謝定祥，陳笑芳，張印宏，吳嘉樂，馬慧，蔡華崧，張馨月

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）和電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）成像技術(shù)在胸椎病變的診斷中應(yīng)用普遍［1］，由于CT 檢查成像時(shí)間短，操作簡便，可以明確其創(chuàng)傷位置及骨質(zhì)情況，但對于胸椎及周圍軟組織顯示的對比度較低，無法明確脊髓病變等情況，且CT 檢查有電離輻射風(fēng)險(xiǎn)。而高場強(qiáng)磁共振檢查技術(shù)雖成像時(shí)間較長，準(zhǔn)備工作稍復(fù)雜，但可實(shí)現(xiàn)多方位成像，對神經(jīng)、血管、椎體、脊髓等組織成像分辨率高，可有效補(bǔ)充CT 在診斷方面的不足［2］。其中T1WI-mDixon-Tse 序列在椎體、關(guān)節(jié)、腹部［3-5］等臨床中應(yīng)用廣泛。而3D-Vane-XD-mDixon（stackof-stars acquisition with fat suppression using modified Dixon）序列，因其創(chuàng)新的K 空間采集技術(shù)即在層面內(nèi)采用的是Radial（放射狀）的填充方式而在層面間采用的是Cartesian（逐行徑線）填充方式，能夠在一定程度改善運(yùn)動偽影［6］，且患者可以在自由呼吸狀態(tài)下進(jìn)行成像，其圖像效果于胸部、腹部及盆腔［7，8］等臨床中得到了良好的驗(yàn)證。在日常工作中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在胸椎增強(qiáng)MRI 檢查中，椎體受到大血管搏動干擾及呼吸偽影等，導(dǎo)致椎體及其病變診斷不清，故本研究旨在對比研究T1WI-mDixon-TSE 序列與3D-Vane-XD-mDixon 序列在胸椎增強(qiáng)中對圖像質(zhì)量影響的比較及其序列的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院2020 年11 月至2021 年07 月期間63 例臨床懷疑胸椎病變的患者，其中男38 例，女25 例，年齡分布在14~76 歲，平均（48±17）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有患者均行胸椎增強(qiáng)MRI 檢查；②所有患者未行胸椎手術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①體內(nèi)金屬存留者；②空間幽閉恐懼患者；③檢查不配合患者；④其他MRI 禁忌癥。

1.2 設(shè)備與方法

采用Philips Ingenia CX 3.0T MR成像儀（Ingenia CX；Philips Healthcare，Best，the Netherlands），使用Philips 二十通道頭頸聯(lián)合專用線圈和全脊柱專用線圈進(jìn)行成像。63 例患者均先行常規(guī)胸椎矢狀面T2 加權(quán)成像（T2 weighted image，T2WI）、T1 加權(quán)成像（T1 weighted image，T1WI）、T2 加權(quán)抑制成像及橫斷面T2WI，注射對比劑后行矢狀位T1WImDixon-TSE 序列，橫斷位T1WI-mDixon-TSE 序列與橫斷位3D-Vane-XD-mDixon序列。掃描范圍均為第7 頸椎至第1 腰椎水平。橫斷位T1WI-mDixon-TSE 序列與橫斷位3D-Vane-XD-mDixon 序列兩組掃描參數(shù)見表1。增強(qiáng)掃描均經(jīng)患者右側(cè)手背靜脈注射釓特酸葡胺對比劑（恒瑞醫(yī)藥，中國江蘇），對比劑用量為0.1 mmol/kg，注射速率為1 mL/s［9］。

表1 胸椎增強(qiáng)MRI T1WI-mDixon-TSE 與3D-Vane-XD-mDixon 序列參數(shù)

1.3 圖像處理及分析

對得到的圖像用飛利浦后處理站（Philips Interspace Portal；Philips Healthcare）分別對橫斷位T1WI-mDixon-TSE 序列與橫斷位3D-Vane-XDmDixon 序列進(jìn)行后處理分析及多平面重組（Multiplanar Reformation，MPR），并在原始圖像上分別對兩種序列中第七胸椎水平及其同一層面右側(cè)豎脊肌及背側(cè)后方背景內(nèi)勾勒平均面積為10 mm2的感興趣區(qū)（region of interest，ROI），得到椎體、豎脊肌覺的信號強(qiáng)度值（signal intensity，SI）及背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差值（standard deviation，SD），勾勒3 次取平均值并記錄。之后分別計(jì)算兩個(gè)圖像的信噪比（signal to noise ratio，SNR）及對比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）。SNRT7=SIT7/SD；CNRT7=|（SIT7-SI 豎脊?。﹟/SD［10］。

