SSFSE和FIESTA序列在胎兒MR成像中的對比研究

王建偉，王敏，張廉良，孫濤

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，江蘇 南京 210029

SSFSE和FIESTA序列在胎兒MR成像中的對比研究

王建偉，王敏，張廉良，孫濤

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，江蘇 南京 210029

目的 探討并比較單次激發(fā)快速自旋回波（SSFSE）序列和快速穩(wěn)態(tài)進(jìn)動采集（FIESTA）序列在胎兒MR成像中的臨床應(yīng)用價值。方法 對28例胎兒行SSFSE和FIESTA掃描，觀察并比較兩種掃描序列下胎兒各主要臟器解剖結(jié)構(gòu)的MR表現(xiàn)。結(jié)果 SSFSE和FIESTA均能清晰顯示胎兒各主要臟器的解剖結(jié)構(gòu)，SSFSE的對比度優(yōu)于FIESTA，而FIESTA對于細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示有優(yōu)勢。結(jié)論SSFSE和FIESTA均能夠清晰顯示胎兒各臟器的解剖結(jié)構(gòu)，兩者各具優(yōu)勢，在臨床應(yīng)用中可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

磁共振掃描儀；MR成像；單次激發(fā)快速自旋回波序列；快速穩(wěn)態(tài)進(jìn)動采集序列

目前超聲是胎兒產(chǎn)前檢查的首選影像學(xué)手段，具有快速、經(jīng)濟(jì)、操作方便等優(yōu)勢，但易受胎位、羊水量以及孕婦體型等因素影響。相對于超聲檢查，MR具有不受胎位、孕婦體型、羊水量、含氣器官和骨骼等影響的優(yōu)點，且MR的軟組織分辨率較高，掃描野大，可以多平面成像，序列多樣，可以提供更豐富的診斷信息。因此，隨著MR快速成像技術(shù)的發(fā)展，MR作為超聲檢查的重要補(bǔ)充，越來越多地應(yīng)用于胎兒的產(chǎn)前檢查。目前常用于胎兒的快速成像序列主要有單次激發(fā)快速自旋回波（Single Shot Fast Spin Echo，SSFSE）序列和快速穩(wěn)態(tài)進(jìn)動采集（Fast Imaging Employing Steady State Acquisition，F(xiàn)IESTA）序列。本文對28例胎兒進(jìn)行SSFSE和FIESTA掃描，觀察并比較了兩種掃描序列下胎兒各主要臟器解剖結(jié)構(gòu)的MR表現(xiàn)，報道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2013年6月～2014年10月于我院放射科進(jìn)行檢查的孕婦28例，年齡21～37歲，均為單胎，胎齡23～38周。所有孕婦均進(jìn)行磁共振檢查，并簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

采用GE Signa HDx 1.5T超導(dǎo)型磁共振掃描儀及4通道體部線圈進(jìn)行磁共振掃描。孕婦采取仰臥位，足先進(jìn)。選擇SSFSE和FIESTA序列對胎兒行矢狀位、軸位和冠狀位掃描。掃描參數(shù)如下：①SSFSE：TR 1800 ms，TE 80 ms，帶寬31.25 Hz，掃描野42 cm×42 cm，層厚5 mm；②FIESTA：TR 3.6 ms，TE 1.7 ms，帶寬83.33 Hz，掃描野42 cm×42 cm，層厚5 mm，掃描層數(shù)視掃描范圍而定。

1.3 圖像分析

由2位資深放射科醫(yī)師對圖像進(jìn)行診斷，分析并比較兩種掃描序列下胎兒各主要臟器解剖結(jié)構(gòu)的MR表現(xiàn)。

2 結(jié)果

SSFSE和FIESTA均能清晰顯示胎兒腦實質(zhì)的結(jié)構(gòu)，孕23周時即可顯示大腦的3層結(jié)構(gòu)，主要表現(xiàn)為：腦室旁的生發(fā)層為低信號，中間白質(zhì)為中等稍高信號，外側(cè)皮質(zhì)為低信號。經(jīng)比較，灰白質(zhì)對比度方面，SSFSE優(yōu)于FIESTA；而FIESTA的分辨率高于SSFSE，對于后顱窩等部位細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示優(yōu)于SSFSE（圖1）。SSFSE和FIESTA對于腦室和腦溝的顯示并無明顯差異，均可以顯示腦室、腦溝隨著胎齡增加而變化的發(fā)育過程。矢狀位可以清晰顯示胎兒胼胝體、延髓、小腦等的腦中線結(jié)構(gòu)以及脊髓全貌，在此位置不僅可以對顱后窩進(jìn)行測量，還能觀察中腦、腦橋以及小腦等結(jié)構(gòu)有無異常。

