自制水模在3.0T MRI颈部脂肪抑制序列扫描中的价值

汪 荣，朱大荣，韩志江，丁金旺

（杭州市第一人民医院放射科，浙江 杭州 310006）

◁头颈部影像学▷

自制水模在3.0T MRI颈部脂肪抑制序列扫描中的价值

汪 荣，朱大荣，韩志江，丁金旺

（杭州市第一人民医院放射科，浙江 杭州 310006）

目的：探讨自制水模在3.0T MRI颈部频率选择饱和法脂肪抑制（FS）序列扫描中的应用价值。方法：通过常规及水模序列，用相同参数对30例志愿者颈部进行FS快速自旋回波（TSE）T1WI和FS TSE T2WI扫描，对所得图像进行主观及客观评价，并比较分析。结果：主观评价法中，FS TSE T1WI分级在常规组和水模组分别为0级：1例和30例、1级：4例和0例、2级：8例和 0例、3级：17例和 0例，P均＜0.05；FS TSE T2WI分级分别为 0级：0例和 1例、1级：1例和 29例、2级：8例和 0例、3级：21例和0例，P均＜0.05。客观评价法中，FS TSE T1WI在下颌角、环状软骨、胸锁关节水平胸锁乳突肌信噪比中值在常规组和水模组分别为 25.00（4.53，72.65）和 103.72（99.77，108.04）、9.05（3.45，60.32）和 118.80（106.59，123.94）、19.00（3.35，61.21）和101.74（87.38，110.29），P 均＜0.05；FS TSE T2WI像上分别为 8.30（3.63，13.91）和 15.26（12.68，17.50）、3.84（2.86，11.95）和 15.06（12.76，16.88）、5.06（2.71，13.40）和 14.46（11.47，15.68），P 均＜0.05。 结论：在 3.0T MRI颈部 FS 序列扫描中，应用水模可明显提高成像质量，并且操作简单，易于推广。

颈；磁共振成像

相对于较低场强，3.0T MRI有良好的软组织分辨力及信噪比，为研究颈部病变提供了一种重要的影像学方法[1-3]。频率选择饱和脂肪抑制（FS）是颈部MRI检查重要的技术之一，但由于颈部不规则的几何形态和空气-组织界面磁敏感的差异，导致B0磁场不均匀，各种物质的进动频率偏移，FS的预饱和脉冲与脂肪的真正进动频率不一致，引起脂肪信号没有被抑制，其他物质的信号却被抑制，从而影响了颈部组织及病变的显示[3]。本组资料通过对志愿者常规和水模序列的FS快速自旋回波 （TSE）T1WI和FS TSE T2WI进行研究，旨在评价水模在3.0T MRI颈部FS序列中消除伪影、改善脂肪抑制均匀性和提高成像质量等方面的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2016年1—4月健康志愿者30例，男11例，女 19例，年龄23～52岁，中位年龄26岁；所有志愿者均无头颈肩部异物植入史，确认无MRI检查禁忌证，检查前除去病人身上携带的一切金属物品、磁性物质及电子器件，并签署知情同意书。

1.2 材料与方法

自制水模：FS T1WI水模：选取2个大小180mm×300 mm的塑料袋，壁厚0.3 mm，注水900 mL，分别置于颈肩侧面，左右各一，再选取300 mm×300 mm同样塑料袋1个，注水1 500 mL，置于上前胸壁及颈前部。FS T2WI水模：除塑料袋内的水混入2%的Gd-DTPA溶液外，余方法同FS T1WI水模（已申请国家专利，专利号：ZL 2016 2 0201684.6）。

扫描参数：采用Siemens MAGNETOM Verio 3.0T磁共振仪，头颈联合线圈。常规FSE T2WI脂肪抑制序列：重复时间/回波时间（TR/TE）3 960 ms/96 ms；扫描视野（FOV）240 mm×240 mm；矩阵 320×320；层厚/层间距5 mm/1 mm。2次激励，频率选择脂肪抑制。FSE T1WI脂肪抑制序列：TR/TE 500 ms/19 ms；FOV 240 mm×240 mm；矩阵 320×320；层厚/层间距5 mm/1 mm。2次激励，频率选择脂肪抑制。

扫描方法：首先将自制水模填充于颈肩部与线圈的空隙之间，使水模与人体尽量贴合，不留空隙。对每位志愿者分别用水模行FS FSE T2WI、FS FSE T1WI横断位扫描 （T1用纯水水模，T2用含2%Gd-DTPA的水模），扫描范围从颅底至胸锁关节末。然后去除水模用相同参数序列重新扫描作为对照。

