基于dual-FFE 序列的多參數(shù)調(diào)整在肝檢查患者自由呼吸下肝臟掃描中的應(yīng)用

鄭順勇，李紅嬰（通信作者），詹阿來，吳志羨，張藝娜

福建醫(yī)科大學附屬漳州市醫(yī)院 （福建漳州 363000）

T1WI 同反相位（in phase/out of phase，IP/OP）利用雙回波技術(shù)，單次屏氣即可實現(xiàn)肝臟的全范圍覆蓋。IP/OP 圖像信號分別為水脂信號相加/相減，該序列除可提供T1WI信息外，還可顯示局限或彌漫的肝脂肪變性及過量的鐵沉積。脂肪肝同相位信號高于反相位，鐵沉積則表現(xiàn)相反。測量同反相位的信號差，可定量分析肝的脂肪含量。因肝臟除了單純的上下運動，還存在前后翻動的情況，所以，在行MRI 檢查時，極易出現(xiàn)運動偽影[1-6]。在MRI 中，由各種原因引起的偽影常會干擾醫(yī)師對病變的客觀判斷，導致誤診或漏診，因此，與提高信噪比和分辨力相同，識別和消除偽影也是提高MRI 圖像質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。由肝運動導致的偽影主要是運動偽影，所以，肝臟檢查的關(guān)鍵是控制好運動偽影，常用的方法有呼吸觸發(fā)、膈肌導航、風車技術(shù)、屏氣掃描等。近年來，MRI 技術(shù)發(fā)展迅速，但難以在基層醫(yī)院開展，其只能通過優(yōu)化參數(shù)來獲得高質(zhì)量的圖像。飛利浦磁共振成像儀dual-FFE 原序列只可進行屏氣掃描，若遇到昏迷或無法屏氣的患者便無法使用，故而無法采集到T1WI 同反相位。本研究通過調(diào)整一部分參數(shù)來改良dual-FFE 序列，對100例肝檢查患者行dual-FFE 原序列屏氣掃描、自由呼吸掃描及改良序列自由呼吸掃描，采集3組圖像進行對比分析，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年12月至2019年10月于我院行肝檢查的100例患者作為研究對象，其中男50例，女50例；年齡40～89歲，平均68.8歲；昏迷患者23例，意識清楚患者77例。本研究已獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的審核批準，患者家屬均已簽署知情同意書。

1.2 方法

使用1.5T Philips Noval Dual 超導型磁共振成像儀，體部項圈（ense XL torso coil，16通道）。所有患者均綁上呼吸門控感應(yīng)器，對其中23例昏迷患者行dual-FFE 原序列自由呼吸掃描和改良序列自由呼吸掃描，對另77例意識清楚患者行dual-FFE 原序列屏氣掃描、自由呼吸掃描及改良序列自由呼吸掃描，采集患者橫斷位圖像。dual-FFE 改良序列參數(shù)的設(shè)置：調(diào)整原dual-FFE 序列參數(shù)，原1次信號平均次數(shù)（number of signal averaged，NSA）改為4次，并打開系列運動偽影還原技術(shù)（serial motion artifact reduction technique，SMART）采集方式，將并行采集技術(shù)（parallel acquisition technique，PAT 飛利浦公司稱作ds-SENSE，簡稱SENSE ）因子由原來的2.0改為2.3，將掃描時間由原來的24.7 s 增加到85.4 s；其他參數(shù)不變，如重復時間（repetition time，TR）為92 ms，第一回波時間（first echo time，TE1）為2.3 ms，第二回波時間（second echo time，TE2）為4.6 ms，矩陣（頻率編碼×相位編碼）為276 mm×168 mm，層厚為5.0 mm，層間距為0.5 mm，層數(shù)為36層。

最終，由科室3名高級醫(yī)師對圖像質(zhì)量、信噪比、對比度、肝邊緣銳利度、呼吸運動偽影進行分析評價，當觀察結(jié)果不一致時通過協(xié)商確定。

1.3 臨床評價

分析圖像質(zhì)量，本次主要對運動偽影進行評價，分為嚴重偽影、部分偽影、輕度偽影、無偽影，其中輕度偽影和無偽影為有效圖像。

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

dual-FFE 原序列自由呼吸掃描的圖像有效率低于原序列屏氣掃描，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；dual-FFE 改良序列自由呼吸掃描與原序列屏氣掃描的圖像有效率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表1。圖1～4是同一患者在自由呼吸下采集的，其中圖1與圖2是dual-FFE 原序列自由呼吸掃描下的同反相位，圖運動偽影明顯；圖3與圖4是dual-FFE 改良序列自由呼吸掃描下的同反相位，圖運動偽影較原序列減少，信噪比和空間分辨力均提高。

