3.0TMRI不同DTI成像技术在正常人视神经成像中的对比分析

张小辉，李咏梅，马红丽，杜思霖，周芳露，张格，张志伟

（重庆医科大学附属第一医院 放射科，重庆）

0 引言

视神经是一段细小的神经白质束，邻近四大副鼻窦。其微小病变即可出现临床症状，严重影响人类健康。目前MRI是视神经最佳影像检查方法，但常规成像无法检测隐匿损伤。DTI可以对视神经做定量分析，成为视神经成像新方向，常规DTI受视神经解剖结构的特殊性，图像畸变和磁敏感伪影严重。近年来出现了DTI新技术，高分辨率扩散张量成像（Readout-segmented Diffusion Tensor Imaging, Resolve-DTI）和小视野 扩散张量成像（Reduced Field-of-view Diffusion Tensor Imaging, Zoomit-DTI），研究显示两种技术可以有效克服常规DTI技术不足，但是目前尚无两者在视神经对比研究。本研究将两种DTI视神经成像技术进行比较研究，以期为最佳视神经DTI成像方法提供客观依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

21例无视觉功能障碍20～55岁健康志愿者做MRI检查，男6例，女15例。平均年龄33岁。入选本组样本排除标准：眼眶或颅内有病变。所有志愿者签署知情同意书，行眼部MRI扫描，扫描时间约20 min，在SIEMENS MAGNETOM Skyra 3.0T MR上进行。

1.2 MRI扫描方法

分别采集眼眶横断面Resolve-DTI、Zoomit-DTI图像及常规图像，扫描参数见表1。2种序列的扫描参数均复制以保持一致。

表4 对比两组不良情绪波动情况（±s, 分）

表4 对比两组不良情绪波动情况（±s, 分）

?

1.3 图像分析

1.3.1 主观评价评分

图像主观评价由2位8年以上工作经验的放射科医师采用双盲法阅片后分别评判，意见不一时，通过讨论达成一致。根据有无视神经扭曲畸变、影像锐利程度及解剖细节的勾画（有无模糊影）对图像进行评分。分值为1～5分，5分为最优，1分为最差，（1）图像清晰，轮廓清楚，眼球无变形，视神经无扭曲，蝶鞍部可清晰显示则可以打5分；（2）眼球前部有变形扣1分，视神经可显示，但有轻度的扭曲扣1分，蝶鞍部扭曲变形或颞叶有条状高信号伪影扣1分；（3）视神经不可清晰显示则直接评为1分。

1.3.2 SNR的测量及计算

测量使用RadiAnt（5.5.0版 本）。根据SNR公 式SNR=SI视神经/SD背景，SI视神经为组织感兴趣区（ROI）信号强度的平均值，使用眶内段视神经最大横截面中点的位置放置ROI1，前后连续3个感兴趣区的平均值为最终确定值。SD视神经为背景信号的平均值，其检测方法是在图像相位编码方向上视野内组织外，相当于视野内空气的区域，放置ROI2。ROI1与ROI2大小均为0.02 cm2。将ROI的强度平均值代入公式即可。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行处理，Resolve-DTI和Zoomit-DTI间主观质量评分及SNR比较，采用配对非参数Wilcoxon's signed rank方法检验，计量数据通过t检验，计数资料通过χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 主观评分比较

对于21例受检者，Resolve-DTI组图像质量平均评分为2.64 分，Zoomit-DTI组平均评分为1.78分，Resolve-DTI组图像质量明显优于Zoomit-DTI组，差异有统计学意义（P=0.000，P＜0.001）。

图1 主观评分的比较

2.2 SNR比较

Resolve-DTI组左右两侧视神经SNR分别为（33.53±8.19）和（33.34±8.41），Zoomit-DTI组左右两侧视神经SNR分 别 为（9.70±2.95）和（10.65±3.19），Resolve-DTI组双侧视神经SNR平均值明显高于Zoomit-DTI组，差异有统计学意义（P=0.000，P=0.000；P＜0.001）。

