磁共振不同弥散梯度模式对肝脏DWI成像质量的影响

李杨飞，丁建荣，潘，朱华勇，王官良，季文斌，李欣，张忠伟

（浙江省台州医院，浙江 临海317000）

磁共振弥散加权成像 （diffusion weighted imaging，DWI）是目前为止能够在活体组织进行水分子弥散测量的唯一影像学检查方法，当活体组织发生病变时，可在DWI图像上表现为异常信号而被识别。DWI是在常规MR序列基础上前后对称地各施加一个长度、幅度和位置相等的弥散敏感梯度脉冲[1]，随着磁共振软硬件的提升，弥散梯度模式从原来的ALL单一模式发展成现在3in1（三合一）、ALL(全部)、Tetra（四面体）三种不同模式。目前关于多种门控技术及不同b值对肝脏DWI图像质量及ADC值影响[1-3]的报道较多，如何选择最佳的弥散梯度模式值得探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料 将2017年6-12月共30例健康志愿者纳入本研究，其中男12例，女18例，年龄32-58 岁，平均（45.2±6.6）岁。纳入标准：无 MRI检查禁忌证、无肝脏手术史、无高血脂及酒精滥用史、半年内未服用损害肝脏的药物、肝炎生化及肝功能正常，磁共振T2脂肪抑制及3D-T1 lava-flex序列未发现肝脏疾病。本研究患者知情同意并获医院伦理委员会批准。

1.2 方法 使用美国GE Discovery 750 3.0T磁共振扫描仪及8通道TORSOPA线圈。受检者检查前禁食6小时，仰卧，两臂上举，足先进，训练呼吸，要求扫描过程中被检者尽量保持均匀的呼吸频率和呼吸幅度。扫描序列包括：横断位3D-T1 lava-flex（同时显示水、脂相和同、反相位，层厚5mm，层间隔 0mm，TR 3.7ms，TE minfull）； 横断位脂肪抑制T2WI（层厚 7mm，层间隔 1mm，TR 4000～7000ms，TE 85ms）；DWI扫描采用 DWI EPI序列，分别选用3in1、ALL、Tetra三种弥散梯度模式，三种方式b值均采用800s/mm2，激励次数为6次，其它扫描参数均相同：TR 3000ms，TE minfull， 层厚 7mm， 间隔1mm，采用并行采集技术（ASSET技术），加速因子2，FOV400×320mm， 矩阵 96×128， 频率编码方向R→L，在扫描野上、下方各施加一个预饱和脉冲，以减弱心脏搏动、肺部气体、胃肠道蠕动及胃肠道气体等对图像质量的影响，使用呼吸触发技术，3in1、ALL、Tetra扫描时间在呼吸频率为18次/min时分别为53、133和173秒。

1.3 图像分析及数据处理 三种不同梯度模式DWI图像数据均传至ADW4.6工作站分析和处理。由两位高年资医师对三种不同模式的DWI图像采用双盲法评分，主要根据DWI图像的变形、磁敏感和化学位移伪影及肝内结构（血管和胆管）显示的清晰度，并取得一致意见。1分：极差，图像无法用于诊断；2分：差，有较多伪影，影响诊断但不影响所有解剖结构；3分：中，较少的模糊影或重建伪影或磁敏感伪影，但图像对所有的解剖区域诊断是可信的；4分：良，解剖细节较清晰，少量的磁敏感伪影或重建伪影；5分：优，解剖细节清晰，没有伪影。ADC值测量：在肝门或肝门上下层面范围内的肝右前叶、肝右后叶、肝左叶上分别绘制一个圆形感兴趣区ROI（三种不同梯度模式序列ROI位置放置一致），ROI测量时尽量避开胆管、血管和伪影，ROI面积为250～300mm2，计算ADC的平均值。

1.4 统计学处理 采用统计学软件SPSS 17.0对数据进行处理和分析，计量资料以（±s）表示，采用单因素ANOVA检验对三种梯度模式的DWI图像质量评分和肝脏ADC值进行比较，组间两两比较采用LSD-t检验。

