探讨IDEAL序列的临床应用

王斐斐，王 松，薛文华，程敬亮

(郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052)

探讨IDEAL序列的临床应用

王斐斐，王 松，薛文华，程敬亮

(郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052)

目的 探讨三点法非对称性水脂分离成像(IDEAL)序列的临床应用。方法 收集60例行IDEAL序列扫描的检查图像，其中脊柱18例、关节25例、软组织17例。所有病例均行常规T2WI、频率选择饱和法压脂T2WI及IDEAL T2WI序列扫描，对常规T2WI和IDEAL T2WI同相位图像、频率选择饱和法压脂T2WI和IDEAL T2WI水像图像的图像质量及压脂效果进行对比分析。结果 IDEAL T2WI序列一次性扫描可获得4组图像，即同相位、反相位、水像和脂像，本组所有病例所获得同相位和水像图像质量清晰、水像脂肪抑制效果均匀可靠。本组所有病例的常规T2WI图像质量清晰；35例频率选择饱和法压脂T2WI图像清晰、脂肪抑制效果均匀可靠，25例出现压脂不均匀，从而影响图像质量及临床诊断。结论 IDEAL序列简捷有效，一次性扫描可获得多组图像，其同相位和水像图像质量清晰、脂肪抑制效果均匀可靠，IDEAL技术在MRI检查中的常规应用具有广阔前景。

磁共振成像；关节；脊柱；软组织；三点法非对称性水脂分离成像

近年来，快速发展的磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)技术越来越多从不同视角为临床提供快速、科学、成熟、可靠的诊断手段，除了神经系统之外，诸多关于脊柱、关节、软组织、血管及体部等MRI的临床应用获得了临床的广泛认可。良好的脂肪抑制效果是对脊柱、关节及软组织病变进行MRI评价的关键所在，脂肪抑制技术有多种，频率选择饱和法是最常用的脂肪抑制技术之一。磁场的不均匀性是影响均匀脂肪抑制效果的重要因素，频率选择饱和法脂肪抑制技术易受此因素影响。三点法非对称性水脂分离成像(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation, IDEAL)的MRI检查技术是一种全新的有效的水脂分离成像技术[1]，此技术最大特点是实现水脂彻底分离，从而良好地克服不均匀性磁场的客观影响，获得均一一致的脂肪抑制效果。本研究收集多例脊柱、关节及软组织病例进行IDEAL T2WI序列扫描，旨在对比探讨IDEAL技术的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集我院同时行常规快速自旋回波(fast spin echo, FSE)T2WI、频率选择饱和法压脂FSE T2WI和IDEAL T2WI序列扫描的患者60例，男31例，女29例；年龄18～56岁，中位年龄37岁；颈椎6例，胸椎5例，腰椎7例，膝关节8例，足及踝关节8例，手及腕关节9例，颈部软组织9例，鼻咽部8例；疾病包括椎间盘突出、椎体退行性改变、椎体压缩骨折、关节腔积液、关节退行性改变和软组织肿瘤等。1.2 MRI检查方法 MRI扫描采用美国GE公司的Signa HDxt 3.0T超导MR扫描仪，所有病例均行矢状位、横轴位和(或)冠状位FSE T2WI、频率选择饱和法压脂FSE T2WI及IDEAL T2WI。所有序列扫描前常规自动匀场。所有患者在扫描前完成所有相应准备，并保持扫描过程中安静制动。

1.3 MRI图像分析 由2名副高级职称以上医生对所获得常规T2WI、频率选择饱和法压脂T2WI和IDEAL T2WI图像进行观察和分析。

2 结果

本组60例患者中，IDEAL T2WI序列一次性扫描获得4组图像，即同相位、反相位、水像和脂像图像(图1)，4组图像提供的4种信息，均具有良好对比度，所有病例的IDEAL T2WI序列所获得同相位和水像图像质量清晰、脂肪抑制效果均匀可靠。常规T2WI图像与同相位图像相似，所有病例的T2WI图像质量清晰，图像质量均达到临床诊断要求。频率选择饱和法压脂T2WI图像中，35例脂肪抑制效果均匀可靠，25例出现压脂不均匀从而影响诊断，其中脊柱2例，关节7例，软组织16例；频率选择饱和法压脂T2WI序列在所有颈部及鼻咽部软组织的扫描图像中均有不同程度脂肪抑制不均(图2)，4例足部和4例手部出现远端或偏中心跖趾关节或掌指关节结构脂肪抑制不均(图3)，2例胸腰椎体受术后金属内固定物影响而出现脂肪抑制不均(图4)。所有脊柱和膝关节图像在不受金属异物影响的情况下，3种序列所获得图像均具有良好的图像质量和诊断效果。

