柔性線圈與硬質(zhì)線圈在肩關(guān)節(jié)MRI圖像質(zhì)量的比較

高宇 黎良山 王棟

肩關(guān)節(jié)是人體中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的關(guān)節(jié)，X線平片檢查 僅能顯示骨性結(jié)構(gòu)。CT雖然能更好的顯示骨性結(jié)構(gòu)，但對(duì)關(guān)節(jié)囊及韌帶等軟組織結(jié)構(gòu)顯示欠佳，因此MRI以良好的軟組織分辨力及多方位成像成為肩關(guān)節(jié)影像檢查的首選方法。在MRI檢查中，射頻線圈的選擇對(duì)于圖像質(zhì)量有重要影響［1］。現(xiàn)階段肩關(guān)節(jié)MRI線圈有柔性線圈和硬線圈兩種，對(duì)于柔性線圈和硬線圈在肩關(guān)節(jié)MRI圖像質(zhì)量的研究較少。本文通過(guò)對(duì)兩種線圈產(chǎn)生的圖像進(jìn)行對(duì)比分析，明確何種線圈在肩關(guān)節(jié)上的成像質(zhì)量更好，更有利于疾病的診斷。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 隨機(jī)選取2016年9月至2017年9月使用軟線圈及硬線圈進(jìn)行肩關(guān)節(jié)MRI檢查患者80例，排除外傷史及既往手術(shù)史。其中柔性線圈40例，男26例，女14例；年齡30～51歲，平均年齡（31.9±4.5歲）。硬線圈40例，男29例，女11例；平均年齡（32.1±4.3歲）。兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。除線圈選擇不同外，所有參數(shù)均一致，見(jiàn)表1。肩關(guān)節(jié)掃描序列為橫軸位T2 fs FSE；斜冠狀位T2 fs FSE；斜矢狀位T2 fs FSE。由 2名具有＞5年工作經(jīng)驗(yàn)的放射科主治醫(yī)師在后處理工作站上共同評(píng)估，出現(xiàn)分歧時(shí)協(xié)商后給出一致意見(jiàn)。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：各肌腹及肌腱、關(guān)節(jié)囊、關(guān)節(jié)盂唇、韌帶及骨性結(jié)構(gòu)等顯示清楚，無(wú)偽影，可明確診斷為3分；良：各肌腹及肌腱、關(guān)節(jié)囊、關(guān)節(jié)盂唇、韌帶及骨性結(jié)構(gòu)等顯示較清楚，有偽影但不影響診斷為2分；差：各肌腹及肌腱、關(guān)節(jié)囊、關(guān)節(jié)盂唇、韌帶及骨性結(jié)構(gòu)等顯示不清楚，偽影較嚴(yán)重，影響診斷為1分。

表1 肩關(guān)節(jié)掃描參數(shù)

1.2 方法 （1）設(shè)備與參數(shù)：使用GE1.5T磁共振掃描儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別使用柔性線圈及肩關(guān)節(jié)硬線圈對(duì)GE專(zhuān)用水模（成分含有0.014m氯化鎳）進(jìn)行T1掃描。在正式掃描前將測(cè)試水模靜置一段時(shí)間，等待水模內(nèi)部均勻溶液充分穩(wěn)定，避免溶液運(yùn)動(dòng)偽影給信噪比的檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)干擾［2］。以水模中心為中點(diǎn)，掃描16層參數(shù)如下：TR540ms、TE13ms、FOV20mm×20mm、層厚5mm，層間距1mm，矩陣256×192。（2）SNR的測(cè)量和計(jì)算方法：采用GE工作站讀取圖片，設(shè)定感興趣區(qū)（ROI）測(cè)量面積≥水模橫斷面面積的75%，從模體外周?chē)慕潜尘皡^(qū)域分別測(cè)量面積不＜100mm2的感興趣區(qū)域（ROISD）信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差SD。計(jì)算其平均值，見(jiàn)圖1。取得的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)值以美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的磁共振成像系統(tǒng)信噪比評(píng)估方法中計(jì)算信噪比（SNR）［3］。（3）均勻度的測(cè)量及其計(jì)算方法：在與信噪比測(cè)量相同的圖像中，設(shè)置5個(gè)大小相同的圓形（半徑為體模的 30%，均勻分布），分別測(cè)量其平均信號(hào)強(qiáng)度［4］。

圖1 肩關(guān)節(jié)MRI圖像

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用 SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件。從水模獲取的信噪比及均勻度分別進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，如符合正態(tài)分布將進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。各個(gè)序列間等級(jí)資料比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 水模測(cè)試 使用柔性線圈及硬質(zhì)線圈測(cè)試的信噪比及均勻度比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表2。

表2 柔性線圈與硬質(zhì)線圈水模測(cè)試的信噪比及均勻度（x±s）

2.2 圖像主觀評(píng)分 硬線圈及柔性線圈在AxT1FSE、Sag fsT2FSE、Axfs T2FES、Cor fs T2FSE評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表3、圖1。