1.3 评价方法

主观法：由2名副主任医师独立评估，意见不一致时通过讨论共同决定。将图像脂肪抑制质量分为4级，0级：扫描范围内图像脂肪抑制效果完全，颈部各组织结构层次分明；1级：仅皮下少许脂肪抑制不全，其余压脂效果好，颈部各组织结构层次分明；2级：颈肩交界处、颌下区脂肪抑制效果差，其余压脂效果较好，颈部各组织结构层次显示清；3级：颈肩交界处、颌下区脂肪抑制效果好，余颈部脂肪抑制效果差；或颈部扫描范围内图像脂肪抑制效果均差，各组织结构层次显示不清。

客观法：在每个序列分别选择下颌角、环状软骨、胸锁关节平面处的图像，运用感兴趣区（ROI）技术，每个测量范围大小相同，由同一操作者测量胸锁乳突肌信号平均强度（S）及背景噪声信号强度的标准差（SD），根据公式信噪比（SNR）＝S/SD 计算相应层面的SNR。

1.4 统计学分析

采用SPSS 20.0软件包进行统计分析。计数资料（主观法）采用Fisher精确检验。计量资料（客观法）因呈现偏态分布，故采用中位数（P25，P75）表示方法，两两比较采用非参数检验（Wilcoxon检验）。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

主观评价法中，FS TSE T1WI图像质量分级在常规组和水模组分别为0级：1例和30例、1级：4例和 0例、2级：8例和 0例、3级：17例和 0例，P均＜0.05；FS TSE T2WI分级分别为 0级：0例和 1例、1级：1例和 29例、2级：8例和 0例、3级：21例和0例，P均＜0.05。两位医生之间的质量评估无统计学差异（P＞0.05）。

客观评价法中，与常规扫描比较，使用水模后下颌角、环状软骨和胸锁关节平面胸锁乳突肌SNR显著提高，见表1，2。典型示意图详见图1～4。

图1 环状软骨水平FS TSE T1WI常规扫描，皮下及组织间抑脂不彻底，评3级，SNR低。 图2 与图1同层水模应用后扫描，SNR及抑脂效果明显提高，评0级。 图3 环状软骨水平FS TSE T2WI常规扫描，皮下及组织间抑脂不彻底，评3级，SNR低。 图4 与图3同层水模应用后扫描，SNR及抑脂效果明显提高，但左侧颈、肩交界处仍残留小片状脂肪信号（箭），评1级。Figure 1. Horizontal FS TSE T1WI routine scanning of cricoid,subcutaneous tissue fat suppression was not complete,level 3,with low SNR. Figure 2. Scanning after water phantom application with Figure 1,and the SNR and fat suppression effect were improved significantly,level 0. Figure 3. Horizontal FS TSE T2WI routine scanning of cricoid,subcutaneous tissue fat suppression was not complete,level 3,with low SNR. Figure 4. Scanning after water phantom application with Figure 3,and the SNR and fat suppression effect were improved significantly,but a small piece of fat remained at the left side of the neck,shoulder junction(arrow),level 1.

3 讨论

由于颈部皮下及组织间含有大量脂肪，脂肪抑制技术可抑制脂肪组织信号，增加图像组织对比、增强扫描效果、鉴别脂肪的有无、减少运动和化学位移等相关伪影，是MRI检查中必不可少的一项技术[4-5]。目前常用的脂肪抑制方法包括FS法和短反转时间翻转恢复法（STIR）。FS法利用脂肪和水分子中质子进动频率差，在激发脉冲施加前，施加数个频率与脂肪中质子进动频率一致饱和预脉冲，使脂肪组织被连续激发发生饱和[6]，水分子中的质子由于进动频率不同而未被激发，再施加真正的激发射频脉冲，脂肪组织因饱和不能再接受能量产生信号，达到脂肪抑制的目的。与STIR相比，FS优势明显，包括：①更高的选择性，能抑制的几乎全是脂肪组织信号，对其他组织的信号影响小；②高通用性，多种序列均可采用；③高SNR；④能用于增强扫描[5-7]。相对于较低场强MRI而言，虽然3.0T MRI有着更高的分辨率及SNR，但均匀性较低场差，而FS法对主磁场不均匀更敏感，尤其是个体差异及形体变化较大的颈、肩部等形态不规则区域，绝大多数图像会出现抑脂不彻底的情况，易导致局部主磁场不均，严重影响图像质量和诊断准确性[8-9]，另外，因肺泡内和颈、肩部表面存在大量空气，使该区域空气一软组织界面磁化率差异较大，易出现明显磁化率伪影及图像SNR下降[10-11]，因此，如何改善3.0T MRI的FS序列效果是影像科医生面临的重要课题。