由2 名有10 年及以上工作經(jīng)驗(yàn)的高年資醫(yī)師采用雙盲法對圖像進(jìn)行閱片評分，意見不同時(shí)經(jīng)討論協(xié)商達(dá)成一致。對圖像是否受到呼吸運(yùn)動偽影，心臟搏動偽影，大血管搏動等偽影的影響以此判定胸椎及其受累椎體在胸椎節(jié)段上的分布特征，病變類型包括胸椎活動性病變與結(jié)構(gòu)性病變，以及病變在椎體上的位置、形態(tài)、分布、大小、邊界是否清晰，包括椎小關(guān)節(jié)及棘突異常［11］。并對于病灶的清晰度進(jìn)行如下評分［12］：1 分，圖像質(zhì)量差，偽影重，椎體及病灶顯示模糊不清，圖像不能用于診斷；2 分，圖像質(zhì)量較差，偽影較重，部分椎體及病變模糊可見，嚴(yán)重影響圖像診斷；3 分，圖像質(zhì)量中等，偽影一般，部分椎體顯示模糊，病變顯示清晰，圖像尚可診斷；4 分，圖像質(zhì)量良好，偽影較輕，椎體及病變顯示較清，圖像診斷比較清晰；5 分，圖像質(zhì)量好，無偽影，椎體及病變顯示清晰，對圖像診斷無任何不良影響。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 26.0 進(jìn)行分析。主觀評分采用kappa 檢驗(yàn)分析兩名診斷醫(yī)生主觀評分的一致性，使用當(dāng)kappa 值k 為0.8~1.0 之間時(shí)，表明一致性極好；k 為0.61~0.8 之間時(shí)，表明一致性較好；k 為0.41~0.6 之間時(shí)，表明一致性中等；k 為0.21~0.4 之間時(shí)，表明一致性一般；k 為0~0.2 之間時(shí)，一致性較差；k=0 時(shí)，表明診斷試驗(yàn)的結(jié)果完全由隨機(jī)因素決定；k<0 時(shí)，表明診斷試驗(yàn)的結(jié)果完全不一致。

對T1WI-mDixon-TSE 和3D-Vane-XD-mDixon兩個(gè)序列圖像得到的SNR、CNR 以中位數(shù)（上下四分位數(shù)）表示，并用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)來比較分析兩組序列胸椎圖像的差異，其中當(dāng)P<0.01 時(shí)認(rèn)為差異具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 客觀評分

63 例患者的3D-Vane-XD-mDixon 圖像平均值與T1WI-mDixon-TSE 圖像的平均值結(jié)果（見表2）。3D-Vane-XD-mDixon 圖像SNRT7 及CNRT7 均高于T1WI-mDixon-TSE 圖像，結(jié)果差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001）。

表2 3D-Vane-XD-mDixon 與T1WI-mDixon-TSE 圖像的SNRT7 與CNRT7 比較［Q50（Q25，Q75），n=63］

2.2 主觀評分

兩名醫(yī)生在主觀評分上對3D-Vane-XD-mDixon 圖像評分分別為4.17±0.50，3.96±0.69；對T1WImDixon-TSE 圖像評分分別為3.03±0.53，3.09±0.47。3D-Vane-XD-mDixon 圖像評分均高于T1WI-mDixon-TSE 圖像評分，且兩組圖像評價(jià)一致性均較好（kappa=0.723，P<0.01；kappa=0.685，P<0.01），見表3。

表3 3D-Vane-XD-mDixon 與T1WI-mDixon-TSE 圖像主觀評分比較

3 討 論

胸椎靠近胸肺部組織和心臟大血管等結(jié)構(gòu)，磁共振成像容易受呼吸運(yùn)動，心臟及大血管搏動等影響產(chǎn)生偽影［13］。3D-Vane-XD-mDixon 與T1WImDixon-TSE 序列是目前胸椎MRI 應(yīng)用的常規(guī)序列，然而胸椎MRI 成像質(zhì)量因?yàn)橛绊懸蛩剌^多，一直是我們尋求圖像質(zhì)量提高的一個(gè)難點(diǎn)。

T1WI-mDixon-TSE序列是飛利浦公司將mDixon技術(shù)與快速自旋回波序列相結(jié)合，多個(gè)研究表明［3，4，5］，T1WI-mDixon-TSE 序列能夠較好地應(yīng)用于腹部、椎體等臨床部位上，我們研究發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢有：①僅通過一次采集即可獲得四組不同權(quán)重的圖像對比：同相位IP；反相位OPP；水圖Water（脂肪抑制T1WI）；脂肪圖Fat（水抑制T1WI），②T1WImDixon-TSE 序列TE 和TR 兩個(gè)參數(shù)可進(jìn)行靈活調(diào)整，③T1WI-mDixon-TSE 序列采用兩點(diǎn)自由法，技術(shù)含量高，處于世界領(lǐng)先，其主要表現(xiàn)為圖像分辨率高，脂肪抑制均勻，但此序列有個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即對運(yùn)動偽影比較敏感。

