魏娟，李培嶺，張會婷，趙振江，郭智萍

［ 1.河南省洛陽正骨醫(yī)院（河南省骨科醫(yī)院）放射科，河南 鄭州 450000；2.西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司磁共振事業(yè)部，湖北 武漢 430000；3.河南省慢病健康管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450000 ］

磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）檢查具有良好的軟組織分辨率，可以清晰顯示腰椎解剖結(jié)構(gòu)及術(shù)后情況，有助于醫(yī)師評估術(shù)后恢復(fù)情況。MRI 檢查中，金屬偽影產(chǎn)生的原因主要是因?yàn)榻饘僦踩胛锱c周圍軟組織磁化率不同，導(dǎo)致金屬植入物周圍局部B0場不均勻［1-3］。由于金屬植入物附近的磁場信號強(qiáng)度發(fā)生改變，導(dǎo)致原子核進(jìn)動頻率改變，使得體素內(nèi)去相位的加速、空間位置錯(cuò)誤、選擇性飽和脈沖的失效，造成信號丟失或堆積、圖像幾何變形，干擾醫(yī)師對金屬植入物周圍解剖結(jié)構(gòu)及病變的評估［4-5］。低場強(qiáng)可減少金屬偽影的發(fā)生，同時(shí)，一些去金屬偽影序列方法，如視角傾斜技術(shù)（view angle tilting,VAT）、層面編碼金屬偽影矯正技術(shù)（slice encoding for metal artifact correction,SEMAC）［6-7］被應(yīng)用于減低金屬偽影。此外，對MRI 脈沖序列參數(shù)進(jìn)行修改，如使用快速、高能、高帶寬的射頻脈沖，同時(shí)具有相應(yīng)的寬接收帶寬，也可顯著降低金屬相關(guān)的磁化率偽影。西門子公司MRI 機(jī)器的去金屬偽影序列序列（WARP 序列），同時(shí)采用VAT、SEMAC以及高帶寬技術(shù)，能有效減少或者去除金屬植入物偽影，提高金屬植入物周圍局部組織解剖及病變的顯示能力，在金屬植入物術(shù)后患者中得到一定的應(yīng)用［8-9］。本研究的目的是探討在1.5T MRI 掃描儀上腰椎金屬植入物患者常規(guī)TSE 序列與WARP 序列在圖像質(zhì)量評估、金屬植入物偽影面積的差異，評估WARP 序列在腰椎金屬植入物術(shù)后患者的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為回顧性研究，收集2020 年1 月至2022 年1 月在河南省洛陽正骨醫(yī)院行1.5T MRI 檢查的腰椎金屬植入物術(shù)后的患者圖像。本研究的納入標(biāo)準(zhǔn)如下：①在腰椎和骶椎之間行椎弓根螺釘固定的成年患者；②同時(shí)行MRI 常規(guī)快速自旋回波（turbo spin echo,TSE）序列及WARP 序列檢查；③所用金屬植入物均為鈦合金材料。排除標(biāo)準(zhǔn)：①植入物為非鈦合金材料或材質(zhì)不明確；②因移動偽影無法觀察的患者圖像；③掃描序列不全或不符合本次研究要求的患者圖像。所有患者在進(jìn)行檢查前均簽署MRI 檢查知情同意書。

1.2 MRI 數(shù)據(jù)采集

采用德國Siemens Magnetom Aera 1.5T 超導(dǎo)MRI 掃描儀，使用18 通道脊柱相控陣線圈，所有患者均行常規(guī)TSE 序列［包括矢狀位T1加權(quán)像（T1WI）、T2加權(quán)象（T2WI）、短時(shí)翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（short tau inversion recovery sequence,STIR）和橫軸位T2WI］及WARP 技術(shù)成像序列（包括矢狀位T1WI、T2WI、STIR 和橫軸位T2WI）；序列掃描參數(shù)，如重復(fù)時(shí)間（repetitiontime,TR）、回波時(shí)間（echo time,TE）、視野（field of view,FOV）、層厚、帶寬，具體參數(shù)見表1。

表1 39 例腰椎金屬植入物患者TSE 序列和WARP 序列掃描參數(shù)