3 讨论

视神经是一段细小神经白质纤维束结构。神经疾病是对视觉功能的巨大威胁，可导致不可逆视觉损害，早期诊断和治疗尤为重要。仅凭临床和实验室检查结果并不能够正确地定位视神经病变。因此，视神经病变已成为影像学的一个常见指征[1]。视神经可以在常规MRI上成像，但由于视神经解剖结构微小，位置特殊，常规MRI在早期很难检测出视神经的病变，因此，对视神经成像提出了更高的要求。

DTI可以对视神经做定量分析，量化参数值包括部分各向异性分数（Fractional Anisotropy, FA）和平均扩散率（Mean Diffusivity, MD），FA决定了扩散信号的方向性，而MD则显示扩散信号的大小，研究表明FA和MD在病变早期常规MRI表现正常时已出现了改变[2]，因此可以作为早期病变量化指标。但是，受视神经解剖结构特殊性影响，成像依然面临一些挑战，先进DTI应运而生，包括Resolve-DTI及Zoomit-DTI，但是目前缺乏两者在视神经成像对比研究。本研究首次将两种先进的DTI技术应用于视神经成像对比研究，以期为最佳视神经DTI成像技术提供客观依据。

视神经是DTI研究的理想对象[3-5]。常规DTI视神经成像的一个局限性是利用单次激励平面回波成像（Singleshot Echo Planar Image, ss-EPI）序列。虽然ss-EPI读出可以秒生图像，并且对运动相对不敏感[6]，但往往会导致几何畸变、信号丢失等。视神经解剖位置临近空气、骨和组织更易造成几何畸变，常规DTI成像质量有限。ZOOM或小FOV的获取，从而减少了相位编码的数量，减少整个回波链的长度。Zoomit-DTI利用减少FOV来实现较短的ETL，从而减少空气、骨和组织易感性变化引起的伪影[7]。这种方法提高了分辨率的同时减少了磁敏感伪影。已有研究表明Zoomit-DTI较常规DTI更有助于研究[8-9]。和常规MRI序列一样，Zoomit-DTI也对运动敏感，但是扫描时间短于常规的DTI，运动伪影相应减小。ZOOM序列已经有了一些应用。利用了内部体积成像的概念，实现选择性激发和重新聚焦小的视野，同时避免了来自观察结构视野以外的信号干扰。因此，该方法能够测量具有减少图像失真的扩散参数。

另外一种方法是Resolve-DTI，采用了分段读取EPI技术（rsDTI）成像，最大限度地减少颅底的易感性伪影，并优化定量指标。Resolve-DTI能够产生明显改善的扩散张量图像，对于量化视神经参数更加准确。RSDTI采用多热点EPI技术，将信号强度采集划分为多个具有交错和串联K空间轨迹的镜头。这需要一个2D导航器回波来纠正镜头之间的相位变化，这导致了扫描时间的增加，但有利于提高分辨率和降低磁敏感伪影。两种扫描技术对于运动伪影影响同等敏感。Jeong HK等[10]最近报道，在15名健康志愿者中，使用Resolve DTI与常规MRI技术进行视神经成像发现，与SS-EPI相比，Rs-EPI具有较少的图像失真，双侧视神经的定量差异更小，在较高的分辨率下具有更高的可重复性。Ho CY等[11]采用传统的自旋回波技术代替回波平面成像来进行DTI成像，但是扫描时间更长，运动伪影将更容易产生。高分辨率DTI与rsEPI技术可以更好地应用于视神经。本研究表明Resolve-DTI在视神经成像方面优于Zoomit DTI，能够提供更加满足临床要求的视神经图像，为临床早期发现视神经的病变提供更加可靠的客观依据。

总之，DTI视神经成像中Resolve DTI成像图像质量更佳，优于常规DTI成像和Zoomit-DTI成像，是能够满足临床要求的最佳DTI成像技术，能够为视神经相关疾病的早期诊断提供可靠的帮助。