優化膝關節磁共振掃描序列的研究

蔡春祥, 周小兵

(江蘇省興化市人民醫院 放射科, 江蘇 興化, 225700)

優化膝關節磁共振掃描序列的研究

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; 膝關節; 膝關節線圈; 信噪比

磁共振檢查其軟組織分辨率較高，且可以多方位、多參數成像，因此成為膝關節損傷及相關病變的重要檢查手段。由于膝關節外傷的患者疼痛明顯，siemens trio 3T的原有膝關節掃描時間長，患者不易配合，容易抖動產生偽影，影響診斷。作者改良了原有條件，優化了膝關節磁共振掃描序列，縮短了磁共振檢查時間，現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

選取有臨床癥狀的患者100例行膝關節MRI檢查，其中男42例，女58例，年齡13～75歲，平均年齡43歲。隨機分為A、B組，每組50例。A組用西門子原膝關節條件進行磁共振檢查, B組用改良后的條件進行檢查。

1.2 研究方法

100例隨機分組，分別進行西門子原膝關節條件及改良后的膝關磁共振掃描，進行圖像質量評分，同時進行測量并計算信噪比(SNR)和對比信噪比(CNR)。

1.3 檢查材料與技術

使用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0T 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8通道膝關節專用線圈。

原機器序列: ① PD-Tse-sag序列：重復時間TR 3 000 ms, 回波時間TE 38 ms, 矩陣 320×240, 視野FOV 150×100, 采集次數NEX 1, 層厚 slice thickness 3 mm; 掃描時間4 min 6 s。 ② T2-fs-sag序列: TR 4 100 ms, TE 85 ms, 矩陣320×224，FOV 150×100, NEX2; slice thickness 3 mm; 掃描時間2 min 29 s。③ T1-cor-WI序列: TR 600 ms, TE 16 ms 矩陣384×268, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm; 掃描時間2 min 8 s。④ T2-fs-cor 序列: TR 4 100 ms, TE 85 ms, 矩陣320×224, FOV 150×100, NEX 2, slice thickness 3 mm; 掃描時間2 min 29 s。⑤ T2-fs-tra序列: TR 4 764 ms, TE 85 ms, 矩陣 320×240, 視野FOV 150×100, NEX 2, slice thickness 3 mm; 掃描時間2 min 43 s。

改良后序列: ① PD-Tse-sag序列: TR 3 600 ms, TE 17 ms, 矩陣 320×240, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, 并行采集(GRAPPA)加速因子Accel. factor 2, 掃描時間1 min 21 s。② T2-fs-sag序列: TR 4 000 ms, TE 52 ms, 矩陣 320×240, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel. factor 2; 掃描時間 58 s。③ T1-cor-WI序列: TR 765 ms, TE 16 ms, 矩陣320×240, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel．factor 2; 掃描時間 57 s。④ T2-cor-WI序列: TR 4 000 ms, TE 52 ms, 矩陣320×224, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel. factor 2, 掃描時間 58 s。⑤ T2-fs-Tra序列: TR 4 330 ms, TE 52 ms, 矩陣320×224, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel. factor 2, 掃描時間 1 min 2 s。

1.4 掃描方法

膝關節磁共振檢查采用Siemenstrio 3T超導磁共振機掃描，檢查時使用8通道高分辨膝關節專用線圈。檢查時患者仰臥位，患膝自然伸直放入線圈中，可利用各種軟墊固定為了使患者關節處于穩定舒適的狀態，線圈中心定位于髕骨下緣水平。常規對患者的膝關節行矢狀位、冠位及軸位掃描。

1.5 圖像質量評分

SNR和CNR的測量計算：利用PACS終端顯示的掃描定位線，選取各序列上膝關節髁間凹中央層面，設定3 mm×3 mm為感興趣區，背景噪聲設定9 mm×9 mm為感興趣區，分別測量股骨遠端軟骨、干骺端骨髓、腓腸肌和背影噪聲信號強度(SI)。計算以下參數: ① 軟骨SNR; ② 軟骨-關節液(CNR); ③ 軟骨-骨髓CNR; ④ 軟骨-肌肉CNR, 公式如下: SNR=SI/So, CNR=SI-SIt/S0; SI為軟骨組織SI, SIt為其他各組織SI; So為背景噪聲標準差。

2 結 果

本研究使用膝關節磁共振檢查2組患者，表明膝關節組織的 SNR和 CNR有差異，但差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1、2。

表1 2組膝關節掃描條件的結果

表2 2組T2Fs加權圖像及T1加權圖像結果比較

3 討 論

MRI是顯示半月板結構最為理想的檢查方法，具有視野開闊、多方位成像、分辨率高等特點。膝關節磁共振 SE 序列T1WI圖像清晰，能夠清晰地將患者關節剖面結構呈現出來，信號丟失少, T2WI圖像上半月板和關節液信號對比強烈，利于觀察半月板表面; 質子密度像對板內信號變化十分敏感。矢狀位能很好地顯示半月板和前后交叉韌帶; 冠狀位則能較好地顯示內、外側副韌帶 。

圖像的信噪比是指平均信號強度與平均噪聲強度的比值，是衡量圖像質量的重要指標。它受磁場強度、像素大小、TR、TE、層厚、FOV大小、信號采集次數等影響。僅僅具有高信噪比并不能產生高質量的圖像。不同組織之間的差異，病理組織與健康組織間的差異也非常重要。MRI圖像的對比度有時由于嚴重的噪聲影響，不能真實地反映圖像質量，必須將噪聲考慮在內。SNR與CNR是評價圖像質量的重要參數，前者指圖像中有用信號與背景噪聲的強度之比, SNR越大圖像會更清晰，受檢組織的信號強度高，背景顆粒噪聲低; CNR越大，代表組織間的信號差別越大，圖像對比度越好，病變檢出率越高。

膝關節外傷的患者疼痛明顯, siemens trio 3T的原有膝關節掃描時間長，患者不易配合，容易抖動產生偽影。作者改良了原有條件，明顯縮短了磁共振檢查時間，減少患者痛苦，同時也提高了工作效率，減少患者候診時間。合理選擇掃描序列，在最短的時間內得到優質的圖像，是解決MRI成像檢查在膝關節應用中的實際問題。

[1] 王智新. 核磁共振在膝關節損傷患者的診斷價值分析[J]. 醫學美學美容, 2015, (2): 113-113.

[2] 王軍, 王旭榮, 王晨光, 等. 膝關節骨挫傷的 MR表現及愈合時間觀察[J]. 實用放射學雜志, 2007, 3( 3): 359-360.

[3] 楊正漢, 馮逢, 王霄英, 等. 磁共振成像技術指南[M]. 北京: 人民軍醫出版社, 2011: 424-425.

[4] 黃艷圖, 何超明. 磁共振成像信噪比的評價方法[J]. 磁共振成像, 2012: 67-68.

[5] Mirowitz SA, Apicella P, Rinus WR, et al. MR imaging of bone morrow lesions: relative conspicuousness on T1-wighted, fat suppressed T2-wighted, and STIR images [J]. AJ R, 1994, 162( 2): 215 -221.

[6] 余建明. 醫學影像技術學[M]. 北京: 科學出版社, 2004: 352-354.

2017-02-20

周小兵

R 217

A

1672-2353(2017)15-217-02

10.7619/jcmp.201715077