优化膝关节磁共振扫描序列的研究

蔡春祥, 周小兵

(江苏省兴化市人民医院 放射科, 江苏 兴化, 225700)

优化膝关节磁共振扫描序列的研究

蔡春祥, 周小兵

(江苏省兴化市人民医院 放射科, 江苏 兴化, 225700)

磁共振成像; 膝关节; 膝关节线圈; 信噪比

磁共振检查其软组织分辨率较高，且可以多方位、多参数成像，因此成为膝关节损伤及相关病变的重要检查手段。由于膝关节外伤的患者疼痛明显，siemens trio 3T的原有膝关节扫描时间长，患者不易配合，容易抖动产生伪影，影响诊断。作者改良了原有条件，优化了膝关节磁共振扫描序列，缩短了磁共振检查时间，现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料

选取有临床症状的患者100例行膝关节MRI检查，其中男42例，女58例，年龄13～75岁，平均年龄43岁。随机分为A、B组，每组50例。A组用西门子原膝关节条件进行磁共振检查, B组用改良后的条件进行检查。

1.2 研究方法

100例随机分组，分别进行西门子原膝关节条件及改良后的膝关磁共振扫描，进行图像质量评分，同时进行测量并计算信噪比(SNR)和对比信噪比(CNR)。

1.3 检查材料与技术

使用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0T 超导型磁共振成像仪，最大梯度场强45 Mt/m，最大切换率200 T/(m·s)和8通道膝关节专用线圈。

原机器序列: ① PD-Tse-sag序列：重复时间TR 3 000 ms, 回波时间TE 38 ms, 矩阵 320×240, 视野FOV 150×100, 采集次数NEX 1, 层厚 slice thickness 3 mm; 扫描时间4 min 6 s。 ② T2-fs-sag序列: TR 4 100 ms, TE 85 ms, 矩阵320×224，FOV 150×100, NEX2; slice thickness 3 mm; 扫描时间2 min 29 s。③ T1-cor-WI序列: TR 600 ms, TE 16 ms 矩阵384×268, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm; 扫描时间2 min 8 s。④ T2-fs-cor 序列: TR 4 100 ms, TE 85 ms, 矩阵320×224, FOV 150×100, NEX 2, slice thickness 3 mm; 扫描时间2 min 29 s。⑤ T2-fs-tra序列: TR 4 764 ms, TE 85 ms, 矩阵 320×240, 视野FOV 150×100, NEX 2, slice thickness 3 mm; 扫描时间2 min 43 s。

改良后序列: ① PD-Tse-sag序列: TR 3 600 ms, TE 17 ms, 矩阵 320×240, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, 并行采集(GRAPPA)加速因子Accel. factor 2, 扫描时间1 min 21 s。② T2-fs-sag序列: TR 4 000 ms, TE 52 ms, 矩阵 320×240, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel. factor 2; 扫描时间 58 s。③ T1-cor-WI序列: TR 765 ms, TE 16 ms, 矩阵320×240, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel．factor 2; 扫描时间 57 s。④ T2-cor-WI序列: TR 4 000 ms, TE 52 ms, 矩阵320×224, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel. factor 2, 扫描时间 58 s。⑤ T2-fs-Tra序列: TR 4 330 ms, TE 52 ms, 矩阵320×224, FOV 150×100, NEX 1; slice thickness 3 mm, accel. factor 2, 扫描时间 1 min 2 s。

1.4 扫描方法

膝关节磁共振检查采用Siemenstrio 3T超导磁共振机扫描，检查时使用8通道高分辨膝关节专用线圈。检查时患者仰卧位，患膝自然伸直放入线圈中，可利用各种软垫固定为了使患者关节处于稳定舒适的状态，线圈中心定位于髌骨下缘水平。常规对患者的膝关节行矢状位、冠位及轴位扫描。

1.5 图像质量评分

SNR和CNR的测量计算：利用PACS终端显示的扫描定位线，选取各序列上膝关节髁间凹中央层面，设定3 mm×3 mm为感兴趣区，背景噪声设定9 mm×9 mm为感兴趣区，分别测量股骨远端软骨、干骺端骨髓、腓肠肌和背影噪声信号强度(SI)。计算以下参数: ① 软骨SNR; ② 软骨-关节液(CNR); ③ 软骨-骨髓CNR; ④ 软骨-肌肉CNR, 公式如下: SNR=SI/So, CNR=SI-SIt/S0; SI为软骨组织SI, SIt为其他各组织SI; So为背景噪声标准差。

2 结 果

本研究使用膝关节磁共振检查2组患者，表明膝关节组织的 SNR和 CNR有差异，但差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1、2。

表1 2组膝关节扫描条件的结果

表2 2组T2Fs加权图像及T1加权图像结果比较

3 讨 论

MRI是显示半月板结构最为理想的检查方法，具有视野开阔、多方位成像、分辨率高等特点。膝关节磁共振 SE 序列T1WI图像清晰，能够清晰地将患者关节剖面结构呈现出来，信号丢失少, T2WI图像上半月板和关节液信号对比强烈，利于观察半月板表面; 质子密度像对板内信号变化十分敏感。矢状位能很好地显示半月板和前后交叉韧带; 冠状位则能较好地显示内、外侧副韧带 。

图像的信噪比是指平均信号强度与平均噪声强度的比值，是衡量图像质量的重要指标。它受磁场强度、像素大小、TR、TE、层厚、FOV大小、信号采集次数等影响。仅仅具有高信噪比并不能产生高质量的图像。不同组织之间的差异，病理组织与健康组织间的差异也非常重要。MRI图像的对比度有时由于严重的噪声影响，不能真实地反映图像质量，必须将噪声考虑在内。SNR与CNR是评价图像质量的重要参数，前者指图像中有用信号与背景噪声的强度之比, SNR越大图像会更清晰，受检组织的信号强度高，背景颗粒噪声低; CNR越大，代表组织间的信号差别越大，图像对比度越好，病变检出率越高。

膝关节外伤的患者疼痛明显, siemens trio 3T的原有膝关节扫描时间长，患者不易配合，容易抖动产生伪影。作者改良了原有条件，明显缩短了磁共振检查时间，减少患者痛苦，同时也提高了工作效率，减少患者候诊时间。合理选择扫描序列，在最短的时间内得到优质的图像，是解决MRI成像检查在膝关节应用中的实际问题。

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2017-02-20

周小兵

R 217

A

1672-2353(2017)15-217-02

10.7619/jcmp.201715077