磁共振不同彌散梯度模式對肝臟DWI成像質量的影響

李楊飛，丁建榮，潘，朱華勇，王官良，季文斌，李欣，張忠偉

（浙江省臺州醫(yī)院，浙江 臨海317000）

磁共振彌散加權成像 （diffusion weighted imaging，DWI）是目前為止能夠在活體組織進行水分子彌散測量的唯一影像學檢查方法，當活體組織發(fā)生病變時，可在DWI圖像上表現(xiàn)為異常信號而被識別。DWI是在常規(guī)MR序列基礎上前后對稱地各施加一個長度、幅度和位置相等的彌散敏感梯度脈沖[1]，隨著磁共振軟硬件的提升，彌散梯度模式從原來的ALL單一模式發(fā)展成現(xiàn)在3in1（三合一）、ALL(全部)、Tetra（四面體）三種不同模式。目前關于多種門控技術及不同b值對肝臟DWI圖像質量及ADC值影響[1-3]的報道較多，如何選擇最佳的彌散梯度模式值得探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 將2017年6-12月共30例健康志愿者納入本研究，其中男12例，女18例，年齡32-58 歲，平均（45.2±6.6）歲。納入標準：無 MRI檢查禁忌證、無肝臟手術史、無高血脂及酒精濫用史、半年內未服用損害肝臟的藥物、肝炎生化及肝功能正常，磁共振T2脂肪抑制及3D-T1 lava-flex序列未發(fā)現(xiàn)肝臟疾病。本研究患者知情同意并獲醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法 使用美國GE Discovery 750 3.0T磁共振掃描儀及8通道TORSOPA線圈。受檢者檢查前禁食6小時，仰臥，兩臂上舉，足先進，訓練呼吸，要求掃描過程中被檢者盡量保持均勻的呼吸頻率和呼吸幅度。掃描序列包括：橫斷位3D-T1 lava-flex（同時顯示水、脂相和同、反相位，層厚5mm，層間隔 0mm，TR 3.7ms，TE minfull）； 橫斷位脂肪抑制T2WI（層厚 7mm，層間隔 1mm，TR 4000～7000ms，TE 85ms）；DWI掃描采用 DWI EPI序列，分別選用3in1、ALL、Tetra三種彌散梯度模式，三種方式b值均采用800s/mm2，激勵次數(shù)為6次，其它掃描參數(shù)均相同：TR 3000ms，TE minfull， 層厚 7mm， 間隔1mm，采用并行采集技術（ASSET技術），加速因子2，F(xiàn)OV400×320mm， 矩陣 96×128， 頻率編碼方向R→L，在掃描野上、下方各施加一個預飽和脈沖，以減弱心臟搏動、肺部氣體、胃腸道蠕動及胃腸道氣體等對圖像質量的影響，使用呼吸觸發(fā)技術，3in1、ALL、Tetra掃描時間在呼吸頻率為18次/min時分別為53、133和173秒。

1.3 圖像分析及數(shù)據處理 三種不同梯度模式DWI圖像數(shù)據均傳至ADW4.6工作站分析和處理。由兩位高年資醫(yī)師對三種不同模式的DWI圖像采用雙盲法評分，主要根據DWI圖像的變形、磁敏感和化學位移偽影及肝內結構（血管和膽管）顯示的清晰度，并取得一致意見。1分：極差，圖像無法用于診斷；2分：差，有較多偽影，影響診斷但不影響所有解剖結構；3分：中，較少的模糊影或重建偽影或磁敏感偽影，但圖像對所有的解剖區(qū)域診斷是可信的；4分：良，解剖細節(jié)較清晰，少量的磁敏感偽影或重建偽影；5分：優(yōu)，解剖細節(jié)清晰，沒有偽影。ADC值測量：在肝門或肝門上下層面范圍內的肝右前葉、肝右后葉、肝左葉上分別繪制一個圓形感興趣區(qū)ROI（三種不同梯度模式序列ROI位置放置一致），ROI測量時盡量避開膽管、血管和偽影，ROI面積為250～300mm2，計算ADC的平均值。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用統(tǒng)計學軟件SPSS 17.0對數(shù)據進行處理和分析，計量資料以（±s）表示，采用單因素ANOVA檢驗對三種梯度模式的DWI圖像質量評分和肝臟ADC值進行比較，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。

