MRI增强T1高分辨力各同性容积激发序列与TSE T1W序列检出椎体转移瘤的对比分析

白志强，史 洁，沈 君*

(1.中山大学附属第二医院放射科，2.超声科，广东 广州 510120)

MRI增强T1高分辨力各同性容积激发序列与TSE T1W序列检出椎体转移瘤的对比分析

白志强1，史 洁2，沈 君1*

(1.中山大学附属第二医院放射科，2.超声科，广东 广州 510120)

目的比较增强MRI快速T1高分辨力各向同性容积激发(THRIVE)序列和TSE序列T1W检出椎体转移瘤的价值。方法对31例经穿刺活检病理证实的椎体转移瘤患者行MR增强检查，增强后先后行常规矢状位TSE T1W序列和矢状位THRIVE序列扫描。比较2个序列显示转移瘤病灶的数目、SNR、CNR和病灶边缘清晰度、运动伪影评分。结果TSE T1W序列和THRIVE序列扫描时间分别为2 min 55 s和33 s。增强后THRIVE序列显示病灶的数量与TSE T1W序列差异无统计学意义(Z=-0.816，P=0.414)。增强后THRIVE序列的SNR(432.54±271.60)、CNR(233.27±197.65)均低于TSE T1W序列的SNR(674.32±375.79)、CNR(312.38±207.49)，差异均有统计学意义(t=-4.366、-2.660，P<0.001、0.012)。TSE T1W序列显示病灶边缘较THRIVE序列清晰(Z=-4.082，P<0.001)，但运动伪影较THRIVE序列明显(Z=2.291，P=0.022)。结论增强扫描THRIVE序列扫描时间短，运动伪影少，椎体转移瘤的检出数目与TSE T1WI序列相当，在椎体转移瘤的检查中取代TSE T1W序列具有可行性。

椎体；肿瘤转移；磁共振成像；序列

椎体是恶性肿瘤转移的常见部位，MRI是目前检测椎体转移瘤的常用手段。TSE序列可提供较好的CNR和解剖细节[1]，是目前检测椎体转移瘤的常用序列。但TSE序列扫描时间相对较长(约3 min)，椎体转移瘤患者因腰背部剧烈疼痛而难以耐受较长时间的MR检查。此外，呼吸运动及主动脉搏动所产生的运动伪影会影响图像质量。因此，寻求快速且对运动伪影不敏感的序列有助于提高椎体转移瘤患者的检查成功率和改善图像质量。T1高分辨力各向同性容积激发(T1 high resolution isotropic volume excitation, THRIVE)序列在一次屏气的时间内即可完成较大范围的扫描，对运动伪影不敏感，其在腹部的应用广泛[2]，在其他部位的应用也有较多报道[3-6]。但目前国内外鲜见将其应用于椎体转移瘤的报道。本研究通过对比增强TSE序列及THRIVE序列检出病灶的能力、图像质量等，探讨THRIVE序列用于椎体转移瘤的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2015年3月—2016年11月我院确诊为椎体转移瘤的患者31例，均经椎体穿刺活检病理证实，男18例，女13例，年龄26～84岁，中位年龄47岁。原发病灶为肺癌13例，乳腺癌6例，鼻咽癌5例，肝癌3例，前列腺癌和结肠癌各2例。腰椎转移13例，胸椎转移8例，椎体广泛转移10例。本研究经医院伦理委员会的批准和患者知情同意。

1.2仪器与方法 采用Philips Achieva 1.5T TX超导型MR扫描仪，15通道脊柱专用线圈。对所有患者均行TSE序列平扫，包括矢状位T2WI(TR 2 292 ms，TE 120 ms，FOV 270 mm×324 mm，矩阵320×283，层数9层，层厚4 mm，无层间隔，重复激励次数3次，扫描时间1 min 57 s)，矢状位脂肪抑制T2WI(TR 3 000 ms，TE 60 ms，FOV 180 mm×319 mm，矩阵164×204，层数9层，层厚4 mm，无层间隔，重复激励次数2次，扫描时间2 min 30 s)，矢状位T1WI(TR 400 ms，TE 11 ms，FOV 270 mm×324 mm，矩阵320×286，层数9层，层厚4 mm，无层间隔，重复激励次数3次，扫描时间2 min 55 s)。增强扫描时经肘静脉注射钆对比剂(马根维显)，剂量为0.2 mmol/kg体质量，流速1 ml/s，注射后依次行矢状位脂肪抑制TSE T1WI(TR 400 ms，TE 11 ms，FOV 270 mm×324 mm，矩阵320×286，层数9层，层厚4 mm，无层间隔，相位编码方向为头足方向，翻转角90°，重复激励次数3次，扫描时间2 min 55 s)和THRIVE序列扫描(TR 4.1 ms，TE 1.98 ms，FOV 75 mm×297 mm，矩阵188×148，层数113层，层厚1 mm，无层间隔，相位编码方向为前后方向，翻转角10°，重复激励次数1次，扫描时间33 s，自由呼吸下采集)。

