3.0T磁共振T1反转角对钆塞酸二钠增强MR肝胆特异期肝实质信号强度影响的研究

杨 艳　董 莘*　敖国昆　吴 宁　刘杰爱　许国宇　韩顺霞　常海峰

3.0T磁共振T1反转角对钆塞酸二钠增强MR肝胆特异期肝实质信号强度影响的研究

杨 艳①董 莘①*敖国昆①吴 宁①刘杰爱①许国宇①韩顺霞①常海峰①

目的：通过比较不同反转角(FA)在钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA)增强MR肝胆特异期时肝实质与竖脊肌对比度，确定合理肝胆特异期延迟时间及扫描序列参数。方法：对15例肝脏结节性病变患者在Gd-EOB-DTPA磁共振肝胆造影术(MRC)中肝胆特异期注药后5 min、10 min、15 min和20 min分别行FA值为9o、25o、30o和35o的扫描成像。测量FA值的每组图像肝实质、竖脊肌对比噪声比(CNR)；并对图像的伪影、均匀度、对比度以及整体质量行双盲主观评分，采用两独立样本比较FA 25o15 min与FA 9o20 min的肝实质-竖脊肌CNR。结果：同一时间点下FA值为9o、25o、30o和35o时，肝实质-竖脊肌CNR有显著差异(F=17.76，P＜0.05)；主观评分结果伪影和均匀度均无差异(x2=20.87，x2=29.63；P＞0.05)；肝实质-竖脊肌CNR和图像整体质量有差异(x2=46.76，x2=43.23；P＜0.05)。FA值为25o注药后15 min与FA值为9o注药后20 min的肝实质-竖脊肌CNR之间无差异(t=1.89，P＞0.05)。结论：在3.0T Gd-EOB-DTPA MRC肝胆特异期时，加大FA值能有效地提高肝实质信号强度，注药后15 min采用FA值25o可缩短肝胆特异期延迟时间。

磁共振成像；反转角；钆塞酸二钠；肝胆特异期；信号强度

[First-author’s address] Department of Radiology, The 309thHospital of PLA, Beijing 100091, China.

目前，由于磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)采用多参数、多序列、多方位成像以及其良好的组织间对比，在发现和诊断肝脏病变的能力被认为超过CT影像，而在磁共振胆管造影术(magnetic resonence chaolangiography，MRC)中肝细胞特异性造影剂钆塞酸二钠(gadoxetic acid disodium，Gd-EOB-DTPA)的临床应用更进一步提高了诊断能力，作为肝细胞特异性造影剂Gd-EOBDTPA越来越被临床重视[1-2]。

随着高场磁共振仪临床使用的普及，图像质量在很大程度上得到了提高，疾病的诊断效率和准确率也大幅度提高。3.0T磁共振较1.5T磁共振相比主磁场的强度增加了1倍，信噪比(signal noise ratio，SNR)提高了1倍[3]。然而，随着主磁场强度和物质纵向弛豫的增加，物质之间的T1信号差会减小，反映在图像上组织间的对比度有所下降[4]。组织间对比度是与扫描时的反转角(flip angle，FA)大小密切相关，调整FA值的大小可以改变组织间对比度。因此，本研究探讨MRI不同FA值在3.0T Gd-EOB-DTPA MRC增强MR中对肝实质信号强度的影响，从而提高肝实质信号强度，并通过比较肝实质信号强度来确定肝胆特异期最佳延迟时间。

1　资料与方法

1.1一般资料

选取2016年2-6月解放军第309医院临床诊断或其他检查拟诊肝脏结节性病变需进一步行Gd-EOBDTPA增强MRI检查明确诊断的15例患者，其中男性8例，女性7例；年龄25～60岁，中位年龄45岁。15例患者中8例有肝炎病史；4例有乙肝肝硬化病史，肝功能均为Child-Pugh评分A级；3例有原发肿瘤病史。所有患者均知情并签署知情同意书，并得到医院伦理委员会审批通过。

