高清弥散Resolve序列与常规弥散序列在头颅检查中的价值比较

吴国 林赟 张庆武 罗元烨

【摘要】 目的：探讨高清弥散Resolve序列与常规弥散序列在头颅检查中的价值。方法：选取2019年5月-2020年4月在本院行头颅磁共振成像（MRI）检查的34例患者为研究对象，均行单次激发平面回波（SS-EPI）及读出方向分段采样（Resolve）序列扫描，比较SS-EPI及Resolve序列的图像质量、信噪比（SNR）、表观弥散系数（ADC）、相对分辨率（RR）及对比分辨率（CR）。结果：Resolve DWI图像伪影、图像变形程度、病灶清晰度、周围结构清晰度及总体评价得分均高于SS-EPI，差异均有统计学意义（P<0.01）。Resolve DWI的SNR检测值低于SS-EPI，差异有统计学意义（P<0.01）;Resolve DWI的病灶区域RR及CR检测值均高于SS-EPI，差异均有统计学意义（P<0.01）。结论：Resolve DWI 图像伪影少、图像变形率低、病灶及周围组织结构清晰、图像分辨率高，在头颅检查中应用价值更高。

【关键词】 弥散加权成像 Resolve序列 常規弥散序列

Comparison of Value of HD Diffusion Resolve Sequence and Conventional Diffusion Sequence in Head Examination/WU Guo， LIN Yun， ZHANG Qingwu， LUO Yuanye. //Medical Innovation of China， 2021， 18（24）： -141

[Abstract] Objective： To explore the value of HD diffusion resolve sequence and conventional diffusion sequence in head examination. Method： A total of 34 patients underwent cranial magnetic resonance imaging （MRI） in our hospital from May 2019 to April 2020 were selected as the research objects， and all underwent single shot excitation plane echo （SS-EPI） and readout direction segment sampling （Resolve） sequence scanning. The image quality， signal-to-noise ratio （SNR）， apparent dispersion coefficient （ADC）， relative resolution （RR） and contrast resolution （CR） of SS-EPI and resolve sequences were compared. Result： Resolve DWI image artifacts， image deformations， focus clarity， surrounding structure clarity and overall evaluation scores were higher than those of SS-EPI， the differences were statistically significant （P<0.01）. The SNR detection of Resolve DWI was lower than that of SS-EPI， the difference was statistically significant （P<0.01）. The RR and CR values in Resolve DWI were higher than those in SS-EPI， the differences were statistically significant （P<0.01）. Conclusion： Resolve DWI image has fewer artifacts， low image distortion rate， clear lesion and surrounding tissue structure and high image resolution， which is higher application value in skull examination.

[Key words] Diffusion weighted imaging Resolve sequence Conventional diffusion sequence

First-author’s address： Shantou Central Hospital， Shantou 515031， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.24.034

弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是近年来发展的磁共振成像技术，具有无创伤、无辐射、无须造影剂及多平面成像的优点，通过高对比度，可在分子水平反应目标组织的结构及功能，对实质性病灶有很好的诊断价值[1-2]。常规DWI是采用单次激发平面回波（single-shot echo planar imaging，SS-EPI）序列，通过加快扫描速度，达到冻结运动的目标，但该扫描方式将造成磁敏感伪影、图像变形、局部信号丢失，破坏DWI图像质量，影响诊断效能[3-4]。读出方向分段采样（readout segmentation of long variable echo-trains，Resolve）DWI可减少磁敏感引发的图像变形及模糊，可校正运动引发的伪影，在疾病诊断有很好的应用价值[5]。本文对比分析了Resolve序列与SS-EPI序列在头颅病变成像中的价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年5月-2020年4月在本院行头颅磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）检查的34例患者为研究对象，男19例，女15例;年龄36～78岁，平均（58.92±10.64）岁;颅内疾病：急性缺血性脑卒中22例（颈内动脉闭塞6例、大脑中动脉闭塞8例、颈内动脉-大脑中动脉闭塞6例、大脑中动脉-大脑前动脉远端闭塞2例），原发性颅脑损伤6例，脑出血4例，颅内肿瘤2例（多形胶质母细胞瘤1例、髓母细胞瘤1例）;BMI为18.20～28.66 kg/m2，平均（25.16±3.19）kg/m2。患者均知情同意，研究经医院伦理委员会批准。