圖1 同一例胎兒頭顱SSFSE序列和FIESTA序列圖像

胎兒的肺和支氣管在SSFSE和FIESTA上均呈中等稍高信號。SSFSE掃描圖像中，肺內(nèi)大血管和心臟由于血液的流空效應(yīng)表現(xiàn)為極低信號甚至無信號，與肺的信號形成良好對比，可以清晰顯示心腔的輪廓，心肌表現(xiàn)為心腔周邊薄薄的一層低信號結(jié)構(gòu)。在縱膈上半部分，胸腺表現(xiàn)為類圓形中等低信號軟組織影，在冠狀位的顯示尤為清晰。FIESTA掃描圖像中，肺內(nèi)大血管和心臟內(nèi)的血液表現(xiàn)為稍高信號，心肌的低信號與心腔內(nèi)血液的信號形成良好對比（圖2）。

肝和脾在SSFSE和FIESTA上顯示為低信號，分別居于腹腔兩側(cè)，由膈肌與肺膈肌分隔。SSFSE掃描圖像中，肝臟內(nèi)部大血管表現(xiàn)為低信號，與肝臟低信號背景對比并不明顯。FIESTA掃描圖像中，膽道和肝血管系統(tǒng)均顯示為高信號，在肝臟低信號的襯托下，結(jié)構(gòu)顯示更為清晰。兩個序列相比，SSFSE上的肝臟信號較FIESTA更低。胎兒的胃腸道因為羊水和胎糞而顯示為腹腔的混雜信號。在SSFSE掃描圖像中，腎臟顯示為中等橢圓形信號，位于脊椎兩側(cè)，中間的腎盂等集合系統(tǒng)顯示為高信號，SSFSE上的腎盂與腎實質(zhì)對比度優(yōu)于FIESTA。胎兒的四肢在SSFSE和FIESTA上表現(xiàn)為低信號，肌肉為低信號，骨骼為稍高信號，F(xiàn)IESTA對肌肉和骨骼顯示的組織層次較SSFSE豐富（圖2）。

圖2 胎兒胸腹部以及骨骼肌肉SSFSE序列和FIESTA序列圖像

3 討論

3.1 SSFSE和FIESTA的原理和特點

SSFSE屬于自旋回波序列的衍生序列，在90°激勵脈沖后面采用連續(xù)的聚焦脈沖（一般為180°或略小于180°的脈沖）來采集K空間所需要的全部回波信號。SSFSE具有成像速度快（僅需數(shù)秒即可成像）、對運(yùn)動偽影不敏感等優(yōu)點，SSFSE的TR時間特別長，得到的是重T2加權(quán)圖像，除了水之外，其他組織信號衰減嚴(yán)重，對于含水組織的信號強(qiáng)度有增強(qiáng)作用。胎兒組織成分含水較多，因此SSFSE比較適合胎兒的檢查。當(dāng)然，SSFSE也有其缺點：由于序列的回波鏈很長，導(dǎo)致圖像的模糊效應(yīng)明顯，軟組織信號過于衰減，軟組織的信噪比較低，脂肪信號增加，比吸收率（Speci fi c Absorption Rate，SAR）增加。

FIESTA序列是超快速梯度回波序列，其原理為：分別在3個編碼梯度場的相反方向上施加場強(qiáng)和大小與編碼梯度場一致的梯度場，從而使得質(zhì)子的縱向磁化矢量達(dá)到平衡。FIESTA序列采用很短的TR，因此成像速度很快，時間分辨率高，對運(yùn)動偽影不敏感，圖像幾乎不受胎動的影響。與SSFSE相反的是，F(xiàn)IESTA的TR時間很短，TE也很短（一般設(shè)置為TR的一半），得到的圖像為T2/T1比率加權(quán)圖像，圖像的特點為：由于液體的TR時間很長，因此T2/T1比值大，液體信號很高，圖像的信噪比高。FIESTA可以無間隔掃描，薄層重建圖像，這點對于胎兒細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示有一定的優(yōu)勢。但是，由于軟組織之間T2/T1比值的差異很小，導(dǎo)致FIESTA圖像的軟組織對比度差；另外，F(xiàn)IESTA對磁不均勻敏感，容易形成磁敏感偽影。

3.2 胎兒主要系統(tǒng)在兩者之中的表現(xiàn)

胎兒腦組織的結(jié)構(gòu)在孕20～22周后就已經(jīng)基本形成[1-3]。本組病例中，孕23～38周的胎兒腦實質(zhì)結(jié)構(gòu)在SSFSE和FIESTA序列上均能夠清晰顯示。SSFSE和FIESTA均屬于類T2W I序列，液體組織在兩種圖像上的信號強(qiáng)度均較高，因此腦室系統(tǒng)以及蛛網(wǎng)膜下腔等含有腦脊液的組織在兩種序列中均表現(xiàn)為高信號。在腦實質(zhì)的顯示方面，兩者均能夠顯示胎兒的3層結(jié)構(gòu)，均表現(xiàn)為腦實質(zhì)的中間層為高信號，皮質(zhì)和生發(fā)層為低信號。有文獻(xiàn)報道，中間層含水較多，因此在T2W I上表現(xiàn)為高信號。皮質(zhì)和生發(fā)層含細(xì)胞較多，因此在T2W I上表現(xiàn)為低信號[3]。SSFSE序列中，含水較多的中間層信號更高，含水較少的皮質(zhì)和生發(fā)層信號衰減更多[4]，因此SSFSE腦實質(zhì)3層結(jié)構(gòu)的對比較FIESTA更明顯。

