比較IDEAL與FS技術在口底頜面部MRI中的脂肪抑制效果

王斐斐

鄭州大學第一附屬醫院磁共振科，河南 鄭州 450052

比較IDEAL與FS技術在口底頜面部MRI中的脂肪抑制效果

王斐斐

鄭州大學第一附屬醫院磁共振科，河南 鄭州 450052

目的：對比探討3D MR三點法非對稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation，IDEAL)與頻率選擇脂肪預飽和法(frequency-selective fat saturation，FS)技術在口底頜面部MRI檢查中的脂肪抑制效果與臨床應用。方法：收集鄭州大學第一附屬醫院33例行口底頜面部MRI檢查的病例，均行常規MRI序列、FS-T2WI序列和IDEAL-T2WI序列掃描。對比分析FS-T2WI與IDEAL-T2WI水像圖像的總體圖像質量和脂肪抑制效果，分別評分，并比較舌體、腮腺、皮下脂肪和頭夾肌的信噪比效率。結果：IDEAL-T2WI水像圖像清晰、信噪比高、脂肪抑制效果均勻可靠，圖像質量評分為3.924±0.221，脂肪抑制效果評分為3.909±0.232，舌體、腮腺、皮下脂肪、頭夾肌信噪比效率分別為0.888±0.123、1.050±0.126、1.092±0.128、0.843±0.114；FS-T2WI圖像均出現不同程度壓脂不均勻，圖像質量評分為2.424±0.453，脂肪抑制效果評分為2.379±0.434，舌體、腮腺、皮下脂肪、頭夾肌信噪比效率分別為0.351±0.044、0.452±0.068、0.335±0.073、0.515±0.055；各項數據間差異均有統計學意義(P＜0.05)。結論：IDEAL-T2WI具有圖像清晰、脂肪抑制效果均勻可靠、信噪比高的特點，優于FS-T2WI，有助于口底頜面部疾病的檢出。

磁共振成像；口底；頜面部；脂肪抑制；非對稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離

快速發展的MRI技術正越來越多地從不同視角為臨床提供快速、科學、成熟、可靠的診斷手段。壓脂技術在頭頸部疾病影像學診斷中非常重要，對于口底頜面部臨床診斷而言，良好的脂肪抑制效果是進行MRI評價的關鍵所在。高場強MR脂肪抑制技術有多種，頻率選擇脂肪預飽和法(frequency-selective fat saturation，FS)是最常用且非常重要的脂肪抑制技術之一，但易受磁場不均勻性的影響[1]。非對稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation，IDEAL)是一種全新的Dixon水脂分離成像技術[2]，能有效克服磁場不均勻性的影響，徹底使水脂分離，獲得均一一致的脂肪抑制效果。本研究從臨床角度對這兩種脂肪抑制技術進行對比分析，進一步評價IDEAL技術在頭頸部系統中的臨床應用。

1 資料和方法

1.1 病例資料

收集鄭州大學第一附屬醫院行口底頜面部MRI檢查的病例共20例，均行常規MRI序列、FS-T2WI和IDEAL-T2WI序列檢查。其中男性19例、女性14例；年齡14～79歲，平均46歲。舌癌8例，舌癌術后5例，頸區增大淋巴結8例，正常12例。

1.2 影像學檢查

采用GE 3.0T MR掃描儀，頭頸聯合線圈。所有病例均行常規MRI序列、FS-T2WI序列和IDEAL-T2WI序列檢查。FS-T2WI序列主要參數：重復時間（repetition time，TR） 3 500 ms，回波時間（echo time，TE） 68 ms，視野（field of view，FOV）200 mm×200 mm，層厚4 mm，層間距1 mm，激勵次數3次，掃描時間2 min 57 s。IDEAL-T2WI序列主要參數：TR 3 700 ms，TE 85 ms，FOV 200 mm×200 mm，層厚4 mm，層間距1 mm，激勵次數2次，掃描時間4 min 53 s。IDEA-T2WI序列掃描結束可同時獲得同相位、反相位、水像(脂肪抑制)及脂像共4組圖像。所有序列于掃描前常規自動勻場。所有患者在掃描前完成相應準備，并保持掃描過程中安靜制動。

圖像整體質量及脂肪抑制效果評價：由2名有經驗的MRI醫師在序列未知的前提下進行評分，采用4分制法。1分即脂肪抑制效果和整體圖像質量差，圖像無法診斷；2分即脂肪抑制效果和整體圖像質量欠佳，提供部分診斷信息；3分即脂肪抑制效果和整體圖像質量良好，無診斷信息丟失；4分即脂肪抑制效果和整體圖像質量優良。