2 结果

2.1 三种梯度模式DWI图像质量评分 三组间差异存在统计学意义（F=20.443，P＜0.01）；两两比较ALL和3in1之间差异无统计学意义（t=-0.100，P＞0.05），Tetra和3in1之间差异有统计学意义 （t=0.700，P＜0.01），ALL 和 Tetra之间差异有统计学意义（t=0.600，P＜0.01）。 详见图 1、表 1。

2.2 三种梯度模式DWI成像的ADC值 30例正常肝脏的3in1、ALL、Tetra三种梯度模式DWI成像测得 ADC 值差异无统计学意义（F=0.741，P＞0.05），详见表1。

表1 三种梯度模式图像质量评分及ADC值比较（±s）

表1 三种梯度模式图像质量评分及ADC值比较（±s）

方法 n 图像质量评分 A D C值（×1 0-3 m m 2/s）3 i n 1 3 0 4.1 2±0.4 8 1.2 2 9±0.2 1 7 A L L 3 0 4.2 0±0.3 5 1.2 1 3±0.2 9 1 T e t r a 3 0 4.7 8±0.4 1 1.2 1 0±0.2 2 5

3 讨论

肝脏出现磁敏感及运动伪影的概率较其它静止的器官要高[4-5]，本研究的数据采用呼吸触发技术并要求被检者尽量保持均匀呼吸，目的是为了减少呼吸运动对DWI采集的影响，选择肝门部测量是为了减少肺及胃肠道气体干扰产生磁敏感伪影对数值的影响，以便更好地评价三种不同梯度模式的图像质量及ADC值。

磁共振弥散梯度模式是磁共振弥散加权成像在常规脉冲序列基础上、在X、Y、Z三个相互垂直方向施加弥散敏感梯度的方式，不同的弥散梯度模式其施加的方式、采集的方式和数目均不同，且DWI图像质量的优劣和成像时间的长短与施加梯度的方式、采集的方向和数目紧密相关，三个方向同时施加的方式其成像速度快于依次施加，相同范围内采集的方向数目越少，成像时间就越短，图像质量就越差[6-7]。本研究中使用的是GE Discovery 750 3.0T磁共振扫描仪，其配备的3in1、ALL、Tetra三种弥散梯度模式各有差异。

3in1模式又称三合一模式，其成像原理是在X、Y、Z轴三个方向上同时施加敏感梯度，只采集一个对角线方向的弥散信息，本研究中3in1模式显示的图像背景噪声大于Tetra和ALL模式，肝脏实质信号颗粒状明显，胆囊周围鱼尾纹状伪影，胆囊窝显示不清，肝内胆管、血管显示欠清，但肝脏实质信号显示仍较均匀（图1A），那是由于3in1模式使用的梯度值是X、Y、Z三个方向的最大矢量值，相比X、Y、Z梯度中单一方向有一定的优势，虽图像评分低于Tetra模式，但相比于ALL模式无统计学差异，扫描时间最短。

ALL模式是在X、Y、Z轴三个方向上依次施加敏感梯度，采集三个方向的平均信息，本研究ALL模式评分不及Tetra模式，但稍高于3in1模式，这跟ALL模式的成像原理相关，DWI图像（图1B）显示肝脏实质信号略有颗粒状，肝内胆管、血管显示清晰，肝门部、邻近组织结构清晰，胆囊窝显示欠清，背景信号噪声低，扫描时间居中。

Tetra模式DWI成像又称“四面体成像”，其原理是同时在X、Y、Z轴三个方向上施加敏感梯度，每采集一次变化某一轴梯度值正负方向实际上采集的是四个对角线方向的弥散信息，本研究中Tetra模式图像评分最高，显示肝脏实质信号更加细腻、均匀，肝内胆管、血管、胆囊窝显示清晰，肝门部、邻近组织结构显示清晰，背景信号噪声更低（图1C），但扫描时间最长。

本研究中三种梯度模式下的ADC值无统计学意义，与刘玉涛等[8]的研究结果一致，因此三种梯度模式下DWI成像应用于肝脏是可行的。技术人员可以根据受检者的配合程度、科室磁共振等待时间长短的实际情况灵活选择适合的弥散梯度模式扫描方案。本文数据均来自健康的志愿者，缺乏对肝脏不同病变的研究，同时只选择了b值为800s/mm2的图像，未对其它b值图像进行评估，是其不足之处。