高分辨率與低分辨率3D-SPACE序列在磁共振胰島管水成像中的應用對比

肖建明，彭濤，王宗勇，王娜

成都大學附屬醫院 放射科，四川成都 610081

高分辨率與低分辨率3D-SPACE序列在磁共振胰島管水成像中的應用對比

肖建明，彭濤，王宗勇，王娜

成都大學附屬醫院 放射科，四川成都 610081

目的對比高分辨率與低分辨率三維快速自轉回波成像技術（3D-Sampling Perfection with Application-Optimized Contrasts by using Different Flip Angle Evolutions，3D-SPACE）序列在磁共振胰膽管水成像（Magnetic Resonance Cholangiopancreatography，MRCP）中的應用效果。方法使用Siemens Avanto 1.5T磁共振掃描儀對44名受檢者行胰膽管水成像，同時采用3D-SPACE的高分辨率與低分辨率序列掃描，兩名高年資醫師對成像效果進行評價和評分，評分的結果采用秩和校驗進行統計學分析。結果高分辨率3D-SPACE原始圖像對微小病變顯示更清晰；低分辨率3D-SPACE成像時間更快；最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）重建圖像質量無統計學差異（膽總管顯示評分差異：P=0.899，左、右肝內膽管、主胰管顯示評分差異：P=0.623）。結論對于配合程度較差的受檢者應用低分辨率3D-SPACE更易獲得較理想圖像。

磁共振胰膽管水成像；可變翻轉角快速自旋回波；最大密度投影；分辨率；3D-SPACE

引言

磁共振胰膽管水成像（Magnetic Resonance Cholangio-pancreatography，MRCP）檢查時采用多序列結合的方法可以取長補短，有效提高肝膽疾病的磁共振診斷效能[1-3]。三維磁共振胰膽管水成像（3D-MRCP）因其容積采集獲得薄層圖像，與二維采集（2D-MRCP）相比信噪比更高、對膽系管腔內小病變的顯示更好、對比度高、可以進行各種后處理、重建圖像效果較好，且因3D-MRCP序列在掃描時常采用導航回波而不需要被檢者進行屏氣配合、能快速采集高空間分辨的三維各向同性數據、即使自身情況不能良好地配合的被檢者都能獲得較好的圖像[4]。3D-MRCP可以多角度、多平面重建直觀立體的胰膽管系統圖像供臨床醫師參考，以SPACE序列為代表的3D-MRCP當前已成為很多醫院MRCP的常規選擇[5-6]。文獻報道多在不同的序列之間對比其差異[4-9]或聯合應用多種序列以提高診斷效能[1-3]，在應用于臨床的MRCP檢查中較少對同一序列的不同參數進行對比。本文旨在對比高分辨率與低分辨率三維快速自轉回波成像技術（3D-Sampling Perfection with Application-Optimized Contrasts by using Different Flip Angle Evolutions，3D-SPACE）序列在MRCP的應用時效果。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

對志愿者行MRCP掃描，所有志愿者對本研究知情同意，本研究通過院倫理委員會批準。其中男性25名，女性19名，年齡21～68歲，平均（49±12）歲。

1.2 掃描方法

掃描前準備：MR常規準備（確認受檢者沒有MR檢查相關禁忌證，進入檢查室之前，除去受檢者身上攜帶的一切金屬物品、磁性物質及電子器件，并告知檢查所需的大概時間、掃描過程中平靜呼吸、盡量避免運動）、禁食禁飲6 h以上、屏氣訓練、均勻呼吸訓練；并告之若有檢查過程中不適可通過話筒和工作人員聯系。使用Siemens Magnetom Avanto 1.5T磁共振掃描儀，所有被檢者均完成腹部常規掃描序列（冠狀位：2D_HASTE_T2WI；橫斷位：2D_fl_T1WI，2D_TSE_T2WI，2D_TSE_FS_T2WI）及2D_HASTE_MRCP薄層，膈機導航回波觸發高分辨率（體素為1 mm×1 mm×1 mm）與低空間分辨率（體素為1.4 mm×1.4 mm×1.4 mm）的3D-SPACE_MRCP序列。3D-SPACE_MRCP 參數，見表1。