1.2纳入与排除标准

(1)纳入标准：临床诊断或其他检查拟诊肝脏结节性病变患者。

(2)排除标准：①幽闭恐惧症及不能耐受长时间制动的患者；②不能良好配合呼吸的患者。

1.3仪器与对比剂

采用Magnetom Skyra 3.0T MRI(西门子公司，德国)，线圈：Body 18腹部专用线圈，扫描序列为T1加权三维容积内插体部检查(volume interpolated body examination，VIBE)序列增强扫描。造影剂Gd-EOB-DTPA，商品名普美显(拜耳公司，德国)。

1.4检测方法

(1)扫描参数。脉冲序列重复时间(time repetition，TR)4.06 ms；回波时间(time echo，TE)1.89 ms；矩阵 154×320；视野(field of view，FOV)380 mm×380 mm；层厚1.2 mm。

(2)扫描方位。腹部横断位；分别设置4个FA值，即9o、25o、30o和35o。同一时间点下不同的4个FA值对应层面相同，将同一时间点的4个不同FA值下所得到图像分为4组。

1.5图像分析与评价指标

(1)各组图像分别进行主、客观评价。客观评价时将所有图像上传至西门子工作站Sygo WWMP，分别在第2肝门层面、第2肝门层面向上第5层面、第2肝门层面向下第5层面测量肝实质、右侧竖脊肌信号强度，在肝实质信号强度测量时尽量避开Glisson系统走行区，结果取3个层面的平均值。噪声选取相应层面四周空气信号强度的标准差(SD)。感兴趣区(region of interest，ROI)面积的大小＞0.3 cm2。

(2)肝实质、同侧腰大肌的SNR与对比噪声比(contrast noise ratio，CNR)的计算为公式1：

式中SIl、SIe分别为肝实质、右侧竖脊肌的信号强度，SDnoise为相应层面四周空气信号强度的标准差。

(3)图像主观评分由2位资深的副主任医师从伪影、均匀度、肝实质-竖脊肌对比度以及图像整体质量4方面按照5分法影像质量评估法进行双盲主观评分。根据评分结果，比较FA值为25o，15 min与FA值为9o，20 min的扫描肝实质-竖脊肌CNR有无差异。

1.6统计学方法

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，图像的客观指标分析采用单变量方差分析(ANOVA)，主观指标采用Kruskal-Wallis检验，组间进行LSD两两比较；计数资料以均数±标准差(-x±s)表示，主观评分采用秩和检验，并进行一致性Kappa分析；FA值为25o，15 min与FA值为9o，20 min的肝实质-竖脊肌CNR采用两独立样本比较的t检验，计数资料采用x2检验分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1客观评价指标

(1)在扫描时间为5 min、10 min、15 min和20 min的同一时间点下4组FA值肝实质-竖脊肌CNR之间比较差异有统计学意义(F=11.98，F=5.73，F=17.76，F=9.68；P＜0.05)，见表1。

(2)LSD两两比较不同FA值肝实质-竖脊肌组间无明显差异。

(3)在同一时间点的4个不同FA值下所得到的4组图像中，随着FA值增加，肝组织-竖脊肌CNR增加；图像FA值为25o、30o和35o显示肝组织-竖脊肌CNR差异不明显(如图1所示)。

2.2主观评价指标

图像主观评分2名观察者之间一致性的Kappa值为0.89。在15 min扫描的同一时间点下，不同FA值的图像伪影、均匀度比较，差异无统计学意义(x2=20.87，x2=29.63；P＞0.05)；而肝实质-竖脊肌对比度、图像整体质量比较，差异具有统计学意义(x2=46.76，x2=43.23；P＜0.05)，见表2。

