IDEAL序列在脊柱脂肪抑制中的应用

黄敏华 HUANG Minhua

郭 勇 GUO Yong

郑奎宏 ZHENG Kuihong

林 伟 LIN Wei

张 静 ZHANG Jing

近年来脂肪抑制技术在脊柱病变检查中发挥重要作用，脊柱骨骼中含有大量脂肪，采用脂肪抑制技术可以增加病变组织与正常组织的对比，提高病变的显示，为疾病的诊断及鉴别诊断提供可靠的依据。本研究对IDEAL(iterative dixon water-fat separation with echo asymmetry and least-squares estimation，IDEAL)T2WI和FSE T2WI加脂肪抑制两序列在脊柱脂肪抑制的效果进行比较，旨在更好地显示脊柱病变。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2010-02～08脊柱成像患者35例，其中颈椎10例，胸椎8例，腰椎17例；男18例，女17例；年龄20～83岁，平均58岁。

1.2 仪器与方法 采用GE 3.0T HDx超导磁共振成像仪，脊柱相控阵线圈。矢状位FSE T2WI+脂肪抑制参数为TR/TE 1980ms/81.5ms，视野（field of view, FOV）腰椎320mm×320mm、胸360mm×360mm、颈260mm×260mm，矩阵320×192，层厚/层间距4mm/1mm，激励次数(number of excitation，NEX)6次，扫描时间2.58min；IDEAL序列参数为TR/TE 2000ms/86ms，FOV同矢状位FSE T2WI+脂肪抑制，矩阵320×256，层厚/层间距3mm/0mm，NEX 3次，扫描时间3.07min。

1.3 评价方法

1.3.1 主观评价图像脂肪抑制质量 将图像脂肪抑制质量分为4级（0级，脂肪抑制效果太差，图像不能用于诊断；1级，脂肪抑制差，部分诊断信息被掩盖；2级，脂肪抑制好，没有明显的抑制不均匀；3级，图像脂肪抑制优良，信号均匀）。由2位影像科医师在不知道图像序列的情况下讨论评估。

1.3.2 客观评价图像质量（测量信噪比） ①颈椎测量方法：在颈椎中间层第5颈椎椎体上放一感兴趣区(region of interest, ROI)，由同一操作者测量椎体的信号强度值,同时测量同一层面第4椎体水平背景组织信号强度值及标准差（图1）。②胸椎测量方法：在胸椎中间层第8胸椎椎体上放一ROI，由同一操作者测量椎体的信号强度值,同时测量同一层面第7胸椎椎体水平噪声信号强度值及标准差。③腰椎测量方法：在腰椎中间层第3腰椎椎体上放一ROI，由同一操作者测量椎体的信号强度值,同时测量同一层面第3椎椎体水平噪声信号强度值及标准差。

计算两序列的信噪比，信噪比＝椎体信号强度/噪声的标准差。

1.4 统计学方法 采用SPSS 13.0软件，组间比较用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 颈椎信噪比测量方法：ROI 1放在第5椎体，ROI 2放在同水平背景组织

2 结果

由表1可见，颈椎、胸椎、腰椎IDEAL T2WI脂肪抑制序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列；表2中两种序列信噪比比较颈椎、胸椎、腰椎两序列IDEAL T2WI序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，差异均有统计学意义（P＜0.05）。由图2、3可见，颈椎、胸椎FSE T2WI序列示脂肪抑制效果差，IDEAL T2WI序列示脂肪抑制效果好。

表1 主观评价两种序列脂肪抑制效果

表2 两种序列图像信噪比比较

图2 颈椎脂肪抑制。A.FSE T2WI示颈椎脂肪抑制效果差，为1级，部分诊断信息被掩盖；B.IDEAL T2WI示脂肪抑制效果好，脊髓及周围解剖结构清晰，为3级优质片

图3 A.FSE T2WI示胸椎脂肪抑制效果差，为1级，部分诊断信息被掩盖；B.IDEAL T2WI示脂肪抑制效果好，脊髓及周围解剖结构清晰，为3级优质片

3 讨论

IDEAL为一种改进的三点式DIXON水脂分离成像技术。以往三点式DIXON水脂分离成像技术是在90°激发射频脉冲后，施加相同的180°相位回聚脉冲，分别在-π、0、π时间点采集3次回波信号，在后处理计算中，计算水和脂肪的相位值，确定每个象素中水和脂肪的相位，可以克服磁场不均匀性，实现水脂分离[1-4]。三点法的特点是采集的3个回波中，中间一个信号与传统的SE/FSE序列采集的时间相同，另2个是对称性位于这个信号的两边的反相位信号。在三点法水脂分离中，水脂分离程度的关键取决于象素中水和脂肪的含量，以及信号采集的位置。以往三点法采集信号的时间点是-π、0、π，利用这种对称性采集，如果一个象素内水和脂肪的含量相近，会导致水和脂肪分离不完全，组织结构交界区域显示模糊，图像信噪比明显降低。如果中间的信号采集的时间点在π/2+nπ，其他2个信号采集的偏移时间保证在之前和之后2π/3，后处理计算采用迭代最小二乘估算法，可以保证象素内任意的水和脂肪比例都可以进行精确的水脂分离。相对于TE时间采集的信号而言，它们属于非对称性采集，为了保证最短的扫描时间，临床常用的采集时间点是-π/6、π/2、7π/6。这种成像方式即为IDEAL。它可以充分克服以往三点法水脂分离的缺点，保证足够的信号强度，组织结构交界处清晰，水脂分离彻底，彻底摒弃外界干扰对水脂分离的影响[5,6]。

频率选择预饱和脉冲是指在无外加梯度场的条件下，采用窄带脉冲，优先激发脂肪，紧接着加入额外的梯度场使其相位离散，将脂肪饱和掉，频率选择预饱和脉冲要求主磁场均匀性高，否则脂肪抑制会不均匀，由于颈部不规则的几何形态和空气-组织界面磁敏感的差异，导致B0磁场非常不均匀，各种物质的进动频率偏移，脂肪抑制的预饱和脉冲与脂肪的真正进动频率不一致，结果是脂肪的信号没有被抑制，其他物质的信号却被抑制掉。本研究中脊柱矢状位FSE T2WI脂肪抑制不均表现为部分脂肪不能被饱和，如有病变容易被掩盖。

本研究中主观评级颈椎、胸椎、腰椎IDEAL T2WI脂肪抑制序列效果均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，信噪比颈椎、胸椎、腰椎两序列对比IDEAL T2WI序列均好于FSE T2WI脂肪抑制序列，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

综上所述，脊柱MRI脂肪抑制IDEAL T2WI序列优于FSE T2WI序列，IDEAL T2WI能提供更均匀稳定的脂肪抑制效果，脊柱图像信噪比高，可清晰显示脊柱病变。

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