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(lái)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(duì)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(duì)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(lì)次數(shù)(number of excitation，NEX)6次，掃描時(shí)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(shí)間3.07min。

1.3 評(píng)價(jià)方法

1.3.1 主觀評(píng)價(jià)圖像脂肪抑制質(zhì)量 將圖像脂肪抑制質(zhì)量分為4級(jí)（0級(jí)，脂肪抑制效果太差，圖像不能用于診斷；1級(jí)，脂肪抑制差，部分診斷信息被掩蓋；2級(jí)，脂肪抑制好，沒有明顯的抑制不均勻；3級(jí)，圖像脂肪抑制優(yōu)良，信號(hào)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(píng)估。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量（測(cè)量信噪比） ①頸椎測(cè)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(cè)量椎體的信號(hào)強(qiáng)度值,同時(shí)測(cè)量同一層面第4椎體水平背景組織信號(hào)強(qiáng)度值及標(biāo)準(zhǔn)差（圖1）。②胸椎測(cè)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(cè)量椎體的信號(hào)強(qiáng)度值,同時(shí)測(cè)量同一層面第7胸椎椎體水平噪聲信號(hào)強(qiáng)度值及標(biāo)準(zhǔn)差。③腰椎測(cè)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(cè)量椎體的信號(hào)強(qiáng)度值,同時(shí)測(cè)量同一層面第3椎椎體水平噪聲信號(hào)強(qiáng)度值及標(biāo)準(zhǔn)差。

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

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

圖1 頸椎信噪比測(cè)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(jì)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(píng)價(jià)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(jí)，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(jí)優(yōu)質(zhì)片

圖3 A.FSE T2WI示胸椎脂肪抑制效果差，為1級(jí)，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(jí)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(shí)間點(diǎn)采集3次回波信號(hào)，在后處理計(jì)算中，計(jì)算水和脂肪的相位值，確定每個(gè)象素中水和脂肪的相位，可以克服磁場(chǎng)不均勻性，實(shí)現(xiàn)水脂分離[1-4]。三點(diǎn)法的特點(diǎn)是采集的3個(gè)回波中，中間一個(gè)信號(hào)與傳統(tǒng)的SE/FSE序列采集的時(shí)間相同，另2個(gè)是對(duì)稱性位于這個(gè)信號(hào)的兩邊的反相位信號(hào)。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(hào)采集的位置。以往三點(diǎn)法采集信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)是-π、0、π，利用這種對(duì)稱性采集，如果一個(gè)象素內(nèi)水和脂肪的含量相近，會(huì)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(hào)采集的時(shí)間點(diǎn)在π/2+nπ，其他2個(gè)信號(hào)采集的偏移時(shí)間保證在之前和之后2π/3，后處理計(jì)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(duì)于TE時(shí)間采集的信號(hào)而言，它們屬于非對(duì)稱性采集，為了保證最短的掃描時(shí)間，臨床常用的采集時(shí)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(hào)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(duì)水脂分離的影響[5,6]。

頻率選擇預(yù)飽和脈沖是指在無(wú)外加梯度場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)均勻性高，否則脂肪抑制會(huì)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(chǎng)非常不均勻，各種物質(zhì)的進(jìn)動(dòng)頻率偏移，脂肪抑制的預(yù)飽和脈沖與脂肪的真正進(jìn)動(dòng)頻率不一致，結(jié)果是脂肪的信號(hào)沒有被抑制，其他物質(zhì)的信號(hào)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(píng)級(jí)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(duì)比IDEAL T2WI序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，差異均有統(tǒng)計(jì)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。

[1]Glover GH, Schneider E.Three-point dixon technique for true water/fat decomposition with B0 inhomogeneity correction.Magn Reson Med, 1991, 18(2): 371-383.

[2]Xiang Q, An L.Water-fat imaging with direct phase encoding.J Magn Reson Imaging,1997,7(6):1002-1015.

[3]Rybicki FJ, Chung T, Reid J, et al.Fast three-point Dixon MR imaging using low-resolution images for phase correction: a comparison with chemical shift selective fat suppression for pediatric musculoskeletal imaging.AJR,2001, 177(5): 1019-1023.

[4]Ma J, Singh SK, Kumar AJ, et al.Method for efficient fast spin echo Dixon imaging.Magn Reson Med, 2002, 48(6):1021-1027.

[5]Reeder SB, Wen Z, Yu H, et al.Multicoil Dixon chemical species separation with an iterative least-squares estimation method.Magn Reson Med, 2004, 51(1): 35-45.

[6]Reeder SB, Yu H, Johnson JW, et al.T1- and T2-weighted fast spin-echo imaging of the brachial plexus and cervical spine with IDEAL water-fat separation.J MRI, 2006, 24(4):825-832.