3.0T磁共振T1反轉角對釓塞酸二鈉增強MR肝膽特異期肝實質信號強度影響的研究

楊 艷　董 莘*　敖國昆　吳 寧　劉杰愛　許國宇　韓順霞　常海峰

3.0T磁共振T1反轉角對釓塞酸二鈉增強MR肝膽特異期肝實質信號強度影響的研究

楊 艷①董 莘①*敖國昆①吳 寧①劉杰愛①許國宇①韓順霞①常海峰①

目的：通過比較不同反轉角(FA)在釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA)增強MR肝膽特異期時肝實質與豎脊肌對比度，確定合理肝膽特異期延遲時間及掃描序列參數。方法：對15例肝臟結節(jié)性病變患者在Gd-EOB-DTPA磁共振肝膽造影術(MRC)中肝膽特異期注藥后5 min、10 min、15 min和20 min分別行FA值為9o、25o、30o和35o的掃描成像。測量FA值的每組圖像肝實質、豎脊肌對比噪聲比(CNR)；并對圖像的偽影、均勻度、對比度以及整體質量行雙盲主觀評分，采用兩獨立樣本比較FA 25o15 min與FA 9o20 min的肝實質-豎脊肌CNR。結果：同一時間點下FA值為9o、25o、30o和35o時，肝實質-豎脊肌CNR有顯著差異(F=17.76，P＜0.05)；主觀評分結果偽影和均勻度均無差異(x2=20.87，x2=29.63；P＞0.05)；肝實質-豎脊肌CNR和圖像整體質量有差異(x2=46.76，x2=43.23；P＜0.05)。FA值為25o注藥后15 min與FA值為9o注藥后20 min的肝實質-豎脊肌CNR之間無差異(t=1.89，P＞0.05)。結論：在3.0T Gd-EOB-DTPA MRC肝膽特異期時，加大FA值能有效地提高肝實質信號強度，注藥后15 min采用FA值25o可縮短肝膽特異期延遲時間。

磁共振成像；反轉角；釓塞酸二鈉；肝膽特異期；信號強度

[First-author’s address] Department of Radiology, The 309thHospital of PLA, Beijing 100091, China.

目前，由于磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)采用多參數、多序列、多方位成像以及其良好的組織間對比，在發(fā)現(xiàn)和診斷肝臟病變的能力被認為超過CT影像，而在磁共振膽管造影術(magnetic resonence chaolangiography，MRC)中肝細胞特異性造影劑釓塞酸二鈉(gadoxetic acid disodium，Gd-EOB-DTPA)的臨床應用更進一步提高了診斷能力，作為肝細胞特異性造影劑Gd-EOBDTPA越來越被臨床重視[1-2]。

隨著高場磁共振儀臨床使用的普及，圖像質量在很大程度上得到了提高，疾病的診斷效率和準確率也大幅度提高。3.0T磁共振較1.5T磁共振相比主磁場的強度增加了1倍，信噪比(signal noise ratio，SNR)提高了1倍[3]。然而，隨著主磁場強度和物質縱向弛豫的增加，物質之間的T1信號差會減小，反映在圖像上組織間的對比度有所下降[4]。組織間對比度是與掃描時的反轉角(flip angle，F(xiàn)A)大小密切相關，調整FA值的大小可以改變組織間對比度。因此，本研究探討MRI不同F(xiàn)A值在3.0T Gd-EOB-DTPA MRC增強MR中對肝實質信號強度的影響，從而提高肝實質信號強度，并通過比較肝實質信號強度來確定肝膽特異期最佳延遲時間。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2016年2-6月解放軍第309醫(yī)院臨床診斷或其他檢查擬診肝臟結節(jié)性病變需進一步行Gd-EOBDTPA增強MRI檢查明確診斷的15例患者，其中男性8例，女性7例；年齡25～60歲，中位年齡45歲。15例患者中8例有肝炎病史；4例有乙肝肝硬化病史，肝功能均為Child-Pugh評分A級；3例有原發(fā)腫瘤病史。所有患者均知情并簽署知情同意書，并得到醫(yī)院倫理委員會審批通過。

