單方向彌散加權(quán)在臂叢神經(jīng)掃描中的可行性

劉曉蕾，候嚴(yán)振，林帆

(深圳市第二人民醫(yī)院放射科，廣東深圳518035)

單方向彌散加權(quán)在臂叢神經(jīng)掃描中的可行性

劉曉蕾，候嚴(yán)振，林帆

(深圳市第二人民醫(yī)院放射科，廣東深圳518035)

目的探討單方向彌散加權(quán)背景抑制神經(jīng)成像在臂叢神經(jīng)冠狀位掃描中的可行性及價(jià)值。方法對(duì)無臂叢神經(jīng)癥狀及體征的15例志愿者行彌散加權(quán)背景抑制神經(jīng)成像序列冠狀位掃描，掃描時(shí)間相同，比較彌散敏感梯度場(chǎng)施加在單方向(Slice/前后、Read/頭足、Phase/左右)和三方向(3-Scan Trace)的圖像信噪比。結(jié)果Slice單方向施加彌散梯度場(chǎng)的圖像信噪比三方向均施加彌散梯度場(chǎng)高，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。Read方向和Phase方向的圖像信噪比均比三方向的低，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論相同掃描時(shí)間時(shí)擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)只施加在Slice方向比三方向都施加得到的臂叢神經(jīng)冠狀位影像的圖像信噪比高,可以作為常規(guī)掃描序列。其他兩個(gè)方向信噪比明顯下降，不適合臨床掃描。

彌散加權(quán)；臂叢神經(jīng)；冠狀位；信噪比

彌散加權(quán)背景抑制DWIBS[1-2](Diffusion weighted imaging with background supperssion)技術(shù)是臂叢神經(jīng)掃描的重要技術(shù)之一，其冠狀位掃描可以清晰直觀的顯示臂叢神經(jīng)節(jié)后段走行、分布。本研究是在該序列部分參數(shù)優(yōu)化[3]的基礎(chǔ)上，通過改變擴(kuò)散模式(Diffusion mode)和均數(shù)(Averages)兩個(gè)掃描參數(shù)，在掃描時(shí)間相同的條件下，探討單方向彌散加權(quán)背景抑制序列在臂叢神經(jīng)冠狀位掃描中的可行性及應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料2011年2月至2011年7月，知情同意行磁共振掃描的15例無臂叢神經(jīng)癥狀及體征的健康志愿者，男11例，女4例，年齡22～54歲，平均34.67歲。

1.2 檢查方法采用德國Simens公司Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀,頸部M線圈(Neck Matrix MR Coil)和腰部M線圈(Spine Matrix MR Coil)聯(lián)合。受檢者頭、肩背部墊高，使C3-T2椎體后緣在一條直線，掃描線平行椎體后緣，掃描范圍從椎管后緣至椎體前緣，左右兩側(cè)包括肩關(guān)節(jié)在內(nèi)。優(yōu)化掃描參數(shù)：TR 6 000 ms，TE 85 ms，層厚3 mm，層間隔0，層數(shù)20，F(xiàn)OV300mm×300mm，b=300s/mm，并行采集因子4 m SENSE算法，分辨率158×158，Diffusion mode：3-Scan Trace，Averages=8，反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI)=180 ms，EPI因子156，頻率寬度(Bandwidth)=1 218 HZ/PX，掃描所得圖像為標(biāo)準(zhǔn)組圖像。改變參數(shù)Diffusion mode分別為：片(Slice)、讀(Read)、相(Phase)；Averages=24，使掃描時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)組相同，均為3 min。所有受檢者均行掃描序列順序如表1的4次掃描。掃描后的圖像進(jìn)行最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)重建，層厚取10 mm。

表1 掃描序列對(duì)應(yīng)參數(shù)改變及圖像分組情況表

1.3 圖像評(píng)價(jià)計(jì)算質(zhì)量控制參數(shù)信噪比(SNR)。計(jì)算公式：SNR=SI/SD，SI為臂叢神經(jīng)感興趣區(qū)信號(hào)強(qiáng)度的平均值，SD為相位編碼方向視野內(nèi)臂叢神經(jīng)外感興趣區(qū)信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。感興趣區(qū)的選擇：在圖像同一層面同一臂叢神經(jīng)的同一側(cè)選取面積為0.05 cm2的區(qū)域計(jì)算臂叢神經(jīng)信號(hào)強(qiáng)度的平均值。相位編碼方向(左右)FOV內(nèi)頸部組織外相當(dāng)于空氣區(qū)域(避開偽影)選取2.5 cm2區(qū)域計(jì)算背景信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析。采用t檢驗(yàn)將對(duì)照組2、3、4的信噪比均值分別與標(biāo)準(zhǔn)組1的信噪比均值進(jìn)行比較，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加在Slice方向(2組)比3-Scan Trace(1組)得到的圖像信噪比均值高，P＜0.05，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，施加在Read方向(3組)和Phase方向(4組)均比3-Scan Trace(1組)的圖像信噪比均值低，P＜0.05，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。4組圖像見圖1，其相應(yīng)的信噪比均值及對(duì)照組2、3、4分別與標(biāo)準(zhǔn)組1的比較結(jié)果見表2。

表2 序列1、2、3、4的圖像信噪比均值()

表2 序列1、2、3、4的圖像信噪比均值()

