自制水模在3.0T MRI頸部脂肪抑制序列掃描中的價值

汪 榮，朱大榮，韓志江，丁金旺

（杭州市第一人民醫院放射科，浙江 杭州 310006）

?頭頸部影像學?

自制水模在3.0T MRI頸部脂肪抑制序列掃描中的價值

汪 榮，朱大榮，韓志江，丁金旺

（杭州市第一人民醫院放射科，浙江 杭州 310006）

目的：探討自制水模在3.0T MRI頸部頻率選擇飽和法脂肪抑制（FS）序列掃描中的應用價值。方法：通過常規及水模序列，用相同參數對30例志愿者頸部進行FS快速自旋回波（TSE）T1WI和FS TSE T2WI掃描，對所得圖像進行主觀及客觀評價，并比較分析。結果：主觀評價法中，FS TSE T1WI分級在常規組和水模組分別為0級：1例和30例、1級：4例和0例、2級：8例和 0例、3級：17例和 0例，P均＜0.05；FS TSE T2WI分級分別為 0級：0例和 1例、1級：1例和 29例、2級：8例和 0例、3級：21例和0例，P均＜0.05。客觀評價法中，FS TSE T1WI在下頜角、環狀軟骨、胸鎖關節水平胸鎖乳突肌信噪比中值在常規組和水模組分別為 25.00（4.53，72.65）和 103.72（99.77，108.04）、9.05（3.45，60.32）和 118.80（106.59，123.94）、19.00（3.35，61.21）和101.74（87.38，110.29），P 均＜0.05；FS TSE T2WI像上分別為 8.30（3.63，13.91）和 15.26（12.68，17.50）、3.84（2.86，11.95）和 15.06（12.76，16.88）、5.06（2.71，13.40）和 14.46（11.47，15.68），P 均＜0.05。 結論：在 3.0T MRI頸部 FS 序列掃描中，應用水模可明顯提高成像質量，并且操作簡單，易于推廣。

頸；磁共振成像

相對于較低場強，3.0T MRI有良好的軟組織分辨力及信噪比，為研究頸部病變提供了一種重要的影像學方法[1-3]。頻率選擇飽和脂肪抑制（FS）是頸部MRI檢查重要的技術之一，但由于頸部不規則的幾何形態和空氣-組織界面磁敏感的差異，導致B0磁場不均勻，各種物質的進動頻率偏移，FS的預飽和脈沖與脂肪的真正進動頻率不一致，引起脂肪信號沒有被抑制，其他物質的信號卻被抑制，從而影響了頸部組織及病變的顯示[3]。本組資料通過對志愿者常規和水模序列的FS快速自旋回波 （TSE）T1WI和FS TSE T2WI進行研究，旨在評價水模在3.0T MRI頸部FS序列中消除偽影、改善脂肪抑制均勻性和提高成像質量等方面的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2016年1—4月健康志愿者30例，男11例，女 19例，年齡23～52歲，中位年齡26歲；所有志愿者均無頭頸肩部異物植入史，確認無MRI檢查禁忌證，檢查前除去病人身上攜帶的一切金屬物品、磁性物質及電子器件，并簽署知情同意書。

1.2 材料與方法

自制水模：FS T1WI水模：選取2個大小180mm×300 mm的塑料袋，壁厚0.3 mm，注水900 mL，分別置于頸肩側面，左右各一，再選取300 mm×300 mm同樣塑料袋1個，注水1 500 mL，置于上前胸壁及頸前部。FS T2WI水模：除塑料袋內的水混入2%的Gd-DTPA溶液外，余方法同FS T1WI水模（已申請國家專利，專利號：ZL 2016 2 0201684.6）。

掃描參數：采用Siemens MAGNETOM Verio 3.0T磁共振儀，頭頸聯合線圈。常規FSE T2WI脂肪抑制序列：重復時間/回波時間（TR/TE）3 960 ms/96 ms；掃描視野（FOV）240 mm×240 mm；矩陣 320×320；層厚/層間距5 mm/1 mm。2次激勵，頻率選擇脂肪抑制。FSE T1WI脂肪抑制序列：TR/TE 500 ms/19 ms；FOV 240 mm×240 mm；矩陣 320×320；層厚/層間距5 mm/1 mm。2次激勵，頻率選擇脂肪抑制。

掃描方法：首先將自制水模填充于頸肩部與線圈的空隙之間，使水模與人體盡量貼合，不留空隙。對每位志愿者分別用水模行FS FSE T2WI、FS FSE T1WI橫斷位掃描 （T1用純水水模，T2用含2%Gd-DTPA的水模），掃描范圍從顱底至胸鎖關節末。然后去除水模用相同參數序列重新掃描作為對照。