SSFSE和FIESTA掃描可以顯示胎兒整體的全貌。胎兒的肺部和支氣管處于非呼吸狀態(tài)，因充滿羊水和肺泡分泌物而在SSFSE和FIESTA掃描圖像中表現(xiàn)為中等稍高信號[5]。FIESTA掃描圖像中，心臟和大血管內(nèi)的血流為稍高信號。因血流具有流空效應(yīng)，所以心腔和大血管內(nèi)的血流在SSFSE上表現(xiàn)為極低信號甚至無信號，周圍的心肌信號略高于心腔，在中等信號的肺組織對比下，可以清晰顯示心臟和大血管的輪廓，在先心病等疾病的顯示中有一定優(yōu)勢。

肝脾腹部實質(zhì)器官在SSFSE和FIESTA上均顯示為低信號，含有膽汁的膽道系統(tǒng)在SSFSE和FIESTA上表現(xiàn)為高信號。相較于FIESTA而言，SSFSE序列中肝脾的信號更低，顯示效果不如FIESTA。胃由于羊水的吸入而在左上腹呈現(xiàn)類圓形高信號，腸道由于胎糞等復(fù)雜成分而顯示為混雜信號。本研究認(rèn)為，對于含有液體的膽道系統(tǒng)、門靜脈系統(tǒng)以及含羊水的胃泡和腸道，F(xiàn)IESTA的液體/軟組織對比要優(yōu)于SSFSE。Shen等[6]研究認(rèn)為，對于蠕動的胃腸道系統(tǒng)，F(xiàn)IESTA的優(yōu)勢更為明顯。

兩者對于泌尿系統(tǒng)的顯示并無明顯差異，SSFSE對含水的集合系統(tǒng)與腎實質(zhì)的對比更為明顯。而對于骨骼肌肉系統(tǒng)，F(xiàn)IESTA顯示的組織層次較SSFSE更多，可以提供更豐富的診斷信息。

4 結(jié)論

綜上所述，SSFSE和FIESTA都是快速掃描序列，對胎動偽影不敏感；都是類T2圖像，對于含水組織的顯示較佳。FIESTA為T2/T1比率加權(quán)圖像，可以進(jìn)行無間隔掃描，信噪比高，分辨率高，顯示的軟組織層次更豐富，對于胎兒細(xì)微結(jié)構(gòu)的顯示有優(yōu)勢。SSFSE為重T2加權(quán)圖像，含水組織信號更高，軟組織信號更低，兩者之間的對比度優(yōu)于FIESTA[7-8]，但顯示的軟組織層次不如FIESTA豐富，兩者各具優(yōu)勢，在臨床應(yīng)用中可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

[1]石銀龍,王傳兵,劉偉.快速穩(wěn)態(tài)進(jìn)動采集序列MR檢查在胎兒成像中的應(yīng)用[J].江蘇醫(yī)藥,2012,38（14）：1686-1688.

[2]孫濤,石銀龍,韓善清.SSFSE序列在胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)MR檢查中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2012,27（7）：165-166,162.

[3]嚴(yán)陳晨,朱斌,茹彤.正常胎腦發(fā)育磁共振成像表現(xiàn)的研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報,2011,24（5）：533-537.

[4]楊培勝,潘雪薇.胎盤植入的超聲和MRI診斷價值[J].中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2009,17（1）：58-59.

[5]唐雯娟,虞凌明,張軍,等.胎兒胸部發(fā)育異常的MRI應(yīng)用[J].臨床放射學(xué)雜志,2013,32（6）：860-862.

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Comparative Study of the Single Shot Fast Spin Echo Sequence and the Fast Imaging Emp loying Steady State Acquisition Sequence in Fetal MR Imaging

WANG Jian-w ei, WANG M in, ZHANG Lian-liang, SUN Tao
Departm ent o f Radio logy, the First A ffiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210029, China

Objective To investigate and compare the effectiveness of clinical application of the single shot fast spin echo（SSFSE）sequence and the fast imaging employing steady state acquisition（FIESTA）sequence in fetal MR imaging.Methods Altogether 28 fetuses underwent SSFSE and FIESTA scanning.The anatomy of the fetal organs on the MR images of the two sequences were observed and compared.Results The anatomy of the fetal organs was displayed clearly with both sequences.The contrast of the SSFSE was better than that of FIESTA.In contrast, FIESTA had the advantage to display the fi ne structures.Conclusion Both SSFSE and FIESTA could display the anatomy of fetuses clearly.These two sequences should be selected accordingly in the clinical application.

magnetic resonance scanners；magnetic resonance imaging；single shot fast spin echo sequence；fast imaging employing steady state acquisition sequence

R445.2

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.12.017

1674-1633（2015）12-0063-03

2015-02-14

2015-08-27

江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目（JX10231801）。

王敏，博士，主治醫(yī)師。

本文作者：王建偉，主管技師，主要從事MR成像技術(shù)研究。

通訊作者郵箱：wangmin_mail@126.com