增强Cube FLAIR与增强T1WI序列在颅脑疾病中的对比研究

2017-02-02张乐乐王晓明

磁共振成像 2017年10期

张乐乐，王晓明

液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)序列现已作为常规序列在颅脑疾病中得到了广泛应用。且由于在增强FLAIR序列上血管高信号影不显示，因此在颅内病变尤其是柔脑膜病变方面有很大的优势[1-3]；此外还可通过增强FLAIR序列改变颅内肿瘤的手术范围，从而延长患者的生存期[4]。Cube FLAIR序列是基于FLAIR序列的3D容积成像。它不仅具备FLAIR序列抑制脑脊液信号强度的特点[5]，而且其脑脊液流动伪影几乎为零[6-8]，可以更好地应用于颅脑疾病的诊断。且国内外已有相关报道[9-10]指出在常规剂量下FLAIR图像也具有弱T1加权效应，钆喷酸葡胺的增强作用也非常明显。本研究试图通过增强Cube FLAIR与增强T1WI序列的对比研究，探讨增强后Cube FLAIR序列在颅内病变中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料

收集我院2015年6月至2016年5月间行MR增强头颅检查的25例颅内病变患者作为研究对象，包括颅内单发肿瘤20例、脑炎2例、脑内多发转移瘤3例。

1.2 研究方法

采用GE 3.0 T磁共振扫描。25例患者均在3.0 T MR上行头颅常规平扫(横轴面T2WI、T1WI、T2 FIAIR、扩散加权成像序列及矢状面T1WI序列)及增强扫描(先行增强T1WI横冠矢状位扫描，后行矢状位Cube FLAIR扫描)。Cube FLAIR扫描条件：FOV 24.0×24.0，Phase FOV 1.0，Slice Thichens 1 mm，TR 6000 ms，扫描矩阵512×512。增强采用钆喷酸葡胺注射液(0.1 mmol/kg)，经肘静脉注射。增强矢状位Cube FLAIR序列扫描完后行横轴及冠状面重组。

1.3 图像评价

增强后图像由2位有经验的放射科医生独立分析，有争议时协商解决。主要包括：①统计3例多发脑转移瘤患者在平扫T2 FLAIR以及增强后两种序列上显示病灶的数目、大小和位置。②观察病变界面的信号及病变区域在3种序列上的影像表现。③测量增强T1WI及增强Cube FLAIR、平扫T2 FLAIR 3种序列上病变的信号强度以及正常灰白质和脑脊液的信号强度。④分别计算在3种序列图像上病变与正常灰白质及脑脊液的对比率(contrast ratio，CR)，选取病变信号强度最显著的地方为感兴趣区(region of interest，ROI)，然后按公式CR=(病变的信号强度-正常脑白质/脑灰质/脑脊液的信号强度)/正常脑白质/脑灰质/脑脊液的信号强度计算。

1.4 统计方法

3种序列上计算得到的CR值符合正态分布，故采用均数±标准差表示，行配对样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义，所有统计学处理用SPSS 18.0软件完成。

2 结果

增强T1WI及增强Cube FLAIR序列上病变与白质、灰质及脑脊液的CR值见表1。由表1可知，增强Cube FLAIR序列上病变与白质及病变与脑脊液的CR值均高于T1WI。两种序列间差异有统计学意义(P＜0.05)。

增强Cube FLAIR序列及平扫T2 FLAIR序列上病变与白质、灰质及脑脊液的CR值见表2。由表2可知，增强Cube FLAIR序列上病变与白质及病变与灰质的CR值均高于平扫T2 FLAIR，两种序列间差异有显著统计学意义(P＜0.01)，病变与脑脊液的CR值虽有差别，但是差别不大(P=0.048)。

表1 增强T1WI及增强Cube FLAIR序列脑内病灶与白质、灰质及脑脊液的CRTab.1 CR between enhanced T1WI and enhanced Cube FLAIR

序列列数(n) CR病变/白质病变/灰质病变/脑脊液增强T1WI 25 0.79±0.50 1.25±0.66 3.00±1.15增强Cube FLAIR 25 1.42±0.73 0.97±0.56 20.10±17.03 t值 -2.78 1.22 -3.85 P值＜0.05 ＞0.05 ＜0.01

表2 增强Cube FLAIR及平扫T2 FLAIR序列脑内病灶与白质、灰质及脑脊液的CRTab.2 CR between enhanced Cube FLAIR and unenhanced T2 FLAIR

20例脑内单发肿瘤在增强Cube FLAIR序列上显示较增强T1WI序列更清晰(图1)。其中1例患者因右侧面肌无力半年来诊，经检查可发现在增强Cube FLAIR序列及增强T1WI序列上均可显示右侧桥小脑角区占位病变，但在增强Cube FLAIR序列上还可清晰显示出右侧面神经及舌咽神经的增粗、信号增高，而在其他序列上均未见确切显示(图2)。

