對比分析放射狀與線性k空間采集技術在骨關節MRI的應用

蔡春祥,周小兵

(江蘇省興化市人民醫院放射科,江蘇興化,225700)

磁共振成像作為一種高端的影像檢查手段,它的技術日新月異,脈沖序列層出不窮。放射狀K空間采集技術是一種以特殊k空間填充方式進行圖像采集的新技術,其控制數據采集方式與傳統線性k空間采集方式截然不同。本研究主要通過骨關節MR成像中對三維自旋回波序列2種不同采集方式進行比較,評價2種采集方式的優越性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本組男 12例,女 8例,年齡 12～75歲,平均48歲。20例患者均為有臨床癥狀的膝關節創傷患者。

1.2 研究方法

20例同時進行PD-SPACE及改良后的PDSPACE矢狀位掃描,進行圖像質量評分。檢查材料與技術使用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0 T超導型磁共振成像儀,最大梯度場強45 Mt/m,最大切換率200 T/(m.s)和膝關節專用線圈。矢位狀PROP T2WI序列:TR4500 ms,TEl09 ms,矩陣256×256,回波鏈長度ET L28,帶寬 50 Hz,視野160 em×160 em,層厚6 mm,掃描時間448 s。

改良后序列:T R 8 000 ms,TE 133 ms,TI 2 000 ms,矩陣288×288,帶寬41.67 Hz,視野2 4em ×24 em,層厚6mm,層 距1 mm,NEX 1.5,掃描時間208 S。軸位FRFSE T2 wI序列:TR 4500 ms,TE 102 ms,矩陣 384×256,ETL 19,帶寬31.25Hz,視野24em ×18cm,層厚6 mm,層距1 mm,NEX 2,掃描時間113 S。軸位FLAIR序列:T R 8 600 ms,TE 120 ms,TI 2100ms,矩陣288×192,帶寬31.25Hz,視野24 em×24 cm,層厚6 mm,層距1 mm,NEX 2,掃描時間175 s。

1.3 圖像質量評分與SNR和CNR測量計算

圖像質量評分:由2名放射科醫生對A組圖像質量進行評分。評分標準包括3個等級:Ⅰ:圖像質量好,結構顯示清楚。Ⅱ:圖像質量一般,結構顯示良好。Ⅲ:圖像質量差,偽影較重,嚴重影響病變的顯示。

2 結 果

20例患者等級Ⅰ級原序列3,改良后序列13;等級Ⅱ級原序列10級,改良后序列6;等級Ⅲ級原序列2,改良后序列1。2位高年資醫師對圖像分析無差異性,用改良后序列所產生的圖像明顯優于機器原序列所產生的圖像,有顯著統計學意義(P<0.05)。

3 討 論

MR成像是通過對采集到的MR信號進行k空間定位編碼,再經過傅立葉轉換解碼,得到MR的圖像數據,把不同強度的MR信號分配到各個像素中,構成MR的圖像。k空間定位編碼需要層面選擇,相位編碼和頻率編碼3個互相垂直的梯度場完成[1]。梯度場使受到激勵的每個體素發出的信號都具有不同頻率,不同相位,構成k空間定位。k空間內的點陣與圖像中的點陣并不一一對應,但k空間中的每一點都參與圖像中所有點信號的形成。填充在k空問中心的MR信號因相位編碼梯度最小,散相效應小,因此這里的MR信號強度最大,主要決定圖像對比[2]。k空間外圍部分相位編碼梯度逐漸增大,使空間不同點之間相位差增大,填充在這部分的MR信號提供空問信息多,主要決定圖像的解剖細節,即空間分辨率[3]。

在臨床三維MR成像掃描中,作者經常會面對一些創傷患者,這類患者在掃描中不能耐受時間較長的掃描,不能很好地配合檢查。而沿任何磁場梯度方向的運動都會造成異常相位的累積,它們都會導致信號在相位編碼方向上的錯誤繪制,出現偽影 ,使圖像模糊,質量下降,不能清晰準確地顯示解剖和病變結構,提供足夠的診斷信息。目前臨床上應用的三維序列中,都是各向異性成像,不能提供分辨力高的重建圖像[4],顯示韌帶、肌健及小病變效果不佳。常用一些改變掃描參數,盡量縮短掃描時間的方法,如快速成像技術,減少激勵次數,改變矩陣等,但都是以犧牲圖像的SNR和CNR為代價,結果不盡人意[5]。

隨著MR新技術的研發,這是一種以特殊K空間填充方式進行圖像采集的新技術,能夠在很大程度上解決一直困繞作者的難題。傳統快速自旋回波等脈沖序列K空間是在采集1次回波后充填2行K空間,由上往下逐行填滿,每個TR,1個快速回波鏈采集1次激發的所有相位編碼行,重復激發直至K空間填滿,只有1次激發覆蓋K空間中心[6]。而BLADE技術的圖像數據采集方式是1種獨特的K空間填充模式[7]。這種填充模式以輻射狀的“葉片”用旋轉的方式采集數據。槳葉在K空間增加角度時有效旋轉,K空間的中心被重復采集,直到整個圖像采集完成。所有K空間數據要經過數據采集、相位校正、旋轉校正、平移校正、權重計算和異常點剔除,然后通過傅立葉變換進行圖像重建[8]。在合成圖像時,剔除運動幅度大且具有較低權重的失真數據,從而消除了運動偽影和磁敏感性偽影[9]。螺旋槳采集技術由于在合成圖像時剔除了運動幅度大而且權重較低的失真數據,從而減少了圖像模糊[10]。孟春玲等研究報道應用螺旋槳技術與線性K空間填充方式在顱腦MRI成像中偽影明顯減少,圖像質量明顯高于后者。

與傳統線性K空間采集技術中決定圖像對比度的K空間中心只接受1次激勵后的填充相比,放射狀K空間填充技術因其獨特的采集方式K空間中心重疊采樣,其數據量豐富,K空間周圍也有相當部分重疊,在圖像重建中又經過一系統去偽存真的處理,在理論上,其圖像SNR和CNR較傳統線性K空間采集技術有明顯提高。在文獻中運用這2種技術行頭顱MR成像對比的統計學研究已有報道,而在骨關節系統中尚未見國內文獻報道,本研究通過比較這2種成像技術在膝關節患者進行了這方面的統計學研究,結果顯示在圖像SNR上,PROP PD-SPACE和FRF PD-SPACE有明顯提高.在提高圖像SNR的同時,PROP并沒有降低對病變對比度的顯示效果,甚至PROP PD-SPACE要高于FRF PDSPACE,而且掃描時間較前減少約1/4。

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