IDEAL序列在脊柱脂肪抑制中的應(yīng)用

黃敏華 HUANG Minhua

郭 勇 GUO Yong

鄭奎宏 ZHENG Kuihong

林 偉 LIN Wei

張 靜 ZHANG Jing

近年來脂肪抑制技術(shù)在脊柱病變檢查中發(fā)揮重要作用，脊柱骨骼中含有大量脂肪，采用脂肪抑制技術(shù)可以增加病變組織與正常組織的對比，提高病變的顯示，為疾病的診斷及鑒別診斷提供可靠的依據(jù)。本研究對IDEAL(iterative dixon water-fat separation with echo asymmetry and least-squares estimation，IDEAL)T2WI和FSE T2WI加脂肪抑制兩序列在脊柱脂肪抑制的效果進(jìn)行比較，旨在更好地顯示脊柱病變。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2010-02～08脊柱成像患者35例，其中頸椎10例，胸椎8例，腰椎17例；男18例，女17例；年齡20～83歲，平均58歲。

1.2 儀器與方法 采用GE 3.0T HDx超導(dǎo)磁共振成像儀，脊柱相控陣線圈。矢狀位FSE T2WI+脂肪抑制參數(shù)為TR/TE 1980ms/81.5ms，視野（field of view, FOV）腰椎320mm×320mm、胸360mm×360mm、頸260mm×260mm，矩陣320×192，層厚/層間距4mm/1mm，激勵次數(shù)(number of excitation，NEX)6次，掃描時間2.58min；IDEAL序列參數(shù)為TR/TE 2000ms/86ms，F(xiàn)OV同矢狀位FSE T2WI+脂肪抑制，矩陣320×256，層厚/層間距3mm/0mm，NEX 3次，掃描時間3.07min。

1.3 評價方法

1.3.1 主觀評價圖像脂肪抑制質(zhì)量 將圖像脂肪抑制質(zhì)量分為4級（0級，脂肪抑制效果太差，圖像不能用于診斷；1級，脂肪抑制差，部分診斷信息被掩蓋；2級，脂肪抑制好，沒有明顯的抑制不均勻；3級，圖像脂肪抑制優(yōu)良，信號均勻）。由2位影像科醫(yī)師在不知道圖像序列的情況下討論評估。

1.3.2 客觀評價圖像質(zhì)量（測量信噪比） ①頸椎測量方法：在頸椎中間層第5頸椎椎體上放一感興趣區(qū)(region of interest, ROI)，由同一操作者測量椎體的信號強(qiáng)度值,同時測量同一層面第4椎體水平背景組織信號強(qiáng)度值及標(biāo)準(zhǔn)差（圖1）。②胸椎測量方法：在胸椎中間層第8胸椎椎體上放一ROI，由同一操作者測量椎體的信號強(qiáng)度值,同時測量同一層面第7胸椎椎體水平噪聲信號強(qiáng)度值及標(biāo)準(zhǔn)差。③腰椎測量方法：在腰椎中間層第3腰椎椎體上放一ROI，由同一操作者測量椎體的信號強(qiáng)度值,同時測量同一層面第3椎椎體水平噪聲信號強(qiáng)度值及標(biāo)準(zhǔn)差。

計算兩序列的信噪比，信噪比＝椎體信號強(qiáng)度/噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 13.0軟件，組間比較用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 頸椎信噪比測量方法：ROI 1放在第5椎體，ROI 2放在同水平背景組織

2 結(jié)果

由表1可見，頸椎、胸椎、腰椎IDEAL T2WI脂肪抑制序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列；表2中兩種序列信噪比比較頸椎、胸椎、腰椎兩序列IDEAL T2WI序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。由圖2、3可見，頸椎、胸椎FSE T2WI序列示脂肪抑制效果差，IDEAL T2WI序列示脂肪抑制效果好。

