MRI增強T1高分辨力各同性容積激發序列與TSE T1W序列檢出椎體轉移瘤的對比分析

白志強，史 潔，沈 君*

(1.中山大學附屬第二醫院放射科，2.超聲科，廣東 廣州 510120)

MRI增強T1高分辨力各同性容積激發序列與TSE T1W序列檢出椎體轉移瘤的對比分析

白志強1，史 潔2，沈 君1*

(1.中山大學附屬第二醫院放射科，2.超聲科，廣東 廣州 510120)

目的比較增強MRI快速T1高分辨力各向同性容積激發(THRIVE)序列和TSE序列T1W檢出椎體轉移瘤的價值。方法對31例經穿刺活檢病理證實的椎體轉移瘤患者行MR增強檢查，增強后先后行常規矢狀位TSE T1W序列和矢狀位THRIVE序列掃描。比較2個序列顯示轉移瘤病灶的數目、SNR、CNR和病灶邊緣清晰度、運動偽影評分。結果TSE T1W序列和THRIVE序列掃描時間分別為2 min 55 s和33 s。增強后THRIVE序列顯示病灶的數量與TSE T1W序列差異無統計學意義(Z=-0.816，P=0.414)。增強后THRIVE序列的SNR(432.54±271.60)、CNR(233.27±197.65)均低于TSE T1W序列的SNR(674.32±375.79)、CNR(312.38±207.49)，差異均有統計學意義(t=-4.366、-2.660，P<0.001、0.012)。TSE T1W序列顯示病灶邊緣較THRIVE序列清晰(Z=-4.082，P<0.001)，但運動偽影較THRIVE序列明顯(Z=2.291，P=0.022)。結論增強掃描THRIVE序列掃描時間短，運動偽影少，椎體轉移瘤的檢出數目與TSE T1WI序列相當，在椎體轉移瘤的檢查中取代TSE T1W序列具有可行性。

椎體；腫瘤轉移；磁共振成像；序列

椎體是惡性腫瘤轉移的常見部位，MRI是目前檢測椎體轉移瘤的常用手段。TSE序列可提供較好的CNR和解剖細節[1]，是目前檢測椎體轉移瘤的常用序列。但TSE序列掃描時間相對較長(約3 min)，椎體轉移瘤患者因腰背部劇烈疼痛而難以耐受較長時間的MR檢查。此外，呼吸運動及主動脈搏動所產生的運動偽影會影響圖像質量。因此，尋求快速且對運動偽影不敏感的序列有助于提高椎體轉移瘤患者的檢查成功率和改善圖像質量。T1高分辨力各向同性容積激發(T1 high resolution isotropic volume excitation, THRIVE)序列在一次屏氣的時間內即可完成較大范圍的掃描，對運動偽影不敏感，其在腹部的應用廣泛[2]，在其他部位的應用也有較多報道[3-6]。但目前國內外鮮見將其應用于椎體轉移瘤的報道。本研究通過對比增強TSE序列及THRIVE序列檢出病灶的能力、圖像質量等，探討THRIVE序列用于椎體轉移瘤的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2015年3月—2016年11月我院確診為椎體轉移瘤的患者31例，均經椎體穿刺活檢病理證實，男18例，女13例，年齡26～84歲，中位年齡47歲。原發病灶為肺癌13例，乳腺癌6例，鼻咽癌5例，肝癌3例，前列腺癌和結腸癌各2例。腰椎轉移13例，胸椎轉移8例，椎體廣泛轉移10例。本研究經醫院倫理委員會的批準和患者知情同意。