1.3 評價方法

主觀法：由2名副主任醫師獨立評估，意見不一致時通過討論共同決定。將圖像脂肪抑制質量分為4級，0級：掃描范圍內圖像脂肪抑制效果完全，頸部各組織結構層次分明；1級：僅皮下少許脂肪抑制不全，其余壓脂效果好，頸部各組織結構層次分明；2級：頸肩交界處、頜下區脂肪抑制效果差，其余壓脂效果較好，頸部各組織結構層次顯示清；3級：頸肩交界處、頜下區脂肪抑制效果好，余頸部脂肪抑制效果差；或頸部掃描范圍內圖像脂肪抑制效果均差，各組織結構層次顯示不清。

客觀法：在每個序列分別選擇下頜角、環狀軟骨、胸鎖關節平面處的圖像，運用感興趣區（ROI）技術，每個測量范圍大小相同，由同一操作者測量胸鎖乳突肌信號平均強度（S）及背景噪聲信號強度的標準差（SD），根據公式信噪比（SNR）＝S/SD 計算相應層面的SNR。

1.4 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件包進行統計分析。計數資料（主觀法）采用Fisher精確檢驗。計量資料（客觀法）因呈現偏態分布，故采用中位數（P25，P75）表示方法，兩兩比較采用非參數檢驗（Wilcoxon檢驗）。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

主觀評價法中，FS TSE T1WI圖像質量分級在常規組和水模組分別為0級：1例和30例、1級：4例和 0例、2級：8例和 0例、3級：17例和 0例，P均＜0.05；FS TSE T2WI分級分別為 0級：0例和 1例、1級：1例和 29例、2級：8例和 0例、3級：21例和0例，P均＜0.05。兩位醫生之間的質量評估無統計學差異（P＞0.05）。

客觀評價法中，與常規掃描比較，使用水模后下頜角、環狀軟骨和胸鎖關節平面胸鎖乳突肌SNR顯著提高，見表1，2。典型示意圖詳見圖1～4。

圖1 環狀軟骨水平FS TSE T1WI常規掃描，皮下及組織間抑脂不徹底，評3級，SNR低。 圖2 與圖1同層水模應用后掃描，SNR及抑脂效果明顯提高，評0級。 圖3 環狀軟骨水平FS TSE T2WI常規掃描，皮下及組織間抑脂不徹底，評3級，SNR低。 圖4 與圖3同層水模應用后掃描，SNR及抑脂效果明顯提高，但左側頸、肩交界處仍殘留小片狀脂肪信號（箭），評1級。Figure 1. Horizontal FS TSE T1WI routine scanning of cricoid,subcutaneous tissue fat suppression was not complete,level 3,with low SNR. Figure 2. Scanning after water phantom application with Figure 1,and the SNR and fat suppression effect were improved significantly,level 0. Figure 3. Horizontal FS TSE T2WI routine scanning of cricoid,subcutaneous tissue fat suppression was not complete,level 3,with low SNR. Figure 4. Scanning after water phantom application with Figure 3,and the SNR and fat suppression effect were improved significantly,but a small piece of fat remained at the left side of the neck,shoulder junction(arrow),level 1.

3 討論

由于頸部皮下及組織間含有大量脂肪，脂肪抑制技術可抑制脂肪組織信號，增加圖像組織對比、增強掃描效果、鑒別脂肪的有無、減少運動和化學位移等相關偽影，是MRI檢查中必不可少的一項技術[4-5]。目前常用的脂肪抑制方法包括FS法和短反轉時間翻轉恢復法（STIR）。FS法利用脂肪和水分子中質子進動頻率差，在激發脈沖施加前，施加數個頻率與脂肪中質子進動頻率一致飽和預脈沖，使脂肪組織被連續激發發生飽和[6]，水分子中的質子由于進動頻率不同而未被激發，再施加真正的激發射頻脈沖，脂肪組織因飽和不能再接受能量產生信號，達到脂肪抑制的目的。與STIR相比，FS優勢明顯，包括：①更高的選擇性，能抑制的幾乎全是脂肪組織信號，對其他組織的信號影響小；②高通用性，多種序列均可采用；③高SNR；④能用于增強掃描[5-7]。相對于較低場強MRI而言，雖然3.0T MRI有著更高的分辨率及SNR，但均勻性較低場差，而FS法對主磁場不均勻更敏感，尤其是個體差異及形體變化較大的頸、肩部等形態不規則區域，絕大多數圖像會出現抑脂不徹底的情況，易導致局部主磁場不均，嚴重影響圖像質量和診斷準確性[8-9]，另外，因肺泡內和頸、肩部表面存在大量空氣，使該區域空氣一軟組織界面磁化率差異較大，易出現明顯磁化率偽影及圖像SNR下降[10-11]，因此，如何改善3.0T MRI的FS序列效果是影像科醫生面臨的重要課題。