表1　15例患者不同时间段和不同FA值肝实质-竖脊肌CNR的比较

表1　15例患者不同时间段和不同FA值肝实质-竖脊肌CNR的比较

注药后(min)FA值F值P值9o25o30o35o5 98.75±6.34152.09±5.63158.26±9.47163.66±7.3911.98＜0.05 10 110.75±7.96170.93±8.02172.31±10.19170.45±9.765.73＜0.05 15 150.33±9.06204.93±6.99210.76±11.87219.98±8.3117.76＜0.05 20 209.88±7.67249.09±9.65256.43±14.11265.30±9.069.68＜0.05

图1　同一时间点不同FA值所得图像(15 min)

表2　注药后15 min扫描不同FA值图像主观评分的比较(x-±s)

2.3肝实质-竖脊肌CNR比较

在FA值为25o注药后15min扫描与FA值为9o注药后20 min扫描的肝实质-竖脊肌CNR值分别为210.76±11.87和209.88±7.67，两者比较差异无统计学意义(t=1.89，P＞0.05)，见表3。

表3　FA值25o, 15 min与FA值9o, 20 min扫描的肝实质-竖脊肌CNR比较(x-±s)

3　讨论

肝细胞特异性钆螯合物MRI对比剂不仅具有非特异性细胞外对比剂的性质，还具有肝细胞特异性对比剂的特性，在合理的时间范围内被用于肝细胞特异性显像，是其他肝细胞特异性造影剂，如钆贝葡胺不具备的特征[5-6]。静脉注射后，这种以钆为基础的造影剂最初分布进入血管和组织间隙，类似于其他细胞外造影剂[7-9]。正常功能的肝细胞随着Gd-EOB-DTPA首次通过肝脏开始摄取，肝实质信号强度随之增高。随着Gd-EOB-DTPA持续摄取，肝实质信号强度渐进性增高；肝脏选择性摄取(肝细胞期)时提供病变特异性的影像表现，获得高质量、有特异性表现的肝脏影像。有文献显示对于无肝硬化的患者，在注射Gd-EOB-DTPA后10 min，肝细胞特异期(肝实质期)扫描可以实施；对于肝硬化或胆红素升高的患者，20 min后的肝细胞特异期采集可能更合适[10]。

FA值作为MRI中重要的参数之一，对图像质量的优劣起了重要的作用，尤其是在目前临床广泛应用的高场磁共振仪中。所谓FA是指自旋回波或梯度回波成像时，某一体素中质子总磁矩受到射频脉冲激发后发生旋进角度加大的角度增加值[11]。理论上讲，3.0T较1.5T磁共振组织T1时间延长15%～22%，T1WI图像对比度大幅下降，具体到本研究，则表现为肝实质-竖脊肌CNR下降[12]。此外，Gd-EOB-DTPA MRC增强肝细胞肝胆特异期所采用的序列为T1加权的3D-VIBE，该序列要点是使用快速小角度激发、超短TR时间、极短的TE，故纵向磁化矢量恢复不完全。因此，想得到高组织对比度的图像，FA的选择至关重要。

由于肝脏的T1值小于竖脊肌的T1值，根据长T1组织选用低FA值，短T1组织选用高FA值这一理论，故选择高反转角度，这样既增加了肝组织的信号强度，又降低了竖脊肌的信号强度，从而增加二者之间的对比度[13]。

本研究结果显示，同一时间点下，FA值为9o肝实质-竖脊肌CNR明显低于其他组别，表明在一定范围内提高FA值可以增加Gd-EOB-DTPA MRC肝胆特异期肝实质-竖脊肌CNR，而FA值为25o、30o及35o之间差异无统计学意义，原因可能为角度间隔过小。在此情况下，本研究将选择25o作为Gd-EOB-DTPA MRC肝胆特异期肝实质成像的理想FA值。此外，加大偏转角要考虑的重要因素是射频辐射量，通常使用特殊比吸收率(specific absorption rate，SAR)表示，在高磁场强度的3.0T，基准SAR比1.5T翻两倍，SAR增加有重大的影响，MRI扫描应遵守SAR限度[14-15]。研究表明，FA值的增大可不同程度增加SAR，尤其是体格高大的患者，从而延长扫描时间，而本研究也证实了这一点，故不采用FA值为30o和35o作为理想角度[16]。