1.3图像分析

1.3.1病灶数量 由2名高年资影像诊断医师首先观察除THRIVE外的所有序列图像，记录增强扫描TSE序列所显示的椎体及附件转移灶的数目。2周后，上述2名医师共同观察除增强扫描TSE序列外的所有序列，记录增强扫描THRIVE序列所显示的椎体及附件转移灶的数目。意见不同时协商达成一致。转移灶数目定义为：将每个椎体和其对应附件视为一个单元，计数阳性单元的总和。

1.3.2病灶边缘清晰度 2名医师分别观察增强扫描TSE序列和THRIVE序列图像，对两序列显示最大病灶的边缘清晰度进行评分，意见不同时经协商达成一致。评分标准为[4]：1分，边界不可辨别；2分，大部分边界模糊；3分，一半左右边界模糊；4分，大部分边界清晰；5分，边界十分清晰。

1.3.3运动相关伪影 评价方法同病灶边缘清晰度，评价内容为两序列的运动伪影。评分标准[4]：1分，伪影严重，无法诊断；2分，伪影有2处或以上，较难作出准确诊断；3分，伪影有2处或以上，可做出明确诊断；4分，有且仅有1处伪影，可做出明确诊断；5分：无伪影。

1.3.4SNR和CNR 由1名高年资技师于工作站(extended workspace 2.6.3.1)取两序列最大病灶层面设置ROI，ROI尽量避开坏死区且面积≥0.5 cm2，测量病灶信号强度(signal intensity， SI)；将测量噪声(SD)的ROI置于无伪影的背景区域，测量椎体信号(SI椎体)的ROI置于病变相邻正常信号的椎体。计算公式：SNR=SI病灶/SD噪声；CNR=(SI病灶-SI椎体)/SD噪声。

图1 患者女，55岁，乳腺癌椎体多发转移并T12病理性骨折 A.脂肪抑制TSE T2WI见多个椎体及附件呈高低混杂的片状异常信号； B.TSE T1WI示病变呈片状低信号； C、D.增强后TSE T1W(C)及THRIVE序列(D)见病灶呈不同程度强化，后者运动伪影较少

1.4统计学分析 采用SPSS 13.0统计分析软件。CNR和SNR等计量资料以±s表示，2组间比较采用配对t检验。2组间病灶数量、病灶边缘清晰度和运动相关伪影评分的比较采用Wilcoxon符号秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

31例患者中，增强扫描的THRIVE序列和TSE T1W序列平均检出病灶数目的中位数均为2，差异无统计学意义(Z=-0.816，P=0.414)。增强扫描的THRIVE序列和TSE T1WI序列的SNR分别为432.54±271.60和674.32±375.79，差异有统计学意义(t=-4.366，P<0.001)。两序列的CNR分别为233.27±197.65和312.38±207.49，差异有统计学意义(t=-2.660，P=0.012)。

增强扫描的THRIVE序列和TSE T1W序列病灶边界清晰度的评分(表1)中位数分别为4和5，前者评分高于后者1例(1/31，3.23%)，评分低于后者20例(20/31，64.52%)，两者评分相同10例(10/31，32.26%)，差异有统计学意义(Z=-4.082，P<0.001)。增强扫描THRIVE序列和TSE T1W序列运动相关伪影评分(表2)中位数均为4，前者评分高于后者18例(18/31，58.06%)，低于后者8例(8/31，25.81%)，两者评分相同5例(5/31，16.13%)，差异有统计学意义(Z=2.291，P=0.022)。见图1。

表1 增强扫描THRIVE序列和TSE T1W序列病灶边界清晰度评分情况(例)

表2 增强扫描THRIVE序列和TSE T1W序列伪影评分情况(例)

3 讨论

TSE序列和梯度回波序列是MRI最常用的两种序列。TSE序列的SNR和对比度优良，但其扫描时间相对较长，易产生运动相关的伪影[7-8]，尤其在增强扫描时，运动伪影更明显。椎体转移瘤患者多伴腰背部疼痛[9]，难以耐受扫描。此外，呼吸运动及主动脉搏动所造成的运动伪影也较严重[10]，即使将相位编码方向取为头足方向，仍不能避免。