1.3 圖像分析

由2 位9 年以上工作經(jīng)驗(yàn)放射科醫(yī)師在圖像存貯及傳輸系統(tǒng)（PACS）工作站進(jìn)行圖像測量、分析及評估，主要包括評價(jià)各序列圖像質(zhì)量、植入物偽影面積的測量。

1.3.1 定性評價(jià) 兩位醫(yī)師對圖像進(jìn)行雙盲獨(dú)立觀察，評分標(biāo)準(zhǔn)如下：1 分，圖像質(zhì)量差，有嚴(yán)重偽影，不能用于診斷；2 分，圖像質(zhì)量較差，有偽影，對診斷有一定影響；3 分，圖像質(zhì)量較好，有偽影但不影響診斷；4 分，圖像質(zhì)量很好，幾乎無可視偽影；5 分，圖像質(zhì)量優(yōu)良，無偽影。

1.3.2 定量評價(jià) 偽影面積測量：2 位醫(yī)師先選取5 位患者進(jìn)行序列金屬偽影面積測量的訓(xùn)練，當(dāng)一致性較高時(shí)，再對其余患者分別進(jìn)行金屬偽影面積測量。選取同一患者常規(guī)TSE 序列和WARP 序列矢狀位圖像中相匹配的旁正中（金屬螺釘椎間孔層面）圖像，手動勾畫感興趣區(qū)，測量金屬偽影的面積，包括信號缺失所形成的暗區(qū)、信號堆積所形成的亮區(qū)及金屬植入物周圍的幾何失真區(qū)域［10］；兩位觀察者之間進(jìn)行可靠性評估后，金屬偽影面積取兩位醫(yī)師測量平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 25.0 軟件（IBM）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。觀察者間的可靠性評估使用Kappa 一致性分析，κ值＞0.75 為一致性好，κ值在0.4～0.75 之間為一致性較好，κ值＜0.4 為一致性差；采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)評估觀察者對圖像質(zhì)量評價(jià)的差異；兩種序列間金屬偽影面積的比較采用配對t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

39 例腰椎植入物患者中，其中男23 例，女16 例，年齡22～79 歲，平均（55.82±12.95）歲。術(shù)后檢查時(shí)間為3 天至5 年5 個(gè)月，平均約7.7 個(gè)月，其中16 例患者術(shù)后檢查時(shí)間小于10 天。腰椎金屬植入物分布范圍為，2 節(jié)段20 例，3 節(jié)段11 例，4 節(jié)段8 例。

2.1 腰椎金屬植入物患者圖像質(zhì)量的評價(jià)

兩名醫(yī)師在常規(guī)TSE 序列和WARP 序列觀察者對圖像評分一致性的Kappa 值范圍為0.677～0.831，兩觀察者評分一致性較好。WARP 序列的圖像評分高于常規(guī)TSE 序列，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。WARP 序列較常規(guī)TSE 序列圖像質(zhì)量好，更能清晰顯示金屬植入物周圍解剖結(jié)構(gòu)，典型圖像如圖1A、1E 所示。在矢狀位圖像上，兩位觀察者對于WARP 序列和常規(guī)TSE 序列對金屬植入物周圍解剖結(jié)構(gòu)評分中，T1WI＞T2WI＞STIR，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表2 39 例患者腰椎金屬植入物圖像質(zhì)量評分比較（）

表2 39 例患者腰椎金屬植入物圖像質(zhì)量評分比較（）

注：TSE 表示常規(guī)TSE 序列，WARP 表示W(wǎng)ARP 序列，T2WI-Sag 表示T2WI 矢狀位，T2WI-Tra 表示T2WI 橫斷位；?Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)中基于負(fù)秩。

2.2 WARP 序列和常規(guī)TSE 序列上金屬偽影面積的比較

WARP 各序列矢狀位圖像上金屬偽影面積的平均值顯著小于常規(guī)TSE 序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。WARP 序列較常規(guī)TSE 序列同成像方法金屬偽影面積明顯減?。▓D1B～1D、圖1F～1H）。

