对比MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列肝脏MR图像质量及T1rho值

黎继昕，苏 赟，赖炳佳，梁碧玲，杨绮华

(中山大学孙逸仙纪念医院放射科，广东 广州 510120)

肝纤维化是肝硬化的前期阶段，其主要病理改变为多种大分子物质沉积形成新的纤维组织，早期无明显临床症状，诊断困难。诊断肝纤维化的金标准为活检后进行病理检查，但其有创，难以应用于常规追踪复查。T1ρ或T1rho成像对低频运动及稳态过程均较敏感，可检测大分子成分及组织内质子交换，可能应用于诊断肝纤维化。T1rho成像主要包括连续型脉冲波BLOCK及绝热伸展波形射频脉冲HS8 2种多层成像序列[1]，以及其与3D成像结合的MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho 3种序列，而各种序列成像效果有待验证。本研究对比分析MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列肝脏MR图像质量及T1rho值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年3月1日—8月31日我院招募的行腹部MR扫描的成年健康志愿者40名，男21名，女19名，年龄22～64岁，平均(41.4±15.0)岁；既往无肝脏相关疾病，肝功能正常，且扫描后3个月复查无肝脏疾病或其他严重疾病。本研究经我院伦理委员会批准，受试者检查前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Philips Achieva TX 3.0T双源MR仪，以16通道体部线圈(Sense XL Torso Coil)接收信号，以扫描设备本身的体部线圈(Q-BODY)作为信号发射线圈。扫描前受试者空腹至少4 h。嘱受试者仰卧，首先行常规序列扫描，包括常规轴位脂肪抑制T2W、轴位及冠状位T1W；然后行T1rho序列扫描，包括3种不同参数的T1rho序列，分别为轴位多层成像MS BLOCK T1rho、轴位MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho，总扫描时间约30 min，具体扫描参数见表1。其中MS BLOCK T1rho及3D BLOCK T1rho采用传统连续型脉冲波(即BLOCK波)，MS HS8 T1rho采用绝热伸展波形射频脉冲波(8为该射频脉冲波的伸展因子)。

1.3 图像后处理与分析 由2名具有5年以上MRI阅片经验的放射科医师分别阅片并评价T1rho图像质量，有分歧时经协商达成一致。经Philips MR工作站导出所有图像的DICOM文件，采用Philips IDL(Research Systems, Inc.)生成T1rho mapping图，其中MS BLOCK T1rho及MS HS8 T1rho序列各生成3个T1rho map图，3D BLOCK T1rho序列生成26个T1rho mapping图。参照文献[1]方法评估T1rho图像质量，评分标准：1分，图像质量不佳，有显著伪影，难以测量T1rho值；2分，图像质量一般，部分区域有显著伪影，测量T1rho值需避开伪影；3分，图像质量较好，仅有轻度伪影；4分，图像质量佳，基本无伪影。

采用Image J软件(NIH, Bethesda, MD)对3种序列的T1rho mapping图进行量化分析。参照文献[2]方法，对于MS BLOCK T1rho及MS HS8 T1rho序列图像在每层T1rho mapping图上肝实质区域手动勾画5个椭圆形ROI(面积100～200 mm2，避开伪影及大血管)，每种序列勾划15个ROI。参照文献[3]方法，对3D BLOCK T1rho序列图像于每层T1rho mapping图上根据肝脏面积大小在肝实质区域手动勾画1～6个椭圆形ROI(面积100～200 mm2，避开伪影及大血管)。测量各序列图像ROI内T1rho值。由上述2名医师分别测量T1rho值，测量值差异较大时重新测量，以二者平均值作为最终T1rho值。

2 结果

40名健康志愿者中，33名接受MS BLOCK T1rho序列扫描，34名接受MS HS8 T1rho序列扫描，22名接受3D BLOCK T1rho序列扫描；30名先后接受MS BLOCK T1rho和MS HS8 T1rho序列扫描，18名先后接受3种T1rho序列扫描(图1～3)。3种序列的图像质量评分及T1rho值差异均有统计学意义(P均<0.01)，其中MS HS8 T1rho图像质量评分及T1rho值均高于其他2种序列(P均<0.05)，见表2。相关分析结果显示，MS BLOCK T1rho序列图像的T1rho值与MS HS8 T1rho、3D BLOCK T1rho均呈正相关(r=0.59、0.73，P均<0.05)，MS HS8 T1rho的T1rho值与3D BLOCK T1rho呈正相关(r=0.72，P<0.05)，见图4。

表1 3种T1rho序列参数

表2 3种序列图像质量评分及T1rho值比较(±s)

注：*：与MS BLOCK T1rho比较，P<0.05；#：与3D BLOCK T1rho比较，P<0.05

图1 受试者女，27岁 A～E. MS BLOCK T1rho序列图像，自旋锁定时间分别为1、10、20、40、60 ms; F.T1rho mapping图像，肝右叶见带状伪影，以自旋锁定时间20 ms时(图C)较明显

图2 与图1同一受试者 A～C.MS HS8 T1rho序列图像，自旋锁定时间分别为1、27、54 ms; D.T1rho mapping图像，图像对比噪声较高，伪影较少