3D Vane（3D Free Breathing）技術(shù)是飛利浦醫(yī)療公司創(chuàng)新的一種基于Radial 的Stack-of-Stars（SoS）K 空間采集技術(shù)，在體積采集方面是利用徑向k 空間采樣技術(shù)進(jìn)行，在Z 軸方向采用直線采樣、X-Y平面應(yīng)用徑向采樣的自由呼吸數(shù)據(jù)采集技術(shù)［14］，與傳統(tǒng)笛卡爾逐行采樣相比較，三維自由呼吸序列對呼吸運(yùn)動不敏感，可在自由呼吸狀態(tài)下采集圖像，有利于提高空間分辨率，3D-Vane-XD-mDixon序列為最新改進(jìn)版本結(jié)合第五代水脂分離技術(shù)，臨床應(yīng)用反響較好，多個(gè)研究表明能夠很好地應(yīng)用于自由呼吸的狀態(tài)下成像，如腹部、盆腔等［6-8，15］。本研究發(fā)現(xiàn)其序列特點(diǎn)有：①運(yùn)用7 種脂肪模型，水脂分離更加精準(zhǔn)；②能夠采集更大的視野，邊緣效應(yīng)小；③時(shí)間更短，圖像質(zhì)量更加銳利；④序列對患者的呼吸運(yùn)動不敏感，即使是在一些無法靜止的組織檢查中，均可有效地減少運(yùn)動偽影。所以3D-Vane-XD-mDixon 序列的成像效果明顯優(yōu)于T1WI-mDixon-TSE 序列（見圖2 病例）。

本研究表明，3D-Vane-XD-mDixon 序列的成像效果與T1WI-mDixon-TSE 序列比較，前者的圖像SNR 及圖像CNR 均高于后者，且主觀評分上，前者也均高于后者，特別是在胸椎及胸段脊髓病變的顯示上前者效果更佳。T1WI-mDixon-TSE 序列的圖像中，受呼吸偽影、血管搏動偽影等影響，導(dǎo)致椎體輪廓顯示欠佳，脊髓信號混雜，病變大小及范圍顯示不清。3D-Vane-XD-mDixon 序列的圖像偽影抑制較好，血管及椎體輪廓清楚，脊髓信號均勻，病變大小及范圍清晰可見，成像效果明顯優(yōu)于T1WI-mDixon-TSE 序列的圖像（見圖1、2 病例）。本研究不足之處：①研究樣本采集量較少，結(jié)果或存在偏倚，之后應(yīng)加大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證；②不同序列之間仍有分辨率上的差異，可能會影響SNR、CNR 的測量，但應(yīng)在盡量保證參數(shù)一致的前提下完成數(shù)據(jù)采集。

圖1 62 歲女性患者伴有胸椎疼痛，行胸椎MRI 檢查 圖a、b、c、d 分別為胸椎矢狀面T1WI、T2WI、T2WI-FS（抑脂）、T1WIcontrast-FS（抑脂）圖像；箭頭（綠色）所指第四胸椎在T1WI 序列中發(fā)現(xiàn)不均勻低信號，在T2WI 及T2WI-FS 序列中呈不均勻稍高信號，在T1WIcontrast-FS 序列中呈不均勻強(qiáng)化。圖e 與圖f 分別為第四胸椎增強(qiáng)T1WI-mDixon-TSE 序列及3D-Vane-XD-mDixon 序列橫斷位圖像，兩個(gè)序列均可見椎體不均勻強(qiáng)化，內(nèi)有混雜稍低信號，但圖f 信號比圖e 更均勻，信噪比更高，混雜信號區(qū)分更明顯（橙色箭頭所示）

圖2 39 歲男性患者，體檢發(fā)現(xiàn)胸椎病變后，行胸椎MRI 檢查 圖a 與圖b 為同一病變同一層面橫斷位圖像，其中圖a 為3D-Vane-XD-mDixon 序列圖像；圖b 為T1WI-mDixon-TSE 序列圖像。圖a 中的大血管管壁清楚，信號均勻（白粗箭頭所示），椎體形態(tài)及病變強(qiáng)化范圍清晰，沒有偽影對其干擾（綠粗箭頭所示）；圖b 中的大血管搏動偽影明顯，管壁不清，信號混雜（白細(xì)箭頭所示），椎體形態(tài)及病變強(qiáng)化范圍觀察欠佳，信號不均勻，信噪比差（綠細(xì)箭頭所示）。本病例說明3D-Vane-XDmDixon 序列圖像明顯優(yōu)于T1WI-mDixon-TSE 序列圖像

綜上所述，自由呼吸3D Vane-XD-mDixon 序列相較于常規(guī)胸椎增強(qiáng)T1WI-mDixon-TSE 序列對運(yùn)動偽影不敏感，能夠有效提高圖像的信噪比、對比噪聲比，提高圖像質(zhì)量，對于胸椎成像有較好的臨床價(jià)值。