SPIR 与mDIXON 技术在儿童磁共振颈椎增强中脂肪抑制效果分析

欧阳铭蕾，宋 宇（通信作者）

（四川大学华西第二医院放射科 四川 成都 610041）

中枢神经系统肿瘤是儿童最常见、最致命的实体瘤，其中髓母细胞瘤是儿童最常见的颅内恶性肿瘤，发病率约为儿童脑肿瘤的20%[1]，发病年龄段为双高峰年3 ～4 岁和8 ～9 岁[2]。髓母细胞瘤起源于小脑或者脑干，具有很强的转移性和侵袭性，容易经脑脊液播散转移，累及脑室并进一步累及脊髓，尤其是马尾神经等[3]。因此，脊柱磁共振增强检查对于儿童髓母细胞瘤患者至关重要，有助于临床较准确地评估疾病的累及范围和进展程度[4]。而颈部组织结构复杂，形状不规则，且常因吞咽动作伪影、脑脊液流动伪影和血管搏动伪影等导致颈椎增强扫描图像质量不佳[5]。由于大部分儿童患者配合度低，选择高效的脂肪抑制方法进行颈椎增强MRI 检查是提高成功率的关键。本研究旨在对比分析SPIR 技术与mDixon技术在儿童颈椎增强磁共振成像脂肪抑制的效果，比较两种脂肪抑制技术在儿童群体颈椎MRI 增强检查中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

前瞻性收集于2022 年1 月—2023 年1 月在四川大学华西第二医院行MRI 颈椎增强检查的27 例患儿临床影像资料。其中，男16 例，女11 例；年龄1 ～15 岁，平均（9.0±4.0）岁；临床诊断髓母细胞瘤12 例，生殖细胞瘤8 例，其余肿瘤史7 例。

纳入标准：（1）体内无植入物；（2）无磁共振禁忌证（如体内有起搏器、支架、金属植入物等）；（3）无磁共振对比剂过敏史；（4）无外伤史。排除标准：配合欠佳造成图像运动伪影。

1.2 方法

本研究采用荷兰飞利浦公司Philips Achieva 1.5T磁共振扫描仪，16 通道相控阵头颈联合线圈。扫描范围从鞍底至第二胸椎体，扫描时嘱患者勿做吞咽动作。扫描序列为常规颈椎平扫及增强序列，其中增强后矢状位T1WI 压脂序列分别采用SPIR 和DIXON 技术。扫描参数设置：SPIR 组TR=400 ms，TE=8.0 ms，FA=90°，层厚=4 mm，FOV=160 mm×250 mm，矩阵=160×177，扫描时间=1 min57 s。mDIXON 组TR=492 ms，TE=9 ms，FA=90°，层厚=4 mm，FOV=160 mm×250 mm，矩阵=144×168，扫描时间=1 min15 s。对年龄较小尚无法配合的患儿行麻醉镇静后检查，采用吸入麻醉（吸入浓度为1% ～2% 的七氟烷）对无法配合的患儿进行麻醉[6]。

1.3 图像分析与测量

2 名具有3 年或5 年影像诊断经验的放射科医生在飞利浦MR 后处理工作站上采用双盲法对图像进行分析和测量。采用客观评价指标信噪比（signal-noise rate，SNR）和对比度噪声比（contrast-to-noise ration，CNR）对SPIR 组和mDIXON 组的图像质量进行定量分析[7]。2 名观察者分别在增强的SPIR 和mDXION 图像上选取正中矢状层面（图1 ～2），于颈椎C3 ～C7 椎体、C3 ～C7 椎间盘、颈椎段脊髓、颈椎C3 ～C5 水平颈部后空气等区域分别放置椭圆形ROI，ROI 面积约为20 mm2。记录椎体、椎间盘和脊髓的SI，选择颈椎C3 ～C5 椎体对应颈部后空气区域作为背景噪声区域并记录其标准差，3 次测量取平均值。SNR 计算公式为：SNR=SI组织/SD背景，CNR 计算公式为，CNR=（SI组织1-SI组织2）/SD背景。

图1 颈椎正中矢状面增强T1-mDXION 图像

图2 颈椎正中矢状面增强T1-SPIR 图像

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 进行统计学分析。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（± s）表示，行t检验；非正态分布的计量资料采用中位数和四分位数[M(Q1,Q3)]表示，组间比较采用非参数Wilcoxon 秩和检验。计数资料采用频数和百分率[n（%）]表示，组间比较采用χ2检验。两名观察者测量数据的一致性采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）进行检验。P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SPIR 组和mDIXON 组图像间SNR 比较