信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)和SNR效率計算：分別在IDEA-T2WI水像和FS-T2WI圖像的同一層面上，對正常舌體、腮腺、頸背部皮下脂肪、頭夾肌和背景噪聲區設置感興趣區(region of interest，ROI)，背景噪聲位于結構像之外，需避開偽影，每個ROI面積約為10 mm2，獲得信號強度值(SIA)和背景信號的標準差(sn)，分別計算組織與背景信號的標準差之比(SNR=SIA/sn)。SNR效率定義為SNR與掃描時間的平方根之比。

1.3 統計學處理

使用SPSS17.0軟件對所得資料進行統計學分析，圖像整體質量、脂肪抑制效果評分及SNR效率比較采用配對t檢驗，P＜0.05為有統計學意義。

2 結 果

IDEAL-T2WI序列一次掃描同時獲得4組圖像，即同相位、反相位、水像和脂像圖像(圖1)。IDEAL-T2WI水像、FS-T2WI圖像整體質量評分分別為3.924±0.221、2.424±0.453，脂肪抑制效果評分分別為3.909±0.232、2.379±0.434，舌體、腮腺、皮下脂肪、頭夾肌SNR效率分別為0.888±0.123、1.050±0.126、1.092±0.128、0.843±0.114和0.351±0.044、0.452±0.068、0.335±0.073、0.514±0.055；各項差異均具有統計學意義(表1、2)。可見，IDEAL-T2WI水像圖像質量優良，水脂分離徹底，脂肪抑制效果均勻可靠，圖像SNR較高，均優于FS-T2WI(圖2)。在疾病檢出方面，有2例在FS-T2WI圖像上未獲得良好檢出(圖3)。

圖1 正常人群IDEAL T2WI序列一次掃描獲得口腔頜面部橫軸位四組圖像

表1 IDEAL-T2WI與FS-T2WI整體圖像質量和脂肪抑制效果評分

表2 舌體、腮腺、皮下脂肪、頭夾肌的SNR效率

圖2 頸區增大淋巴結病例冠狀位FS-T2WI和IDEAL-T2WI水像圖

圖3 舌體癌病例橫軸位和冠狀位FS-T2WI圖及IDEAL-T2WI水像圖

圖4 舌癌術后復發病例冠狀位FS-T2WI和IDEAL-T2WI水像圖

3 討 論

脂肪抑制技術是MRI檢查中一種十分必要的技術，合理有效地運用脂肪抑制技術進行圖像采集，既能改善圖像質量，又能提高病變檢出與臨床診斷能力，從而為診斷及鑒別診斷提供重要信息。

FS一直是最常用的脂肪抑制技術之一，也稱為化學位移選擇飽和(chemical shift selective saturation，CHESS)技術[3]，即利用脂肪與水中質子間不同的進動頻率所產生化學位移效應而成像。該技術主要抑制脂肪組織的信號，對其他組織信號影響較小，可應用于全身各個部位的脂肪抑制掃描；對場強依賴性較大，只有在1.0T以上高場MR掃描方可獲得較好效果，本組病例均在GE 3.0T MR掃描儀完成；對磁場均勻度的要求很高，任何影響磁場均勻性的因素均不同程度地影響其脂肪抑制效果，尤其在顱頸交界區域。本組收集口底頜面部病例，分別評價FS-T2WI總體圖像質量、脂肪抑制效果及其對病變的檢出與顯示，發現所有病例在顱底、口底、頜面及顱頸交界區域出現不同程度組織變形、脂肪抑制不均勻、病變輪廓顯示不清的表現。分析原因，是由于顱底骨質與鼻竇氣體交界、口底舌體周圍間隙、頜面及顱頸交界結構幾何空間、空氣-組織界面差異較大等導致局部磁場不均勻性，從而影響FS-T2WI圖像，給臨床診斷及鑒別診斷帶來不同程度的困難。

