1.5T 胎兒顱腦磁共振T1WI 序列圖像質量的對比研究

楊 旸，周 玨（通信作者）

（黃石愛康醫院醫學影像科 湖北 黃石 435000）

近些年我國提倡優生優育，開展產前診斷檢查的醫院也逐漸增多，胎兒中樞神經系統發育異常現已為我國胎兒圍產期病死率較高的胎兒發育異常的常見疾病[1]。隨著磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）快速掃描序列的發展，其具有掃描視野大，軟組織對比分辨率高，不受胎位、羊水少、母體肥胖和骨性結構等因素影響等特點，已經逐漸成為產前診斷技術篩查的必要手段之一，高質量的T1加權成像與T2加權成像綜合應用，能提供更豐富的診斷信息，在評估胎兒正常腦發育、髓鞘形成過程、發現腦部結構的異常方面，其診斷效能明顯高于超聲。隨著髓鞘化、妊娠的進展，T1加權成像變得越來越有價值[2-3]，但由于T1WI 序列在胎兒頭檢查中對比度不夠、信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）不高、對胎動敏感、容易產生運動偽影，所以T1WI 的序列在胎兒顱腦掃描中的運用有待提高[4]。本研究選取黃石愛康醫院2021 年3 月—2023 年11 月懷疑產前胎兒顱腦發育異常的80 例產婦，行胎兒顱腦MRI 掃描，分別使用3D-VIBE 與2D-FLASH 兩組T1序列掃描，綜合評估兩組T1序列的圖像質量與臨床運用的效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取黃石愛康醫院2021 年3 月—2023 年11 月臨床經B超診斷懷疑產前胎兒顱腦發育異常的產婦80例，孕婦年齡20 ～42 歲，平均（28.3±4.2）歲，孕齡20 ～38 周，平均（27.0±4.5）周。本項檢查技術獲得黃石愛康醫院倫理委員會批準（批號：HSAK-EC-2019-020）。患者均簽署知情同意書。

納入標準：所有研究對象均在行MRI 檢查前簽署磁共振產前診斷檢查風險告知書，單胎妊娠，MRI 檢查均行兩組常規T1序列（3D-VIBE和2D-FLASH）。排除標準：有MRI 禁忌證，檢查依從性差無法配合完成檢查。

1.2 檢查方法

采用德國SIEMENS Aera 1.5T MRI 掃描儀，檢查前去除全身金屬物品，平臥或左側臥于掃描床，足先進，做好噪聲防護，并做好注意事項溝通。使用西門子體部相控陣8 通道線圈，掃描序列：T1-VIBE（三維容積內插快速擾相梯度回波）掃描參數：層厚3.0 mm，矩陣256×256，FOV 380 mm，掃描時間17 s，T1-FLASH（二維小角度激發快速梯度回波）掃描參數：層厚4.0 mm，矩陣256×256，FOV 400 mm，掃描時間25 s。采用三平面定位，橫斷面垂直于腦干，平行于胼胝體或顱底，根據冠狀面調整橫向對稱性；冠狀面平行于腦干，可對稱顯示雙側內耳結構；矢狀面平行于腦干，正中矢狀面能觀察胼胝體全貌、中腦導水管以及垂體柄。

1.3 圖像分析

由2 名經驗豐富的影像診斷醫生采用Likert 1 ～5 分制量表對每位患者的圖像質量進行雙盲評價，對評價結果有異議時協商解決。5 分為圖像質量優秀，可用于診斷，非常滿意；4 分為圖像質量良好，可用于診斷，滿意；3 分為圖像質量有瑕疵，不影響診斷，一般；2 分為圖像質量欠佳，影響診斷，欠滿意；1 分為圖像質量差，無法診斷，不滿意。記錄掃描時兩組不同序列圖像SNR、對比信噪比（contrast noise ratio，CNR）進行分析，并對80 例孕婦的影像診斷結果進行分析。

1.4 MRI 安全性

在沒有使用造影劑的情況下，MRI 與已知的胎兒不良反應無關。可使用1.5T（特斯拉）或3.0T，雖然國內外相關文獻均未報道3.0T 及以下場強MRI 檢查會對母體或胎兒帶來任何不良影響，但3.0T 胎兒MRI 的長期安全性仍有待進一步研究。目前我國產前磁共振檢查運用多數還是以1.5T 場強為主；應用射頻場可能導致胎兒加熱，產生危害。因此國際電子技術委員會將全身射頻場傳輸限制在不超過2 W/kg 的特定吸收速率下。產后研究沒有證明產前MRI后對胎兒聽力或生長有任何影響[5]。

1.5 統計學方法

應用SPSS 22.0 軟件進行數據分析。符合正態分布的計量資料采用均數±標準差（± s）表示，行t檢驗；計數資料采用頻數和百分率[n（%）]表示，組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3D-VIBE 與2D-FLASH 兩組序列圖像質量主觀評價比較

通過80 例孕婦產前磁共振的兩組掃描序列檢查，由2 名經驗豐富的MRI 診斷醫師進行雙盲法閱片，Likert圖像質量評分比較顯示，T12D-FLASH 序列圖像質量平均得分為（3.575±0.368）分，高于T13D-VIBE 序列的（2.687±0.582）分，其中3D-VIBE 序列1 ～2 分（無法用于診斷）圖像例數為32 例，3 ～5 分（可用于診斷）圖像例數為48 例，而2D-FLASH 序列1 ～2 分（無法用于診斷）圖像例數為4 例，3 ～5 分（可用于診斷）圖像例數為76 例，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。兩組序列圖像質量對比見圖1 ～圖2。