主观评分结果显示，伪影、均匀度均无明显差别，而肝实质-竖脊肌CNR差别明显，受此影响图像整体质量差别亦明显。此外，根据客观比较结果，本研究对FA值为25o，15min与FA值为9o，20min扫描的肝实质-竖脊肌CNR进行比较，结果发现二者无明显统计学差异，因此，在工作中可以选择FA值大角度来取代临床一直采用的小角度，不仅缩短了扫描时间为患者提供便利，同时达到诊断要求。

本研究尚存在不足，比如将每个时间点、每个不同FA值的序列全部扫描完所用时间过长，受试者不可避免的运动伪影将影响研究结果；后处理过程中周边噪声易受呼吸运动的干扰，这将影响研究结果的准确性，因此需要多点、多方位进行测量，取平均值，从而最大可能降低研究结果误差。

4　结语

在3.0T Gd-EOB-DTPA MRC肝胆特异期成像时，选择FA值为25o可增加肝脏-竖脊肌CNR，注药后15 min采用FA值为25o时可缩短肝胆特异期延迟时间。

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The research on the effects of flip angle to signal intensity of the liver parenchyma in liver specific period of Gd-EOB-DTPA MRC

YANG Yan, DONG Xin, AO Guo-kun, et al// China Medical Equipment,2016,13(11):39-42.

Objective: To study the effects of flip angle (FA) to signal intensity of the liver parenchyma in liver specific period of Gd-EOB-DTPA MRC, and to determine reasonable delay time of liver specific period and scan sequence parameters. Methods: 15 cases of patients took CT scan with FA value 9 degrees, 25 degrees, 30 degrees and 35 degrees in liver specific period of Gd-EOB-DTPA MRC after 5min,10min,15min and 20min. The resulting image of each FA value sum up as a group. The liver parenchyma, the erector spinae and the background signal intensity of each group were measured respectively. And the signal to noise ratio (SNR) and the contrast to noise ratio (CNR) of liver parenchyma, erector spinae about each group were calculated and analyzed by One-Way ANOVA among different groups. The subjective parameters including image artifacts, image uniformity, contrast ratio and whole image quality were analyzed by Kruskal-Wallis H test. According to the subjective evaluation results, we compared the CNR of liver parenchyma-erector spinae at 15min FA(25degrees) and 20min FA(9 degrees) which were calculated and analyzed by t test. There was significant difference (P＜0.05). Results: For flip angle 9 degrees, 25 degrees, 30 degrees and 35 degrees, the SNR of liver parenchyma-erector were 150.33±9.06, 204.93±6.99, 210.76±11.87 and 219.98±8.31. There was significant difference (F=17.76, P=0.03). The subjective scores of image artifacts were 4.90±0.31, 4.70±0.56, 4.80±0.73 and 4.80±0.69 (x2=20.87, P=0.07). The image uniformity were 4.70±0.89, 4.60±0.41, 4.80±0.93 and 4.60±0.38(x2=29.63, P=0.06). The liver parenchyma-erector spinae contrast were 1.30±0.35, 2.60±0.44, 4.10±0.38 and 4.90±0.90 (x2=46.76, P=0.03). The whole image quality were 1.80±0.90, 2.40±0.94, 4.90±0.29 and 5.00±0.00(x2=43.23, P=0.02). Conclusion: Increased FA can effectively improve the liver parenchyma signal intensity. After 15 min’s injection, the 25 degree can shorten the delay time of the liver and gallbladder specific period.

Magnetic resonance imaging; Flip angle; Gadoxetic acid disodium; Specific period of liver and gallbladder; Signal intensity

杨艳,女,(1974- ),硕士，副主任医师。解放军第309医院放射科，从事MRI诊断工作。

1672-8270(2016)11-0039-04

R445.2

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.11.012

①解放军第309医院放射科 北京 100091

13050036888@163.com

2016-07-06