1.2納入與排除標準

(1)納入標準：臨床診斷或其他檢查擬診肝臟結節(jié)性病變患者。

(2)排除標準：①幽閉恐懼癥及不能耐受長時間制動的患者；②不能良好配合呼吸的患者。

1.3儀器與對比劑

采用Magnetom Skyra 3.0T MRI(西門子公司，德國)，線圈：Body 18腹部專用線圈，掃描序列為T1加權三維容積內插體部檢查(volume interpolated body examination，VIBE)序列增強掃描。造影劑Gd-EOB-DTPA，商品名普美顯(拜耳公司，德國)。

1.4檢測方法

(1)掃描參數。脈沖序列重復時間(time repetition，TR)4.06 ms；回波時間(time echo，TE)1.89 ms；矩陣 154×320；視野(field of view，F(xiàn)OV)380 mm×380 mm；層厚1.2 mm。

(2)掃描方位。腹部橫斷位；分別設置4個FA值，即9o、25o、30o和35o。同一時間點下不同的4個FA值對應層面相同，將同一時間點的4個不同F(xiàn)A值下所得到圖像分為4組。

1.5圖像分析與評價指標

(1)各組圖像分別進行主、客觀評價?？陀^評價時將所有圖像上傳至西門子工作站Sygo WWMP，分別在第2肝門層面、第2肝門層面向上第5層面、第2肝門層面向下第5層面測量肝實質、右側豎脊肌信號強度，在肝實質信號強度測量時盡量避開Glisson系統(tǒng)走行區(qū)，結果取3個層面的平均值。噪聲選取相應層面四周空氣信號強度的標準差(SD)。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)面積的大?。?.3 cm2。

(2)肝實質、同側腰大肌的SNR與對比噪聲比(contrast noise ratio，CNR)的計算為公式1：

式中SIl、SIe分別為肝實質、右側豎脊肌的信號強度，SDnoise為相應層面四周空氣信號強度的標準差。

(3)圖像主觀評分由2位資深的副主任醫(yī)師從偽影、均勻度、肝實質-豎脊肌對比度以及圖像整體質量4方面按照5分法影像質量評估法進行雙盲主觀評分。根據評分結果，比較FA值為25o，15 min與FA值為9o，20 min的掃描肝實質-豎脊肌CNR有無差異。

1.6統(tǒng)計學方法

采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析，圖像的客觀指標分析采用單變量方差分析(ANOVA)，主觀指標采用Kruskal-Wallis檢驗，組間進行LSD兩兩比較；計數資料以均數±標準差(-x±s)表示，主觀評分采用秩和檢驗，并進行一致性Kappa分析；FA值為25o，15 min與FA值為9o，20 min的肝實質-豎脊肌CNR采用兩獨立樣本比較的t檢驗，計數資料采用x2檢驗分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2　結果

2.1客觀評價指標

(1)在掃描時間為5 min、10 min、15 min和20 min的同一時間點下4組FA值肝實質-豎脊肌CNR之間比較差異有統(tǒng)計學意義(F=11.98，F(xiàn)=5.73，F(xiàn)=17.76，F(xiàn)=9.68；P＜0.05)，見表1。

(2)LSD兩兩比較不同F(xiàn)A值肝實質-豎脊肌組間無明顯差異。

(3)在同一時間點的4個不同F(xiàn)A值下所得到的4組圖像中，隨著FA值增加，肝組織-豎脊肌CNR增加；圖像FA值為25o、30o和35o顯示肝組織-豎脊肌CNR差異不明顯(如圖1所示)。

2.2主觀評價指標

圖像主觀評分2名觀察者之間一致性的Kappa值為0.89。在15 min掃描的同一時間點下，不同F(xiàn)A值的圖像偽影、均勻度比較，差異無統(tǒng)計學意義(x2=20.87，x2=29.63；P＞0.05)；而肝實質-豎脊肌對比度、圖像整體質量比較，差異具有統(tǒng)計學意義(x2=46.76，x2=43.23；P＜0.05)，見表2。

