眼眶磁共振掃描blade技術(shù)和常規(guī)技術(shù)對信噪比的影響

董玉茹，王 宏，鐘 心，穆學濤，馬 毅，劉 騰，劉 勉

眼眶磁共振掃描blade技術(shù)和常規(guī)技術(shù)對信噪比的影響

董玉茹，王 宏，鐘 心，穆學濤，馬 毅，劉 騰，劉 勉

目的通過常規(guī)技術(shù)和Blade技術(shù)檢查眼眶疾病患者圖像信噪比，探討B(tài)lade技術(shù)對偽影發(fā)生、影像質(zhì)量的改善情況。方法選取2012-07至2013-06行眼眶磁共振掃描的患者，并且行常規(guī)眼眶Tse T2WI序列掃描時顯現(xiàn)不同程度的不自主運動偽影，最終納入136例。采用德國西門子公司Trio Tim 3.0T超導磁共振成像系統(tǒng)，以在相同位置對所有患者先后進行常規(guī)磁共振掃描和Blade技術(shù)掃描，并以常規(guī)磁共振掃描圖像的圖像質(zhì)量分級，將136例分為輕度、中度和重度偽影組，獲取不同組兩種掃描圖像的信噪比，從而評價Blade技術(shù)對圖像質(zhì)量的改善情況。結(jié)果輕度偽影組眼球區(qū)(t=4.159，P<0.05)和骨膜外區(qū)(t=-4.306，P<0.05)Blade技術(shù)信噪比明顯高于常規(guī)技術(shù)；中度偽影組各眼眶分區(qū)內(nèi)Blade技術(shù)信噪比與常規(guī)技術(shù)比較無統(tǒng)計學差異；重度偽影組眼球區(qū)(t=-4.917，P<0.05)、視神經(jīng)鞘區(qū)(Z=-4.687，P<0.05)和骨膜外區(qū)(Z=-3.431，P<0.05)Blade技術(shù)信噪比明顯高于常規(guī)技術(shù)。結(jié)論Blade技術(shù)可提高眼眶掃描中圖像的信噪比，且在同一偽影程度組中不同眼眶分區(qū)的信噪比差異有區(qū)別。

眼眶；磁共振掃描；Blade技術(shù)

MRI較易產(chǎn)生偽影，且每一幅MRI圖像上都有不同程度的模糊。對于躁動或兒童等不自主運動的患者，必須借助鎮(zhèn)靜安眠才能完成磁共振檢查，但鎮(zhèn)靜藥和麻醉藥對人體有不良反應，國外曾有使用鎮(zhèn)靜藥導致兒童死亡的病例[1]。因此，怎樣解決不配合患者MRI時出現(xiàn)偽影，或金屬人工義齒等異物所致的磁敏感偽影，一直是磁共振成像亟待突破的研究課題[2,3]。Blade技術(shù)是周期性旋轉(zhuǎn)重疊平行線采集技術(shù)，是一種全新的K空間采集技術(shù)，采用了放射狀填充軌跡，能剔除失真數(shù)據(jù)，可以消除或減少MRI時出現(xiàn)的偽影和磁敏感偽影，提高圖像的信噪比，獲得高質(zhì)量圖像[4]。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2012-07至2013-06在我院進行眼眶磁共振掃描的患者，并且符合以下要求，行常規(guī)眼眶Fse T2WI序列掃描時顯現(xiàn)不同程度的不自主運動偽影，或因躁動不配合的患者(排除嚴重躁動不能配合完成檢查者[5])，Tse T2WI掃描序列圖像顯示偽影，發(fā)現(xiàn)偽影后在繼承常規(guī)序列相同的位置加入Blade Tse T2WI序列技術(shù)掃描，對比圖像質(zhì)量，觀察運動偽影改善效果情況。符合要求的共計136例，其中男74例(54.4%)，女62例(45.6%)，年齡2個月～90歲，中位年齡28.5歲。

1.2 檢查方法 采用 SIEMENS Trio Tim 3.0T超導型磁共振掃描儀，頭相控陣8通道線圈。患者仰臥，頭部固定于8通道頭相控陣線圈，對不宜配合的嬰幼兒及躁動患者予鎮(zhèn)靜藥鎮(zhèn)靜睡眠后方可進行MRI檢查。掃描時囑患者閉目，掃描期間不能轉(zhuǎn)動眼球，頭部保持靜止不動，保持平靜呼吸。定位線定位在左、右眉弓連線。薄層掃描，應用二次定位，在矢狀位定位像上清晰顯示視神經(jīng)長軸，平行于視神經(jīng)長軸確定橫軸位的掃描平面，以該平面為中心行眼眶序列掃描[6]。成像參數(shù)見表1。

表1 眼眶MR掃描Blade Tse T2WI序列與常規(guī)Tse T2WI序列的成像參數(shù)