图1 IDEAL T2WI序列一次性扫描获得腰椎矢状位4种对比图像

4组图像分别为：同相位像(A)、水像(B)、脂像(C)和反相位像(D)，水-脂分离彻底，信噪比高，同相位图像化学位移伪影减少

图2 舌体癌患者IDEAL T2WI序列扫描图像

IDEAL T2WI序列扫描获得横轴位同相位像(A)、水像(B)和频率选择饱和法扫描获得压脂T2WI(C)。B显示脂肪抑制均匀，C显示双侧下颌部及舌体区域由于不规则解剖结构形态所致磁场不均匀，脂肪信号未被完全抑制，从而导致舌体右份病变漏诊

图3 跖趾关节积液患者IDEAL T2WI序列扫描

IDEAL T2WI序列扫描获得冠状位同相位像(A)、水像(B)和频率选择饱和法扫描获得压脂T2WI(C)。B显示脂肪抑制均匀，C显示双侧踝关节及跖趾关节区域由于不规则解剖结构形态及磁场中心偏移扫描造成磁场不均匀，脂肪信号未被完全抑制，从而影像图像观察及疾病诊断

图4 胸腰椎体金属内固定术后患者IDEAL T2WI序列扫描图像

IDEAL T2WI序列扫描获得矢状位水像(A)和频率选择饱和法扫描获得压脂T2WI(B)。金属固定物导致主磁场不均匀，A伪影小于B，IDEAL技术优于后者显示椎体、椎管内和脊背部软组织信息

3 讨论

脂肪抑制技术是MRI常规检查项目中十分必要的一种技术，合理有效运用脂肪抑制技术进行图像采集，既能改善图像质量，又能提高病变检出率，为诊断及鉴别诊断提供重要信息。

频率选择饱和法脂肪抑制技术，又称化学位移选择饱和技术[2]，自MRI发展以来，始终是最常用的多部位脂肪抑制技术方法之一，即利用脂肪与水中质子间不同的进动频率所产生化学位移效应而成像，主要抑制脂肪组织的信号，因此对其他组织信号影响较小，能够应用于自旋回波(spin echo, SE)、FSE和梯度回波(gradient recalled echo, GRE)等多种序列扫描，目前此技术可应用于全身各个部位的脂肪抑制扫描，但是，由于该技术对场强依赖性较大，只有在1.0T以上高场MR扫描仪方可获得较好效果，我们所研究图像均由3.0T MR扫描仪进行扫描完成，另外，我们在临床工作中也发现，该技术对磁场均匀度的要求也很高，任何影响磁场均匀性的因素均不同程度影响脂肪抑制效果，比如末端手指、脚趾等小关节部位，比如颅颈交界、耳廓等组织结构几何空间差异较大的部位，检查者先天或后天发育异常或体位制动导致不同结构状况等区域，比如不同程度磁性内固定物等体内或体表影响磁场均匀性的异物，能够影响磁场均匀性的因素很多，因此我们如果能做到既对扫描前患者准备进行严格把关，又能从MR扫描技术上进行改善，无疑为患者的临床诊治提供了更为广阔的前景。

日前，化学位移成像技术应用采集同相位和反相位GRE T1WI图像的临床应用已为大家所熟知。Dixon技术最早于1984年由Dixon[3]介绍应用，即利用同相位和反相位图像，产生单独的“水”和“脂肪”的图像，即水脂分离成像，此法可与GRE、SE和FSE序列配合使用，低场情况亦可实现脂肪抑制。

IDEAL技术为一种改进的三点式Dixon水脂分离成像技术[1]，多年以来，随着MRI技术的成熟改进，IDEAL 技术的成像方法由起先的两点式扫描，发展至现如今的三点式扫描[4-5]。三点式图像采集原理是在90°射频脉冲激励后，施以同样的180°相位回聚射频脉冲，依次在-π、0、π等3个时间点分别采集回波信号，所得图像经过后台数据处理与分析，分别计算得出水、脂肪的确定相位值，即可进一步计算得出仅含水和仅含脂肪另2组图像，一共可获得4组图像。IDEAL技术可以有效克服磁场的不均匀性所致脂肪抑制不均匀的影响，清晰勾勒水脂边界，使得水与脂彻底分离[4-7]，后处理计算采用迭代最小二乘估算法，可以保证任意的水脂比例都可以进行精确的水脂分离，这种成像方式即为IDEAL，同时一次性扫描即可获得水像(脂肪抑制)、脂像、同相位和反相位图像。以往的研究[8-9]显示，IDEAL可以克服金属植入物的影响，获得良好的脂肪抑制效果，清楚显示脊柱病变。