表1　15例患者不同時間段和不同F(xiàn)A值肝實質-豎脊肌CNR的比較

表1　15例患者不同時間段和不同F(xiàn)A值肝實質-豎脊肌CNR的比較

注藥后(min)FA值F值P值9o25o30o35o5 98.75±6.34152.09±5.63158.26±9.47163.66±7.3911.98＜0.05 10 110.75±7.96170.93±8.02172.31±10.19170.45±9.765.73＜0.05 15 150.33±9.06204.93±6.99210.76±11.87219.98±8.3117.76＜0.05 20 209.88±7.67249.09±9.65256.43±14.11265.30±9.069.68＜0.05

圖1　同一時間點不同F(xiàn)A值所得圖像(15 min)

表2　注藥后15 min掃描不同F(xiàn)A值圖像主觀評分的比較(x-±s)

2.3肝實質-豎脊肌CNR比較

在FA值為25o注藥后15min掃描與FA值為9o注藥后20 min掃描的肝實質-豎脊肌CNR值分別為210.76±11.87和209.88±7.67，兩者比較差異無統(tǒng)計學意義(t=1.89，P＞0.05)，見表3。

表3　FA值25o, 15 min與FA值9o, 20 min掃描的肝實質-豎脊肌CNR比較(x-±s)

3　討論

肝細胞特異性釓螯合物MRI對比劑不僅具有非特異性細胞外對比劑的性質，還具有肝細胞特異性對比劑的特性，在合理的時間范圍內被用于肝細胞特異性顯像，是其他肝細胞特異性造影劑，如釓貝葡胺不具備的特征[5-6]。靜脈注射后，這種以釓為基礎的造影劑最初分布進入血管和組織間隙，類似于其他細胞外造影劑[7-9]。正常功能的肝細胞隨著Gd-EOB-DTPA首次通過肝臟開始攝取，肝實質信號強度隨之增高。隨著Gd-EOB-DTPA持續(xù)攝取，肝實質信號強度漸進性增高；肝臟選擇性攝取(肝細胞期)時提供病變特異性的影像表現(xiàn)，獲得高質量、有特異性表現(xiàn)的肝臟影像。有文獻顯示對于無肝硬化的患者，在注射Gd-EOB-DTPA后10 min，肝細胞特異期(肝實質期)掃描可以實施；對于肝硬化或膽紅素升高的患者，20 min后的肝細胞特異期采集可能更合適[10]。

FA值作為MRI中重要的參數之一，對圖像質量的優(yōu)劣起了重要的作用，尤其是在目前臨床廣泛應用的高場磁共振儀中。所謂FA是指自旋回波或梯度回波成像時，某一體素中質子總磁矩受到射頻脈沖激發(fā)后發(fā)生旋進角度加大的角度增加值[11]。理論上講，3.0T較1.5T磁共振組織T1時間延長15%～22%，T1WI圖像對比度大幅下降，具體到本研究，則表現(xiàn)為肝實質-豎脊肌CNR下降[12]。此外，Gd-EOB-DTPA MRC增強肝細胞肝膽特異期所采用的序列為T1加權的3D-VIBE，該序列要點是使用快速小角度激發(fā)、超短TR時間、極短的TE，故縱向磁化矢量恢復不完全。因此，想得到高組織對比度的圖像，F(xiàn)A的選擇至關重要。

由于肝臟的T1值小于豎脊肌的T1值，根據長T1組織選用低FA值，短T1組織選用高FA值這一理論，故選擇高反轉角度，這樣既增加了肝組織的信號強度，又降低了豎脊肌的信號強度，從而增加二者之間的對比度[13]。

本研究結果顯示，同一時間點下，F(xiàn)A值為9o肝實質-豎脊肌CNR明顯低于其他組別，表明在一定范圍內提高FA值可以增加Gd-EOB-DTPA MRC肝膽特異期肝實質-豎脊肌CNR，而FA值為25o、30o及35o之間差異無統(tǒng)計學意義，原因可能為角度間隔過小。在此情況下，本研究將選擇25o作為Gd-EOB-DTPA MRC肝膽特異期肝實質成像的理想FA值。此外，加大偏轉角要考慮的重要因素是射頻輻射量，通常使用特殊比吸收率(specific absorption rate，SAR)表示，在高磁場強度的3.0T，基準SAR比1.5T翻兩倍，SAR增加有重大的影響，MRI掃描應遵守SAR限度[14-15]。研究表明，F(xiàn)A值的增大可不同程度增加SAR，尤其是體格高大的患者，從而延長掃描時間，而本研究也證實了這一點，故不采用FA值為30o和35o作為理想角度[16]。

