RESOLVE技術減少磁敏感偽影的探討

山東醫學影像學研究所，山東 濟南 250021

引言

彌散加權成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）技術從20世紀90年代開始應用于臨床[1]。DWI作為目前唯一非侵入性檢測活體組織內水分子運動的技術[2]。如今在臨床上應用的范圍越來越廣泛，無論對于神經系統腦梗死的診斷，還是全身腫瘤原發灶及轉移灶的篩查等，均成為臨床不可或缺的成像序列。但常規的彌散序列仍然存在分辨率低、信噪比差、對比度差、偽影多等諸多問題[3]。偽影干擾種類較多，其中以磁敏感偽影最為常見，磁敏感偽影又稱磁化率偽影，磁敏感偽影產生的原因是由于不同組織成分的磁敏感性不同，抗磁性磁化率也不同，當兩種不同物質交界的磁化率相差較大時，造成局部磁場的不均勻，導致局部信號的扭曲變形，信號的丟失、錯誤等，出現磁敏感偽影后，嚴重影響成像，為臨床診斷工作帶來了較大困擾。

在顱腦磁共振檢查中，DWI在超急性期及急性期腦梗死等疾病的診斷較為及時、敏感，結合常規磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）序列，能夠大大提高定性診斷的準確率及疾病的檢出率，目前是最佳的功能成像方法，它在顱腦疾病的影像學診斷中起到至關重要的作用。

1 材料與方法

1.1 研究對象

納入顱腦MRI常規掃描圖像磁敏感偽影干擾的患者30例，將30例病例分別用單次激發平面回波成像（Single Shot Echo Planar Imaging，SS-EPI）及高清彌散多次激發彌散加權成像（Readout Segmentation of Long Variable Echo-trains，RESOLVE）技術掃描的圖像對比。其中固定假牙患者26例，下頜骨骨折內固定術后4例；男性23例，女性7例；年齡40～85歲，年齡（66.5±13.92）歲；其中急性腦干及腦實質梗死8例，正常患者22例。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器

應用西門子MAGNETOM Amira 1.5T MR ，16通道頭頸聯合線圈。掃描序列包括除常規顱腦平掃序列的T2_tse_tra；T2_tirm_tra_dark_fluid；T1_ tirm_tra_dark_fluid；T2_tse_sag；ep2d_diff_3scan_tra；對30例患者加掃resolve_4scan_trace_tra序列，并對SS-EPI DWI及RESOLVE的兩組圖像對比分析。

1.2.2 掃描參數

TR ：4300 ms，TE ：109 ms，Filp angle：180°，Slices 20，slice thickness：5 mm，dist.faclor：20%，FOV：230 mm×230 mm，Fov Phase：100%，voxel size：1.3 mm×1.3 mm×5 mm，TA2:20″：ep2d_diff_3scan_tra。掃描參數如下：TR：4200 ms，TE1：67 ms，TE2：104 ms，Filp angle：180°，Slices 20，slice thickness：5 mm，dist.faclor：20%，FOV：230 mm×230 mm，FOV Phase：100%，voxel size：1.5 mm×1.5 mm×5 mm，TA1：15″。

1.3 圖像分析

圖像分析由3位5年以上工作經驗的診斷醫師對所采集圖像進行雙盲法主觀評價分析，通過觀察圖像的圖像畸變、磁敏感偽影、病灶清晰度、整體圖像質量，采用4分法評價并對比SS-EPI DWI、RESOLVE DWI序列的圖像質量：圖像畸變明顯且范圍大，磁敏感偽影明顯，無法發現病變及周圍基本解剖結構，圖像質量差記1分；圖像畸變明顯且范圍較大，磁敏感偽影較明顯，可發現病變但無法確定病變位置邊緣及周圍基本解剖結構，圖像質量較差記2分；圖像畸變較輕且范圍小，磁敏感偽影較輕，可觀察病變位置但無法確定病變邊緣及周圍基本解剖結構，圖像質量較好記3分；圖像畸變不明顯，磁敏感偽影不明顯，可觀察病變位置且可以確定病變邊緣及周圍基本解剖結構，圖像質量好記4分。

30例顱腦MRI常規掃描圖像受磁敏感偽影干擾的患者，同一患者分別應用SS-EPI DWI序列及RESOLVE技術進行掃描，圖像對比分析30例磁敏感偽影患者SS-EPI DWI序列和RESOLVE DWI序列兩組圖像偽影的減少情況，應用RESOLVE技術掃描患者的圖像較使用普通DWI技術掃描的患者的偽影減輕率為30/30（100%）。

1.4 統計學方法

采用SPSS 26.0數據分析軟件進行統計學分析，基本資料采用描述性統計分析。基本資料符合正態分布，采用配對比較秩和檢驗比較兩組數據SS-EPI序列及RESOLVE序列圖像上圖像畸變、磁敏感偽影、病灶顯示的清晰度、整體圖像質量評分間的差異P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

RESOLVE序列圖像好于SS-EPI序列圖像，RESOLVE序列圖像畸變減少（P＜0.001）、磁敏感影減小（P＜0.001），提高病灶顯示的清晰度（P＜0.001），提高整體圖像質量（P＜0.001）在診斷中具有較大的相關性。RESOLVE序列可以減少圖像畸變偽影、磁敏感偽影、提高圖像對病灶顯示的清晰度及圖像的整體質量（P＜0.001），見表1。

