單方向彌散加權在臂叢神經掃描中的可行性

劉曉蕾，候嚴振，林帆

(深圳市第二人民醫院放射科，廣東深圳518035)

單方向彌散加權在臂叢神經掃描中的可行性

劉曉蕾，候嚴振，林帆

(深圳市第二人民醫院放射科，廣東深圳518035)

目的探討單方向彌散加權背景抑制神經成像在臂叢神經冠狀位掃描中的可行性及價值。方法對無臂叢神經癥狀及體征的15例志愿者行彌散加權背景抑制神經成像序列冠狀位掃描，掃描時間相同，比較彌散敏感梯度場施加在單方向(Slice/前后、Read/頭足、Phase/左右)和三方向(3-Scan Trace)的圖像信噪比。結果Slice單方向施加彌散梯度場的圖像信噪比三方向均施加彌散梯度場高，其差異有統計學意義(P＜0.05)。Read方向和Phase方向的圖像信噪比均比三方向的低，其差異有統計學意義(P＜0.05)。結論相同掃描時間時擴散敏感梯度場只施加在Slice方向比三方向都施加得到的臂叢神經冠狀位影像的圖像信噪比高,可以作為常規掃描序列。其他兩個方向信噪比明顯下降，不適合臨床掃描。

彌散加權；臂叢神經；冠狀位；信噪比

彌散加權背景抑制DWIBS[1-2](Diffusion weighted imaging with background supperssion)技術是臂叢神經掃描的重要技術之一，其冠狀位掃描可以清晰直觀的顯示臂叢神經節后段走行、分布。本研究是在該序列部分參數優化[3]的基礎上，通過改變擴散模式(Diffusion mode)和均數(Averages)兩個掃描參數，在掃描時間相同的條件下，探討單方向彌散加權背景抑制序列在臂叢神經冠狀位掃描中的可行性及應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料2011年2月至2011年7月，知情同意行磁共振掃描的15例無臂叢神經癥狀及體征的健康志愿者，男11例，女4例，年齡22～54歲，平均34.67歲。

1.2 檢查方法采用德國Simens公司Avanto 1.5T超導磁共振成像儀,頸部M線圈(Neck Matrix MR Coil)和腰部M線圈(Spine Matrix MR Coil)聯合。受檢者頭、肩背部墊高，使C3-T2椎體后緣在一條直線，掃描線平行椎體后緣，掃描范圍從椎管后緣至椎體前緣，左右兩側包括肩關節在內。優化掃描參數：TR 6 000 ms，TE 85 ms，層厚3 mm，層間隔0，層數20，FOV300mm×300mm，b=300s/mm，并行采集因子4 m SENSE算法，分辨率158×158，Diffusion mode：3-Scan Trace，Averages=8，反轉時間(TI)=180 ms，EPI因子156，頻率寬度(Bandwidth)=1 218 HZ/PX，掃描所得圖像為標準組圖像。改變參數Diffusion mode分別為：片(Slice)、讀(Read)、相(Phase)；Averages=24，使掃描時間與標準組相同，均為3 min。所有受檢者均行掃描序列順序如表1的4次掃描。掃描后的圖像進行最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)重建，層厚取10 mm。

表1 掃描序列對應參數改變及圖像分組情況表

1.3 圖像評價計算質量控制參數信噪比(SNR)。計算公式：SNR=SI/SD，SI為臂叢神經感興趣區信號強度的平均值，SD為相位編碼方向視野內臂叢神經外感興趣區信號強度的標準差。感興趣區的選擇：在圖像同一層面同一臂叢神經的同一側選取面積為0.05 cm2的區域計算臂叢神經信號強度的平均值。相位編碼方向(左右)FOV內頸部組織外相當于空氣區域(避開偽影)選取2.5 cm2區域計算背景信號強度的標準差。

1.4 統計學方法應用SPSS 12.0統計學軟件分析。采用t檢驗將對照組2、3、4的信噪比均值分別與標準組1的信噪比均值進行比較，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

擴散敏感梯度場施加在Slice方向(2組)比3-Scan Trace(1組)得到的圖像信噪比均值高，P＜0.05，其差異有統計學意義，施加在Read方向(3組)和Phase方向(4組)均比3-Scan Trace(1組)的圖像信噪比均值低，P＜0.05，其差異有統計學意義。4組圖像見圖1，其相應的信噪比均值及對照組2、3、4分別與標準組1的比較結果見表2。

表2 序列1、2、3、4的圖像信噪比均值()

表2 序列1、2、3、4的圖像信噪比均值()

1(3-Scan Trace) 2(Slice) 3(Read) 4(Phase) 47.03±6.15 52.06±5.72 35.53±3.48 34.45±3.671＜0.05＜0.05＜0.05