在3例多发脑转移瘤患者中，其中1例脑实质内转移瘤在T2 FLAIR上被周围水肿带遮盖显示不清，在两种增强序列上病变均明显强化，但在增强Cube FLAIR序列上部分转移灶分布较聚集，与其周围水肿带分界欠清晰。另外1例多发脑转移瘤患者在T2 FLAIR序列上显示14个病灶，增强T1WI上显示22个病灶，增强Cube FLAIR上显示25个病灶。增强前后病灶数目相差较大，而在两个增强序列中Cube FLAIR序列多出了3个转移灶，这3个病灶都是因为体积较小，在增强图像上呈小结节状强化，从而在增强T1WI上被忽略(图3)。此外，这两例患者的增强Cube FLAIR序列还可见到脑膜表面多发点状强化灶，以脑实质病变周围最为明显。余下的1例患者在增强Cube FLAIR序列上可见到增强T1WI序列遗漏的1个脑实质内小转移灶，但脑膜表面未发现异常强化灶。

2例脑炎患者中，1例病变在T2 FLAIR序列及增强Cube FLAIR序列上可清晰显示，但在增强T1WI序列上显示不清(图4)。另外1例病变在3种序列上都可显示，但在增强Cube FLAIR序列上病变范围更广，更清晰。

3 讨论

虽然关于增强Cube FLAIR序列的研究已有很多，但大多是研究其在脑多发转移瘤[11]及脑膜炎方面的应用价值。而对于脑内最常见的单发肿瘤、脑实质内炎症等方面的研究很少，所以在试验中选取最常见的脑内单发肿瘤为主要研究对象，探讨其优势。

3.1 增强T2 Cube FLAIR的成像方法及强化原理

液体衰减反转恢复序列常在侧脑室室间孔区、鞍上池、环池、桥前池、中脑导水管甚至正常脑沟等处出现脑脊液高信号伪影，通常与脑脊液在这些部位的流动速度有关。

Cube FIAIR序列可以较好地抑制脑脊液信号伪影，这是由于采用最新的三维容积采集模式，较常规的T2 FLAIR序列采用稍短的反转时间(inversion time，TI)，在TI还未到达扫描层面时即进行反转恢复的准备。Cube FIAIR序列还采用自校准2D SENSE加速采集及可变翮转角等技术，可多角度、更全面地观察疾病的特征。

在常规增强T1WI上可以看到大脑皮层血管的明显强化，而在增强Cube FLAIR序列上皮层血管的强化很少见，所以可以避免遗漏脑膜表面的病变。另外，增强Cube FLAIR技术属于薄层容积扫描，有利于观察颅内的细微结构。

此外，因为T2WI FLAIR具有轻度的T1效应，使病灶在增强后图像上可观察到强化。已有研究表明，在常规剂量及更低浓度的钆喷酸葡胺时T2WI FLAIR上病变的强化程度较T1WI明显，而当对比剂浓度较高，达到一定峰值后，强化减弱[12]。本试验中脑内病变总体来说在增强Cube FLAIR上显示较常规增强T1WI序列更清晰。

3.2 脑转移瘤检测的意义

目前临床上有很多针对恶性肿瘤的治疗方法，包括手术治疗、放化疗、射频或微波消融治疗等，而手术治疗还是当前优先考虑的治疗手段，确定有无手术治疗指征成了临床的必备工作。脑转移瘤的有无及多少对临床选择治疗方式有着至关重要的影响。目前多通过增强T1WI扫描进行诊断，但常规T1WI层厚较厚，且增强后脑皮质血管明显强化，一些邻近脑膜的微小转移灶不易区分而被漏诊，对患者治疗方式的选择及预后评估不利。

Cube FLAIR序列的层面内和层间分辨率均较高，且具有轻度的T1效应，病变在增强扫描后可明显强化，可发现增强T1WI序列遗漏的小病灶。此外，增强Cube FLAIR图像上血管强化很少见，因此脑膜转移灶不被血管影干扰。本试验中有2例多发脑转移瘤患者均显示了其他序列未显示的脑膜多发转移灶，还有2例增强Cube FLAIR发现了脑实质内被遗漏的微小转移灶。

