腦脊液偽影在3.0 T MR二維和三維液體衰減反轉恢復圖像上的表現

錢銀鋒，張 誠，吳津民，柏 亞，余永強

液體衰減反轉恢復(fluid-attenuated inversionrecovery,FLAIR)序列通過抑制正常腦脊液信號，可更好地顯示較小且靠近腦脊液的病變[1]；并可顯示出腦脊液成分變化導致的信號改變，在腦膜炎、蛛網膜下腔出血的診斷中具有作用。但由于腦脊液的流動性等原因可導致其有時不能被完全抑制，在FLAIR圖像上表現為有一定信號的腦脊液偽影。另一方面，近年來，3.0 T MR機的臨床應用逐漸增多，對其常見偽影文獻已有一定的報道[2]，但有關3.0 T MR FLAIR圖像上腦脊液偽影表現的文獻報道較少，筆者通過3.0 T MRI上2D、3D FLAIR和1.5 T MRI上2D FLAIR的對比研究，探討3.0 T MRI FLAIR上腦脊液偽影的表現，以期為3.0 T MR上FLAIR圖像的分析和序列選擇提供依據。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

搜集我院2011年1月至2011年10月間行MRI頭顱檢查者100例，其中男56例，女44例，年齡20～84歲，平均年齡52歲。所有患者常規MRI檢查均無異常發現，無顱腦外傷、手術和精神病史。其中50例行1.5 T MRI 2D FLAIR檢查，男33例，女17例，年齡21～82歲，平均年齡53歲。另50例行3.0 T MRI 2D和3D FLAIR檢查，其中男23例，女27例，年齡20～84歲，平均年齡51歲。

1.2 MR檢查方法

1.5 T超導型MR掃描儀(GE Signa Horizon)，正交頭線圈。所有檢查者均常規掃描軸面T1WI、T2WI和FLAIR,FLAIR序列成像參數為：TR 8000 ms,TE 150 ms,TI 1900 ms,層厚5.0 mm,層間距1.5 mm，矩陣192×160，FOV22 cm×22 cm，NEX為1。3.0 T 超導型MR掃描儀(GE HDx)，8通道頭顱線圈，常規掃描顱腦軸面T1WI、T2WI、2D FLAIR和3D FLAIR，2D FLAIR的成像參數為：TR 9000 ms，TE 154 ms，TI 2250 ms；層厚5.0 mm，層間距1.5 mm，矩陣320×192，FOV 22 cm×22 cm，NEX為1，成像時間1 min 49 s；3D FLAIR采用矢狀面成像：TR 6000 ms，TE 125 ms，TI 1865 ms，FOV 22 cm×22 cm，層厚1.0 mm，層間距－0.5 mm，矩陣256×224，NEX為1，成像時間5 min 15 s。掃描結束后將3D FLAIR圖像傳送至Adw 4.4工作站，以與2D FLAIR相同的層面、層厚和層間距進行軸面重建。

1.3 MR圖像評價方法

大腦凸面的腦溝裂內腦脊液處于相對靜止狀態，在FLAIR上可被完全抑制；因此筆者將腦室系統和蛛網膜下腔分為以下幾個部分進行觀察：左右側腦室、第三腦室、第四腦室、鞍上池和橋前池。將腦脊液偽影分為4級：0級為無偽影，腦脊液被完全抑制；11級為偽影信號強度高于背景噪聲，但低于腦灰質；2級為偽影信號強度與腦灰質呈等信號；3級為偽影信號強度高于腦灰質；將2級和3級合稱為高級別偽影。

所有圖像評價由2名高級診斷醫師獨立完成，當兩者不一致時則通過協商決定。

1.4 統計學處理

對各組間的高級別腦脊液偽影發生率進行Chisquare檢驗，將P＜0.05定義為差異有統計學意義，所有統計學處理用SPSS 16.0軟件完成。

2 結果

50例行1.5 T MRI檢查者，其中9例FLAIR圖像上未見腦脊液偽影，余41例中共發現94處腦脊液偽影，其中2級最常見(54.3%)，1級和3級分別占全部偽影的20.2%和25.5%。

腦脊液偽影最常見于第四腦室(圖1)，發生率為60.0%；其次為橋前池，發生率為36.0%。兩側腦室內腦脊液偽影多見于左側腦室，僅位于左側腦室者8例，僅位于右側腦室者2例，7例兩側腦室內均見腦脊液偽影者中5例兩側腦室腦脊液偽影級別相同(圖2)。

50例行3.0 T MRI檢查者，其2D FLAIR圖像上，每例受試者至少有2處腦脊液偽影，共發現238處腦脊液偽影，其中3級最多見，占總偽影數50.0%，1級和2級分別占17.2%和32.8%。

