单方向弥散加权在臂丛神经扫描中的可行性

刘晓蕾，候严振，林帆

(深圳市第二人民医院放射科，广东深圳518035)

单方向弥散加权在臂丛神经扫描中的可行性

刘晓蕾，候严振，林帆

(深圳市第二人民医院放射科，广东深圳518035)

目的探讨单方向弥散加权背景抑制神经成像在臂丛神经冠状位扫描中的可行性及价值。方法对无臂丛神经症状及体征的15例志愿者行弥散加权背景抑制神经成像序列冠状位扫描，扫描时间相同，比较弥散敏感梯度场施加在单方向(Slice/前后、Read/头足、Phase/左右)和三方向(3-Scan Trace)的图像信噪比。结果Slice单方向施加弥散梯度场的图像信噪比三方向均施加弥散梯度场高，其差异有统计学意义(P＜0.05)。Read方向和Phase方向的图像信噪比均比三方向的低，其差异有统计学意义(P＜0.05)。结论相同扫描时间时扩散敏感梯度场只施加在Slice方向比三方向都施加得到的臂丛神经冠状位影像的图像信噪比高,可以作为常规扫描序列。其他两个方向信噪比明显下降，不适合临床扫描。

弥散加权；臂丛神经；冠状位；信噪比

弥散加权背景抑制DWIBS[1-2](Diffusion weighted imaging with background supperssion)技术是臂丛神经扫描的重要技术之一，其冠状位扫描可以清晰直观的显示臂丛神经节后段走行、分布。本研究是在该序列部分参数优化[3]的基础上，通过改变扩散模式(Diffusion mode)和均数(Averages)两个扫描参数，在扫描时间相同的条件下，探讨单方向弥散加权背景抑制序列在臂丛神经冠状位扫描中的可行性及应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料2011年2月至2011年7月，知情同意行磁共振扫描的15例无臂丛神经症状及体征的健康志愿者，男11例，女4例，年龄22～54岁，平均34.67岁。

1.2 检查方法采用德国Simens公司Avanto 1.5T超导磁共振成像仪,颈部M线圈(Neck Matrix MR Coil)和腰部M线圈(Spine Matrix MR Coil)联合。受检者头、肩背部垫高，使C3-T2椎体后缘在一条直线，扫描线平行椎体后缘，扫描范围从椎管后缘至椎体前缘，左右两侧包括肩关节在内。优化扫描参数：TR 6 000 ms，TE 85 ms，层厚3 mm，层间隔0，层数20，FOV300mm×300mm，b=300s/mm，并行采集因子4 m SENSE算法，分辨率158×158，Diffusion mode：3-Scan Trace，Averages=8，反转时间(TI)=180 ms，EPI因子156，频率宽度(Bandwidth)=1 218 HZ/PX，扫描所得图像为标准组图像。改变参数Diffusion mode分别为：片(Slice)、读(Read)、相(Phase)；Averages=24，使扫描时间与标准组相同，均为3 min。所有受检者均行扫描序列顺序如表1的4次扫描。扫描后的图像进行最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)重建，层厚取10 mm。

表1 扫描序列对应参数改变及图像分组情况表

1.3 图像评价计算质量控制参数信噪比(SNR)。计算公式：SNR=SI/SD，SI为臂丛神经感兴趣区信号强度的平均值，SD为相位编码方向视野内臂丛神经外感兴趣区信号强度的标准差。感兴趣区的选择：在图像同一层面同一臂丛神经的同一侧选取面积为0.05 cm2的区域计算臂丛神经信号强度的平均值。相位编码方向(左右)FOV内颈部组织外相当于空气区域(避开伪影)选取2.5 cm2区域计算背景信号强度的标准差。

1.4 统计学方法应用SPSS 12.0统计学软件分析。采用t检验将对照组2、3、4的信噪比均值分别与标准组1的信噪比均值进行比较，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

扩散敏感梯度场施加在Slice方向(2组)比3-Scan Trace(1组)得到的图像信噪比均值高，P＜0.05，其差异有统计学意义，施加在Read方向(3组)和Phase方向(4组)均比3-Scan Trace(1组)的图像信噪比均值低，P＜0.05，其差异有统计学意义。4组图像见图1，其相应的信噪比均值及对照组2、3、4分别与标准组1的比较结果见表2。

表2 序列1、2、3、4的图像信噪比均值()

表2 序列1、2、3、4的图像信噪比均值()

1(3-Scan Trace) 2(Slice) 3(Read) 4(Phase) 47.03±6.15 52.06±5.72 35.53±3.48 34.45±3.671＜0.05＜0.05＜0.05