圖1 擴散敏感梯度場施加在4組圖像

3 討論

理想環境中水分子的擴散是各向同性的，但人體一般組織內的水分子擴散受到各種因素的影響，表現為各向異性。DWI就是通過檢測人體組織中水分子擴散運動受限制的方向和程度等信息，間接反映組織微觀結構的變化。為增加擴散的敏感性，需要施加擴散敏感梯度，在擴散敏感梯度場施加方向上水分子擴散越自由，組織信號衰減越明顯。對于任一方向的擴散敏感梯度來說，DWI的對比與此方向有關，通常為了去除方向依賴性，施加3個互相垂直(Slice、Read、Phase)的擴散敏感梯度。即參數Diffusion mode為3-Scan Trace：計算三個方向的擴散圖像信號強度的幾何平均，得到一幅去除相應水分子擴散方向的圖像。對臂叢神經，由于神經細胞膜和髓鞘沿著神經軸突的長軸分布并包繞軸突，水分子在平行于神經纖維長軸方向擴散相對自由，垂直于神經纖維長軸方向擴散受限。結合臂叢神經的解剖[4-5]特點，推測在幾乎與臂叢神經纖維走行方向全程垂直的Slice方向施加擴散敏感梯度能得到較好的臂叢神經信號，在Read和Phase方向上擴散敏感梯度只能部分垂直臂叢神經纖維的長軸，臂叢神經的信號強度略下降。通過改變參數Diffusion mode，分別只在Slice、Read、Phase方向施加擴散敏感梯度，計算相同掃描時間獲得的圖像信噪比，用統計學方法分析擴散敏感梯度施加方向對臂叢神經彌散加權背景抑制圖像的影響，其結論得到證實。擴散敏感梯度場施加在Slice方向(2組)比3-Scan Trace(1組)的圖像信噪比高，施加在Read方向(3組)和Phase方向(4組)均比3-Scan Trace(1組)的圖像信噪比下降，差異有統計學意義。與序列相關的可能原因在文獻[6]中有報道。

綜上所述，Slice單方向的彌散加權背景抑制神經成像在相同掃描時間時信噪比高于三方向，可以代替三方向做常規掃描序列。特別是針對不配合檢查的患者可以采用適當減少掃描時間(減少采集次數)的Slice單方向掃描。

[1]Takahara T,Imai Y,Yamashita T,et al.Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression(DWIBS): technical improvememt using free breathing,STIR and high resolution 3D display[J].Radiat Med,2004,22(4):275-282.

[2]Takahara T,Hendrikse J,Yamashita T,et al.Diffusion-weighted MR Neurography of the Brachial Plexus:Feasibility Study[J].Radiology,2008,249(11):653-660.

[3]侯嚴振,宋海巖,林帆,等.彌散加權神經成像在臂叢神經成像中的參數優化[J].中國醫學影像技術,2011,27(12):2528-2530.

[4]柏樹令.系統解剖學[M].7版.北京:人民衛生出版社,2008:385.

[5]楊正漢,馮逢,王霄英.磁共振成像技術指南[M].北京:人民軍醫出版社,2007:540.

[6]Takahara T,Hendrikse J,kwee T,et al.Diffusion-weighted MR neurography of the sacral plexus with unidirectional motion probling gradients[J].Eur Radio,2010,20(5):1221-1226.

Feasibility of one-scan trace diffusion-weighted neuroimaging with background signal suppression in the scan of plexus brachial.

LIU Xiao-lei,HOU Yan-zhen,LIN Fan.Department of Radiology,the Second People's Hospital ofShenzhen,Shenzhen 518035,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo explore the feasibility and value of one-scan trace diffusion-weighted neuroimaging with background signal suppression(DWIBS)in the coronal scan of plexus brachial.Method15 volunteers with no plexus brachial symptoms or signs were scanned coronarily by DWIBS for the same time period,and image signal noise ratio(SNR)exerted by diffusion sensitivity gradient field was compared between one-scan trace(Slice,Read and Phase)and 3-Scan Trace.ResultsSNR of slice was significantly higher than that of 3-scan trace(P＜0.05).SNR of read and phase was significantly lower than that of 3-scan trace(P＜0.05).ConclusionDWIBS in slice direction can be used as a conventional scanning sequence in plexus brachial scan because its SNR is higher than that of 3-scan trace.Moreover,read and phase do not suit clinical scanning because of their poor SNR.

Diffusion-weighted;Plexus brachial;Coronal;SNR(Signal noise ratio

R445

A

1003—6350(2012)12—083—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.12.039

2011-12-24)

劉曉蕾(1978—)，女，山東省濰坊市人，主管技師，學士。