3 讨论

将T1rho成像用于诊断肝脏病变尚处于初级阶段[4]。Wang等[5]将T1rho成像用于胆总管结扎致肝纤维化大鼠模型，发现肝纤维化程度与T1rho值呈正相关；Zhao等[6-8]采用T1rho观察四氯化碳毒性损害大鼠肝纤维化模型，得到相同结论。Deng等[2]以MS BLOCK T1rho序列对15名健康志愿者行肝脏MR扫描，并测量T1rho值[(43.0±2.2)ms]；本研究中MS BLOCK T1rho序列图像的T1rho值测量结果与其相近，为(41.73±2.47)ms。自旋锁定时间为T1rho序列的主要参数，其时间设定及个数均影响T1rho值。Deng等[2]所用6个自旋锁定时间分别为1、10、20、30、40、50 ms，本研究为1、10、20、40、60 ms，与之相近。Allkemper等[3,9]临床研究证明T1rho技术可用于诊断肝硬化，其中所用T1rho序列相当于本研究中的3D BLOCK T1rho，但使用1.5T MR扫描仪，测得T1rho值为(40.9±2.9)ms，本研究结果与之相似。Rauscher等[9]所用T1rho则与Deng等[2]相似，但所选自旋锁定时间为4、8、16、32、48 ms，T1rho值为(47.8±4.2)ms，接近Allkemper等[3]研究中肝硬化患者T1rho值[(45.4±1.6)ms～(54.0±3.7)ms]。上述研究结果存在差异的原因可能与扫描参数不同有关。

图3 与图1同一受试者 A～E.3D BLOCK T1rho序列图像，自旋锁定时间分别为1、10、20、40、60 ms; F.T1rho mapping图像，伪影较少

图4 3个序列图像的T1rho值相关性分析散点图 A.MS BLOCK T1rho与MS HS8 T1rho的T1rho值呈正相关； B.MS BLOCK T1rho与3D BLOCK T1rho的T1rho值呈正相关； C.MS HS8 T1rho与3D BLOCK T1rho的T1rho值呈正相关

本研究对健康志愿者同时采用MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列扫描，由于前两个序列扫描时需受试者闭气，部分受试者配合欠佳，导致图像质量相对不满意；此外，MS T1rho序列严格要求数个自旋锁定时间的解剖位置一致，故受试者每次屏气的深度需保持一致，尤其对相对年长的受试者进一步加大了扫描难度。3D BLOCK T1rho序列为呼吸门控扫描，更适用于屏气配合不佳者，但如受试者呼吸不均匀，亦可影响图像质量。本组MS HS8 T1rho序列的图像质量评分最高，提示该序列获得的图像质量相对最好。在MS BLOCK T1rho图像上，可见部分受检者肝左叶或膈下水平肝组织有伪影，而MS HS8 T1rho图像上此种伪影明显减轻，原因可能为MS HS8 T1rho采用绝热伸展波形射频脉冲波，而非传统连续型脉冲波，此种脉冲波可使采集图像时的磁场均匀度更好，伪影更少。本组中MS HS8 T1rho序列图像的T1rho值最高，而其他两种序列的T1rho值接近；相关性分析结果显示，3种T1rho序列图像的T1rho值间均呈正相关，其中MS BLOCK T1rho与3D BLOCK T1rho的相关性最强(r=0.73)。

3D BLOCK T1rho的一个重要优势是其FOV比其他两个MS T1rho序列大，且扫描时间不受屏气限制，可一次性扫描全肝。通常26层MR扫描足够覆盖一般正常成人的整个肝脏，测量时可以勾画较多ROI，本组22名受试者每组勾画44～143个ROI；而MS T1rho序列仅3层图像，只能勾画15个ROI。但本研究结果显示MS HS8 T1rho序列的图像质量评分及T1rho值均高于3D BLOCK T1rho，3D BLOCK T1rho的图像质量评分及T1rho值均与MS BLOCK T1rho序列差异无统计学意义(P均>0.05)，并未体现出MS BLOCK T1rho序列的优势。本组研究对象为肝脏无病变的健康志愿者，肝脏内部组织学差异性较小，故肝脏各叶、段之间的T1rho值差异性亦较小，选取ROI的数量对最终结果影响相对小。但在肝脏病变如肝纤维化甚至肝硬化患者，因在不同肝段病变程度可能存在差异，若选取的ROI较少、较集中，结果可能存在偏倚，导致最终高估或低估肝脏病变，此时选取多层、多个ROI有利于降低结果偏倚。尽管本研究中MS HS8 T1rho评分高于其他两种序列，但在实际测量时MS HS8 T1rho图像通常不如3D BLOCK T1rho稳定，其T1rho值的标准差也较大，即使对于健康志愿者，其测量值的覆盖范围也较广，不利于参考值范围的设定。此外，肝纤维化、肝硬化患者一般年龄偏大，部分患者一般情况不佳，难以配合屏气检查，故应用呼吸门控技术的3D BLOCK T1rho更为适合，检查成功率更高。

综上所述，MS BLOCK T1rho、MS HS8 T1rho及3D BLOCK T1rho序列均可应用于健康人肝脏MR成像，但在用于诊断肝脏疾病时需设定不同的参考值范围。