膝关节相控阵线圈在新生儿脑部MRI检查中扫描参数优化选择

深圳市儿童医院放射科(广东 深圳 518038)

向 葵 干芸根 孙龙伟

膝关节相控阵线圈在新生儿脑部MRI检查中扫描参数优化选择

深圳市儿童医院放射科(广东 深圳 518038)

向 葵 干芸根 孙龙伟

目的 探讨膝关节相控阵线圈在新生儿脑部MRI检查中扫描参数优化选择。方法 应用膝关节相控阵线圈对足月新生儿行脑部扫描，分别采用传统脑部扫描参数和优化后扫描参数，获取横断位T1加权、T2加权、T2 FLAIR、扩散加权成像及矢状位T1加权成像等图像，比较两组图像质量、图像信噪比和满足影像诊断率。结果 用膝关节相控阵线圈顺利完成45例足月新生儿行脑部扫描，其中用传统脑部扫描参数22例，用优化后扫描参数23例，两组扫描参数所得图像信噪比经两独立样本t检验，两组比较差别无统计学意义(P＞0.05)。两组扫描参数所得图像满足影像诊断率经四格表χ2检验，两组比较差别无统计学意义(P＞0.05)；优化组扫描时间较之传统组减少1/3。结论 优化组扫描参数能代替传统脑部扫描参数，优化组扫描时间及SAR值均可减少。优化组扫描参数更适合膝关节相控阵线圈新生儿脑部MRI检查。

新生儿脑病；磁共振成像；膝关节相控阵线圈

目前磁共振(MRI)可为新生儿疾病的诊断提供准确的影像学依据，是判断新生儿脑病公认的较为敏感、准确的检查方法，且安全可靠[1-2]。众所周知，接收线圈与MRI图像信噪比密切相关，线圈离检查部位越近，接收的信号就越强。新生儿头围较成人明显小，随MRI机配置的常规头部线圈按成人头围标准制定的，线圈离新生儿头部部位相对较远，图像质量会受影响。我们此前曾用MRI常规配置的膝关节线圈行新生儿脑部扫描，得到较好的图像质量[3]；本文探讨膝关节线圈行新生儿脑部扫描参数的优化选择。

1 资料和方法

1.1 研究对象2014年1～9月在我院行脑部MRI检查的足月儿顺产新生儿45例，其中男孩26例，女孩19例，年龄为13天～28天，中位数20天。头围32.7cm～35.5cm，平均33.9cm。

1.2 方法和材料MRI实验在GE1.5T(SIGNA Twinspeed with EXCITE)磁共振仪上开展。所有新生儿检查前30min给予5%水合氯醛(1ml/kg)灌肠镇静，待其安静入睡后方进行检查。使用单通道膝关节相控阵线圈，分别采用传统脑部扫描参数和优化后扫描参数进行扫描(两组扫描具体参数见表1、表2)，其中22例采用传统脑部扫描参数，23例采用优化后扫描参数。获取横断位T1WI、横断位T2WI、横断位翻转恢复水抑制T2加权(T2 FLAIR)、横断位DWI、矢状位T1WI图像。

所进行检查均经过医院伦理委员会伦理审查并由家长签署知情同意书。

1.3 数据分析使用Image J1.48软件测量脑部信号强度S和背景噪声标准差σ，根据下式计算图像的信噪比(signal-tonoise ratio，SNR)，SNR=S/σ。

采用双盲法，由2位放射科高年资医师对两组图像分析，图像质量满足诊断要求者为阳性，不能满足诊断要求者为阴性。当2名医师意见不一致时需进行协商达到意见一致，计算两组扫描参数所得图像满足诊断要求的阳性率。

运用SPSS13.0统计软件包，检验水准α＝0.05。比较两组扫描参数所得图像的信噪比有无统计学差异，采用两独立样本t检验。比较两组扫描参数所得图像，满足诊断要求的阳性率有无统计学差异，采用四格表χ2检验。

2 结 果

本组45例均完成头颅MRI平扫，其中2例首次采用传统脑部扫描参数扫描时，中途患儿醒来停止扫描，隔日采用优化扫描参数扫描完成检查。传统脑部扫描参数扫描时间为12∶01分钟，优化扫描参数扫描需要7∶56分钟。

