3D自由呼吸风车技术结合化学位移技术水脂分离成像序列在颈部磁共振增强中的应用价值

李鸿恩 王思月 袁灿桃 陈丽娟 曾益辉 张嫣

广东省妇幼保健院放射科（广州 510000）

磁共振（magnetic resonance，MR）检查具有软组织分辨率高、多参数、多方位成像等优势［1-2］，在显示颈部软组织疾病方面有极高的诊断价值［3］。目前常规颈部MRI 规范化扫描已普遍使用在颈部疾病诊断中［4-5］，传统增强扫描方法常选T1W FS 序列进行颈部增强扫描，但T1W FS 脂肪抑制，容易受金属、偏磁场中心及颈胸交界区影响而导致脂肪抑制不均匀、成像质量一般。3D 自由呼吸风车技术（MultiVane XD）结合化学位移技术水脂分离成像（opposed⁃phase imaging，Dixon）序列作为一种新兴的磁共振扫描序列，应用在颈部增强检查，能显著提高病变显示能力，为影像诊断提供可靠依据。本研究采用新序列3D 自由呼吸风车技术（MultiVane XD）结合化学位移技术水脂分离成像（opposed⁃phase imaging，Dixon）序列与常规T1WI 频率衰减反转恢复（spectral attenuat⁃ed inversion recovery，SPAIR）增强序列图像质量进行对比，旨在探讨3D MultiVane XD Dixon 序列在颈部MR 增强检查中的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料前瞻性分析2019年1月至2020年6月的磁共振颈部增强检查61例患者资料，男26例，女35例，年龄1月～35岁，平均（12.4±5.48）岁。临床诊断颈部疾病，主要包括颈部不适21 例，可疑颈部肿块18 例，可疑淋巴结及其他问题22 例。纳入标准：体内无绝对禁忌金属物；无磁共振对比剂过敏史，均先行3D MultiVane XD Dixon 序列扫描，再加做常规T1W SPAIR 序列扫描。检查前告知患者注意事项及签署知情同意书，本研究检查病例均经医院伦理委员会审核并通过。

1.2 仪器设备及扫描参数采用荷兰飞利浦公司Philips Ingenia 3.0T 超导磁共振扫描仪，梯度场45 mT/m，切换率160 T/（m·s），16 通道相控阵头颈联合线圈。患者取仰卧位，头先进，肩部紧贴线圈，左右居中，下颌紧收，不能仰起，嘱患者在检查过程中不做吞咽动作、不转动头部、不说话以减少运动伪影。定位中心位于下颌下缘，常规行颈部MR 平扫加增强扫描，颈部增强检查采用先行横断面3D MultiVane XD Dixon 序列扫描，再加做常规T1W SPAIR 序列扫描，具体扫描参数见表1。磁共振对比剂选用钆特酸葡胺注射液（国药准字H20153167），浓度为15 mL：5.654 g，剂量为0.2 mmol/kg，流速为2.0 mL/s，以相同速度静推盐水15 mL。

表1 3D MultiVane XD Dixon 序列及常规T1W FS 序列参数表Tab.1 Parameter list of 3D MultiVane XD Dixon sequence and conventional T1W FS sequence

1.3 图像评价由2 名具有丰富经验的高年资副高以上MR 医师分析颈部增强图像，对两组图像进行评分，分析两序列的优势。图像质量评价方法主要包括软组织分辨率、脂肪抑制均匀性、图像伪影方面。评分标准：软组织分辨率方面1 分（颈部组织结构模糊、组织间对比度差），2 分（颈部组织结构尚可辨别、组织间对比度稍差），3 分（颈部组织结构清晰、组织间对比度好）；脂肪抑制均匀性方面1 分（脂肪抑制不均匀），2 分（脂肪抑制尚可），3 分（脂肪抑制均匀）；图像伪影方面1 分（有明显伪影），2 分（部分伪影），3 分（无伪影）。如2 名医师图像质量评分有歧义时，共同协商统一意见。