1.2 方法 采用德国Siemens公司生产的1.5T超导型磁共振成像系统，行SS-EPI及Resolve DWI，具体参数如下。SS-EPI：视野（FOV）为220 mm，矩阵100×65，层厚3 mm，层间距1 mm，重复时间（time of repetition，TR）为4 500 ms，回波时间（time of echo，TE）为80 ms，带宽为1 300 Hz/px，弥散敏感系数（b值）为900 s/mm2，激励次数（NSA）為2，图像采集时间为90 s。高清弥散Resolve：FOV为260 mm，矩阵160×120，层厚3 mm，层间距1 mm，TR为4 500 ms，TE为80 ms，带宽为

1 500 Hz/px，b值为900 s/mm2，NSA为10，图像采集时间为3 min。

1.3 观察指标及判定标准

1.3.1 图像质量评价 评定标准采用Link 5级评分法评价DWI图像质量。（1）伪影，严重伪影为1分;伪影较多为2分;少量伪影为3分;伪影极少为4分;无伪影为5分。（2）图像变形程度，极严重变形为1分;重度变形为2分;中度变形为3分;轻度变形为4分;无变形为5分。（3）病灶清晰度，无法辨认颅内病灶为1分;仅可见病灶部分轮廓，边缘不清为2分;可见病灶轮廓，边缘勉强可辨为3分;病灶及边缘能分辨，但连续性不足为4分;可显示病灶轮廓，图像清晰为5分。（4）病灶周围结构清晰度，无法辨认病灶周围结构为1分;病灶周围结构模糊，难以辨认为2分;病灶周围结构勉强可辨认为3分;病灶周围结构能分辨，但暗性区域对比度不足为4分;病灶周围结构图像清晰为5分。（5）总体评价。总体评价得分=（伪影+图像变形程度+病灶清晰度+病灶周围结构）/4。

1.3.2 信噪比（signal to noise ratio，SNR）测量 在获取的图像均匀性层面的中心区域及背景区域分别选择感兴趣区域（region of interest，ROI），ROI大小为10 mm×10 mm，面积为100 mm2，测量信号强度。SNR=SROI/SDBG;其中SROI代表图像中心ROI的信号强度;SDBG代表背景噪声信号强度的标准差。连续测量三次取平均值。

1.3.3 表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC） 采用Siemens Syngo后处理工作站自动生成ADC图。在ADC图上识别病变范围，将病变最上级最下层面去除后，剩余层面中勾画ROI区，获取ROI区域内的ADC值，测量三次，取平均值。

1.3.4 相对分辨率（relative resolution，RR）及对比分辨率（conrastt resolution，CR） 于病灶区域（10 mm×10 mm）内选取4个圆圈，圆圈半径为2.5 mm，面积为19.63 mm2，在ROI区域内呈现上下、左右对称排列，分别测定4个圆圈内的信号强度（signal intensity，SI），获取信号最大值（SImax）及信号最小值（SImin）。其中RR=SImax-SImin;CR=SImax/SImin。

1.3.5 评价方法 所有图像评价均由两名放射科工作时间>5年的医师评定。将患者姓名、性别、疾病信息等隐去后，两位放射科医师评估，记录协商一致的评价结果。

1.4 统计学处理 采用SPSS 21.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SS-EPI和Resolve DWI图像质量主观评价得分比较 SS-EPI曲型病例见图1，Resolve DWI曲型病例见图2。Resolve DWI图像伪影、图像变形程度、病灶清晰度、周围结构清晰度及总体评价得分均高于SS-EPI，差异均有统计学意义（P<0.01），见表1。

2.2 DWI图像质量定量评估 Resolve DWI与SS-EPI的ADC检测值比较，差异无统计学意义（P>0.05）;Resolve DWI的SNR检测值低于SS-EPI，差异有统计学意义（P<0.01）;Resolve DWI的病灶区域RR及CR检测值均高于SS-EPI，差异均有统计学意义（P<0.01）。见表2。