主觀評分結果顯示，偽影、均勻度均無明顯差別，而肝實質-豎脊肌CNR差別明顯，受此影響圖像整體質量差別亦明顯。此外，根據客觀比較結果，本研究對FA值為25o，15min與FA值為9o，20min掃描的肝實質-豎脊肌CNR進行比較，結果發(fā)現(xiàn)二者無明顯統(tǒng)計學差異，因此，在工作中可以選擇FA值大角度來取代臨床一直采用的小角度，不僅縮短了掃描時間為患者提供便利，同時達到診斷要求。

本研究尚存在不足，比如將每個時間點、每個不同F(xiàn)A值的序列全部掃描完所用時間過長，受試者不可避免的運動偽影將影響研究結果；后處理過程中周邊噪聲易受呼吸運動的干擾，這將影響研究結果的準確性，因此需要多點、多方位進行測量，取平均值，從而最大可能降低研究結果誤差。

4　結語

在3.0T Gd-EOB-DTPA MRC肝膽特異期成像時，選擇FA值為25o可增加肝臟-豎脊肌CNR，注藥后15 min采用FA值為25o時可縮短肝膽特異期延遲時間。

[1]Bashir MR，Gupta RT，Davenport MS，et al. Hepatocellular carcinoma in a North American population：Does hepatobiliary MR imaging with Gd-EOB-DTPA improve sensitivity and confidence for diagnosis?[J].J Magn Reson Imaging，2013，37(2)：398-406.

[2]Zeng MS，HY Ye，Guo L，et al.Gd-EOBDTPA-enhanced magnetic resonance imaging for focal liver lesions in Chinese patients：a multicenter，open-label，phase III study[J]. Hepatobiliary Pancreat Dis Int，2013，12(6)：607-616.

[3]付麗媛，梁永剛，倪萍，等.3.0T磁共振成像系統(tǒng)的質量控制檢測[J].中國醫(yī)學裝備，2016，13(3)：25-27，28.

[4]Yoneyama M，Nakamura M，Tabuchi T，et al. Whole-brain black-blood imaging with magnetization-transfer prepared spin echo-like contrast：a novel sequence for contrast-enhanced brain metastasis screening at 3T[J].Radiological Physics&Technology，2013，6(2)：431-436.

[5]Kinner S，Steinweg V，Maderwald S，et al. Comparison of different magnetic resonance cholangiography techniques in living liver donors including Gd-EOB-DTPA enhanced T1-weighted sequences[J].PLoS One，2014，9(11)：e113882.

[6]Carlos RC，Hussain HK，Song JH，et al.Gadoliniume-thoxybenzyl-diethylene-triaminepentaacetic acid as an intrabiliary contrast agent：preliminary assessment[J].AJR Am J Roentgenol，2002，179(1)：87-92.

[7]Kinner S，Steinweg V，Maderwald S，et al.Bile duct evaluation of potential living liver donors with Gd-EOB-DTPA enhanced MR cholangiography：Single-dose，double dose or half-dose contrast enhanced imaging[J].Eur J Radiol，2014，83(5)：763-767.

[8]Ogul H，Kantarci M，Pirimoglu B，et al.The efficiency of Gd-EOB-DTPA enhanced magnetic resonance cholangiography in living donor liver transplantation：a preliminary study[J].Clin Transplant，2014，28(3)：354-360.

[9]Cieszanowski A，Stadnik A，Lezak A，et al. Detection of active bile leak with Gd-EOB-DTPA enhanced MR cholangiography：comparison of 20-25 min delayed and 60-180 min delayed images[J].Eur J Radiol，2013，82(12)：2176-2182.