表1 3組圖像有效率比較

圖1 原序列自由呼吸下的反相位圖

圖2 原序列自由呼吸下的同相位圖

圖3 改良序列自由呼吸下的反相位圖

圖4 改良序列自由呼吸下的同相位圖

3 討論

MRI 是一種多序列、多參數(shù)、多方位的成像技術(shù)，成像參數(shù)眾多且相互關(guān)聯(lián)。在行MRI 檢查時，我們需熟練掌握信噪比、對比度、空間分辨力、模糊、偽影等對圖像質(zhì)量的影響。對于自由呼吸下的肝臟成像，要控制好運動偽影，保證圖像有良好的信躁比、對比度及空間分辨力，以達到診斷要求。dual-FFE 改良序列主要通過調(diào)整NSA、SMART 及SENSE 3個參數(shù)來減少運動偽影，并在一定程度上提高了信噪比和空間分辨力[7-10]。

NSA 指在K 空間里每一相位編碼數(shù)據(jù)被重復采樣的次數(shù)。當NSA 從1次采集改為4次時，不僅提高了信噪比，還減少了偽影。其減少偽影的原理是，增加采集的重復次數(shù)，通過多次平均方法，可以減少隨機的運動偽影。因為每次在進行重復采集時，運動偽影是隨機的或不定的，不是總出現(xiàn)在一個位置的信號，而靜止的固定組織信號是相對固定的，通過這種方法，多次采集后平均，可以消除運動偽影，提高信噪比。此方法可以解決部分運動偽影問題，但由于多次進行NSA 采集，導致相同的相位編碼線獲取間隔時間延長，對于生理運動劇烈的肝臟，不能有效地去除運動偽影，所以，不同的相位編碼采集方式相結(jié)合非常必要。

SMART 又稱長程平均技術(shù)，是在多次重復激勵中，第1次采集完第1條相位編碼線后，接著重復采集同樣的編碼線，而不是將第1個K 空間填充完畢，再開始重復第2次K 空間填充。此方法可以在進行多次NSA 采集時縮短相同相位編碼線的獲取時間，所以與多次NSA 結(jié)合可以減少運動偽影。

SENSE 因子由2.0增加到2.3，可以縮短掃描時間及相位編碼獲取時間，但SENSE 因子的提高會增加信噪比降低和卷折偽影的發(fā)生風險。整體結(jié)合NSA、SMART 兩個參數(shù)適當?shù)靥岣逽ENSE 因子，有利于減少運動偽影。

信噪比是圖像的信號強度與背景隨機噪聲強度的比值。MRI 圖像的信噪比與多種因素有關(guān)，如磁場強度、射頻線圈質(zhì)量、屏蔽效果、線圈調(diào)節(jié)、像素大小、重復時間、回波時間、反轉(zhuǎn)時間及片層厚度、層間隔、視野大小、矩陣、NSA 等成像參數(shù)的選擇[11]。dual-FFE 原序列與改良序列掃描選用了相同的設(shè)備和大部分相同的參數(shù)，改良序列主要調(diào)整了NSA、SMART 及SENSE 3個參數(shù)。當NSA 從1次采集改為4次采集，理論上信噪比提高2倍；SMART 是改變K 空間的采集方式，不影響信噪比；SENSE 因子由2.0增大到2.3會使信噪比降低0.3倍；所以，整體信噪比提高了1.7倍。

對比度指圖像上兩個相鄰區(qū)域信號強度的相對差別，不僅取決于被檢組織的固有特性，還取決于選擇的各種參數(shù)，其中脈沖序列、脈沖參數(shù)是影響圖像對比度的兩個主要因素。組織的固有特性（T1值、T2值、質(zhì)子密度、運動等）的差別越大，對比度越大，對比越好。在同樣的組織固有特性及相同的脈沖序列、脈沖參數(shù)條件下，減少運動偽影可以提高對比度。

dual-FFE 改良序列由于其他參數(shù)不變，所以其對比度、空間分辨力不會出現(xiàn)降低的情況，相反的，與原序列自由呼吸下采集的圖像比較，改良序列自由呼吸下采集的圖像，在很大程度上減少了運動偽影及圖像的變形性，因此有效地提高了空間分辨力[12]。

NSA、SMART 及SENSE 3個參數(shù)調(diào)整并不是越大越好，我們可以根據(jù)設(shè)備的不同，通過多次調(diào)整確認，總的原則是應(yīng)盡量縮短掃描時間。在dual-FFE 改良序列中，有9例失敗，27例出現(xiàn)部分偽影，通過觀察100例患者的呼吸門控監(jiān)測到的呼吸規(guī)律，發(fā)現(xiàn)主要是由于患者的呼吸不規(guī)則導致。

綜上所述，MRI 檢查是多參數(shù)成像檢查，很多因素都會影響圖像質(zhì)量，通過有機組合各種掃描技術(shù)參數(shù)，在保證圖像足夠的信噪比的前提下，減少或避免運動偽影，是獲得最佳對比度的有效方法。在行肝臟MRI 檢查時若遇到昏迷或無法屏氣的患者，可以通過多參數(shù)調(diào)整實現(xiàn)dual-FFE 序列在自由呼吸下的T1WI 同反相位成像。