1.2儀器與方法 采用Philips Achieva 1.5T TX超導型MR掃描儀，15通道脊柱專用線圈。對所有患者均行TSE序列平掃，包括矢狀位T2WI(TR 2 292 ms，TE 120 ms，FOV 270 mm×324 mm，矩陣320×283，層數9層，層厚4 mm，無層間隔，重復激勵次數3次，掃描時間1 min 57 s)，矢狀位脂肪抑制T2WI(TR 3 000 ms，TE 60 ms，FOV 180 mm×319 mm，矩陣164×204，層數9層，層厚4 mm，無層間隔，重復激勵次數2次，掃描時間2 min 30 s)，矢狀位T1WI(TR 400 ms，TE 11 ms，FOV 270 mm×324 mm，矩陣320×286，層數9層，層厚4 mm，無層間隔，重復激勵次數3次，掃描時間2 min 55 s)。增強掃描時經肘靜脈注射釓對比劑(馬根維顯)，劑量為0.2 mmol/kg體質量，流速1 ml/s，注射后依次行矢狀位脂肪抑制TSE T1WI(TR 400 ms，TE 11 ms，FOV 270 mm×324 mm，矩陣320×286，層數9層，層厚4 mm，無層間隔，相位編碼方向為頭足方向，翻轉角90°，重復激勵次數3次，掃描時間2 min 55 s)和THRIVE序列掃描(TR 4.1 ms，TE 1.98 ms，FOV 75 mm×297 mm，矩陣188×148，層數113層，層厚1 mm，無層間隔，相位編碼方向為前后方向，翻轉角10°，重復激勵次數1次，掃描時間33 s，自由呼吸下采集)。

1.3圖像分析

1.3.1病灶數量 由2名高年資影像診斷醫師首先觀察除THRIVE外的所有序列圖像，記錄增強掃描TSE序列所顯示的椎體及附件轉移灶的數目。2周后，上述2名醫師共同觀察除增強掃描TSE序列外的所有序列，記錄增強掃描THRIVE序列所顯示的椎體及附件轉移灶的數目。意見不同時協商達成一致。轉移灶數目定義為：將每個椎體和其對應附件視為一個單元，計數陽性單元的總和。

1.3.2病灶邊緣清晰度 2名醫師分別觀察增強掃描TSE序列和THRIVE序列圖像，對兩序列顯示最大病灶的邊緣清晰度進行評分，意見不同時經協商達成一致。評分標準為[4]：1分，邊界不可辨別；2分，大部分邊界模糊；3分，一半左右邊界模糊；4分，大部分邊界清晰；5分，邊界十分清晰。

1.3.3運動相關偽影 評價方法同病灶邊緣清晰度，評價內容為兩序列的運動偽影。評分標準[4]：1分，偽影嚴重，無法診斷；2分，偽影有2處或以上，較難作出準確診斷；3分，偽影有2處或以上，可做出明確診斷；4分，有且僅有1處偽影，可做出明確診斷；5分：無偽影。

1.3.4SNR和CNR 由1名高年資技師于工作站(extended workspace 2.6.3.1)取兩序列最大病灶層面設置ROI，ROI盡量避開壞死區且面積≥0.5 cm2，測量病灶信號強度(signal intensity， SI)；將測量噪聲(SD)的ROI置于無偽影的背景區域，測量椎體信號(SI椎體)的ROI置于病變相鄰正常信號的椎體。計算公式：SNR=SI病灶/SD噪聲；CNR=(SI病灶-SI椎體)/SD噪聲。

圖1 患者女，55歲，乳腺癌椎體多發轉移并T12病理性骨折 A.脂肪抑制TSE T2WI見多個椎體及附件呈高低混雜的片狀異常信號； B.TSE T1WI示病變呈片狀低信號； C、D.增強后TSE T1W(C)及THRIVE序列(D)見病灶呈不同程度強化，后者運動偽影較少

1.4統計學分析 采用SPSS 13.0統計分析軟件。CNR和SNR等計量資料以±s表示，2組間比較采用配對t檢驗。2組間病灶數量、病灶邊緣清晰度和運動相關偽影評分的比較采用Wilcoxon符號秩和檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

31例患者中，增強掃描的THRIVE序列和TSE T1W序列平均檢出病灶數目的中位數均為2，差異無統計學意義(Z=-0.816，P=0.414)。增強掃描的THRIVE序列和TSE T1WI序列的SNR分別為432.54±271.60和674.32±375.79，差異有統計學意義(t=-4.366，P<0.001)。兩序列的CNR分別為233.27±197.65和312.38±207.49，差異有統計學意義(t=-2.660，P=0.012)。

增強掃描的THRIVE序列和TSE T1W序列病灶邊界清晰度的評分(表1)中位數分別為4和5，前者評分高于后者1例(1/31，3.23%)，評分低于后者20例(20/31，64.52%)，兩者評分相同10例(10/31，32.26%)，差異有統計學意義(Z=-4.082，P<0.001)。增強掃描THRIVE序列和TSE T1W序列運動相關偽影評分(表2)中位數均為4，前者評分高于后者18例(18/31，58.06%)，低于后者8例(8/31，25.81%)，兩者評分相同5例(5/31，16.13%)，差異有統計學意義(Z=2.291，P=0.022)。見圖1。