表1 FS TSE T1WI圖像SNR中值M（25%～75%）

表2 FS TSE T2WI圖像SNR中值M（25%～75%）

本研究在3.0T MRI上，通過自制水模填充線圈與頸肩部之間的空間，貼合及改變頸肩部不規則的幾何形態，進而減小空氣-軟組織接觸面積，改善局部磁場的均勻性，減小局部磁化率差異，糾正因磁場不均所造成的脂肪飽和預脈沖中心頻率與脂肪中的質子進動頻率不一致的現象，最終達到提高脂肪抑制的效果，獲得高SNR圖像[12]。本組實驗中，30例志愿者在常規掃描時，FS TSE T1WI序列和FS TSE T2WI序列上均出現明顯的抑脂不均勻，2級和3級圖像分別占總數的26.67%和56.67%、26.67%和70%，SNR嚴重下降；使用水模后進行掃描，FS TSE T1WI序列中，所有志愿者頸部脂肪抑制均勻、徹底，質量分級均達到0級。FS TSE T2WI序列掃描中，所有志愿者頸部脂肪抑制欠徹底，主要是分布于皮下和肺尖區域，但并不影響診斷效果，成像質量分級均達到1級；與常規掃描相比，應用自制水模后，下頜角、環狀軟骨和胸鎖關節水平處胸鎖乳突肌SNR中值明顯提高，FS TSE T1WI序列上分別為4.15倍、13.13倍和 5.35倍，FS TSE T2WI序列上分別為1.84倍、3.92倍和2.86倍。水模覆蓋于頸部表面，在FS TSE T1WI像上呈中等信號，雖然與常規序列空氣的低信號比較，在一定程度上影響了圖片的美觀，但不影響覆蓋范圍內結構的顯示；在FS TSE T2WI像上，由于水模中的水加入2%Gd-DTPA，縮短了水的T2弛豫時間，使水模幾乎不顯影，從而在沒有影響圖片質量的基礎上，達到了理想的脂肪抑制效果。

不足之處：①本研究樣本量偏少；②選擇性偏倚導致誤差；③自制水模使用不便，可通過商品化進行推廣應用。

綜上所述，使用水模輔助掃描，使FS法脂肪抑制能有效應用于3.0T磁共振頸部掃描，明顯提高SNR，改善脂肪抑制均勻性，發揮其高選擇性、高SNR、高通用性的優勢，值得推廣應用。

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The value of self-made water phantom for 3.0T MRI cervical fat-suppression sequence scan

WANG Rong,ZHU Da-rong,HAN Zhi-jiang,DING Jin-wang
(Department of Radiology,the First Hospital of Hangzhou,Hangzhou 310006,China)

Objective:To investigate the application value of self-made water phantom in 3.0T MRI cervical frequency selective saturated fat-suppression sequence scan.Methods:Necks of 30 volunteers were treated with FS TSE(rapid spin echo)T1WI and FS TSE T2WI scan by same parameters of routine and water phantom sequences,respectively.The obtained images were subjective and objectively evaluated for comparative analysis.Results:During subjective evaluation,FS TSE T1WI grading were 1 case and 30 cases at grade 0,4 cases and 0 case at grade 1,8 cases and 0 case at grade 2,17 cases and 0 case at grade 3 in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05).FS TSE T2WI grading were 0 case and 1 case at grade 0,1 case and 29 cases at grade 1,8 cases and 0 case at grade 2,21 cases and 0 case at grade 3 in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05).During objective evaluation,signal to noise ratio of FS TSE T1WI at mandibular angle,cricoid and sternocleidomastoid muscle at sternoclavicular joint level were 25.00(4.53,72.65)and 103.72(99.77,108.04),9.05(3.45,60.32)and 118.80(106.59,123.94),19.00(3.35,61.21)and 101.74(87.38,110.29)in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05);signal to noise ratio of FS TSE T1WI were 8.30(3.63,13.91)and 15.26(12.68,17.50),3.84(2.86,11.95)and 15.06(12.76,16.88),5.06(2.71,13.40)and 14.46(11.47,15.68)in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05).Conclusion:For 3.0T MRI cervical FS sequence scan,water phantom can obviously improve image quality,be operated simply and easy to popularize.

Neck;Magnetic resonance imaging

R653；R445.2

A

1008－1062（2017）03－0166－03

2016－08－03；

2016－08－17

汪榮（1981-），男，浙江杭州人，主管技師。 E-mail：67950282@qq.com

韓志江，杭州市第一人民醫院放射科，310006。E-mail：hzjsyy@126.com