腦脊液偽影最常見于第四腦室、橋前池(圖3，4)，發生率均為98.0%，且多為3級，分別為82.0%和74.0%；其次常見部位為鞍上池，發生率為92.0%。兩側腦室內腦脊液偽影亦多見于左側腦室，僅左側腦室出現者9例(圖5)，僅右側腦室出現者3例，22例兩側腦室內均見腦脊液偽影者中16例兩側偽影級別相同(圖6)。

1.5 T和3.0 T MRI的2D FLAIR圖像上，各部位的高級別偽影情況見表1。由表1可知，3.0 T MRI上各部位的高級別腦脊液偽影例數均明顯多于1.5 T MRI。

形態和部位上，無論是1.5 T還是3.0 T MRI，側腦室內腦脊液偽影一般位于孟氏孔區，呈橢圓形(圖2，5，6)；第四腦室內者多位于其上部，呈小圓形或條片狀，以前者常見。第三腦室、鞍上池和橋前池內的腦脊液偽影多呈片狀(圖3，4，7，8)。所有的腦脊液偽影均無占位效應，鄰近結構無受壓改變。

全部50例3D FLAIR的原始像和軸面重建圖像上均未見腦脊液偽影(圖3～6，8)。

圖1 男，54歲，1.5 T MRI 2D FLAIR圖像，鞍上池(1A)內未見腦脊液偽影；第四腦室上部見一2級小圓形腦脊液偽影，橋前池內無偽影(1B) 圖2 男，65歲。1.5 T MRI 2D FLAIR圖像，左右側腦室內近孟氏孔處各見一橢圓形2級腦脊液偽影 圖3 男，41歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(3A)示鞍上池內3級腦脊液偽影和四腦室上部2級偽影，鞍上池內結構顯示不清。3D FLAIR軸面重建圖像(3B)示腦脊液信號抑制完全，鞍上池內結構顯示清晰 圖4 女，48歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(4A)示橋前池和第四腦室內3級偽影。3D FLAIR軸面重建圖像(4B)示腦脊液信號抑制完全 圖5 女，34歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(5A)示左側腦室近孟氏孔處3級腦脊液偽影，該偽影在3D FLAIR軸面重建圖像(5B)上未見顯示圖6 男，37歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(6A)示雙側腦室內對稱性腦脊液偽影，3D FLAIR軸面重建圖像(6B)無腦脊液偽影Fig.1 2D FLAIR images obtained with a 1.5 T system in a 54-year-old male.There are no CSF artifacts in suprasellar cistern (1A)and prepontine cistern (1B),and one 2 scale round artifacts is found in upper of forth ventricle (1B).Fig.2 2D FLAIR image obtained with a 1.5 T system in a 65-year-old male.There is one oval-in-shape 2 scale artifacts in right and left ventricle around the foramen of Monro.Fig.3 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 41-year-old male.There were 3 scale CSF artifacts in suprasellar cistern and 2 scale artifacts in upper of forth ventricle on 2D FLAIR image (3A),but the artifacts were disappear on reformatted axial 3D FLAIR image (3B) at similar location,and the normal anatomy of suprasellar cistern was clear.Fig.4 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 48-year-old female.There were 3 scale CSF artifacts in prepontine cistern and upper of forth ventricle on 2D FLAIR image (4A),but the artifacts were disappeared on reformatted axial 3D FLAIR image (4B) at similar location.Fig 5.Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 34-year-old female.There was one of 3 scale artifacts in left ventricle around the foramen of Monro on 2D FLAIR image (5A).However,it disappeared on reformatted axial 3D FLAIR image (5B).Fig.6 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 37-year-old male.There were symmetrical 2 scale artifacts in both lateral ventricle on 2D FLAIR image (6A),the signal of CSF was null on reformatted axial 3D FLAIR image (6B).

圖7 男，60歲。1.5 T MRI，2D FLAIR圖像示第三腦室內片狀2級腦脊液偽影 圖8 男，64歲。3.0 T MRI，2D FLAIR圖像(8A)示第三腦室內片狀3級腦脊液偽影，3D FLAIR軸面重建圖像(8B)無腦脊液偽影Fig.7 2D FLAIR image obtained with a 1.5 T system in a 60-year-old male.There was 2 scale artifacts in third ventricle and was slabby in shape.Fig.8 Comparison FLAIR images obtained with a 3.0 T system in a 64-year-old male.There was slabby 3 scale artifacts in third ventricle on 2D FLAIR image (8A),the signal of CSF was null on reformatted axial 3D FLAIR image (8B).

