快速梯度自旋回波序列在3D 磁共振膽胰管成像中的應用

劉高元，王周璇，惠慶桃，廖振洪

德陽市人民醫院 （四川德陽 618000）

磁共振膽胰管成像（magnetic resonance cholangiopancreatography，MRCP）是目前臨床上最常用的水成像技術，無需注射對比劑，具有無創、無放射損傷、可重復性高的優勢[1]。MRCP 的主要適應證包括膽道結石、膽道腫瘤、膽道炎癥、胰腺腫瘤、胰腺炎、膽胰管變異或畸形等。目前，臨床上常用的MRCP檢查技術包括3D MRCP、2D連續薄層MRCP、2D厚層塊投射MRCP。其中，3D MRCP 最常使用呼吸觸發或膈肌導航回波門控技術結合快速自旋回波（turbo spin echo，TSE）序列，以上序列均具有極佳的空間分辨率，但對患者的呼吸幅度和節律要求較高，且成像時間過長，容易導致膈肌漂移，進而降低圖像質量[2-3]。為解決以上問題，有研究采用快速梯度自旋回波（gradient and spin echo，GRASE）序列結合屏氣技術采集圖像[4]。GRASE 序列是一種由TSE 和平面回波像（echo planar imaging，EPI）結合而成的快速成像序列，采集時間較短。本研究主要探討GRASE序列在3D MRCP 中的應用價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年6 月至2020 年6 月于我院行3D MRCP 檢查的患者60 例。其中，男28 例，女32 例；年齡16～87 歲，平均（51±12）歲。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，患者均已被告知磁共振檢查的風險及注意事項，且均簽署知情同意書。

納入標準：臨床疑似患有膽道系統疾病并同意進行MRCP 檢查的患者。排除標準：存在腹腔積液；無法配合屏氣。

1.2 方法

采用Philips Ingenia 3.0T 超導型MR 成像系統、32 通道相控陣直接全數字射頻接收體部線圈行3D MRCP 檢查。檢查前，所有患者禁食4～6 h，并進行呼吸訓練；檢查時，患者取仰臥位，頭先進，雙手上舉抱頭，并再次做呼吸訓練，將呼吸門控放置在患者呼吸幅度最大的位置并妥善固定，以劍突下緣為中心擺位[5]。

擺位完成后，先行肝膽胰管常規掃描，掃描序列包括冠狀位平衡式超快速場回波（balanced turbo field echo，BTFE）序列、軸位T1WI 序列、軸位快速自旋回波T2WI 加脂肪抑制技術（T2TSE SPAIR）及風車技術序列和軸位擴散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）序列。

在T2TSE SPAIR 序列上確認膽總管及肝內膽管的走向后，先采用TSE 序列行3D MRCP 掃描，隨后使用GRASE 序列行屏氣3D MRCP 掃描。具體掃描參數如下：（1）TSE 序列的重復時間（repetition time，TR）為1 104 ms，回波時間（echo time，TE）為662 ms，翻轉角（flip angle，FA）為90°，矩陣為260×230，視野（field of viewing，FOV）為260×260，層厚為1.6 mm，層數為120 層，空間分辨率為1.0 mm×1.0 mm×1.6 mm，相位編碼方向上并行采集加速因子（sensitivity encoding，SENSE）為2，層面方向上SENSE 為1，回波鏈長度（echo train length，ETL）為160；（2）GRASE 序列的TR 為322 ms，TE 為105 ms，FA 為90°，矩陣為176×138，FOV 為250×250，層厚為2.4 mm，層數為70層，空間分辨率為1.42 mm×1.77 mm×2.40 mm，相位編碼方向上SENSE 為4，層面方向上SENSE為1，ETL 為10，EPI 因子為7。兩種序列掃描完成后，均自動生成最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）圖像[6]。

1.3 圖像分析與評價

1.3.1 主觀評價

將源圖像及重建MIP 圖像傳輸至Philips 專用后處理工作站并行匿名處理，隨機分布。由1 名具有高年資腹部磁共振診斷經驗的影像醫師及1 名高年資影像技術主管技師分別獨立對圖像進行雙盲主觀評價（未向評分者提供各序列掃描參數），取2 名評價者評分的平均值作為最終評分。

主觀評價內容如下[7-9]。（1）結構（包括膽總管、膽囊管、主胰管、左右肝管、肝總管）顯示評分：無顯示為1 分；圖像模糊，結構顯示不清為2 分；結構顯示清楚，對比度欠佳為3 分；結構顯示清晰可見，對比度較好為4 分。（2）圖像偽影評分：偽影嚴重，無法診斷為1 分；偽影較多，但不影響診斷為2 分；偽影較少為3 分；無偽影為4 分。（3）背景抑制評分：背景信號強，嚴重影響診斷為1 分；背景信號較多，影響圖像質量但不影響診斷為2 分；背景信號較少，基本不影響診斷為3 分；背景信號抑制優，圖像質量優為4 分。（4）圖像質量總體評分：圖像無法用于診斷為1 分；圖像質量差，可勉強用于診斷為2 分；圖像質量中等，基本可用于診斷為3 分；圖像質量良，可用于診斷為4 分；圖像質量優為5 分。