[10]Norén B，F(xiàn)orsgren MF，Dahlqvist Leinhard O，et，al.Separation of advanced from mild hepatic fibrosis by quantification of the hepatobiliary uptake of Gd-EOB-DTPA[J].Eur Radiol，2013，23(1)：174-181.

[11]楊正漢，馮逢，王霄英.磁共振成像技術指南-檢查規(guī)范、臨床策略及新技術(修訂版)[J].中國醫(yī)學影像學雜志，2010，18(4)：26.

[12]吳濤，敖國昆，許國宇，等.3.0T SE序列T1WI反轉角對腦灰白質對比度影響的研究[J].實用放射學雜志，2016，32(1)：20-23.

[13]Clarke G.The Physics of Clinical MR Taught Through Images，Second Edition[J].Acta Radiologica，2009，32(8)：1623.

[14]Bashir MR，Merkle EM.Improved liver lesion conspicuity by increasing the flip angle during hepatocyte phase MR imaging[J].Ear Radiol，2011，21(2)：291-294.

[15]王暉，周航，姜飚，等.MRI在肝臟小結節(jié)病變中的應用研究[J].中國醫(yī)學裝備，2014，11(5)：57-60.

[16]Chang KH，Yi JG，Han MH，et al.Clinical utility of partial flip angle T2-weighted spinecho imaging of the brain[J].Neuroradiology，1990，32(4)：255-260.

The research on the effects of flip angle to signal intensity of the liver parenchyma in liver specific period of Gd-EOB-DTPA MRC

YANG Yan, DONG Xin, AO Guo-kun, et al// China Medical Equipment,2016,13(11):39-42.

Objective: To study the effects of flip angle (FA) to signal intensity of the liver parenchyma in liver specific period of Gd-EOB-DTPA MRC, and to determine reasonable delay time of liver specific period and scan sequence parameters. Methods: 15 cases of patients took CT scan with FA value 9 degrees, 25 degrees, 30 degrees and 35 degrees in liver specific period of Gd-EOB-DTPA MRC after 5min,10min,15min and 20min. The resulting image of each FA value sum up as a group. The liver parenchyma, the erector spinae and the background signal intensity of each group were measured respectively. And the signal to noise ratio (SNR) and the contrast to noise ratio (CNR) of liver parenchyma, erector spinae about each group were calculated and analyzed by One-Way ANOVA among different groups. The subjective parameters including image artifacts, image uniformity, contrast ratio and whole image quality were analyzed by Kruskal-Wallis H test. According to the subjective evaluation results, we compared the CNR of liver parenchyma-erector spinae at 15min FA(25degrees) and 20min FA(9 degrees) which were calculated and analyzed by t test. There was significant difference (P＜0.05). Results: For flip angle 9 degrees, 25 degrees, 30 degrees and 35 degrees, the SNR of liver parenchyma-erector were 150.33±9.06, 204.93±6.99, 210.76±11.87 and 219.98±8.31. There was significant difference (F=17.76, P=0.03). The subjective scores of image artifacts were 4.90±0.31, 4.70±0.56, 4.80±0.73 and 4.80±0.69 (x2=20.87, P=0.07). The image uniformity were 4.70±0.89, 4.60±0.41, 4.80±0.93 and 4.60±0.38(x2=29.63, P=0.06). The liver parenchyma-erector spinae contrast were 1.30±0.35, 2.60±0.44, 4.10±0.38 and 4.90±0.90 (x2=46.76, P=0.03). The whole image quality were 1.80±0.90, 2.40±0.94, 4.90±0.29 and 5.00±0.00(x2=43.23, P=0.02). Conclusion: Increased FA can effectively improve the liver parenchyma signal intensity. After 15 min’s injection, the 25 degree can shorten the delay time of the liver and gallbladder specific period.

Magnetic resonance imaging; Flip angle; Gadoxetic acid disodium; Specific period of liver and gallbladder; Signal intensity

楊艷,女,(1974- ),碩士，副主任醫(yī)師。解放軍第309醫(yī)院放射科，從事MRI診斷工作。

1672-8270(2016)11-0039-04

R445.2

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.11.012

①解放軍第309醫(yī)院放射科 北京 100091

13050036888@163.com

2016-07-06