对比分析放射状与线性k空间采集技术在骨关节MRI的应用

蔡春祥,周小兵

(江苏省兴化市人民医院放射科,江苏兴化,225700)

磁共振成像作为一种高端的影像检查手段,它的技术日新月异,脉冲序列层出不穷。放射状K空间采集技术是一种以特殊k空间填充方式进行图像采集的新技术,其控制数据采集方式与传统线性k空间采集方式截然不同。本研究主要通过骨关节MR成像中对三维自旋回波序列2种不同采集方式进行比较,评价2种采集方式的优越性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本组男 12例,女 8例,年龄 12～75岁,平均48岁。20例患者均为有临床症状的膝关节创伤患者。

1.2 研究方法

20例同时进行PD-SPACE及改良后的PDSPACE矢状位扫描,进行图像质量评分。检查材料与技术使用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0 T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)和膝关节专用线圈。矢位状PROP T2WI序列:TR4500 ms,TEl09 ms,矩阵256×256,回波链长度ET L28,带宽 50 Hz,视野160 em×160 em,层厚6 mm,扫描时间448 s。

改良后序列:T R 8 000 ms,TE 133 ms,TI 2 000 ms,矩阵288×288,带宽41.67 Hz,视野2 4em ×24 em,层厚6mm,层 距1 mm,NEX 1.5,扫描时间208 S。轴位FRFSE T2 wI序列:TR 4500 ms,TE 102 ms,矩阵 384×256,ETL 19,带宽31.25Hz,视野24em ×18cm,层厚6 mm,层距1 mm,NEX 2,扫描时间113 S。轴位FLAIR序列:T R 8 600 ms,TE 120 ms,TI 2100ms,矩阵288×192,带宽31.25Hz,视野24 em×24 cm,层厚6 mm,层距1 mm,NEX 2,扫描时间175 s。

1.3 图像质量评分与SNR和CNR测量计算

图像质量评分:由2名放射科医生对A组图像质量进行评分。评分标准包括3个等级:Ⅰ:图像质量好,结构显示清楚。Ⅱ:图像质量一般,结构显示良好。Ⅲ:图像质量差,伪影较重,严重影响病变的显示。

2 结 果

20例患者等级Ⅰ级原序列3,改良后序列13;等级Ⅱ级原序列10级,改良后序列6;等级Ⅲ级原序列2,改良后序列1。2位高年资医师对图像分析无差异性,用改良后序列所产生的图像明显优于机器原序列所产生的图像,有显著统计学意义(P<0.05)。

3 讨 论

MR成像是通过对采集到的MR信号进行k空间定位编码,再经过傅立叶转换解码,得到MR的图像数据,把不同强度的MR信号分配到各个像素中,构成MR的图像。k空间定位编码需要层面选择,相位编码和频率编码3个互相垂直的梯度场完成[1]。梯度场使受到激励的每个体素发出的信号都具有不同频率,不同相位,构成k空间定位。k空间内的点阵与图像中的点阵并不一一对应,但k空间中的每一点都参与图像中所有点信号的形成。填充在k空问中心的MR信号因相位编码梯度最小,散相效应小,因此这里的MR信号强度最大,主要决定图像对比[2]。k空间外围部分相位编码梯度逐渐增大,使空间不同点之间相位差增大,填充在这部分的MR信号提供空问信息多,主要决定图像的解剖细节,即空间分辨率[3]。

在临床三维MR成像扫描中,作者经常会面对一些创伤患者,这类患者在扫描中不能耐受时间较长的扫描,不能很好地配合检查。而沿任何磁场梯度方向的运动都会造成异常相位的累积,它们都会导致信号在相位编码方向上的错误绘制,出现伪影 ,使图像模糊,质量下降,不能清晰准确地显示解剖和病变结构,提供足够的诊断信息。目前临床上应用的三维序列中,都是各向异性成像,不能提供分辨力高的重建图像[4],显示韧带、肌健及小病变效果不佳。常用一些改变扫描参数,尽量缩短扫描时间的方法,如快速成像技术,减少激励次数,改变矩阵等,但都是以牺牲图像的SNR和CNR为代价,结果不尽人意[5]。

随着MR新技术的研发,这是一种以特殊K空间填充方式进行图像采集的新技术,能够在很大程度上解决一直困绕作者的难题。传统快速自旋回波等脉冲序列K空间是在采集1次回波后充填2行K空间,由上往下逐行填满,每个TR,1个快速回波链采集1次激发的所有相位编码行,重复激发直至K空间填满,只有1次激发覆盖K空间中心[6]。而BLADE技术的图像数据采集方式是1种独特的K空间填充模式[7]。这种填充模式以辐射状的“叶片”用旋转的方式采集数据。桨叶在K空间增加角度时有效旋转,K空间的中心被重复采集,直到整个图像采集完成。所有K空间数据要经过数据采集、相位校正、旋转校正、平移校正、权重计算和异常点剔除,然后通过傅立叶变换进行图像重建[8]。在合成图像时,剔除运动幅度大且具有较低权重的失真数据,从而消除了运动伪影和磁敏感性伪影[9]。螺旋桨采集技术由于在合成图像时剔除了运动幅度大而且权重较低的失真数据,从而减少了图像模糊[10]。孟春玲等研究报道应用螺旋桨技术与线性K空间填充方式在颅脑MRI成像中伪影明显减少,图像质量明显高于后者。

与传统线性K空间采集技术中决定图像对比度的K空间中心只接受1次激励后的填充相比,放射状K空间填充技术因其独特的采集方式K空间中心重叠采样,其数据量丰富,K空间周围也有相当部分重叠,在图像重建中又经过一系统去伪存真的处理,在理论上,其图像SNR和CNR较传统线性K空间采集技术有明显提高。在文献中运用这2种技术行头颅MR成像对比的统计学研究已有报道,而在骨关节系统中尚未见国内文献报道,本研究通过比较这2种成像技术在膝关节患者进行了这方面的统计学研究,结果显示在图像SNR上,PROP PD-SPACE和FRF PD-SPACE有明显提高.在提高图像SNR的同时,PROP并没有降低对病变对比度的显示效果,甚至PROP PD-SPACE要高于FRF PDSPACE,而且扫描时间较前减少约1/4。

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