IDEAL技術為一種改進的三點式Dixon水脂分離成像技術[2]，多年來其成像方法不斷改進，由最初的兩點采集發展到如今的三點采集[4,5]。以往三點式Dixon水脂分離成像技術是在90°激發射頻脈沖后，施加相同的180°相位回聚脈沖，分別在-π、0、π時間點采集3次回波信號，采集的圖像信息經過處理，計算水和脂肪的相位值，確定每個像素中水和脂肪的相位，即可獲得只含有水的圖像和只含有脂肪的圖像。這一技術可克服磁場不均勻性帶來的影響，清晰顯示水脂邊界，水脂分離徹底[4-7]。同時，通過后處理軟件計算還可獲得重建的多組圖像，即IDEAL一次掃描可得到同相位、反相位、水像(脂肪抑制)和脂像圖。有研究表明，IDEAL技術可兼容多種序列[2,8-11]，應用于T1WI、T2WI、質子密度加權像，并在多部位得到應用[12-14]。本組收集口底頜面部病例并對比分析IDEAL-T2WI與FS-T2WI圖像，結果顯示IDEAL-T2WI在總體圖像質量、脂肪抑制效果及病變檢出方面均優于FS-T2WI圖像。在FST2WI圖像對舌體病變的顯示能力低于IDEALT2WI，部分病變顯示不清，輪廓不易判斷，部分病變與周圍組織結構對比劑減低；FS-T2WI圖像上亦可見不同程度脂肪信號抑制不均勻及部分診斷信息丟失的現象。IDEAL-T2WI圖像克服了這些不足之處。因此，IDEAL技術具備良好的克服磁場不均勻性及徹底水脂分離的能力，可將其常規用于口底頜面部MRI檢查中，為臨床診斷工作提供較大幫助。

關于IDEAL技術在頭頸部MRI中的應用報道不多，而壓脂序列對頭頸部疾病診斷非常重要。本研究收集口底頜面部病例，從不同角度評價FS-T2WI與IDEAL-T2WI序列的脂肪抑制效能。結果表明，IDEAL技術所獲得圖像清晰，SNR較高，在頭頸交界區極易產生磁場不均勻性的情況下，其脂肪抑制效果優良，更有利于口底頜面部病變的檢出、觀察和診斷。雖然IDEAL-T2WI序列的掃描時間比FS-T2WI序列長，但在3.0T MR中可獲得一定程度的改善，且IDEAL序列一次掃描獲得4組圖像，均在體部及骨肌各系統獲得較滿意的應用效果[12-15]。總之，IDEAL技術在頭頸部口腔頜面部病變的MRI檢查中非常實用，可作為MRI常規檢查序列。

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Comparison of fat suppression effect of 3T MR IDEAL with FS technology in oral and maxillofacial region

WANG Feifei (Department of MRI, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, Henan Province, China)
Correspondence to: WANG Feifei E-mail: 592894469@qq.com

Objective:To compare the fat suppression effect and clinical application of iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation (IDEAL) sequence with frequency-selective fat saturation (FS) technology in oral and maxillofacial MRI examinations.Methods:The data of 20 cases who underwent oral and maxillofacial MRI examinations using routine MRI sequence, FS-T2WI sequence and IDEAL-T2WI sequence scanning were collected. The total image quality and fat suppression effect of FS-T2WI and water image of IDEAL-T2WI were comparatively analyzed and scored in each case, and signal-to-noise ratio (SNR) efficiencies in the tongue, parotid gland, subcutaneous fat and splenius capitis were compared.Results:All cases obtained clear and high SNR water images of IDEAL-T2WI, and the fat suppression effect was uniformity and reliable. The scores of total image quality and fat suppression effect was 3.924±0.221 and 3.909±0.232, respectively. The SNR efficiencies in the tongue, parotid gland, subcutaneous fat and splenius capitis were 0.888±0.123, 1.050±0.126, 1.092±0.128, 0.843±0.114, respectively.There was non-uniform fat suppression effect on FS-T2WI images. The scores of total image quality and fat suppression effect was 2.424±0.453 and 2.379±0.434, respectively. The SNR efficiencies in the tongue, parotid gland, subcutaneous fat and splenius capitis were 0.351±0.044, 0.452±0.068, 0.335±0.073, 0.515±0.055, respectively. There were statistically signif i cant differences between IDEAL-T2WI and FS- T2WI (P＜0.05).Conclusion:IDEAL-T2WI can obtain clear image, uniform and reliable fat suppression effect, high SNR. It is better than FS-T2WI, and helpful for the detection of oral and maxillofacial diseases.

Magnetic resonance imaging; The floor of the mouth; Maxillofacial region; Fat suppression; Iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation

R445.2

A

1008-617X(2017)05-0349-05

王斐斐 E-mail：592894469@qq.com

2017-08-14

2017-09-23）