表1 1.5 T 和3.0 T的2D FLAIR上高級別腦脊液偽影例數Tab.1 The number of high grade CSF artifacts on 2D FLAIR images with 1.5 T and 3.0 T system

3 討論

FLAIR通過施加特定TI的180°脈沖選擇性抑制腦脊液，從而使皮層表面和腦室周圍的病變更易被檢出，已成為顱腦MRI檢查的常規序列。腦膜炎、蛛網膜下腔出血、柔腦膜腫瘤種植等時，腦脊液的T1值發生改變(或同時T2值發生改變)，在FLAIR上顯示為高信號，因此FLAIR在這些蛛網膜下腔病變的檢出中亦具有重要作用[3-4]。

3.1 FLAIR圖像上腦脊液偽影產生的原因

腦脊液偽影產生的主要原因是腦脊液處于流動狀態，2D FLAIR成像時，在反轉脈沖和采集信號的時間間隔(△t)內，上方或下方的腦脊液流入成像層面，因此未能被有效抑制，從而產生信號。此外，腦脊液搏動、局部場強不均勻等亦可產生腦脊液偽影[5]。其最常見于鞍上池、橋前池和腦室的孔處。腦脊液偽影的發生與年齡有一定的相關性，在兒童很少見，所以筆者僅研究了成人的腦脊液偽影表現。

3.2 1.5T和3.0T FLAIR圖像上腦脊液偽影表現

本組結果表明，2D FLAIR成像時，與1.5 T相比，3.0 T上腦脊液偽影的發生率和偽影級別明顯增加。其原因可能為以下兩個方面：(1) TI時間延長導致流入成像層面內未被抑制的腦脊液增多；(2) 3.0 T MRI對局部磁場不均勻性更敏感，尤其在鞍上池等近顱底層面。Neema等[6]研究了22例正常成人顱腦在1.5 T和3.0 T MR FLAIR圖像上的表現，認為腦脊液偽影在兩者間相似，但作者沒有對腦脊液偽影進行量化分析和比較。

盡管3.0 T上腦室內腦脊液偽影的發生率尤其是3級偽影的發生率明顯增加，但無論是1.5 T還是3.0 T MRI，腦室內腦脊液偽影均具有相同的特點：(1)部位上，多位于腦室孔附近，側腦室者一般位于孟氏孔區，第四腦室者常位于其上部；(2)形態上，側腦室者多呈橢圓形，且常雙側同時存在，較對稱，第三腦室者一般呈片狀，第四腦室者多呈小圓形或條片狀。根據這些特點一般可很容易地將腦室內腦脊液偽影與正常結構和病變相區分。

蛛網膜下腔病變時，鞍上池和橋前池是FLAIR圖像上高信號常見位置之一，因此有效抑制這些部位的腦脊液信號極其重要。由于流速、層厚、采集間隔等因素的影響，腦脊液偽影的信號強度并非固定一致，其中與灰質呈等信號或高信號的高級別偽影易于掩蓋或誤為蛛網膜下腔病變，而1級偽影一般不會誤為蛛網膜下腔病變，容易識別。本組中，在1.5 T MRI，鞍上池和橋前池高級別腦脊液偽影的發生率分別為10.0%和26.0%，而在3.0 T的2D FLAIR上，其發生率明顯增加，分別為40.0%和98.0%。提示在3.0 T，2D FLAIR可能不適于檢測蛛網膜下腔病變。

3.3 消除FLAIR圖像上腦脊液偽影的方法

為了盡量減少或消除腦脊液偽影，在1.5 T上，研究者們提出了多種方法，包括采用非層面選擇性反轉脈沖、依賴于反轉時間的層面K空間重排(KRISP)技術、隔絕脈沖、增加采集間隔因子等[7-8]，可明顯減少腦脊液高信號偽影，但這些技術在3.0 T上的應用尚未見報道。

3D FLAIR成像時，由于采用非層面選擇的反轉脈沖，全部的腦脊液信號被均勻的抑制。本組中全部50例行3D FLAIR成像者，腦脊液信號抑制完全，腦室和蛛網膜下腔內均未見腦脊液偽影，相應處解剖結構顯示清楚，與Chagla等[9]的研究結果相似。

由于FLAIR的TR時間很長，因此最初臨床上在3.0 T上行3D FLAIR成像是不現實的。最近幾個方面的進步，明顯縮短了3D FLAIR的成像時間：(1)再聚焦射頻脈沖反轉角的調整極大的增加了回波鏈長度；(2)多個方位加速的并行采集減少了獲得3D數據所需要的回波數；(3)新的3D查看排序技術允許K空間的角落部分被忽略，從而進一步的減少需要的回波數。這些技術的應用使3D FLAIR成像時間縮短至10 min以內，本研究中盡管采用很薄的1 mm層厚，成像時間僅為5 min 15 s，臨床應用完全可行。

本組結果表明，同1.5 T相比，3.0 T MRI明顯增加了2D FLAIR上腦脊液偽影的出現幾率和級別，可能不利于蛛網膜下腔病變的診斷，3D FLAIR上腦脊液信號抑制完全，疑診蛛網膜下腔病變時應選擇3D FLAIR成像。

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