THRIVE序列将三维梯度回波序列与并行采集技术和部分K空间填充技术等快速采集技术相结合[11-12]，与二维快速梯度回波序列相比，其SNR和分辨率更高，覆盖范围更广，容积效应更小[11]。与TSE序列相比，该序列的最大优势在于其扫描时间短，可提高患者MR检查的成功率。同时，由于其TR短、K空间填充速度快，因此对运动伪影不敏感[7-8]。本研究中THRIVE序列扫描时间为33 s，TSE T1W序列为 2 min 55 s，且THRIVE序列的运动伪影评分高于TSE T1W序列，表明运动伪影较少，差异有统计学意义(Z=2.291，P=0.022)，与Vandevenne等[3-4]的研究结果一致，提示THRIVE序列具有扫描时间短、运动伪影小的优势。本研究结果中THRIVE序列与TSE T1W序列检出的椎体转移瘤数目差异无统计学意义(Z=-0.816，P=0.414)，提示THRIVE序列亦能准确检出椎体转移瘤。本研究中THRIVE序列病灶边缘清晰度评分低于TSE T1W序列(Z=-4.082，P<0.001)，分析其原因，一方面是由于扫描仪梯度性能不理想[13]，另一方面，可能因该序列SNR和CNR均低于TSE T1W序列，因为该序列采用了短TR和小翻转角。THRIVE序列还有一个优势在于其三维采集，可进行图像重建，Rofsky等[11]对原始数据进行重组后，发现SNR和CNR均较原始图像有所提升，可在一定程度弥补其SNR和CNR较低的不足。

目前，将快速THRIVE序列应用于胸腹以外的报道鲜见。Kataoka等[4]对比THRIVE序列与SE序列在头颈部肿瘤中的应用价值，指出THRIVE具有耗时短、伪影少的优势，与本研究结果相同。但其认为两种序列的图像质量无差异，与本研究所得到的结论不同。其原因可能为两者所采用的扫描仪梯度性能及序列参数有差异，或扫描部位不同所致。近年来，为提升THRIVE序列的图像质量，有学者[14]采用K空间辐射状填充技术，但不可避免地增加了扫描时间，较难应用于部分疼痛剧烈的椎体转移瘤患者。

综上所述，与常用的TSE T1W序列相比，增强后采用THRIVE序列可缩短椎体转移瘤扫描时间，减少运动伪影，同时可准确检测椎体转移瘤。在椎体转移瘤的扫描方案中，增强后THRIVE序列取代TSE T1W序列具有可行性。

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Comparative analysis of detection of spinal metastases with contrast-enhanced MRI T1 high resolution isotropic volume excitation and TSE T1WI sequence

BAI Zhiqiang1, SHI Jie2, SHEN Jun1*

(1.Department of Radiology, 2.Department of Ultrasound, the Second Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510120, China)

ObjectiveTo compare the usefulness of contrast-enhanced T1 high resolution isotropic volume excitation (THRIVE) sequence and fat-saturated TSE sequence in detection of spinal metastases.MethodsThirty-one consecutive patients with spinal metastases were recruited. All patients

post-contrast TSE T1WI followed by a fat-suppressed THRIVE sequence. The number of lesions, SNR and CNR for both sequences, and the scoring of image quality concerning motion-artifact and tumor conspicuity were compared.ResultsAcquisition time of the post-contrast TSE T1W sequence and the THRIVE sequence was 2 min 55 s and 33 s, respectively. No significant difference was found in the number of lesions detected between the two sequences (Z=-0.816,P=0.414). The SNR (432.54±271.60) and CNR (233.27±197.65) of the THRIVE sequence were significantly lower than the SNR (674.32±375.79) and CNR (312.38±207.49) of the TSE T1W sequence respectively (t=-4.366, -2.660,P<0.001, 0.012). Tumor conspicuity of the post-contrast TSE sequence was better than that of THRIVE sequence (Z=-4.082,P<0.001), while the motion-artifact in TSE sequence was more severe (Z=2.291,P=0.022).ConclusionThe post-contrast THRIVE sequence is capable of decreasing acquisition time and motion-artifact. Besides, its detected efficacy is equal to that of TSE sequence. There is practical possibility to replace the conventional post-contrast TSE T1WI sequence with the THRIVE sequence in the imaging of spinal metastases.

Spine; Neoplasm metastasis; Magnetic resonance imaging; Sequence

白志强(1989—)，男，四川达州人，在读硕士。研究方向：磁共振技术。E-mail: beihailuohai@163.com

沈君，中山大学附属第二医院放射科，510120。E-mail: shenjun@mail.sysu.edu.cn

2016-12-27 [

] 2017-07-05

10.13929/j.1003-3289.201612105

R730.4; R445.2

A

1003-3289(2017)09-1397-04