并行采集技术在老年人肝脏MR检查中的应用价值

蒋方方，王敏杰，金爱国，黄 挺

第二军医大学附属长海医院影像医学科(上海，200433)

MRI成像技术由于其无辐射危害，对比分辨率高，多方位，多参数采集及功能成像等优势已被广泛应用于临床。随着磁共振成像技术的进步，近几年出现的多通道相控阵线圈进一步提高了磁共振成像技术的图像质量;PAT技术的引入极大地缩短了磁共振的扫描时间，使得磁共振成像技术更进一步向着短扫描时间高图像质量的方向发展。本文使用iPAT技术对63例老年患者进行MRI扫描并对所得图像与常规MR图像进行对比研究。

1 材料与方法

1.1 一般资料

63例行常规肝脏MRI检查时出现运动伪影的老年患者，转行iPAT序列(TrueFisp冠状位、T1Flash轴位)扫描。男性42例，女性21例，年龄52～89岁，平均68岁。其中肝癌30例，海绵状血管瘤5例，肝囊肿10例，肝硬化8例，其他10例。所有患者均经治疗、随访或穿刺、手术病理证实。

1.2 方法与步骤

1.2.1 设备与扫描参数

所采用的 MRI设备为 Siemens公司生产的Avanto1.5T超导磁共振扫描仪，梯度场强45 mT/m，切换率200 mT/(mos)，共6个线圈单元组成，6个通道独立接收信号。多通道和多线圈组合形成的全景成像矩阵(total imaging matrix，TIM)技术使沿3个梯度编码方向均可行并行采集。常规序列扫描发现呼吸运动伪影后，改用iPAT序列进行扫描，扫描方式及参数见表1。

表1 iPAT序列与常规序列肝脏扫描的参数Tab.1 iPAT sequence and conventional sequence of liver scans parameters

表2 iPAT序列对常规肝脏序列扫描产生的伪影校正Tab.2 iPAT sequence correction Artifacts of conventional liver scanning sequence

1.2.2 图像分析

由三位磁共振专家对所得两组图像进行分析、比较，对呼吸运动伪影进行评价。判断标准:以显示肝左右叶结构、胆囊胆管、肝静脉或下腔静脉的清晰程度，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级。Ⅰ级:肝左右叶结构、胆囊胆管、肝静脉或下腔静脉清晰可辨;Ⅱ级:肝左右叶结构、胆囊胆管、肝静脉或下腔静脉欠清晰，但可辨;Ⅲ级:肝左右叶结构、胆囊胆管、肝静脉或下腔静脉不清晰、不可辨;Ⅳ级:肝左右叶结构、胆囊胆管、肝静脉或下腔静脉模糊不清。

1.2.3 数据统计及分析

采用配对样本比较的Wilcoxon符号秩检验行统计学分析，P＜0.05为差异有显著性意义。

2 结果

2.1 Trufish图像分析结果

63例经iPAT冠状TrueFisp序列扫描后，图像质量未发生明显变化，但屏气时间明显缩短(见表1)。

2.2 T1图像分析结果

63例常规肝脏扫描出现呼吸运动伪影的病例中，Ⅲ级以上影响诊断者共48例，占76%;经iPAT序列校正后，Ⅲ以上影响诊断者降低为5例，约占7.9%，Ⅲ以上符合诊断要求的病例共58例，约占92.1%(图1～6)，两者比较有显著差异(P＜0.05)。

2.3 iPAT序列和常规序列比较分析

iPAT序列对常规肝脏序列扫描产生的伪影校正情况见表2，经Wilcoxon符号秩检验，两种方法显示Ⅲ级以上、以下图像比较:S=885，p＜0.0001，两者有显著差异。应用iPAT序列后，呼吸运动伪影明显减少，肝脏各叶结构清晰显示，具有诊断价值。

3 讨论

磁共振(magenetic resonance imaging，MRI)作为一种医学影像检查方法，已经成为疾病诊断不可或缺的先进手段之一，尤其对肝脏疾病的诊断得到了广泛的认同。因此，磁共振图像质量的好坏对肝脏疾病的诊断具有重要的意义。而影响肝脏图像质量的诸多因素中屏气问题最为重要。我院患有肝脏疾病的患者中有一部分是老年患者，由于体质差而无法正常配合屏气，给磁共振的检查带来了很大的阻力。早期很多老年患者因为呼吸和屏气问题无法解决，而放弃了磁共振的检查，从而延误了疾病的进一步诊治。并行采集技术(Parallel Acquisition Technology，简称PAT)的出现，使这个问题得到迎刃而解。PAT技术能够缩短采集时间，减少呼吸运动伪影，提高时间和空间分辨率［1］。

PAT技术是并行采集算法、多通道接收线圈、多接收通道和高性能计算机技术发展的结合体。其中并行采集算法是核心，其他是实现并行采集技术的硬件基础。所有的硬件基础中又属接收线圈发展最快，已经由线形线圈(Linearly Polarized)、正交线圈(Circularly Polarized)发展到正交相阵列线圈(CP phased array)以至全景成像矩阵线圈(Total Image Matrix).