图1 扩散敏感梯度场施加在4组图像

3 讨论

理想环境中水分子的扩散是各向同性的，但人体一般组织内的水分子扩散受到各种因素的影响，表现为各向异性。DWI就是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息，间接反映组织微观结构的变化。为增加扩散的敏感性，需要施加扩散敏感梯度，在扩散敏感梯度场施加方向上水分子扩散越自由，组织信号衰减越明显。对于任一方向的扩散敏感梯度来说，DWI的对比与此方向有关，通常为了去除方向依赖性，施加3个互相垂直(Slice、Read、Phase)的扩散敏感梯度。即参数Diffusion mode为3-Scan Trace：计算三个方向的扩散图像信号强度的几何平均，得到一幅去除相应水分子扩散方向的图像。对臂丛神经，由于神经细胞膜和髓鞘沿着神经轴突的长轴分布并包绕轴突，水分子在平行于神经纤维长轴方向扩散相对自由，垂直于神经纤维长轴方向扩散受限。结合臂丛神经的解剖[4-5]特点，推测在几乎与臂丛神经纤维走行方向全程垂直的Slice方向施加扩散敏感梯度能得到较好的臂丛神经信号，在Read和Phase方向上扩散敏感梯度只能部分垂直臂丛神经纤维的长轴，臂丛神经的信号强度略下降。通过改变参数Diffusion mode，分别只在Slice、Read、Phase方向施加扩散敏感梯度，计算相同扫描时间获得的图像信噪比，用统计学方法分析扩散敏感梯度施加方向对臂丛神经弥散加权背景抑制图像的影响，其结论得到证实。扩散敏感梯度场施加在Slice方向(2组)比3-Scan Trace(1组)的图像信噪比高，施加在Read方向(3组)和Phase方向(4组)均比3-Scan Trace(1组)的图像信噪比下降，差异有统计学意义。与序列相关的可能原因在文献[6]中有报道。

综上所述，Slice单方向的弥散加权背景抑制神经成像在相同扫描时间时信噪比高于三方向，可以代替三方向做常规扫描序列。特别是针对不配合检查的患者可以采用适当减少扫描时间(减少采集次数)的Slice单方向扫描。

[1]Takahara T,Imai Y,Yamashita T,et al.Diffusion weighted whole body imaging with background body signal suppression(DWIBS): technical improvememt using free breathing,STIR and high resolution 3D display[J].Radiat Med,2004,22(4):275-282.

[2]Takahara T,Hendrikse J,Yamashita T,et al.Diffusion-weighted MR Neurography of the Brachial Plexus:Feasibility Study[J].Radiology,2008,249(11):653-660.

[3]侯严振,宋海岩,林帆,等.弥散加权神经成像在臂丛神经成像中的参数优化[J].中国医学影像技术,2011,27(12):2528-2530.

[4]柏树令.系统解剖学[M].7版.北京:人民卫生出版社,2008:385.

[5]杨正汉,冯逢,王霄英.磁共振成像技术指南[M].北京:人民军医出版社,2007:540.

[6]Takahara T,Hendrikse J,kwee T,et al.Diffusion-weighted MR neurography of the sacral plexus with unidirectional motion probling gradients[J].Eur Radio,2010,20(5):1221-1226.

Feasibility of one-scan trace diffusion-weighted neuroimaging with background signal suppression in the scan of plexus brachial.

LIU Xiao-lei,HOU Yan-zhen,LIN Fan.Department of Radiology,the Second People's Hospital ofShenzhen,Shenzhen 518035,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo explore the feasibility and value of one-scan trace diffusion-weighted neuroimaging with background signal suppression(DWIBS)in the coronal scan of plexus brachial.Method15 volunteers with no plexus brachial symptoms or signs were scanned coronarily by DWIBS for the same time period,and image signal noise ratio(SNR)exerted by diffusion sensitivity gradient field was compared between one-scan trace(Slice,Read and Phase)and 3-Scan Trace.ResultsSNR of slice was significantly higher than that of 3-scan trace(P＜0.05).SNR of read and phase was significantly lower than that of 3-scan trace(P＜0.05).ConclusionDWIBS in slice direction can be used as a conventional scanning sequence in plexus brachial scan because its SNR is higher than that of 3-scan trace.Moreover,read and phase do not suit clinical scanning because of their poor SNR.

Diffusion-weighted;Plexus brachial;Coronal;SNR(Signal noise ratio

R445

A

1003—6350(2012)12—083—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.12.039

2011-12-24)

刘晓蕾(1978—)，女，山东省潍坊市人，主管技师，学士。