1.4 记录两组图像特异吸收率（SAR）值及采集时间从飞利浦主机界面直接记录两组序列SAR 值及采集时间并进行统计分析。

1.5 统计学方法采用SPSS 23.0 软件进行数据分析，采用χ2检验进行数据分析，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量评分方面对比在脂肪抑制均匀性及图像伪影（吞咽运动伪影、血管搏动伪影、金属磁敏感伪影等）方面3D MultiVane XD Dixon 序列优于常规T1W SPAIR 序列图像，两者差异有统计学意义（χ2=10.733、6.637，P<0.05）。在软组织分辨率方面常规T1W SPAIR 序列明显优于3D Multi⁃Vane XD Dixon 序列图像，两者差异有统计学意义（χ2=7.100，P<0.05），见表2、图1⁃2。

表2 3D MultiVane XD Dixon 序列组与常规T1W SPAIR 序列组主观评价评分对比Tab.2 Comparison of subjective evaluation scores between the 3D MultiVane XD Dixon sequence group and the conventional T1W SPAIR sequence group 例

图1 典型图像1Fig.1 Typical Image 1

图2 典型图像2Fig.2 Typical Image 2

2.2 两组序列图像特异吸收率（SAR）值及采集时间对比3D MultiVane XD Dixon 序列采集时间（112 s）较常规T1W SPAIR 序列（131 s）短。SAR 方面：3D MultiVane XD Dixon 序列组SAR 值（0.40±0.06 W/kg）明显低于常规T1W SPAIR 序列组（3.19±0.06 W/kg），对两序列进行统计学分析，差异有统计学意义（t=283.67，P<0.001）。

3 讨论

颈部磁共振检查已普遍用在颈部疾病诊断筛查中［6］。但颈部组织结构复杂，容易出现脂肪抑制不均匀、吞咽运动伪影，容易影响颈部细微疾病诊断。为解决颈部MR 运动伪影及压脂不均匀等问题，本研究主要采用新技术3D MultiVane XD Dixon 序列增强扫描。

3.1 3D MultiVane XD Dixon 序列与常规T1W SPAIR 序列对比常规T1W SPAIR 序列采用2D 扫描，图像软组织分辨率高，本文研究显示常规T1W FS序列在显示软组织分辨率方面优于3D MultiVane XD Dixon 序列图像。但是常规T1W SPAIR 序列磁场依赖性大，对磁场的均匀性要求高［7］，SAR 值高、大FOV 扫描时，扫描颈胸交界区、下颌区域脂肪抑制差，颈部MR 扫描时容易造成脂肪抑制不均匀。

3D MultiVane XD 为飞利浦最新研发技术，主要运用专门抗运动伪影的技术。技术的原理是采用风车技术（飞利浦公司）或螺旋桨技术（periodi⁃cally rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction，propeller）（GE 公司）［8-9］或刀锋技术（blade）（西门子公司）［10］填充K 空间。是在一个TR 间期采集一个回波链，回波链中每个回波需要进行频率编码和相位编码，在另外角度上平行地填充于K 空间，这一组填充信息被称为螺旋桨技术的叶片；在下一个TR 间期采集另一个回波链，这个回波链的频率编码与相位编码方向较前一个有旋转一定角度，因此螺旋桨的另一个叶片也需要旋转一定角度进行平行地填充K 空间，反复形成一个完整的旋转螺旋桨，该技术平行填充轨迹使K 空间周边区域在较短的采样时间内具有较高的信号密集度，保证了图像的空间分辨率；放射状填充轨迹则让K 空间中心区域有更多的信号重叠，提高了图像的信噪比及有效减少了图像运动伪影。SODHI 等［11］研究显示3.0 T 风车采集（MVXD）技术应用在儿童气道相关疾病患者较常规T2WI技术可明显改善图像质量，本文主要采用风车采集技术应用在颈部MR 扫描中。3D 序列K 空间填充特点是：在层面内采用Radial（放射状）填充方式；在层面间采用的是Cartesian（逐行经线）填充方式。3D 扫描采用薄层、负间距扫描技术，层间分辨率高，扫描出来图像能任意切面重建图像，方便病灶定位及定性。