表1 FS TSE T1WI图像SNR中值M（25%～75%）

表2 FS TSE T2WI图像SNR中值M（25%～75%）

本研究在3.0T MRI上，通过自制水模填充线圈与颈肩部之间的空间，贴合及改变颈肩部不规则的几何形态，进而减小空气-软组织接触面积，改善局部磁场的均匀性，减小局部磁化率差异，纠正因磁场不均所造成的脂肪饱和预脉冲中心频率与脂肪中的质子进动频率不一致的现象，最终达到提高脂肪抑制的效果，获得高SNR图像[12]。本组实验中，30例志愿者在常规扫描时，FS TSE T1WI序列和FS TSE T2WI序列上均出现明显的抑脂不均匀，2级和3级图像分别占总数的26.67%和56.67%、26.67%和70%，SNR严重下降；使用水模后进行扫描，FS TSE T1WI序列中，所有志愿者颈部脂肪抑制均匀、彻底，质量分级均达到0级。FS TSE T2WI序列扫描中，所有志愿者颈部脂肪抑制欠彻底，主要是分布于皮下和肺尖区域，但并不影响诊断效果，成像质量分级均达到1级；与常规扫描相比，应用自制水模后，下颌角、环状软骨和胸锁关节水平处胸锁乳突肌SNR中值明显提高，FS TSE T1WI序列上分别为4.15倍、13.13倍和 5.35倍，FS TSE T2WI序列上分别为1.84倍、3.92倍和2.86倍。水模覆盖于颈部表面，在FS TSE T1WI像上呈中等信号，虽然与常规序列空气的低信号比较，在一定程度上影响了图片的美观，但不影响覆盖范围内结构的显示；在FS TSE T2WI像上，由于水模中的水加入2%Gd-DTPA，缩短了水的T2弛豫时间，使水模几乎不显影，从而在没有影响图片质量的基础上，达到了理想的脂肪抑制效果。

不足之处：①本研究样本量偏少；②选择性偏倚导致误差；③自制水模使用不便，可通过商品化进行推广应用。

综上所述，使用水模辅助扫描，使FS法脂肪抑制能有效应用于3.0T磁共振颈部扫描，明显提高SNR，改善脂肪抑制均匀性，发挥其高选择性、高SNR、高通用性的优势，值得推广应用。

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The value of self-made water phantom for 3.0T MRI cervical fat-suppression sequence scan

WANG Rong,ZHU Da-rong,HAN Zhi-jiang,DING Jin-wang
(Department of Radiology,the First Hospital of Hangzhou,Hangzhou 310006,China)

Objective:To investigate the application value of self-made water phantom in 3.0T MRI cervical frequency selective saturated fat-suppression sequence scan.Methods:Necks of 30 volunteers were treated with FS TSE(rapid spin echo)T1WI and FS TSE T2WI scan by same parameters of routine and water phantom sequences,respectively.The obtained images were subjective and objectively evaluated for comparative analysis.Results:During subjective evaluation,FS TSE T1WI grading were 1 case and 30 cases at grade 0,4 cases and 0 case at grade 1,8 cases and 0 case at grade 2,17 cases and 0 case at grade 3 in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05).FS TSE T2WI grading were 0 case and 1 case at grade 0,1 case and 29 cases at grade 1,8 cases and 0 case at grade 2,21 cases and 0 case at grade 3 in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05).During objective evaluation,signal to noise ratio of FS TSE T1WI at mandibular angle,cricoid and sternocleidomastoid muscle at sternoclavicular joint level were 25.00(4.53,72.65)and 103.72(99.77,108.04),9.05(3.45,60.32)and 118.80(106.59,123.94),19.00(3.35,61.21)and 101.74(87.38,110.29)in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05);signal to noise ratio of FS TSE T1WI were 8.30(3.63,13.91)and 15.26(12.68,17.50),3.84(2.86,11.95)and 15.06(12.76,16.88),5.06(2.71,13.40)and 14.46(11.47,15.68)in routine group and water phantom group,respectively(all P<0.05).Conclusion:For 3.0T MRI cervical FS sequence scan,water phantom can obviously improve image quality,be operated simply and easy to popularize.

Neck;Magnetic resonance imaging

R653；R445.2

A

1008－1062（2017）03－0166－03

2016－08－03；

2016－08－17

汪荣（1981-），男，浙江杭州人，主管技师。 E-mail：67950282@qq.com

韩志江，杭州市第一人民医院放射科，310006。E-mail：hzjsyy@126.com