表3 39 例患者WARP 序列和常規(guī)TSE 序列矢狀位金屬偽影面積測量結(jié)果及比較

3 討論

WARP 序列可以明顯減少金屬偽影產(chǎn)生。本次研究中，腰椎金屬植入物患者M(jìn)RI 檢查，WARP 序列和常規(guī)TSE 相同序列的評分中，WARP 序列較同序列的常規(guī)TSE 序列評分增加，說明在去偽影方面，WARP 序列有更好的效果。WARP 序列較常規(guī)TSE 序列金屬偽影的面積減少約28%～34%，金屬植入物周圍的解剖細(xì)節(jié)可顯示清晰。與既往研究［3，11］WARP 序列可有效降低金屬植入物偽影一致，但本研究用測量金屬偽影面積的方法，使得金屬偽影減少的數(shù)據(jù)更為直觀化。

有研究者發(fā)現(xiàn)，金屬植入物患者M(jìn)RI 檢查，對脂肪抑制T2WI 圖像進(jìn)行SEMAC 校正后，金屬偽影顯著減少，然而，信號堆積不能被完全糾正［11-12］。在各種脂肪抑制方法中，由于脂肪組織具有短T1的特點(diǎn)，基于T1的抑制技術(shù)，如短反轉(zhuǎn)時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)STIR 序列對非均勻靜磁場不敏感，有利于克服金屬偽影，實(shí)現(xiàn)更好的脂肪抑制效果［6,13］。WARP-STIR 序列較常規(guī)TSE-STIR 序列金屬偽影較明顯降低，為評估假體周圍的骨髓和其他軟組織病變提供了高質(zhì)量的對比，有益于醫(yī)師對金屬植入物周圍的一些解剖及病變的觀察。但是，去金屬偽影序列金屬偽影的減少往往以圖像信噪比降低、空間分辨率及對比度較常規(guī)序列低為代價(jià)［3］。本研究中，STIR 序列的評分，圖像質(zhì)量均較同序列T1WI 和T2WI 降低，既往研究［9,14-15］發(fā)現(xiàn)，STIR 序列圖像質(zhì)量的降低，會增加骨髓水腫的漏診概率。

本研究中，兩觀察者對于WARP 序列和常規(guī)TSE 序列的T1WI 評分均優(yōu)于同序列的T2WI 和STIR 序列，T1WI 金屬偽影面積較同序列T2WI 及STIR 小，圖像質(zhì)量評分也高。T1WI 成像基于短TR、短TE 成像，有研究［10,16］表明，短TE 成像可以明顯減少金屬偽影產(chǎn)生，鈦合金材料無論在常規(guī)TSE 序列還是SEMAC 序列上，T1WI 金屬偽影面積較同序列T2WI 或STIR 序列?。?7］，本次腰椎金屬植入物患者M(jìn)RI 檢查也證明此結(jié)論，同時(shí)，WARP-T1WI 序列可以清晰顯示金屬假體，即使是視野邊緣，也可以較常規(guī)T1WI 顯示更多細(xì)節(jié)。本研究中WARP-T1WI 掃描時(shí)間較TSE-T1WI 時(shí)間長約1 min，增強(qiáng)掃描患者有可能會錯(cuò)過血管腫瘤峰值時(shí)間［14］。因此，評估腰椎金屬植入物術(shù)后患者情況時(shí)，應(yīng)結(jié)合患者具體情況選擇是否全部行WARP 序列掃描。

本研究尚存在一些局限性：首先，WARP 序列和常規(guī)TSE 序列圖像存在差異，在定性和定量評價(jià)上不可避免的存在偏差；其次，由于本研究樣本量較小，為了得到更為可靠的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，有待后續(xù)擴(kuò)大樣本量繼續(xù)研究；再次，本研究未納入腰椎金屬植入物術(shù)后增強(qiáng)患者WARP 序列和常規(guī)TSE 序列圖像，無法為腰椎金屬植入物術(shù)后MRI 增強(qiáng)掃描患者提供兩序列增強(qiáng)圖像對比。

綜上所述，WARP 序列較常規(guī)TSE 序列可有效降低腰椎金屬植入物偽影，更清晰顯示金屬植入物周圍解剖細(xì)節(jié)，提高醫(yī)師對腰椎金屬植入物術(shù)后患者診斷的信心，有助于腰椎術(shù)后患者的隨訪。