3 讨论

随着计算机技术的不断进步，计算机软件与MRI的衔接越来越理想，SS-EPI序列在舌部病变、肾脏、前列腺、颅脑肿瘤等实质性器官内应用越来越广泛[6-9]。SS-EPI序列是经正反梯度切换快速的读取信号，因此容易累积相位差，引发图像变形;单次激发的EPI回波链较长，可产生伪影及加剧变形。另外SS-EPI序列未采用多个重聚脉冲聚集信号，对磁化率感应度低，因此易引起较重的磁敏感伪影，在头部疾病表现为病灶与周围结构交界区解剖结构扭曲变形、信号丢失或成像模糊。SS-EPI采用连续的低辐梯度场进行相位编码时，易产生明显的化学位移伪影，表现为重叠影，遮掩病变部位;该效应随着MRI场强的增加而更加严重，导致SS-EPI序列对早期小病灶检出率显著降低，Bogner等[10]研究也证实了该点，SS-EPI序列对直径<4 mm的病灶显示率不足50.0%。本研究结果显示，Resolve DWI图像伪影、图像变形程度、病灶清晰度、周围结构清晰度及总体评价得分均高于SS-EPI，差异均有统计学意义（P<0.01），说明Resolve DWI图像质量优于SS-EPI。Resolve DWI序列属于多次激发平面回波成像的一种，是由一个图像回波及1个2D导航回波构成，在读出梯度方向上将k空间采集轨迹分为多个连接通道，采用连续采集图像方法，缩短读取梯度脉冲及EPI的读出时间，通过减少单位体素内的带宽实现提升图像保真度[11-13]。Resolve DWI序列在重建前采用了相位矫正技术，重建后信号强度的再聚焦性能良好，有效克服了SS-EPI序列空间分辨率低的问题，可获得更稳定的高分辨率区域解剖图像。此外，Resolve DWI序列与SS-EPI序列相比，采用的多次激发、分段读出采集方式，实时运动矫正，可减少甚至消除磁敏感伪影及模糊效应，更容易获得高分辨率的DWI图像[14-16]。

本研究结果显示，Resolve DWI的SNR检测值低于SS-EPI，差异有统计学意义（P<0.01），造成該项差异的原因：（1）SS-EPI序列中有效回波时间长，增加了DWI上T2加权效应，DWI与T2加权成像混合，导致SNR更高;Resolve DWI有效回波时间短，DWI与T2成像层次好，SNR低。（2）Resolve DWI不受T2弛豫时间影响，在相同时间内采集的数据更少，SNR较低。但亦有研究认为，SS-EPI序列的SNR绝对值虽然较高，但Resolve DWI是多次激发成像[17]，其单次采集的相对SNR与SS-EPI序列接近;即Resolve DWI的SNR绝对值下降是由于Resolve DWI采样效率更高引起的。RR与CR均可反应磁共振成像信号对病灶及周围组织结构的鉴别能力，若MR检查灵敏度高，正常组织与早期病变组织区分相对容易，这对减少误诊及漏诊率有重要帮助。SI与组织结构及功能状态密切相关，研究发现，实质性器官内病灶的SI信号测定有助于辅助判断病灶的良恶性[18-19]。本研究结果显示，Resolve DWI的病灶区域RR及CR检测值均高于SS-EPI，差异均有统计学意义（P<0.01）。提示Resolve DWI对病灶及周边结构组织鉴别敏感度更高。造成该差异主要与Resolve DWI有更高的分辨率、更低的变形率有关。Morelli等[20]报道Resolve DWI对直径为4 mm的微小病灶的变形率约为1.0，而SS-EPI的变形率约1.15。SS-EPI高变形率导致病灶与周围组织结构重叠、模糊影，不利于病灶与周围组织结构分辨;Resolve DWI较短的回波时间，信号强度好，加之变形性小，病灶与周围组织SI差异大，有助于对细小病灶的区分及早期诊断。

综上所述，Resolve DWI与常规SS-EPI在MR头部检查比较，尽管SNR有所下降，但Resolve DWI图像伪影少、图像变形率低、病灶及周围组织结构清晰度好、图像分辨率高，对头颅病变的诊断有很好的应用价值。

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（收稿日期：2020-10-26） （本文编辑：姬思雨）