1.3 眼眶病變分區(qū)標準 病變位置采用巫北海等[7]所述分區(qū)方法，將眼眶劃分為五個區(qū)域，分別是眼球區(qū)、視神經(jīng)鞘區(qū)、肌錐內(nèi)區(qū)、肌錐外區(qū)、骨膜外區(qū)。眼球區(qū)包括眼球及眼球內(nèi)容；視神經(jīng)鞘區(qū)由球內(nèi)段、眶內(nèi)段、管內(nèi)段、顱內(nèi)段四段視神經(jīng)組成；肌錐內(nèi)區(qū)包括上直肌、下直肌、內(nèi)直肌、外直肌圍成的圓錐形區(qū)域；肌錐外區(qū)指眼眶壁與四條直肌之間的區(qū)域；骨膜外區(qū)指眼眶壁以外區(qū)域。

1.4 圖像分級標準 由兩名主治醫(yī)師共同評定，依據(jù)MR常規(guī)技術(shù)掃描圖像的偽影程度和偽影對磁共振診斷的影響進行評價，意見不統(tǒng)一的協(xié)商后解決。圖像分級判斷標準如下：(1)理想，無偽影，所有圖像清晰、結(jié)構(gòu)可辨；(2)輕度偽影，有少許偽影，部分圖像欠清晰但結(jié)構(gòu)可辨；(3)中度偽影，大部分圖像不清晰，結(jié)構(gòu)不可辨；(4)重度偽影，所有圖像模糊不清，結(jié)構(gòu)不可辨。

1.5 信噪比測量方法 信噪比是圖像的信號強度與背景隨機噪聲強度之比，在Siemens工作站上利用functool 軟件行圖像后處理。在每一例常規(guī)T2WI和blade T2WI同一層面的兩幅圖像上，首選眼眶五區(qū)內(nèi)占位病變偽影明顯處，手工選定感興趣區(qū)分別為眼球區(qū)、視神經(jīng)鞘區(qū)、肌錐內(nèi)區(qū)、肌錐外區(qū)、骨膜外區(qū)、正常顳葉及在相位編碼方向上背景處測量信號強度[8]，測量大小同為6 mm2。

2 結(jié) 果

五個眼眶分區(qū)中信噪比的比較結(jié)果見表2。輕度偽影組僅有眼球區(qū)和骨膜外區(qū)兩種技術(shù)的信噪比存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)，且Blade技術(shù)信噪比均明顯高于常規(guī)技術(shù)。中度偽影組兩種技術(shù)的信噪比均不存在統(tǒng)計學差異。重度偽影組中，眼球區(qū)、視神經(jīng)鞘區(qū)和骨膜外區(qū)兩種技術(shù)的信噪比存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)，Blade技術(shù)均明顯高于常規(guī)技術(shù)。經(jīng)Blade技術(shù)校正前后的圖像見圖1。

表2 眼眶磁共振掃描中兩種技術(shù)信噪比對比分析 ±s；M(Q)；%]

圖1 眼眶磁共振常規(guī)技術(shù)及Blade技術(shù)掃描圖像

A.常規(guī)Tse T2WI掃描，圖像有明顯的運動偽影；B. 行Blade Tse T2WI掃描，圖像運動偽影幾乎消失

3 討 論

本研究顯示，眼眶各區(qū)信噪比由高到低依次為眼球區(qū)、肌錐內(nèi)區(qū)、肌錐外區(qū)、視神經(jīng)鞘區(qū)、骨膜外區(qū)，且在三個組結(jié)果顯示均一致。考慮與各區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)有直接關系。其中眼球區(qū)信噪比最高，可能與眼球解剖結(jié)構(gòu)、眼球運動生理特點、保護性眨眼有直接關系。眼球形態(tài)體積固定，且球內(nèi)成分較為單一，因此信噪比最好；而骨膜外區(qū)信噪比最低，是因為骨膜外區(qū)處于骨、軟組織與空氣交界處，質(zhì)子分布極不均勻，磁化率差異較大，偽影明顯。

本研究結(jié)果顯示，應用blade技術(shù)后眼球區(qū)信噪比在輕度偽影組及重度偽影組明顯提高，這與眼球區(qū)blade技術(shù)受眼球運動的影響較小有關。眾所周知，眼球是個運動器官，在MRI掃描過程中，掃描時間較長，噪聲較大，會刺激眼球運動神經(jīng)核團，導致眼球向刺激側(cè)發(fā)生不隨意的反射性轉(zhuǎn)動[9，10]；再加上與生俱來的眨眼反射，使得眼球區(qū)的MRI掃描極易產(chǎn)生偽影。而Blade技術(shù)的旋轉(zhuǎn)重疊特點，在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加權(quán)校正和重建的過程中，能最大限度剔除運動幅度較大且低權(quán)重的失真數(shù)據(jù)，從而減少甚至消除偽影的發(fā)生，提高掃描圖像的質(zhì)量，較好地顯示眼眶各個平面上的解剖關系。但在本研究中，發(fā)現(xiàn)中度偽影組中blade技術(shù)與常規(guī)技術(shù)無統(tǒng)計學差異，考慮與中度偽影組病例數(shù)較少有關。