表1 增強掃描THRIVE序列和TSE T1W序列病灶邊界清晰度評分情況(例)

表2 增強掃描THRIVE序列和TSE T1W序列偽影評分情況(例)

3 討論

TSE序列和梯度回波序列是MRI最常用的兩種序列。TSE序列的SNR和對比度優良，但其掃描時間相對較長，易產生運動相關的偽影[7-8]，尤其在增強掃描時，運動偽影更明顯。椎體轉移瘤患者多伴腰背部疼痛[9]，難以耐受掃描。此外，呼吸運動及主動脈搏動所造成的運動偽影也較嚴重[10]，即使將相位編碼方向取為頭足方向，仍不能避免。

THRIVE序列將三維梯度回波序列與并行采集技術和部分K空間填充技術等快速采集技術相結合[11-12]，與二維快速梯度回波序列相比，其SNR和分辨率更高，覆蓋范圍更廣，容積效應更小[11]。與TSE序列相比，該序列的最大優勢在于其掃描時間短，可提高患者MR檢查的成功率。同時，由于其TR短、K空間填充速度快，因此對運動偽影不敏感[7-8]。本研究中THRIVE序列掃描時間為33 s，TSE T1W序列為 2 min 55 s，且THRIVE序列的運動偽影評分高于TSE T1W序列，表明運動偽影較少，差異有統計學意義(Z=2.291，P=0.022)，與Vandevenne等[3-4]的研究結果一致，提示THRIVE序列具有掃描時間短、運動偽影小的優勢。本研究結果中THRIVE序列與TSE T1W序列檢出的椎體轉移瘤數目差異無統計學意義(Z=-0.816，P=0.414)，提示THRIVE序列亦能準確檢出椎體轉移瘤。本研究中THRIVE序列病灶邊緣清晰度評分低于TSE T1W序列(Z=-4.082，P<0.001)，分析其原因，一方面是由于掃描儀梯度性能不理想[13]，另一方面，可能因該序列SNR和CNR均低于TSE T1W序列，因為該序列采用了短TR和小翻轉角。THRIVE序列還有一個優勢在于其三維采集，可進行圖像重建，Rofsky等[11]對原始數據進行重組后，發現SNR和CNR均較原始圖像有所提升，可在一定程度彌補其SNR和CNR較低的不足。

目前，將快速THRIVE序列應用于胸腹以外的報道鮮見。Kataoka等[4]對比THRIVE序列與SE序列在頭頸部腫瘤中的應用價值，指出THRIVE具有耗時短、偽影少的優勢，與本研究結果相同。但其認為兩種序列的圖像質量無差異，與本研究所得到的結論不同。其原因可能為兩者所采用的掃描儀梯度性能及序列參數有差異，或掃描部位不同所致。近年來，為提升THRIVE序列的圖像質量，有學者[14]采用K空間輻射狀填充技術，但不可避免地增加了掃描時間，較難應用于部分疼痛劇烈的椎體轉移瘤患者。

綜上所述，與常用的TSE T1W序列相比，增強后采用THRIVE序列可縮短椎體轉移瘤掃描時間，減少運動偽影，同時可準確檢測椎體轉移瘤。在椎體轉移瘤的掃描方案中，增強后THRIVE序列取代TSE T1W序列具有可行性。

[1] 李娜.骨轉移瘤的影像學診斷進展.中國醫學影像技術,2006,22(1)：159-162.

[2] Lee VS,Lavelle MT, Rofsky NM, et al. Hepatic MR imaging with a dynamic contrast-enhanced isotropic volumetric interpolated breath-hold examination: Feasibility, reproducibility, and technical quality. Radiology, 2000,215(2):365-372.

[3] Vandevenne JE, Vanhoenacker F, Mahachie John JM, et al. Fast MR arthrography using VIBE sequences to evaluate the rotator cuff. Skeletal Radiol, 2009,38(7):669-674.

[4] Kataoka M, Ueda H, Koyama T, et al. Contrast-enhanced volumetric interpolated breath-hold examination compared with spin-echo T1-weighted imaging of head and neck tumors.AJR Am J Roentgenol, 2005,184(1):313-319.