本文采用3D 自由呼吸抗运动伪影技术结合Dixon 脂肪抑制方式，来确保颈部组织脂肪抑制均匀，Dixon 技 术 是1984年Tomas Dixon 首次提出水脂分离的MRI 化学位移方法［12］，根据水和脂肪中氢质子共振频率的差别，采用梯度回波序列，在不同的TE 时间采集信号，采集2 个回波，通过计算机重建，将水信号及脂肪信号分离出来，按公式W水=（I同＋I反）/2，F脂=（I同⁃I反）/2，得到水-脂分离图像［13］，Dixon 的优势一次扫描能够出四种对比度图像（同相位、反相位、压脂图、脂肪图），随着技术升级，本文采用的是mDixon 技术——基于单峰值脂肪模型，相比最初的Dixon，mDixon 能够消除磁场不均匀的影响，在磁敏感变化大的部位及偏中心部位，压脂效果稳定，可以选择更短的TR 及TE，提高图像信噪比及提升图像采集速度，从而降低运动伪影。Dixon 相比SPAIR 脂肪抑制更稳定、更均匀，克服了磁场非均匀性对脂肪抑制造成的影响，LEE 等［14］研究证实Dixon 脂肪抑制效果用在颈部检查较SPAIR 图像质量更好，与本文研究一致。本研究主观评价数据显示3D MultiVane XD Dixon 序列图像脂肪抑制均匀性评分为（2.869±0.427），图像运动伪影评分为（2.820±0.533）明显优于常规T1W FS 序列图像评分。

3.2 3D MultiVane XD Dixon序列的优劣势本文采用3D 自由呼吸抗运动伪影技术结合Dixon XD FFE 成像技术，运用到颈部MR 增强检查中即能克服颈部吞咽、呼吸、血管搏动伪影，又能取得良好的脂肪抑制效果可适用于平扫及增强扫描，用于无法配合屏气及放疗检查患者中。在患者自由呼吸下完成检查，能够获得稳定的颈部MR 增强T1WI 图像，具有噪声小、脂肪抑制效果均匀、运动金属伪影少等优势。劣势主要为单次扫描时间相对较长，一次扫描在1 min 30 s～2 min 30 s，不能抓取到病灶动态增强。在同一患者行两种序列增强扫描，受造影剂到达颈部血管时间及浓度不一致因素，容易对图像质量评分及图像对比度造成人为偏差影响，另外抗运动伪影技术是最新推出，仅部分新高端机器有此功能。

3.3 磁共振安全性分析在磁共振扫描中需要密切关注射频辐射量，SAR 值是指单位质量中RF 功率的吸收量。美国国家标准协会（the American na⁃tional standards institute，ANSI）和美国食品药品监督管理局（the U.S food and drug administration，FDA）规定全身平均SAR 值应该<0.4 W/kg 以下，头部成像10 min 内不得超过3 W/kg，本研究两组序列SAR值均在安全范围值内，3D MultiVane XD Dixon 序列组SAR 值明显低于常规T1W SPAIR 序列组，检查后无不良反应，说明3D 自由呼吸结合Dixon 序列应用在3.0T 磁共振颈部检查时安全的。

综上所述，采用3D MultiVane XD Dixon 序列技术能很好的解决颈部吞咽运动、呼吸运动、血管搏动及金属磁敏感伪影，能获得稳定的脂肪抑制效果，容积效应小，检查范围广、能很好的显示颈部软组织、薄层及负间距三维成像显示病灶形态、增强效果，能够为临床诊断及治疗提供有力的技术保障。