两组在横断位T1WI、横断位T2WI、横断位翻转恢复水抑制T2加权(T2 FLAIR)、横断位DWI、矢状位T1WI均可获得较好的图像(见图1-10，见表1-2)。传统脑部扫描参数所得图像信噪比，横断位T1WI、横断位T2WI、横断T2 FLAIR、横断位DWI、矢状位T1WI分别为20±1.3、1 2 0±8.3、1 6 0±1 2.5、130±10.5、50±8.9。优化组扫描参数所得图像信噪比，横断位T1WI、横断位T2WI、横断T2 FLAIR、横断位DWI、矢状位T1WI分别为19±2.4、122±5.6、 1 5 5±1 5.7、1 2 7±1 2.8、53±6.4。两组图像信噪比经两独立样本t检验，差别无统计学意义(P＞0.05)，见表3。

22例采用传统脑部扫描参数，所得图像满足影像诊断21例，1例由于横断位T1WI有少量运动伪影而未达到诊断要求。23例采用优化后扫描参数，所得图像满足影像诊断22例，1例由于横断位DWI有少量运动伪影而未达到诊断要求。两组扫描参数所得图像满足影像诊断率分别为95.45%、95.65%，经四格表χ2检验，两组比较差别无统计学意义(P＞0.05)，见表4。

3 讨 论

3.1 膝关节应用于新生儿脑部成像的可行性国外已有专用新生儿头部线圈[4-5]，但价格昂贵，国内多数医院均没有配置新生儿头部线圈。膝关节相控阵线圈主要用于膝关节检查，能清晰地显示关节的解剖结构及病变，其内径是18cm，周长为56cm；其内径较常规头部线圈小，且空间分辨率及对比分辨率均高。文献报道新生儿头围最大为39.1cm[6]，所以新生儿头部是完全可以放入膝关节相控阵线圈内；本组足月新生儿头围平均33.9cm，最大头围35.5cm，也证实此点。膝关节相控阵线圈与患儿头部的距离较近，接受的信号强度较大，明显改进图像的信噪比，提高空间分辨率，可提供相关部位更精细的MRI检查。因此膝关节相控阵线圈应用于新生儿脑部扫描是可行的[3]。

3.2 两组扫描参数所得图像的评价影响MR图像信噪比的因素较多, 不仅有组织本身特性(组织温度、生理噪声等)和成像参数(如重复时间、回波时间、反转时间、信号采集次数层厚、扫描矩阵等的选择等)，还有MRI系统硬件因素(如场强、接收带宽、线圈温度、线圈品质因数等)[7-8]。

表1 新生儿膝关节相控阵线圈脑部扫描传统脑部扫描参数

表2 新生儿膝关节相控阵线圈脑部扫描优化组扫描参数

表3 新生儿膝关节相控阵线圈脑部扫描两组参数信噪比比较

表4 两组扫描参数所得图像满足影像诊断率比较

信噪比即信号噪声比，SNR是图像的信号强度与背景噪声强度的比值，是MRI设备质量的重要参数，是评价图像质量的主要指标之一；SNR高的图像表现为图像清晰，轮廓鲜明，提高SNR是图像质量控制的主要内容。线圈大小与SNR密切相关，选择合适的线圈可使SNR增高，在相同的成像条件下，SNR与线圈半径及线圈距成像物体距离呈反比，即线圈半径或线圈距成像物体距离越大，SNR越小，图像质量越差；反之，线圈半径或线圈距成像物体距离越小，SNR越大，图像质量越好[8-9]。所以检查时应尽量将射频接收线圈贴近被检组织表面，使填充因子增加，线圈距离目标组织越近，接受的信号强度越大，信噪比越高；反之，线圈距离目标组织越远，接受的信号强度越小，信噪比越低。所以要获得信噪比高的图像，就必须选择与受检部位大小相适应的线圈。

新生儿颅脑较成人明显小，图像视野小，如使用成人头部线圈，图像的信噪比相对较差。与机器常规配置的头部线圈相比，膝关节相控阵线圈内径(23cm)小，线圈距成像物体距离近，所获得的图像SNR较大。本研究结果显示，膝关节相控阵线圈行新生儿脑部扫描，两组扫描参数所得图像都有较满意的SNR，图像满足影像诊断率达95.45%、95.65%。

3.3 优化组扫描参数的优越性分析设置成像参数时，应特别注意SNR使图像的最重要因素[9]。在DWI序列中，采用B值越大图像质量越好，但SNR比下降。由于膝盖线圈直径小，紧贴新生儿的头颅，减少了噪声，因此适当加大B值，优化后改为B值1000，SNR比未见明显增加，但是图像质量增高。