两名观察者测量SPIR 组图像的SNR 的ICC 值为0.885 ～0.922，mDIXON 组图像的SNR 的ICC 值为0.871 ～0.888，均＞0.75，表明两名观察者的测量结果具有较好的一致性。SPIR 组图像的颈椎C3 ～C7 椎体、C3 ～C7 椎间盘和颈椎段脊髓的SNR 值均小于mDIXON组图像，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 SPIR 组和mDIXON 组图像间SNR 比较

2.3 SPIR 组和mDIXON 组图像间CNR 比较

两名观察者测量SPIR 组图像的CNR 的ICC 值为0.886 ～0.923，mDIXON 组图像的CNR 的ICC 值为0.861 ～0.892，均＞0.75，表明两名观察者的测量结果具有较好的一致性。SPIR 组图像的颈椎C3 ～C7 椎体、C3 ～C7 椎间盘和颈椎段脊髓的CNR 值均小于mDIXON 组图像，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 SPIR 组和mDIXON 组图像间CNR 比较

2.4 SPIR 组和mDIXON 组MRI 扫描时间比较

矢状位T1压脂增强序列SPIR 组扫描时间为1 min57 s，mDIXON 组扫描时间为1 min15 s，mDIXON组扫描时间较SPIR 组减少约45.26%。

3 讨论

近年来，磁共振成像技术不断发展，但颈椎增强扫描仍面临挑战，如脑脊液和吞咽运动影响图像质量[8]，颈胸背段脂肪厚度、气-骨界面均会降低磁场均匀性，使得脂肪抑制效果难以保证[9]。对于颈椎MRI 增强扫描，压脂效果问题亟待解决。选择合适的脂肪抑制技术能够显著提升图像质量，从而更好地区分病灶组织和正常组织。SPIR 技术利用水分子中氢原子与脂肪分子中的氢原子的进动频率差异，在信号激发之前发射高度频率选择性的预饱和脉冲，使脂肪频率的信号饱和，只留下纯水激发图像，从而获得脂肪抑制的图像。SPIR 序列优势在于显示细节丰富，可在增强检查中使用[10]。但该技术对B0 和B1 均匀性要求很高，磁场不均匀时无法精确识别脂肪信号，使得脂肪抑制容易失败。且在大范围扫描或偏中心部位扫描时脂肪抑制同样不理想[8]。近些年DIXON 技术不断发展，衍生出了两点法、三点法和多点法等DIXON 技术[11-13]。本研究中使用飞利浦的mDIXON技术是一种改良DIXON 技术，相比传统的DIXON 技术，它可以通过计算自由设置TE，而不固定的去设置同相和反相的TE[14]。由于不依赖固定的同相和反相的相位时间，mDIXON 能在保证分辨率的情况下缩短扫描时间[14-15]。

本研究结果证实，儿童颈椎增强MRI 检查中，采用mDIXON 技术进行压脂可获得比SPIR 技术更好的压脂效果和图像质量，其SNR 和CNR 均高于SPIR 组。Gaddikeri 等[16]的研究在头颈部磁共振扫描时，选取轴位图像进行分析和评估SPIR 技术与mDIXON 技术的客观与主观图像质量及其扫描时间。其研究结果证实相比SPIR 技术，mDIXON 技术提供了更均匀的脂肪抑制效果，图像质量得到提高。同时还减少序列扫描时间，与本研究结果一致。相较于SPIR 技术而言，mDIXON 技术对b0 的不均匀性相对不敏感，能广泛应用身体各部位。Iyama 等[17]的研究比较了SPAIR 和mDIXON 技术在前列腺动态增强MRI 中的图像质量，研究结果表明mDIXON 技术在不降低图像质量的情况下改善了脂肪抑制的均匀性。Kirchgesner 等[18]在类风湿性关节炎患者中行手腕部MRI 扫描，评估化学位移饱和法与增强后T1加权图像脂肪抑制的有效性、图像质量以及风湿关节炎磁共振评分系统（rheumatoid arthritis MRI scoring system，RAMRIS），研究证明基于mDIXON 的RAMRIS 评分比基于化学位移饱和法的RAMRIS 评分更具可重复性，在T1加权图像中mDIXON 方法的脂肪抑制效果和图像质量更优于化学位移饱和法。

本研究具有一定局限性：（1）本研究仅在1.5T 上进行扫描，未在更高场强机型上进行研究；（2）本研究样本量较少，尚需进一步增加样本量来深入探讨各个年龄段的检查规范；（3）仅分析儿童颈椎MRI 增强矢状面图像的压脂效果，未对冠状面和横断面的图像质量进行分析，在未来研究中可进一步研究探讨。

综上所述，儿童颈椎磁共振增强检查，推荐使用mDIXON 技术进行脂肪抑制。该技术能提高图像质量，稳定脂肪抑制效果，缩短扫描时间，提高临床检查成功率。为儿童颈椎MRI 增强检查方案提供可参考依据。