表1 主觀評價兩種序列脂肪抑制效果

表2 兩種序列圖像信噪比比較

圖2 頸椎脂肪抑制。A.FSE T2WI示頸椎脂肪抑制效果差，為1級，部分診斷信息被掩蓋；B.IDEAL T2WI示脂肪抑制效果好，脊髓及周圍解剖結(jié)構(gòu)清晰，為3級優(yōu)質(zhì)片

圖3 A.FSE T2WI示胸椎脂肪抑制效果差，為1級，部分診斷信息被掩蓋；B.IDEAL T2WI示脂肪抑制效果好，脊髓及周圍解剖結(jié)構(gòu)清晰，為3級優(yōu)質(zhì)片

3 討論

IDEAL為一種改進(jìn)的三點(diǎn)式DIXON水脂分離成像技術(shù)。以往三點(diǎn)式DIXON水脂分離成像技術(shù)是在90°激發(fā)射頻脈沖后，施加相同的180°相位回聚脈沖，分別在-π、0、π時間點(diǎn)采集3次回波信號，在后處理計算中，計算水和脂肪的相位值，確定每個象素中水和脂肪的相位，可以克服磁場不均勻性，實現(xiàn)水脂分離[1-4]。三點(diǎn)法的特點(diǎn)是采集的3個回波中，中間一個信號與傳統(tǒng)的SE/FSE序列采集的時間相同，另2個是對稱性位于這個信號的兩邊的反相位信號。在三點(diǎn)法水脂分離中，水脂分離程度的關(guān)鍵取決于象素中水和脂肪的含量，以及信號采集的位置。以往三點(diǎn)法采集信號的時間點(diǎn)是-π、0、π，利用這種對稱性采集，如果一個象素內(nèi)水和脂肪的含量相近，會導(dǎo)致水和脂肪分離不完全，組織結(jié)構(gòu)交界區(qū)域顯示模糊，圖像信噪比明顯降低。如果中間的信號采集的時間點(diǎn)在π/2+nπ，其他2個信號采集的偏移時間保證在之前和之后2π/3，后處理計算采用迭代最小二乘估算法，可以保證象素內(nèi)任意的水和脂肪比例都可以進(jìn)行精確的水脂分離。相對于TE時間采集的信號而言，它們屬于非對稱性采集，為了保證最短的掃描時間，臨床常用的采集時間點(diǎn)是-π/6、π/2、7π/6。這種成像方式即為IDEAL。它可以充分克服以往三點(diǎn)法水脂分離的缺點(diǎn)，保證足夠的信號強(qiáng)度，組織結(jié)構(gòu)交界處清晰，水脂分離徹底，徹底摒棄外界干擾對水脂分離的影響[5,6]。

頻率選擇預(yù)飽和脈沖是指在無外加梯度場的條件下，采用窄帶脈沖，優(yōu)先激發(fā)脂肪，緊接著加入額外的梯度場使其相位離散，將脂肪飽和掉，頻率選擇預(yù)飽和脈沖要求主磁場均勻性高，否則脂肪抑制會不均勻，由于頸部不規(guī)則的幾何形態(tài)和空氣-組織界面磁敏感的差異，導(dǎo)致B0磁場非常不均勻，各種物質(zhì)的進(jìn)動頻率偏移，脂肪抑制的預(yù)飽和脈沖與脂肪的真正進(jìn)動頻率不一致，結(jié)果是脂肪的信號沒有被抑制，其他物質(zhì)的信號卻被抑制掉。本研究中脊柱矢狀位FSE T2WI脂肪抑制不均表現(xiàn)為部分脂肪不能被飽和，如有病變?nèi)菀妆谎谏w。

本研究中主觀評級頸椎、胸椎、腰椎IDEAL T2WI脂肪抑制序列效果均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，信噪比頸椎、胸椎、腰椎兩序列對比IDEAL T2WI序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

綜上所述，脊柱MRI脂肪抑制IDEAL T2WI序列優(yōu)于FSE T2WI序列，IDEAL T2WI能提供更均勻穩(wěn)定的脂肪抑制效果，脊柱圖像信噪比高，可清晰顯示脊柱病變。

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