表1 威爾科克森符號秩檢驗統計分析表（± s ，分）

表1 威爾科克森符號秩檢驗統計分析表（± s ，分）

項目 圖像畸變磁敏感偽影病灶清晰度整體圖像質量RESOLVE序列圖像1.467±0.571 1.567±0.504 1.600±0.498 2.067±0.828 SS-EPI序列圖像2.733±0.521 2.500±0.509 2.733±0.521 3.367±0.490 Z值 -5.109 -5.396 -5.007 -4.696 P值 0.001 0.001 0.001 0.001

金屬固定假牙患者、下頜骨骨折金屬內固定術后等顱底部磁敏感偽影對疾病診斷產生影響時，RESOLVE技術的應用可顯著減少磁敏感偽影對診斷的影響，提高了圖像的信噪比，且對腦組織的表觀彌散系數（Aparent Dffusion Cefficient，ADC）值的測量不產生影響，提高了圖像質量（圖1）。

圖1 SS-EPI DWI序列與RESOLVE DWI序列圖像對比圖

3 討論

目前，已有報道RESOLVE圖像質量在腦卒中[4]的診斷上具有優越性，但之前的研究基本是基于3.0 T場強[5-9]的設備上，本研究使用1.5 T場強設備，在我們已知鎳鉻合金在3.0 T磁共振影像上產生的偽影明顯大于1.5 T磁共振影像[10]的情況下，應用1.5 T場強設備在對金屬固定假牙、下頜骨骨折內固定患者的偽影干擾影響方面應更具優勢。DWI最常規的序列是SS-EPI，是一種超快速成像序列，可以在單個重復時間內獲得整幅圖像的全部信息[11]。其優點是成像速度快，然而其在相位編碼方向上k空間采集數據時間較長，導致重組圖像模糊，磁敏感偽影較重，尤其是顱底小腦腦干處磁敏感偽影尤其突出，從而導致病灶顯示不清。空間失真度較大[12-13]，SS-EPI DWI還受制于空間分辨率、組織交界區域容易出現扭曲[14-15]，磁敏感偽影及幾何畸變較重，在高場強中尤為明顯。

急性腦卒中患者進行磁共振檢查時，有時會由因無法摘除金屬假牙而導致SS-EPI DWI序列產生磁敏感偽影，使圖像質量受影響，導致病變不能清晰顯示，影響了臨床醫師對患者病情的診斷及治療。分段讀出RESOLVE DWI技術是基于沿著讀出方向將k空間分割成若干段以縮短回波間隔[16]，該序列分辨率高，可以克服常規DWI序列產生的磁敏感偽影，有效改善圖像變形，提高DWI的圖像質量[17-18]。西門子推出的RESOLVE序列可以減少磁敏感導致的圖象畸變和T2*模糊效應，縮短重復時間，提高信噪比，并且對運動引起的偽影具有強大的校正能力，大大擴展了彌散的臨床應用范圍[19]。

傳統SS-EPI在單次激發后一次性填充所有k空間數據，而RESOLVE DWI序列減少、消除磁敏感偽影和模糊效應，得到高分辨率、高信噪比的彌散圖像，采用的是多次激發、分段讀出的采集方式，并結合并行采集技術，有效降低T2*的模糊效應和長TE時間的影響，從而縮短了相位編碼方向上的讀出時間。RESOLVE技術使用了自動重新采集方式以及實時相位校正來減少相位誤差的累積，有效消除相鄰組織磁化程度差異過大帶來的影響，在顱底等易受磁敏感偽影影響的部位獲得了高分辨率的DWI圖像，大大提高了DWI的圖像質量及應用范圍。RESOLVE技術采用多次激發分段讀出的方式進行采集，縮短回波時間，減少回波間隔，有效降低了各種成像偽影，改善了圖像變形，有效提高了圖像分辨率，保證了高b值圖像的信噪比，在SIEMENS靶向勻場技術的幫助下，進一步提高復雜部位的動態磁場均勻度，達到進一步提高DWI圖像質量的目的。RESOLVE對固定假牙或下頜骨骨折金屬內固定等造成的磁敏感偽影較常規DWISS-EPI序列有明顯的改善作用，RESOLVE DWI高分辨DWI相比于傳統DWI能明顯降低模糊效應、形變和偽影。本研究對比了同一患者利用兩種技術做出的DWI掃描圖像對圖像畸變、磁敏感偽影、病灶顯示的清晰度及整體圖像質量的分析，較以往研究不同之處是利用了1.5 T場強設備對成人有口腔、下頜等部位金屬異物所致的偽影的兩種技術的DWI圖像進行對比分析，從而證明RESOLVE序列在1.5 T場強設備上的優越性。

4 結論

本研究表明RESOLVE DWI序列在1.5 T場強設備能夠很好地改善由金屬固定假牙、下頜骨骨折金屬內固定術產生的磁敏感偽影，清晰顯示病灶。我們可以用RESOLVE DWI序列代替SS-EPI DWI序列常規應用于無法摘除的金屬固定假牙及下頜骨骨折金屬內固定術后患者的MRI檢查中，從而達到讓臨床醫師能夠及時對患者病情診斷及治療的目的。本研究不足之處：① 相對SS-EPI序列對顱底偽影的干擾較輕，而有利于對被偽影影響的病變顯示，但RESOLVE序列與SS-EPI序列對比掃描時間過長；② 本研究未對1.5 T與3.0 T場強設備的RESOLVE序列圖像進行對比分析，無法證實1.5 T設備對偽影的干擾影響方面優勢所在；③ 本研究未對信噪比、 ADC值進行定量分析，有待進一步研究。