1(3-Scan Trace) 2(Slice) 3(Read) 4(Phase) 47.03±6.15 52.06±5.72 35.53±3.48 34.45±3.671＜0.05＜0.05＜0.05

圖1 擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加在4組圖像

3 討論

理想環(huán)境中水分子的擴(kuò)散是各向同性的，但人體一般組織內(nèi)的水分子擴(kuò)散受到各種因素的影響，表現(xiàn)為各向異性。DWI就是通過檢測(cè)人體組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限制的方向和程度等信息，間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化。為增加擴(kuò)散的敏感性，需要施加擴(kuò)散敏感梯度，在擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加方向上水分子擴(kuò)散越自由，組織信號(hào)衰減越明顯。對(duì)于任一方向的擴(kuò)散敏感梯度來說，DWI的對(duì)比與此方向有關(guān)，通常為了去除方向依賴性，施加3個(gè)互相垂直(Slice、Read、Phase)的擴(kuò)散敏感梯度。即參數(shù)Diffusion mode為3-Scan Trace：計(jì)算三個(gè)方向的擴(kuò)散圖像信號(hào)強(qiáng)度的幾何平均，得到一幅去除相應(yīng)水分子擴(kuò)散方向的圖像。對(duì)臂叢神經(jīng)，由于神經(jīng)細(xì)胞膜和髓鞘沿著神經(jīng)軸突的長軸分布并包繞軸突，水分子在平行于神經(jīng)纖維長軸方向擴(kuò)散相對(duì)自由，垂直于神經(jīng)纖維長軸方向擴(kuò)散受限。結(jié)合臂叢神經(jīng)的解剖[4-5]特點(diǎn)，推測(cè)在幾乎與臂叢神經(jīng)纖維走行方向全程垂直的Slice方向施加擴(kuò)散敏感梯度能得到較好的臂叢神經(jīng)信號(hào)，在Read和Phase方向上擴(kuò)散敏感梯度只能部分垂直臂叢神經(jīng)纖維的長軸，臂叢神經(jīng)的信號(hào)強(qiáng)度略下降。通過改變參數(shù)Diffusion mode，分別只在Slice、Read、Phase方向施加擴(kuò)散敏感梯度，計(jì)算相同掃描時(shí)間獲得的圖像信噪比，用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析擴(kuò)散敏感梯度施加方向?qū)Ρ蹍采窠?jīng)彌散加權(quán)背景抑制圖像的影響，其結(jié)論得到證實(shí)。擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加在Slice方向(2組)比3-Scan Trace(1組)的圖像信噪比高，施加在Read方向(3組)和Phase方向(4組)均比3-Scan Trace(1組)的圖像信噪比下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與序列相關(guān)的可能原因在文獻(xiàn)[6]中有報(bào)道。

綜上所述，Slice單方向的彌散加權(quán)背景抑制神經(jīng)成像在相同掃描時(shí)間時(shí)信噪比高于三方向，可以代替三方向做常規(guī)掃描序列。特別是針對(duì)不配合檢查的患者可以采用適當(dāng)減少掃描時(shí)間(減少采集次數(shù))的Slice單方向掃描。

[1]Takahara T,Imai Y,Yamashita T,et al.Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression(DWIBS): technical improvememt using free breathing,STIR and high resolution 3D display[J].Radiat Med,2004,22(4):275-282.

[2]Takahara T,Hendrikse J,Yamashita T,et al.Diffusion-weighted MR Neurography of the Brachial Plexus:Feasibility Study[J].Radiology,2008,249(11):653-660.

[3]侯嚴(yán)振,宋海巖,林帆,等.彌散加權(quán)神經(jīng)成像在臂叢神經(jīng)成像中的參數(shù)優(yōu)化[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2011,27(12):2528-2530.

[4]柏樹令.系統(tǒng)解剖學(xué)[M].7版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2008:385.

[5]楊正漢,馮逢,王霄英.磁共振成像技術(shù)指南[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2007:540.

[6]Takahara T,Hendrikse J,kwee T,et al.Diffusion-weighted MR neurography of the sacral plexus with unidirectional motion probling gradients[J].Eur Radio,2010,20(5):1221-1226.

Feasibility of one-scan trace diffusion-weighted neuroimaging with background signal suppression in the scan of plexus brachial.

LIU Xiao-lei,HOU Yan-zhen,LIN Fan.Department of Radiology,the Second People's Hospital ofShenzhen,Shenzhen 518035,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo explore the feasibility and value of one-scan trace diffusion-weighted neuroimaging with background signal suppression(DWIBS)in the coronal scan of plexus brachial.Method15 volunteers with no plexus brachial symptoms or signs were scanned coronarily by DWIBS for the same time period,and image signal noise ratio(SNR)exerted by diffusion sensitivity gradient field was compared between one-scan trace(Slice,Read and Phase)and 3-Scan Trace.ResultsSNR of slice was significantly higher than that of 3-scan trace(P＜0.05).SNR of read and phase was significantly lower than that of 3-scan trace(P＜0.05).ConclusionDWIBS in slice direction can be used as a conventional scanning sequence in plexus brachial scan because its SNR is higher than that of 3-scan trace.Moreover,read and phase do not suit clinical scanning because of their poor SNR.

Diffusion-weighted;Plexus brachial;Coronal;SNR(Signal noise ratio

R445

A

1003—6350(2012)12—083—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.12.039

2011-12-24)

劉曉蕾(1978—)，女，山東省濰坊市人，主管技師，學(xué)士。