1.3.2 客觀評價

客觀評價內容如下。（1）統計TSE 序列和GRASE 序列的采集時間。（2）由進行主觀評價的2 名評分者共同測量膽總管信號強度均值SI膽總管和同一層面膽總管周圍組織信號強度均值SI組織（如有不同意見可協商至意見統一），測量時選擇原始圖像上顯示最佳的正中層面，設置膽總管感興趣區域（region of interest，ROI）≥7 mm2，膽總管周圍組織的ROI ≥40 mm2；測量結束后，計算圖像的對比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）和信噪比（signal to noise ratio，SNR）[2]。其中CNR=|SI膽總管-SI組織|/SD，SNR=SI膽總管/SD，SD 為重建圖像背景噪聲的標準差，因SD 無法計算，所以用膽總管信號強度的標準差表示。

1.4 統計學處理

采用SPSS 22.0 統計軟件進行數據分析。計量資料以±s表示，采用配對t檢驗。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 主觀評價結果

GRASE 序列對膽總管、膽囊管、主胰管、左右肝管的顯示評分及圖像偽影評分、圖像質量總體評分均高于TSE 序列，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩種序列的主觀評價結果比較（分，±s，60 例）

表1 兩種序列的主觀評價結果比較（分，±s，60 例）

注：GRASE 為快速梯度自旋回波，TSE 為快速自旋回波

掃描序列 結構顯示評分 圖像偽影評分背景抑制評分圖像質量總體評分膽總管 膽囊管 主胰管 左右肝管 肝總管GRASE 序列 3.37±1.04 3.23±1.31 2.58±0.89 2.75±1.39 3.10±1.45 3.03±0.64 3.8±0.75 3.62±0.71 TSE 序列 3.01±0.95 2.97±1.23 2.17±1.46 1.95±1.47 3.05±1.25 2.00±1.32 4.0±0.78 3.37±1.18 t 2.310 1.980 3.400 3.060 0.670 4.220 2.030 1.590 P 0.023 0.020 0.001 0.003 0.350 ＜0.001 0.156 0.010

2.2 客觀評價結果

GRASE 序列的采集時間為16 s，較TSE 序列的（399.06±84.53）s 縮短約96%。GRASE 序列的CNR 高于TSE 序列，差異有統計學意義（P＜0.05）；GRASE 序列的SNR 略高于TSE 序列，但差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩種序列的客觀評價結果比較（±s，60 例）

表2 兩種序列的客觀評價結果比較（±s，60 例）

注：GRASE 為快速梯度自旋回波，TSE 為快速自旋回波，CNR 為對比噪聲比，SNR 為信號強度比

掃描序列 CNR SNR GRASE 序列 16.35±1.54 18.04±1.45 TSE 序列 13.82±1.98 17.90±1.90

2.3 典型重建MIP 圖像

圖1 為同一患者的重建MIP 圖像。其中，圖1A采用TSE 序列掃描，掃描總時間為348 s，患者呼吸較均勻，背景抑制較好，但采集圖像存在運動模糊，膽總管、膽囊管、主胰管、左右肝管顯示欠清晰；圖1B 采用GRASE 序列掃描，掃描總時間為16 s，患者屏氣較好，無運動模糊，膽總管、膽囊管、主胰管、左右肝管、肝總管的顯示較圖1A更清晰，但其背景抑制效果較圖1A 差。圖1A、圖1B均可滿足診斷要求。

圖1 同一患者的兩種序列的重建MIP 圖像

3 討論

TSE 序列為以往臨床3D MRCP 檢查常用序列，采用呼吸觸發技術，在呼吸波最低點觸發采集，每次呼吸末采集1 次。由于受患者呼吸因素的影響，TSE 序列的掃描圖像易出現呼吸運動偽影，影響圖像質量，并且采集時間也不穩定[10-14]。相比之下，GRASE 序列結合了TSE 和EPI 技術，采用了180°回波脈沖相位回聚和回波梯度重聚焦2 個成像因子，即每個TR 間期采集回波數等于2 個因子的乘積，能夠1 次完成多行K 空間的填充，從而實現快速成像。同時，GRASE 序列利用90°脈沖進行激勵，并通過180°脈沖進行相位回聚。由于180°脈沖產生的回波信號可利用多個回波梯度進行快速采集，因此可以1 次采集多個回波信號，實現快速成像的目的[1]。此外，GRASE 序列采用屏氣法采集圖像，不受呼吸運動的影響，且在掃描前不需要做勻場準備。既往研究證實，GRASE 序列可以消除運動偽影，同時保證圖像質量和CNR[3]。

本研究結果顯示，相較于TSE 序列，GRASE 序列對膽總管、膽囊管、主胰管、左右肝管的顯示評分及圖像偽影評分、圖像質量總體評分和CNR均更高，差異均有統計學意義（P＜0.05）。這進一步證實了GRASE 序列在提高圖像質量、縮短掃描時間和保持CNR 方面的有效性。盡管GRASE 序列具有以上優點，但仍存在如下局限性。首先，GRASE 序列的圖像采集范圍有限，對于肝內膽管病變范圍較大的患者，由于屏氣時間受限，掃描范圍不可設置太大。其次，由于設備硬件的限制，患者擺位時盡可能平躺在基本線圈的中間，否則可能導致圖像無法重建，需要重啟掃描軟件進行后續掃描，可輕微影響掃描進程。最后，屏氣較為困難的患者無法采用GRASE 序列，對此仍推薦TSE 序列。

綜上所述，采用GRASE 序列行3D MRCP 檢查可提高圖像質量，縮短采集時間，并保證CNR。