圖1 T1 2D-FLASH 橫軸位

圖2 T1 3D-VIBE 橫軸位

表1 兩組序列圖像質量主觀評價比較 單位：例

2.2 3D-VIBE 與2D-FLASH 兩組序列圖像質量客觀評價比較

通過兩組掃描序列數據對比分析，測量胎兒顱腦MRI 基底核、腦白質和灰質部位2D-FLASH 序列圖像的SNR、CNR 均高于3D-VIBE 序列，差異有統計學意義（均P＜0.05），見表2。

表2 兩組圖像序列SNR 和CNR 客觀比較（± s）

表2 兩組圖像序列SNR 和CNR 客觀比較（± s）

檢查序列例數SNR基底核白質灰質3D-VIBE8017.83±7.3316.73±9.46 17.76±10.04 2D-FLASH80 34.54±10.23 28.38±11.55 27.53±10.36 t 11.8766.9796.057 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 CNR基底核白質灰質3D-VIBE80 9.68±2.58 7.91±4.20 8.75±5.63 2D-FLASH8019.32±5.5415.84±8.7814.58±6.67 t 14.1097.2875.974 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001檢查序列例數

2.3 兩組序列掃描時間差異比較

3D-VIBE 序列掃描時間短于2D-FLASH 序列，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組序列掃描時間差異比較

3 討論

一直以來超聲檢查是作為產前篩查的首要手段，但因超聲檢查易受胎兒體位、羊水過多、切面、分辨率等因素影響，使其檢查本身存在一定的局限性，MRI 檢查作為一種無射線和無損傷的影像學檢查方法，在胎兒產前診斷中顯示了獨特的優勢，以多序列、多參數、大視野軟組織對比分辨率高及不受母體情況和羊水量多少的影響，可以提供補充超聲以外的產前診斷信息，已廣泛應用于臨床產前檢查[6-7]。胎兒MRI T1WI 掃描序列因其SNR 及對比度低，對孕婦呼吸及胎兒運動偽影敏感少有提及，現有研究關于胎兒MRI T1WI 掃描序列提升圖像質量的研究僅在3.0T 核磁或Star-VIBE 序列上有部分闡述，在圖像質量優化的研究中也以縮短掃描時間，多段次采集方向為主，少有不同序列質量對比的研究報道。其實T1WI 已經常規應用在胎兒腦部MRI 檢查中，顯示胎兒顱腦是否發育正常及顯示顱內異常改變（如出血、鈣化、蛋白質、脂肪）有著不可替代的作用[8-11]。

3D-VIBE 序列常用于采集胎兒T1WI 圖像，但該序列的相位編碼與采樣之間存在一定時間間隔，胎兒在母體內產生的運動會使相位編碼方向發生改變，使采樣線間固定的相位發生偏移，導致圖像相位錯位，進而導致圖像噪聲增加并產生運動偽影[12]。同時胎兒檢查因產婦母體內羊水所產生的相頻干擾，使圖像灰白質對比下降，邊界顯示不清。相對于常規2D-FLASH 序列，它是Balance-SSFP 序列，采用了較短TR、TE 和較大的偏轉脈沖激發，但由于在層面選擇方向上施加了“擾相梯度”，使殘留的質子橫向磁矩在下次射頻脈沖到來之前完全去相位，減少T2的權重，突出組織的T1弛豫（縱向弛豫）的差別，從而具有以下優點：圖像的SNR 較高、成像速度快，單層掃描不足1 s、圖像運動偽影較小、軟組織分辨率增加[13-14]。本研究就兩組序列的成像質量展開研究，均采用無需屏氣的掃描方式，評價圖像的SNR 和CNR，結果顯示，2D-FLASH 的SNR 和CNR均高于3D-VIBE，差異有統計學意義（P＜0.05）。通過Likert 評分由2 名MRI 診斷醫師比較，2D-FLASH平均得分為（3.575±0.368）分，優于3D-VIBE 的（2.687±0.582）分，差異有統計學意義（P＜0.05）。

2D-FLASH 序列因為是SSFP 序列，掃描SAR 值較3D-VIBE 序列高，建議與較低SAR 值序列，如平面回波成像序列和擴散加權成像序列等交替掃描，也可減少對發育中的胎兒潛在的致熱效[15]。

本研究僅在1.5T 核磁上做胎兒顱腦檢查的對比，存在一定的局限性，序列參考為設備自帶的原始序列，并未對比更多的功能序列，但在基層醫療MRI 產前胎兒顱腦檢測中，推薦將2D-FLASH 作為T1掃描常規序列使用。

綜上所述，3D-VIBE 序列掃描速度快、層厚薄、層間距小，大大降低了部分容積效應影響有利于病變的檢測和定性。與2D-FLASH 圖像相比，有利于顯示小病灶及解剖細節。但3D-VIBE 序列對屏氣要求高，呼吸對圖像質量影響較大，胎兒磁共振在面對產婦的呼吸運動上還要受胎兒在母體內運動的影響，故2D-FLAH 序列雖在掃描層厚與時間上均略高于3D-VIBE 序列，但產婦在檢查過程中未感不適，且圖像質量更加符合運用于影像診斷。