本研究收集病例囊括脊柱、关节和软组织多种部位的IDEAL T2WI序列扫描，研究结果表明，IDEAL技术所获得图像清晰，对比度和信噪比较高，不仅能一次性扫描获得4种不同信号对比的图像，尤其在脊柱、大小关节、解剖结构差异较大等部位图像采集中可获得良好图像质量和脂肪抑制效果，IDEAL技术也能够在金属内固定物的强烈磁场不均匀情况下获得优于频率选择饱和法所采集的脂肪抑制图像。本研究中，颈部及鼻咽部的图像扫描脂肪抑制技术特别重要，能看到采用频率选择饱和法进行脂肪抑制扫描的图像中均出现不同程度的伪影，因而影响了疾病的检出及诊断，总结其原因在于颈部的解剖结构，其上临颌面部，下接胸廓入口，不规则解剖形态及其几何差异，导致空气与周围解剖结构界面之间较大的B0磁场差异，使诸物质的进动频率发生偏移，真正的脂肪信号得不到抑制，同时正常解剖结构或病变的信号却被饱和丢失。我们的对比研究结果得出，采用IDEAL技术进行特殊部位及金属内固定部位的脂肪抑制图像扫描，优于常规的频率选择饱和法脂肪抑制技术，可获得更好的脂肪抑制效果，更有利于检查部位疾病的检出、诊断及进一步鉴别诊断。

本研究中，采用IDEAL T2WI序列一次性扫描可以得到水像(脂肪抑制)、脂像以及同相位、反相位共4种图像。本研究的重点是探讨水像图像的脂肪抑制效果，如上所述，水像具有多种优于常规频率选择饱和法脂肪抑制技术的优势，当然，虽然重点不是同相位图像，但是同常规FSE T2WI图像相比，IDEAL获得的同相位图像明显减少了化学位移伪影，图像质量类似于传统的T2WI，在我们的病例研究中，同相位图像同样没有出现诊断信息丢失的现象，同相位图像完全可以替代传统的T2图像，这样就可以精简优化MRI扫描方案，节省扫描时间。不过，本研究对金属内固定物病例的研究数目较少，图像质量仍有待于进一步提高，如果能更有效提高此类患者的MRI检出图像效果，无疑为临床应用拓展新思路。另外，本研究病例中，没有涉及关于体部的IDEAL序列应用，对于反相位和脂像的图像质量、其对各种病变的诊断优势以及利用水脂分离进行脂肪定量分析方面也未涉及，这都将是我们今后进一步研究的方向。

IDEAL技术具有较多的优势，扫描时间相对于频率选择饱和法略长，是其相对缺点，由于为了进行彻底充分的水脂分离，IDEAL 1个序列扫描需进行3次回波信号采集，因此扫描时间3倍于同样参数的频率选择饱和法序列。本组研究的图像均在3.0T MRI扫描仪上获得，基于各种超高场设备的软硬件技术改善，本组成像序列时间可控制在3 min左右，相信这种扫描方案的优化潜力会使整体成像时间反而缩短。总之，利用IDEAL技术进行MRI多种序列扫描，不仅能够一次性扫描获得多组图像，更能有效克服磁场的不均匀性，提供可靠的脂肪抑制图像，提高病变检出率，在脊柱、关节及软组织类病变的MRI检查中是一种非常实用的影像技术，可普及使用。

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Clinical Application of IDEAL Sequence

Wang Feifei, Wang Song, Xue Wenhua, Cheng Jingliang

(DepartmentofMRI,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)

Objective To discuss the clinical application of iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation (IDEAL) sequence.Methods Sixty cases of examination images which performed by IDEAL sequence scanning were collected.Among them, 18 cases were spines, 25 cases were joints,17 cases were soft tissues.All the cases were performed with conventional T2WI, frequency selection saturated method T2WI and IDEAL T2WI scanning sequence.The efficacy of these methods was compared.Results In all the 60 cases, once IDEAL scanning could get four groups images, all the images were respectively in phase, out of phase, water image and fat image.All the cases obtained clear image quality of the in phase and water image of IDEAL T2WI, and the fat suppression effect was uniformity and reliable.FSE T2WI image qualities were clear in all the cases.Fat suppression effect was reliable in 35 cases of frequency selection saturated method FSE T2WI, and was uneven in 25 cases according to influnce picture quality and diagnosis.Conclusion IDEAL sequence is simple and effective, and once scanning can obtain several groups image.The image quality is clear, and fat suppresion effection is reliable of the in phase and water image.IDEAL technique has broad perspective in MRI conventional application.

magnetic resonance imaging; joint; spine; soft tissue; iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation

王斐斐(1981-)，女，硕士，主治医师，主要从事影像医学诊断工作。E-mail：592894469@qq.com

程敬亮(1964-)，男，博士，教授，主要从事影像医学诊断工作。E-mail：cjr.chjl@vip.163.com

10.3969/j.issn.1673-5412.2016.06.014

R445.2

A

1673-5412(2016)06-0500-05

2015-12-10)