基于dual-FFE 序列的多参数调整在肝检查患者自由呼吸下肝脏扫描中的应用

郑顺勇，李红婴（通信作者），詹阿来，吴志羡，张艺娜

福建医科大学附属漳州市医院 （福建漳州 363000）

T1WI 同反相位（in phase/out of phase，IP/OP）利用双回波技术，单次屏气即可实现肝脏的全范围覆盖。IP/OP 图像信号分别为水脂信号相加/相减，该序列除可提供T1WI信息外，还可显示局限或弥漫的肝脂肪变性及过量的铁沉积。脂肪肝同相位信号高于反相位，铁沉积则表现相反。测量同反相位的信号差，可定量分析肝的脂肪含量。因肝脏除了单纯的上下运动，还存在前后翻动的情况，所以，在行MRI 检查时，极易出现运动伪影[1-6]。在MRI 中，由各种原因引起的伪影常会干扰医师对病变的客观判断，导致误诊或漏诊，因此，与提高信噪比和分辨力相同，识别和消除伪影也是提高MRI 图像质量的重要环节。由肝运动导致的伪影主要是运动伪影，所以，肝脏检查的关键是控制好运动伪影，常用的方法有呼吸触发、膈肌导航、风车技术、屏气扫描等。近年来，MRI 技术发展迅速，但难以在基层医院开展，其只能通过优化参数来获得高质量的图像。飞利浦磁共振成像仪dual-FFE 原序列只可进行屏气扫描，若遇到昏迷或无法屏气的患者便无法使用，故而无法采集到T1WI 同反相位。本研究通过调整一部分参数来改良dual-FFE 序列，对100例肝检查患者行dual-FFE 原序列屏气扫描、自由呼吸扫描及改良序列自由呼吸扫描，采集3组图像进行对比分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年12月至2019年10月于我院行肝检查的100例患者作为研究对象，其中男50例，女50例；年龄40～89岁，平均68.8岁；昏迷患者23例，意识清楚患者77例。本研究已获得医院医学伦理委员会的审核批准，患者家属均已签署知情同意书。

1.2 方法

使用1.5T Philips Noval Dual 超导型磁共振成像仪，体部项圈（ense XL torso coil，16通道）。所有患者均绑上呼吸门控感应器，对其中23例昏迷患者行dual-FFE 原序列自由呼吸扫描和改良序列自由呼吸扫描，对另77例意识清楚患者行dual-FFE 原序列屏气扫描、自由呼吸扫描及改良序列自由呼吸扫描，采集患者横断位图像。dual-FFE 改良序列参数的设置：调整原dual-FFE 序列参数，原1次信号平均次数（number of signal averaged，NSA）改为4次，并打开系列运动伪影还原技术（serial motion artifact reduction technique，SMART）采集方式，将并行采集技术（parallel acquisition technique，PAT 飞利浦公司称作ds-SENSE，简称SENSE ）因子由原来的2.0改为2.3，将扫描时间由原来的24.7 s 增加到85.4 s；其他参数不变，如重复时间（repetition time，TR）为92 ms，第一回波时间（first echo time，TE1）为2.3 ms，第二回波时间（second echo time，TE2）为4.6 ms，矩阵（频率编码×相位编码）为276 mm×168 mm，层厚为5.0 mm，层间距为0.5 mm，层数为36层。

最终，由科室3名高级医师对图像质量、信噪比、对比度、肝边缘锐利度、呼吸运动伪影进行分析评价，当观察结果不一致时通过协商确定。

1.3 临床评价

分析图像质量，本次主要对运动伪影进行评价，分为严重伪影、部分伪影、轻度伪影、无伪影，其中轻度伪影和无伪影为有效图像。

1.4 统计学处理

采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析，计数资料以率表示，采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

dual-FFE 原序列自由呼吸扫描的图像有效率低于原序列屏气扫描，差异有统计学意义（P<0.05）；dual-FFE 改良序列自由呼吸扫描与原序列屏气扫描的图像有效率比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1。图1～4是同一患者在自由呼吸下采集的，其中图1与图2是dual-FFE 原序列自由呼吸扫描下的同反相位，图运动伪影明显；图3与图4是dual-FFE 改良序列自由呼吸扫描下的同反相位，图运动伪影较原序列减少，信噪比和空间分辨力均提高。