本研究顯示，應用blade技術(shù)后視神經(jīng)鞘區(qū)的信噪比在重度偽影組明顯提高，而在輕度偽影組及中度偽影組與常規(guī)技術(shù)卻無明顯差異，這是因為視神經(jīng)為長條形，體積小，活動度較大。由于磁共振分辨力較低，在輕度及中度偽影組，消除偽影效果不明顯，僅在重度偽影組，即在視神經(jīng)形態(tài)、走行明顯變化時此種消除偽影的效果才能顯示出來。視神經(jīng)由視網(wǎng)膜于眼球后部中心視神經(jīng)盤處穿出形成，視神經(jīng)周圍有血管通過進入眼球，視神經(jīng)全長42～50 mm，視乳頭是神經(jīng)纖維聚合組成視神經(jīng)的始端，眼球與視神經(jīng)緊密相連，由球內(nèi)段、眶內(nèi)段、管內(nèi)段、顱內(nèi)段組成視神經(jīng)，出眼球后被眼球筋膜后部包繞，眼球運動影響視神經(jīng)的穩(wěn)定，眼球運動會引起視神經(jīng)眶內(nèi)段運動[6]。因此，Blade技術(shù)消除運動偽影的優(yōu)越性使得視神經(jīng)鞘區(qū)Blade技術(shù)信噪比明顯高于常規(guī)技術(shù)。

另外，本研究結(jié)果顯示，骨膜外區(qū)Blade技術(shù)信噪比高于常規(guī)技術(shù)信噪比，這一結(jié)果可能與骨膜外區(qū)結(jié)構(gòu)復雜有關系。骨膜外區(qū)處于骨、軟組織與空氣交界處，各種成分的磁化率不同，對局部磁場不均勻，導致質(zhì)子自旋失相，信號丟失，幾何失真，即人體組織自身的磁敏感差異偽影[11]。而Blade技術(shù)采用的是Tse序列，對磁場不均勻性不太敏感，不易產(chǎn)生磁敏感偽影。

研究顯示，應用blade技術(shù)后肌錐內(nèi)區(qū)、肌錐外區(qū)信噪比在各組無明顯差異，因為這些區(qū)域除了諸眼直肌、血管神經(jīng)成分外，大部分由眶內(nèi)脂肪結(jié)構(gòu)填充，成分相對單一，即使有運動偽影，也為脂肪成分的移動所致，所以信噪比無差異。

綜上所述，Blade 技術(shù)可提高眼眶掃描中圖像的信噪比，且在同一偽影程度組中不同眼眶分區(qū)的信噪比差異有所區(qū)別。

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(2014-01-20收稿 2014-03-10修回)

(責任編輯 武建虎)

Bladeandconventionaltechnologyofsignal-to-noiseratioinorbitalMRIscansofimpactanalysis

DONG Yuru, WANG Hong, ZHONG Xin, MU Xuetao，MA Yi, LIU Teng, and LIU Mian. Department of MRI, General Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces, Beijing 100039, China

ObjectiveTo study Blade technology artifacts occurrence, improvement in image quality and orbital partitions artifacts degree on Blade image correction techniques through comparative analysis between conventional technology and Blade technology in image SNR, image improvement and image classification.MethodsPatients who conducted MRI scans of eyes in Armed Police General Hospital MRI Department from July 2012 to June 2013 were recruited as objects. Routine orbital Tse T2WI sequence scan exhibited different degree of involuntary motion artifact. There were ultimately 136 patients admitted. Using the German Siemens Trio Tim 3.0T superconductive magnetic resonance imaging system, all patients were scaned by conventional MRI and Blade technology in the location. Based on the artifacts degree of conventional MRI, 136 patients were divided into mild, moderate and severe artifacts groups. Obtaining the signal to noise ratio, the image quality grade and technical-image improving efficiency of two scanning images were compared to evaluate the improvement of image quality.ResultsArtifacts mild eye area (t=4.159，P<0.05)and periosteal groups outside the area (t=-4.306，P<0.05)Blade technology SNR was significantly higher than conventional techniques; severe eye area artifact group(t=-4.917，P<0.05), nerve sheath region(Z=-4.687，P<0.05) and the outer region(Z=-3.431，P<0.05) Blade technology periosteum SNR was significantly higher than that of conventional technology.ConclusionsThe Blade technology can significantly improve the SNR of the scanning image in eyes, and there are differences among different orbit partitions in the same degree of artifacts.

orbital; magnetic resonance imaging; blade technology

董玉茹，碩士，副主任技師，E-mail：dongyuru@sohu.com

100039北京，武警總醫(yī)院磁共振科

馬 毅，E-mail：mayiwj@sina.com

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