在常规情况下，磁共振成像信号的空间定位是由Y轴方向上的相位编码和X轴方向上的频率编码完成的，将由N行不同相位编码所采集的数据填充与K－空间，每一行相对应于一步相位编码。磁共振扫描仪根据这些纤维编码对图像的空间位置进行定位，然后重建处一幅图像。PAT技术是通过减少相位编码步数，来减少扫描时间的。但在常规成像情况下，减少相位编码步数，K－空间信号采集数据行将明显减少，结果在重建的图像上出现卷褶效应或重叠伪影。PAT技术是利用相控阵线圈多通道采集，以及相控阵线圈各线圈之间对各质子的空间位置的敏感性不同进行定位，各阵列接收线圈在不同的敏感性情况下同时进行编码，由此来弥补因相位编码步数不足所导致的信号空间定位不精确的缺点，最终得到没有卷褶伪影的磁共振图像［2，3］。

目前PAT技术去除卷褶的主要算法有包括:敏感度编码技术(SENSitivity Encoding，SENSE)、空间谐波实时采集技术(simultaneous acquisition of spatial harmonics，SMASH)和一般性自动校准部分并行采集技术(generalized autocalibrating partially parallel acquisition，GRAPPA)。其中应用最广泛的当属SENSE和 GRAPPA.如果仅考虑速度因素，SENSE将是最佳选择［4，5］。本研究采用就是mSENSE(modified SENSE)技术。

在PAT技术中，K－空间相位编码步数减少程度用R因子(reducion factor R)来表示，R因子就是相位编码减少的倍数。它与线圈单元数目有关，一般不超过线圈单元数目［5］。信噪比是决定MR图像质量的重要因素，PAT技术的信噪比与信号采集时间的平方根成正比关系，即PAT技术在缩短扫描时间的同时，也降低了图像的信噪比。当各接收线圈单元的几何关系不理想的情况下，图像的噪声会增加。国内史浩［6］等经过研究得出:对于一个六线圈单元的相控阵线圈来说，相位编码步数的最大减少倍数为3－4倍，即R因子等于3－4。本研究经过反复实验，最终将能满足诊断需要的最大R因子设定为3，与以上报道相符。

快速扫描对于观察在动脉期明显强化且能够迅速排出的病灶很重要，如肝细胞癌、局灶性结节增生以及一些转移灶［7］。本研究中，PAT技术的采用极大的缩短了肝脏采集的时间，并且能精确动脉期的采集，减少了运动的伪影，提高了MR对老年患者肝脏检查的价值。

本研究的研究对象全部都是老年患者，经过PAT技术校正后，Ⅲ以上符合诊断要求的病例共58例，约占全部研究对象的92.1%。PAT技术扫描和常规技术扫描结果，两者比较有显著性差异。现在，PAT技术已经在本单位肝脏等腹部MR检查中广泛应用，并且得到了好评。

综上所述，并行采集技术在肝脏磁共振成像应用过程中，大大缩短了采集的时间，使成像时间长这一问题彻底得到解决，病人屏不住气从而出现呼吸运动伪影的现象得到了极大的改善。并行采集技术有着非常高的应用价值和发展前景。

［1］Mitsouras D，Zientara GP，Edelman A，et al.Enhancing the acqutsition efficiency of fast magnetic resonance imaging via broadband encoding of signal content［J］.Magn Reson Imaging，2006，24(9):1209 －1227.

［2］Weiger M，Pruessmann KP，Kassner A，et al.Contrast－ enhanced 3D MRA Using iPAT［J］.JMRI，2000，12:671 －677.

［3］Dydak U，Weiger M，Pruessmann KP，et al.Sensitivity encoded multi－ echo spectroscopic imaging［J］.In:Proc ISMRM，8th Annual Meeting，Denver，2000:368.

［4］杨正汉，冯逢，王霄英等.磁共振成像技术指南－检查规范、临床策略及新技术应用［M］.北京:人民军医出版社，2010，4:176 －177.

［5］Weiger M，Pruessmann KP，Boesiger P.2D SENSE for faster 3D MRI［J］.MAGMA，2002，14:10 －19.

［6］史浩.8通道头部线圈和iPAT技术在MRI颅脑检查中的应用［J］.医学影像学杂志，2006，16(4):329 －332.

［7］夏爽，祁吉等.MR并行采集技术的优势［J］.国外医学:临床放射学分册，2006，29(5):348 －353.