[5] Lee YH, Hahn S, Lim D, et al. Articular cartilage grading of the knee: Diagnostic performance of fat-suppressed 3D volume isotropic turbo spin-echo acquisition (VISTA) compared with 3D T1 high-resolution isovolumetric examination (THRIVE). Acta Radiol, 2017,58(2):190-196.

[6] 莊霞梅,金科,王海,等.MRI優化的三維容積內插快速擾相梯度回波序列在胎兒神經系統檢查中的應用.中國醫學影像技術,2016,32(7):1119-1123.

[7] Yang RK, Roth CG, Ward RJ, et al. Optimizing abdominal MR imaging: Approaches to common problems. Radiographics, 2010,30(1):185-199.

[8] Stark DD, Hendrick RE, Hahn PF, et al. Motion artifact reduction with fast spin-echo imaging. Radiology, 1987,164(1):183-191.

[9] Ryu S, Jin R, Jin JY, et al. Pain control by image-guided radiosurgery for solitary spinal metastasis. J Pain Symptom Manage, 2008,35(3):292-298.

[10] Wood ML, Henkelman RM. MR image artifacts from periodic motion. Med Phys, 1985,12(2):143-151.

[11] Rofsky NM, Lee VS, Laub G, et al. Abdominal MR imaging with a volumetric interpolated breath-hold examination. Radiology, 1999,212(3):876-884.

[12] AlObaidy M, Ramalho M, Busireddy KK, et al. High-resolution 3D-GRE imaging of the abdomen using controlled aliasing acceleration technique—a feasibility study. Eur Radiol, 2015,25(12):3596-3605.

[13] Keogan MT, Edelman RR. Technologic advances in abdominal MR imaging. Radiology, 2001,220(2):310-320.

[14] Shin HJ, Kim MJ, Lee MJ, et al. Comparison of image quality between conventional VIBE and radial VIBE in free-breathing paediatric abdominal MRI. Clin Radiol, 2016,71(10):1044-1049.

Comparative analysis of detection of spinal metastases with contrast-enhanced MRI T1 high resolution isotropic volume excitation and TSE T1WI sequence

BAI Zhiqiang1, SHI Jie2, SHEN Jun1*

(1.Department of Radiology, 2.Department of Ultrasound, the Second Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510120, China)

ObjectiveTo compare the usefulness of contrast-enhanced T1 high resolution isotropic volume excitation (THRIVE) sequence and fat-saturated TSE sequence in detection of spinal metastases.MethodsThirty-one consecutive patients with spinal metastases were recruited. All patients

post-contrast TSE T1WI followed by a fat-suppressed THRIVE sequence. The number of lesions, SNR and CNR for both sequences, and the scoring of image quality concerning motion-artifact and tumor conspicuity were compared.ResultsAcquisition time of the post-contrast TSE T1W sequence and the THRIVE sequence was 2 min 55 s and 33 s, respectively. No significant difference was found in the number of lesions detected between the two sequences (Z=-0.816,P=0.414). The SNR (432.54±271.60) and CNR (233.27±197.65) of the THRIVE sequence were significantly lower than the SNR (674.32±375.79) and CNR (312.38±207.49) of the TSE T1W sequence respectively (t=-4.366, -2.660,P<0.001, 0.012). Tumor conspicuity of the post-contrast TSE sequence was better than that of THRIVE sequence (Z=-4.082,P<0.001), while the motion-artifact in TSE sequence was more severe (Z=2.291,P=0.022).ConclusionThe post-contrast THRIVE sequence is capable of decreasing acquisition time and motion-artifact. Besides, its detected efficacy is equal to that of TSE sequence. There is practical possibility to replace the conventional post-contrast TSE T1WI sequence with the THRIVE sequence in the imaging of spinal metastases.

Spine; Neoplasm metastasis; Magnetic resonance imaging; Sequence

白志強(1989—)，男，四川達州人，在讀碩士。研究方向：磁共振技術。E-mail: beihailuohai@163.com

沈君，中山大學附屬第二醫院放射科，510120。E-mail: shenjun@mail.sysu.edu.cn

2016-12-27 [

] 2017-07-05

10.13929/j.1003-3289.201612105

R730.4; R445.2

A

1003-3289(2017)09-1397-04