1.3 圖像重建

用西門子syngo對圖像原始序列進行最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）重建后裁剪掉周圍組織并旋轉保存。

1.4 SNR測量

在膽總管、左肝內膽管、右肝內膽管、主胰管起始處選取興趣區，測量信號強度SI；在相位編碼方向上組織外選一興趣區，測量背景噪聲標準差SD。SNR=SI/SD。

1.5 圖像質量評價

由兩位高年資放射診斷醫師對所獲得的3D-SPACE_ MRCP圖像（高分辨率與低分辨率MIP重建圖像）膽總管、左肝內膽管、右肝內膽管、主胰管的顯示情況進行分析評分，評分不一致時，共同協商一致。膽總管評分標準：3分，顯示很好完全滿足診斷要求；2分，顯示欠清，但不影響診斷；1分，顯示不清，影響診斷。左、右肝內膽管及主胰管評分標準：3分，顯示很好完全滿足診斷要求；2分，顯示欠清，但不影響診斷；1分。顯示不清，影響診斷。

1.6 統計學分析

采用SPSS 17.0進行統計學分析，重建MIP圖像顯示評分、信噪比測量結果采用秩和檢驗分析，P＜0.05認為具有統計學差異。

2 結果

在所有被檢者中共有3例因嚴重呼吸不均勻和運動偽影而圖像無法重建，圖像舍棄。膽總管、左、右肝內膽管及主胰管MIP評分結果，見表2，MIP評分結果無統計學差異；信噪比測量結果，見表3，信噪比評分結果有統計學差異；重建圖像效果，見圖1。圖像平均信噪比（SNR）對比，見表3。

圖1 高低分辨率3D-SPACE

表2 膽總管與左、右肝內膽管、主胰管顯示評分 (分)

表3 平均信噪比（SNR）

表1 3D-SPACE_MRCP 參數

3 討論

3D-SPACE是基于快速自旋回波（Turbo Spin Echo，TSE）演化而出的技術，可獲得TSE的對比度；采用可變翻轉角的回聚脈沖鏈設計，避免了TSE采用長回波鏈帶來的T2衰減而致圖像的模糊效應；由于回聚脈沖不再是統一的大角度，特殊吸收率（Specific Absorption Ratio，SAR）顯著降低；優化的序列設計使SPACE回波間隔很短，相同的時間內可以獲得更多的回波從而節省掃描時間[10]。SPACE序列的應用十分廣泛：內在高空間分辨率可用于垂體病變的評價[11-12]、精確地顯示復雜關節韌帶的解剖結構[13]、顱神經的影像評價[14]等。Arizono等[15]曾在健康志愿者改變參數以對比SPACE序列在MRCP中的應用效果，并認為3.0T場強下高分辨率的SPACE序列可以在健康志愿者獲得更優質的肝內膽管顯示效果。在我們實際工作中，即使在檢查前與病人做過良好的溝通，也有部分病人因各種原因配合程度不盡如意。由于SPACE序列的多個參數都會直接或間接影響圖像的質量，因此在本研究中，我們保持影響SPACE序列圖像質量的其它主要參數不變，包括：回波時間（Echo Time，TE）、相位編碼數（Phase Encoding Lines，PE）、回波鏈長（Echo Train Lengt，ETL）、序列中的帶寬（Band Width，BW）[16]僅改變體素大小以最大程度地避免多因素綜合效應對圖像質量的影響。