设置成像参数时，要尽量采用短的扫描时间。扫面时间越长则发生运动伪影的机会越多，缩短检查时间，可有效降低受检者的电磁辐射剂量，防范受检者可能受到的潜在电磁辐射危险[9-10]。我们在优化组参数中，选择横断位T1WI、矢状位T1WI序列NEX由常规的4次改为2次，FOV由常规的24次改为20，两组图像质量未见明显差别，完全能满足诊断要求。这样的参数优化缩短了扫描的时间，从而减少了运动伪影的发生几率，提高了检查的成功率；本组病例中有2例首次采用传统脑部扫描参数扫描时，中途患儿醒来停止扫描，隔日采用优化扫描参数扫描完成检查；而伴随扫描时间的减少，电磁辐射总量也降低，使射频能量吸收率(specific absorption rate，SAR)值减少，减少了检查中不必要的损伤。

综上所述，对于新生儿头部MRI检查，用膝关节相控阵线圈能得到较好图像。优化组扫描参数与传统脑部扫描参数所得图像SNR没有差别，满足影像诊断率达95.65%，并且扫描时间较后者短，不仅SAR值减少，扫描成功率也相应提高；因此优化组扫描参数是膝关节相控阵线圈行新生儿头部MRI检查更好的选择。

[1] Benavente-Fernandez I，Lubian-Lopez PS，Zuazo- Ojeda MA，et al．Safety of magnetic reso-nance imaging in preterm infants[J]．Acta Paediatr, 2010, 99(6):850-853．

[2] 邵立新,郑奎宏,黄敏华.磁共振成像技术(MRI)对新生儿缺血缺氧性脑病的诊断价值[J].医疗装备, 2014, 27(10):57-58．

[3] 向葵,干芸根,孙龙伟.应用膝关节相控阵线圈进行新生儿脑部MRI成像的研究[J]．中国CT和MR杂志, 2015, 13(8):102-104．

[4] Shroff MM，Soares-Fernandes JP，Whyte H，et al. MR imaging for diagnostic evaluation of encephalopathy in the newborn[J]. Radiographics, 2010, 30(3):763-780.

[5] Jones RA，Palasis S，Grattan-Smith JD. MRI of the neonatal brain: optimization of spinecho parameters[J]. Am J Roentgenol, 2004, 182(2):367-372.

[6] 黄小云,刘惠龙.1986-2005年中国不同胎龄胎儿头围孕周均值变化趋势[J].中国妇幼保健,2011, 26(34):5336-5338.

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[8] 李建伟.线圈填充因数与信噪比的关系[J].中华放射学杂志,2007,41(2):131-132.

[9] 张晓槟,金宝荣,苏丽娟.M R图像质量与成像参数的相关性及控制对策[J].数理医药学杂志,2006,19(1):73-75.

[10]刘虎,尤克增.磁共振扫描中受检者电磁辐射现状与防护对策[J].环境与职业医学,2012,29(9):576-579.

(本文编辑:谢婷婷)

Optimization of Neonatal Brain MR Imaging with Knee Phased-array Coil

XIANG Kui, GAN Yun-gen, SUN Long-wei. Department of Radiology, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen, China 518038

Objective To investigate the optimization of neonatal brain MR imaging with knee phased-array coil.Methods Forty-five newborns participated in the study and were scanned with a knee phased-array coil. Imaging techniques, including T1-weighted imaging, T2-weighted imaging, T2 FLAIR imaging, and diffusion weighted imaging at the axial orientation, and T1-weighted imaging at the sagittal orientation, were respectively conducted. Twenty newborns were scanned with the conventional imaging parameters, and the other twenty-three were scanned with the optimized imaging parameters. Signal-to noise ratio (SNR) and image quality for clinical diagnosis were compared between paired scans.Results All data was successfully acquired. No statistically significant difference of SNR was observed between the conventional and the optimized imaging parameters (P-value ＞ 0.05). In addition, a Chi-square test suggested no significant difference of image quality for clinical diagnosis between the two sets of imaging parameters (P-value ＞ 0.05). The time scanned with the optimized imaging parameters was less than that scanned with the conventional imaging parameters. Conclusion With the advantages of halving scan time and specific absorption rate, the optimized neonatal brain MR imaging parameters were superior to the conventional ones, and were more suitable for neonatal brain MR examination with knee phased-array coil.

Neonatal Brain Diseases; Magnetic Resonance Imaging; Knee Phased-array Coil

R272.1；R742

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.11.009

向 葵

2015-10-07