表1 3组图像有效率比较

图1 原序列自由呼吸下的反相位图

图2 原序列自由呼吸下的同相位图

图3 改良序列自由呼吸下的反相位图

图4 改良序列自由呼吸下的同相位图

3 讨论

MRI 是一种多序列、多参数、多方位的成像技术，成像参数众多且相互关联。在行MRI 检查时，我们需熟练掌握信噪比、对比度、空间分辨力、模糊、伪影等对图像质量的影响。对于自由呼吸下的肝脏成像，要控制好运动伪影，保证图像有良好的信躁比、对比度及空间分辨力，以达到诊断要求。dual-FFE 改良序列主要通过调整NSA、SMART 及SENSE 3个参数来减少运动伪影，并在一定程度上提高了信噪比和空间分辨力[7-10]。

NSA 指在K 空间里每一相位编码数据被重复采样的次数。当NSA 从1次采集改为4次时，不仅提高了信噪比，还减少了伪影。其减少伪影的原理是，增加采集的重复次数，通过多次平均方法，可以减少随机的运动伪影。因为每次在进行重复采集时，运动伪影是随机的或不定的，不是总出现在一个位置的信号，而静止的固定组织信号是相对固定的，通过这种方法，多次采集后平均，可以消除运动伪影，提高信噪比。此方法可以解决部分运动伪影问题，但由于多次进行NSA 采集，导致相同的相位编码线获取间隔时间延长，对于生理运动剧烈的肝脏，不能有效地去除运动伪影，所以，不同的相位编码采集方式相结合非常必要。

SMART 又称长程平均技术，是在多次重复激励中，第1次采集完第1条相位编码线后，接着重复采集同样的编码线，而不是将第1个K 空间填充完毕，再开始重复第2次K 空间填充。此方法可以在进行多次NSA 采集时缩短相同相位编码线的获取时间，所以与多次NSA 结合可以减少运动伪影。

SENSE 因子由2.0增加到2.3，可以缩短扫描时间及相位编码获取时间，但SENSE 因子的提高会增加信噪比降低和卷折伪影的发生风险。整体结合NSA、SMART 两个参数适当地提高SENSE 因子，有利于减少运动伪影。

信噪比是图像的信号强度与背景随机噪声强度的比值。MRI 图像的信噪比与多种因素有关，如磁场强度、射频线圈质量、屏蔽效果、线圈调节、像素大小、重复时间、回波时间、反转时间及片层厚度、层间隔、视野大小、矩阵、NSA 等成像参数的选择[11]。dual-FFE 原序列与改良序列扫描选用了相同的设备和大部分相同的参数，改良序列主要调整了NSA、SMART 及SENSE 3个参数。当NSA 从1次采集改为4次采集，理论上信噪比提高2倍；SMART 是改变K 空间的采集方式，不影响信噪比；SENSE 因子由2.0增大到2.3会使信噪比降低0.3倍；所以，整体信噪比提高了1.7倍。

对比度指图像上两个相邻区域信号强度的相对差别，不仅取决于被检组织的固有特性，还取决于选择的各种参数，其中脉冲序列、脉冲参数是影响图像对比度的两个主要因素。组织的固有特性（T1值、T2值、质子密度、运动等）的差别越大，对比度越大，对比越好。在同样的组织固有特性及相同的脉冲序列、脉冲参数条件下，减少运动伪影可以提高对比度。

dual-FFE 改良序列由于其他参数不变，所以其对比度、空间分辨力不会出现降低的情况，相反的，与原序列自由呼吸下采集的图像比较，改良序列自由呼吸下采集的图像，在很大程度上减少了运动伪影及图像的变形性，因此有效地提高了空间分辨力[12]。

NSA、SMART 及SENSE 3个参数调整并不是越大越好，我们可以根据设备的不同，通过多次调整确认，总的原则是应尽量缩短扫描时间。在dual-FFE 改良序列中，有9例失败，27例出现部分伪影，通过观察100例患者的呼吸门控监测到的呼吸规律，发现主要是由于患者的呼吸不规则导致。

综上所述，MRI 检查是多参数成像检查，很多因素都会影响图像质量，通过有机组合各种扫描技术参数，在保证图像足够的信噪比的前提下，减少或避免运动伪影，是获得最佳对比度的有效方法。在行肝脏MRI 检查时若遇到昏迷或无法屏气的患者，可以通过多参数调整实现dual-FFE 序列在自由呼吸下的T1WI 同反相位成像。