高分辨率3D-SPACE減少了部份容積效應，能更準確地顯示細微解剖結構與小病變的關系[15,17]。但同時由于分辨率的提高，將導致采集時間延長和信噪比降低（對于1.5場強的磁共振設備而言信噪比下降更加明顯），如果要保證圖像既具有高空間分辨率，又具有足夠的信噪比，增加平均次數是合適的選擇。但這樣將進一步進加采集時間，采集時間延長會降低受檢者的體驗、增加對受檢者配合程度的要求。這在健康志愿者不會有太多問題，對于配合能力較差的受檢者，運動偽影的機率增加，由于SPACE序列掃描任何層面時出現的運動都將使多個層面甚至整個序列所有層面的圖像出現偽影。因此，降低對空間分辨率的要求以縮短掃描時間十分有必要。其它參數不變的情況下將體素由1 mm× 1 mm×1 mm增加到1.4 mm×1.4 mm×1.4 mm，相同容積大小所需掃描層數可從96層減少到72層（減少25%），同時由于空間分辨率的降低（包括層面內和Z軸上），信噪比大幅提高，可將平均次數（NEX）由1.7降為最低值1.4，如此一來，序列總激發次數將減少近40%，即采集時間節省近40%（序列顯示的掃描時間從346 s縮短為215 s，節省時間38%，但每個受檢者的具體減少時間與其呼吸均勻程度和頻率有關：在一定范圍內，呼吸頻率越快均勻、呼氣末膈肌運動幅度越均勻，實際掃描時間越短），因為降低空間分辨率后信噪比提升較大，在同時減少信號平均次數后圖像信噪比并沒有降低。MIP重建圖像與高分辨率MIP重建圖像對膽總管及肝內膽管、主胰管的顯示無統計學差異。但由于部份容積效應原始薄層圖像對小病變的顯示不如高分辨率序列直觀。

膈肌導航回波通過采集回波信號動態監測膈肌運動軌跡，在呼氣末膈肌處于最高點時觸發成像脈沖序列采集信號，達到減少甚至消除呼吸運動偽影的目的。要求受檢者的呼吸頻率和幅度要盡量保持相對穩定才能達到圖像質量好且掃描時間短。在我們的實踐中，囑受檢者輕微快速呼吸比完全自由式呼吸更能達到此效果，亦不會增加不適感。

綜上所述，3D-SPACE序列在用于MRCP時成像質量的關鍵在于受檢者的配合。對于呼吸頻率和幅度穩定的受檢者宜采用高分辨率以更好地觀察細微病變；而對于配合程度較差者，一方面通過訓練盡量使其呼吸均勻，另一方面降低分辨率以減少掃描時間，從而降低對受檢者的配合要求，獲得理想的圖像。

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本文編輯 聶孝楠C

Comparison of High-Resolution and Low-Resolution 3D-SPACE Sequences in Magnetic Resonance Cholangiopancreatography

XIAO Jian-ming, PENG Tao, WANG Zong-yong, WANG Na
Department of Radiology, Affiliated Hospital & Clinical Medical College of Chengdu University, Chengdu Sichuan 610081, China

ObjectiveTo compare the application effects of 3 dimensional sampling perfertion with application optimized contrasts using different flip angle evolutions (3D-SPACE) sequence under the status of high-resolution and low-resolution in Magnetic Resonance Cholangiopancreatography (MRCP) examination.MethodsForty-four examinees were conducted MRCP scanning with Siemens Avanto 1.5T magnetic resonance imaging (MRI) scanner. In such examination, examinees were scanned by adopting 3D-SPACE sequence with high-resolution and low-resolution mode respectively. Then the imaging effects in the two resolution models were evaluated and scored by two senior radiologists separately. Later, the scoring results were analyzed statistically with the Wilcoxon rank sum test.ResultsMinimal changes were displayed more clearly in original image with high-resolution 3D-SPACE sequence, whilst imaging time of low-resolution 3D-SPACE sequence was less. There was no significant difference in image quality with Maximum Intensity Projection (MIP) reconstruction technology between the two resolution models (score difference in delineating common bile duct: P=0.899, score difference in delineating right and left hepatic duct as well as main pancreatic duct: P=0.623).ConclusionFor examinees with poor cooperation, low-resolution 3D-SPACE sequence was easier to get qualified images.

magnetic resonance cholangiopancreatography; sampling perfertion with application optimized contrasts using different flip angle evolutions; maximum intensity projection; resolution ratio; 3D-SPACE

R445.2；R575.7

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.03.020

1674-1633(2017)03-0077-03

2016-07-10

2016-09-05

彭濤，副主任醫師，研究方向為腹部磁共振診斷。

通訊作者郵箱：18385951@qq.com