列敏感度低，但該序列采用的是單次信號采集技術(shù)，在采集信號的過程中不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效調(diào)整，因此，采集結(jié)果可能會受到信噪影響；同時，K空間的編碼數(shù)量較少，每次僅為1個，故在掃描金屬植入物時，影像學(xué)顯示骨組織和金屬植入物的界限較模糊，偽影面積較大，不利于臨床評估金屬植入物患者術(shù)后恢復(fù)情況[8]。

IDEAL 序列是一種經(jīng)改進(jìn)后的三點(diǎn)式Dixon 水質(zhì)分離成像技術(shù)，是在90°射頻脈沖激勵后，再次進(jìn)行180°相位回聚射頻脈沖，并于-π、0 以及π 三個時間點(diǎn)采集回波信號，并通過三者間的差值，在獲取圖像時，進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，可降低信噪對圖片的影響，再次進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理分析后，計(jì)算出脂肪、水的相位值，從而可分別計(jì)算出含水、脂肪的兩組圖像[9]。同時，IDEAL 序列可有效克服磁場引起的脂肪抑制不均勻性，可更加清楚的勾勒出水和脂肪的邊界，同時，僅1次掃描即可獲得脂像、水像、同相位以及反相位圖像。且既往研究[10]顯示，IDEAL序列掃描可克服金屬植入物對掃描質(zhì)量的影響，故在MRI掃描時，應(yīng)用IDEAL序列掃描效果更好。

綜上所述，骨關(guān)節(jié)金屬植入術(shù)患者在進(jìn)行MRI檢查時，在T1WI和T2W2加權(quán)處理基礎(chǔ)上，應(yīng)用IDEAL序列掃描，可提高圖像清晰度，降低偽影對圖像的影響，有利于醫(yī)師判斷。