表3 圖像的主觀評(píng)分（x±s）

3 討論

磁共振成像是一種多種參數(shù)的檢查技術(shù)，影響磁共振成像的圖像質(zhì)量因素較多，比如信噪比、激勵(lì)次數(shù)、掃描層厚、激發(fā)時(shí)間、重復(fù)時(shí)間、回波時(shí)間、接收帶寬、空間分辨力、密度分辨力等多種因素。在磁共振成像檢查中只有了解各種參數(shù)與圖像質(zhì)量的相關(guān)性并加以應(yīng)用，才能得到更好的檢查圖像，應(yīng)用于臨床診斷［5-6］。

SNR是圖像的信號(hào)強(qiáng)度和噪聲強(qiáng)度的比值，其比值越大，則組織信號(hào)成分越多，圖像清晰度也越高。SNR是評(píng)價(jià)磁共振圖像的有效性及可靠性的一個(gè)重要的參數(shù)，同時(shí)也是磁共振設(shè)備性能的一個(gè)重要測(cè)量值。如無(wú)好的SNR就不會(huì)有好的圖像質(zhì)量，圖像的其他參數(shù)就很難達(dá)到要求。提升SNR有兩種方法，一種是縮短采集線圈與成像部位的距離［7］，另一種是增加采集線圈的單元數(shù)［8］。在線圈覆蓋范圍固定的前提下，線圈變小時(shí)，接受的電壓信號(hào)也變小，此時(shí)線圈所覆蓋的體積也變小，此時(shí)線圈接收的噪聲也小，因此SNR提升。≥1.5T MRI系統(tǒng)的信噪比應(yīng)不＜180［9］，本資料顯示，硬線圈的信噪比好于柔性線圈。

均勻度是指圖像的均勻程度，描述了磁共振系統(tǒng)對(duì)體模同一區(qū)域的再現(xiàn)能力。圖像的均勻度與磁體本身的均勻度、渦流效應(yīng)、梯度脈沖、射頻線圈質(zhì)量等因素均有關(guān)系。不能均勻包裹水模影響了柔性線圈的均勻度，柔性線圈本身的褶皺因素也增加影響。增加通道單元數(shù)可以增加硬質(zhì)線圈的均勻度，但單元數(shù)增多，每個(gè)單元會(huì)變小，表面SNR很高，但延伸度方面的SNR會(huì)降低的非常快，使得硬質(zhì)線圈均勻度降低。但硬線圈在均勻度方面顯示更為優(yōu)秀。在客觀評(píng)價(jià)方面，陳冠軍［10］對(duì)于水模測(cè)試的SNR及均勻度也給出了相同的評(píng)價(jià)。

主觀評(píng)價(jià)方面，在各個(gè)序列間比較，柔性線圈和硬質(zhì)線圈差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。硬質(zhì)線圈單元數(shù)較柔性線圈多，但不是直接覆蓋于檢查部位表面，同時(shí)線圈單元數(shù)越多，引入的噪聲也就相應(yīng)增多。雖然柔性線圈能夠包繞在肩關(guān)節(jié)處，直接接觸檢查位置，但由于肩關(guān)節(jié)解剖位置的特殊性，當(dāng)患者體型越大，柔性線圈越不能形成完全的閉合線圈，越接近人體中心處，采集信號(hào)能力越弱。

盡管硬質(zhì)線圈比柔性線圈有優(yōu)勢(shì)。但由于柔性線圈有可以改變形狀以適應(yīng)人體結(jié)構(gòu)，可以緊貼被檢查部位等優(yōu)點(diǎn)，因此在肩關(guān)節(jié)骨折患者或肩關(guān)節(jié)脫位患者檢查時(shí)就適用柔性線圈。且由于硬線圈為套入式，肩關(guān)節(jié)與線圈接觸不緊密，在患者呼吸幅度較大時(shí)，產(chǎn)生的呼吸移動(dòng)偽影較為嚴(yán)重。為減輕使用硬質(zhì)線圈檢查時(shí)的呼吸移動(dòng)偽影，可在空隙處塞入海綿并訓(xùn)練患者腹式呼吸以減小胸壁的呼吸移動(dòng)幅度。

在不得不選用柔性線圈做檢查時(shí)，為提高圖像質(zhì)量，提高檢查的準(zhǔn)確性及高效性，可以在選擇柔性線圈進(jìn)行檢查時(shí)，盡量選用梯度回波序列［11］檢查效果更好。還可以減少梯度回波的偏轉(zhuǎn)角度或減小掃描矩陣。雖然掃描矩陣越大圖像的像素越小，圖像越精細(xì)，但帶來(lái)的是掃描時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)于肩關(guān)節(jié)疼痛及難以配合的患者并不適用。因此可以減小掃描矩陣，盡量縮短掃描時(shí)間，提高被檢查者的舒適度，也可提高對(duì)比度。如MRI掃描儀可以選用PROPELLER序列，T2WI圖像質(zhì)量也可大幅提高［12］。

綜上所述，硬線圈在SNR和信號(hào)均勻性方面均優(yōu)于柔性線圈，在臨床使用時(shí)得到的圖像質(zhì)量也優(yōu)于柔性線圈。因此在肩關(guān)節(jié)磁共振中盡量使用硬線圈。當(dāng)不得不使用軟線圈的情況下，可以從患者擺位、序列選擇、偏轉(zhuǎn)角度、掃描矩陣等方面著手選擇較優(yōu)的方案，提高圖像的質(zhì)量，以提高診斷的準(zhǔn)確性。