3.3 增强Cube FLAIR序列上脑肿瘤的强化特点

图1 患者，男，32岁，术后病理考虑炎性肌纤维母细胞瘤。A～B为常规增强T1WI序列图像，C～D为增强Cube FLAIR序列图像。右额叶病变在增强Cube FLAIR序列上显示更清晰，且可清晰观察到周围水肿带的范围。E：病理图像，示梭形肿瘤细胞呈束状、片状排列，细胞异型不明显，局灶充血、出血，见少量慢性炎细胞浸润图2 患者，男，30岁，一侧面肌无力半年来诊，检查发现右侧桥小脑角区占位。A：平扫T2 FLAIR序列，B：平扫T1WI序列，C：常规增强T1WI序列，D：增强Cube FLAIR序列扫描后横断面重建图像，可以清楚地观察到右侧面神经及舌咽神经的增粗、信号增高图3 患者，女，53岁，肺癌多发脑转移瘤。A～C：常规增强T1WI序列，D～F：增强Cube FLAIR序列扫描后横断面重建图像，其中箭所指向的位置为增强Cube FLAIR序列额外发现的脑内小转移灶Fig.1 Inぼammatory myofibroblastic tumor in a 32-year-old male. A—B: Conventional contrast-enhanced T1 weighted imaging, C—D: Contrast-enhanced T2WI FLAIR CUBE sequence. On contrast-enhanced T2WI FLAIR CUBE, lesion in right frontal lobe and adjacent edema area is more prominent. E: The tumor is composed of spindle cell without cytologic atypism, mixed with few chronic inぼammatory cells. Fig.2 A 30-year-old male patient diagnosed with cerebellopontine angle tumor presented with a 6-month history of a facial palsy. A: Unenhanced T2 FLAIR sequence, B: Unenhanced T1WI sequence,C: Conventional contrast-enhanced T1 weighted imaging, D: Contrast-enhanced T2WI FLAIR CUBE sequence. We could see clearly about the incrassate right-sided facial nerve and glossopharyngeal nerve, which are invisible on the other sequences. Fig.3 Brain metastases from lung cancer in a 53-yearold female. A—C: Conventional contrast-enhanced T1 weighted imaging, D—F: Contrast-enhanced T2WI FLAIR CUBE sequence. Small brain metastases(arrow) are detected on contrast-enhanced T2WI FLAIR CUBE, but they are not seen on conventional contrast-enhanced T1 weighted imaging.

图4 患者，男，20岁，脑炎。A～B：常规平扫FLAIR序列，可看到脑内病变区域；C～D：增强T1WI序列，仅可看到局灶的病变；E～F：增强Cube FLA1R序列，可以更清楚地看到病变，且范围更大Fig.4 Encephalitis in a 20-year-old male. A—B: Lesions can be seen on T2 FLAIR sequence; C—D: Conventional contrast-enhanced T1 weighted imaging only shows a few lesions; E—F: Contrast-enhanced T2WI FLAIR CUBE sequence shows the lesions more wider and clearer than other sequences.

脑内原发肿瘤多数在增强T1WI序列上呈肿瘤中心部分的明显强化，但在增强Cube FLAIR序列上多呈肿瘤边缘明显强化，强化程度明显高于中心部分，可能与多种原因有关：①当肿瘤内的对比剂处于低于峰值的阶段，随对比剂浓度的升高，FLAIR的强化程度升高。由于Cube FLAIR序列的扫描在增强T1WI序列之后，因此肿瘤内的对比剂随时间延迟逐渐由中心向周围廓清导致中心对比剂浓度减低，因此强化低于周边。②本试验中包括的单发肿瘤体积均较大，可能有两套供血系统，中心部分血供较丰富而对比剂浓度较高，而周边血供相对不足对比剂浓度偏低，而增强Cube FLAIR序列对这种对比剂浓度的变化非常敏感，强化差异较大，对比剂浓度低的地方强化更显著。这种推测也有很多研究提出，但都是针对脑膜瘤而言的[13-14]。③可能与肿瘤的性质有关，如果肿瘤为富血供，则其内部的对比剂浓度较高，在增强Cube FLAIR上强化程度低于增强T1WI序列。如果肿瘤为乏血供，则肿瘤内对比剂浓度较低，在增强Cube FLAIR上强化程度较增强T1WI序列高。本试验所包含的病例数较少，在肿瘤分类的多样性方面有所欠缺，因此对结果会造成一定程度的影响。

对于多发脑转移瘤而言，增强T1WI序列上体积较大的肿瘤多呈边缘强化，而在增强Cube FLAIR序列上呈肿瘤中心部分的明显强化，考虑与转移瘤周边血供较中心丰富导致的浓度差有关，或因增强Cube FLAIR序列的后置扫描顺序及扫描时间较长所致的延迟强化所致。而对于体积较小的转移瘤，在增强T1WI序列及增强Cube FLAIR序列上均呈均匀强化，可能由于肿瘤体积较小，因此实质区域内各部位的对比剂浓度相差不大。

4 小结

Cube FLAIR序列的扫描时间为5～6 min，虽然时间较长，但是它只需扫描矢状位的图像，冠状位与横断位的图像可经重建获得，不需另行扫描。所以，与增强T1WI序列对比，总体时间相差不大。

综上所述，Cube FLAIR序列图像分辨力高，病变与正常组织对比度好，并可更全面地获取病变的信息，对颅脑疾病的诊断有着重要的应用价值。但其扫描时间较长，病变早期的强化特点不易获取，且由于扫描层厚的差异，不利于在图像增强前后同层面对比观察。另外，少部分病变与周围水肿带分界欠清，因此可作为常规序列的有益补充。

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