2 結果

2.1 三種梯度模式DWI圖像質量評分 三組間差異存在統(tǒng)計學意義（F=20.443，P＜0.01）；兩兩比較ALL和3in1之間差異無統(tǒng)計學意義（t=-0.100，P＞0.05），Tetra和3in1之間差異有統(tǒng)計學意義 （t=0.700，P＜0.01），ALL 和 Tetra之間差異有統(tǒng)計學意義（t=0.600，P＜0.01）。 詳見圖 1、表 1。

2.2 三種梯度模式DWI成像的ADC值 30例正常肝臟的3in1、ALL、Tetra三種梯度模式DWI成像測得 ADC 值差異無統(tǒng)計學意義（F=0.741，P＞0.05），詳見表1。

表1 三種梯度模式圖像質量評分及ADC值比較（±s）

表1 三種梯度模式圖像質量評分及ADC值比較（±s）

方法 n 圖像質量評分 A D C值（×1 0-3 m m 2/s）3 i n 1 3 0 4.1 2±0.4 8 1.2 2 9±0.2 1 7 A L L 3 0 4.2 0±0.3 5 1.2 1 3±0.2 9 1 T e t r a 3 0 4.7 8±0.4 1 1.2 1 0±0.2 2 5

3 討論

肝臟出現(xiàn)磁敏感及運動偽影的概率較其它靜止的器官要高[4-5]，本研究的數(shù)據采用呼吸觸發(fā)技術并要求被檢者盡量保持均勻呼吸，目的是為了減少呼吸運動對DWI采集的影響，選擇肝門部測量是為了減少肺及胃腸道氣體干擾產生磁敏感偽影對數(shù)值的影響，以便更好地評價三種不同梯度模式的圖像質量及ADC值。

磁共振彌散梯度模式是磁共振彌散加權成像在常規(guī)脈沖序列基礎上、在X、Y、Z三個相互垂直方向施加彌散敏感梯度的方式，不同的彌散梯度模式其施加的方式、采集的方式和數(shù)目均不同，且DWI圖像質量的優(yōu)劣和成像時間的長短與施加梯度的方式、采集的方向和數(shù)目緊密相關，三個方向同時施加的方式其成像速度快于依次施加，相同范圍內采集的方向數(shù)目越少，成像時間就越短，圖像質量就越差[6-7]。本研究中使用的是GE Discovery 750 3.0T磁共振掃描儀，其配備的3in1、ALL、Tetra三種彌散梯度模式各有差異。

3in1模式又稱三合一模式，其成像原理是在X、Y、Z軸三個方向上同時施加敏感梯度，只采集一個對角線方向的彌散信息，本研究中3in1模式顯示的圖像背景噪聲大于Tetra和ALL模式，肝臟實質信號顆粒狀明顯，膽囊周圍魚尾紋狀偽影，膽囊窩顯示不清，肝內膽管、血管顯示欠清，但肝臟實質信號顯示仍較均勻（圖1A），那是由于3in1模式使用的梯度值是X、Y、Z三個方向的最大矢量值，相比X、Y、Z梯度中單一方向有一定的優(yōu)勢，雖圖像評分低于Tetra模式，但相比于ALL模式無統(tǒng)計學差異，掃描時間最短。

ALL模式是在X、Y、Z軸三個方向上依次施加敏感梯度，采集三個方向的平均信息，本研究ALL模式評分不及Tetra模式，但稍高于3in1模式，這跟ALL模式的成像原理相關，DWI圖像（圖1B）顯示肝臟實質信號略有顆粒狀，肝內膽管、血管顯示清晰，肝門部、鄰近組織結構清晰，膽囊窩顯示欠清，背景信號噪聲低，掃描時間居中。

Tetra模式DWI成像又稱“四面體成像”，其原理是同時在X、Y、Z軸三個方向上施加敏感梯度，每采集一次變化某一軸梯度值正負方向實際上采集的是四個對角線方向的彌散信息，本研究中Tetra模式圖像評分最高，顯示肝臟實質信號更加細膩、均勻，肝內膽管、血管、膽囊窩顯示清晰，肝門部、鄰近組織結構顯示清晰，背景信號噪聲更低（圖1C），但掃描時間最長。

本研究中三種梯度模式下的ADC值無統(tǒng)計學意義，與劉玉濤等[8]的研究結果一致，因此三種梯度模式下DWI成像應用于肝臟是可行的。技術人員可以根據受檢者的配合程度、科室磁共振等待時間長短的實際情況靈活選擇適合的彌散梯度模式掃描方案。本文數(shù)據均來自健康的志愿者，缺乏對肝臟不同病變的研究，同時只選擇了b值為800s/mm2的圖像，未對其它b值圖像進行評估，是其不足之處。