磁共振梯度回波加权成像参数优化在急性缺血性脑卒中患者中的临床应用价值探讨

李燕华, 杨维珍, 陈 鹏,2, 李瑞雄, 严业静, 王天照

1 资料与方法

1.1临床资料 选取2017年6月至2018年12月在梧州市人民医院就诊的50例AIS患者,其中男38例,女12例,年龄41～92(65.50±5.90)岁,均进行头颅MRI检查。纳入标准：(1)符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[10]中AIS的诊断标准;(2)发病至行MRI检查时间<3 d。排除标准：(1)有MRI检查禁忌证者;(2)外伤患者。本研究经梧州市人民医院医学伦理委员会批准(批号：2017049)。

表1 50例AIS患者四组扫描参数

1.3图像分析 在GE ADW4.4工作站,分别在同一层面上测量病灶信号强度(SS病灶)、正常脑白质信号强度(SS脑白质)、背景噪声强度(NS背景)的感兴趣区域(region of interest,ROI),各测3次,分别取其平均值。利用公式计算信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)及对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)：SNR=SS病灶/NS背景,CNR=(SS病灶-SS脑白质)/NS背景,测量及计算者为同一人。图像质量评分：由影像科2名高年资主治医师对四组图像质量进行评分,当意见有分歧时,由1名副主任医师判定。根据图像SNR、CNR、病灶的显示、有无伪影采用四分法对图像质量进行评分：图像清晰,适合诊断(4分);图像较清晰,但不影响诊断(3分);图像欠清晰,影响诊断(2分);图像模糊,无法诊断(1分)[11]。图像质量评分=每例患者每层图像质量评分之和/层数。

2 结果

2.1四组图像SNR比较 四组图像SNR差异有统计学意义(P<0.05),其中D组SNR最高,C组与A组、B组SNR差异有统计学意义(P<0.05),C组与D组SNR差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 50例AIS患者四组序列评价指标比较

2.2四组图像CNR比较 四组图像CNR差异有统计学意义(P<0.05),其中C组CNR最高,C组与A组、D组CNR差异无统计学意义(P>0.05),C组与B组CNR差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

2.3四组图像质量评分比较 四组图像质量评分差异有统计学意义(P<0.05),A组评分最高,C组评分低于A组、B组,C组与A组、B组图像质量评分差异无统计学意义(P>0.05),C组与D组图像质量评分差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

2.4四组扫描时间 A组、B组、C组、D组扫描时间分别为81 s、40 s、15 s和11 s。

ⓐ～ⓓ,女,59岁,急性脑梗死并陈旧性脑出血、脑微出血,序列左侧丘脑出血灶呈内高外低信号(箭头所示),微出血灶呈点状、小结节状低信号(三角形所示)。ⓐA组病灶及解剖细节显示清晰;ⓑB组病灶显示清晰,但解剖细节勾画欠清;ⓒC组病灶边界较模糊,噪声增大,微出血灶显示尚可;ⓓD组病灶边界模糊,部分微出血灶(箭头)无法显示

3 讨论

3.2MRI扫描时间=TR×相位编码步级数×NEX,由此可见,影响MRI扫描速度的主要因素为TR、相位编码步级数和NEX[15]。MRI图像质量的影响因素有SNR、CNR和空间分辨力[16]。SNR为信号强度与噪声强度的比值,直接影响图像质量[17],CNR增高,病变检出率随之增高,空间分辨力越高,图像的解剖细节越清晰,越能看清组织结构和病灶细节。

3.3体素矩阵的列代表频率编码数,利于体素的空间定位,不影响扫描时间,体素矩阵的行代表相位编码步级数,与扫描时间成正比,故本研究中降低矩阵的行,扫描时间随之缩短,但图像空间分辨力亦较A组降低。矩阵小,体素大,空间分辨力降低,SNR升高[18]。本研究中矩阵最小的D组,SNR最高,CNR较高,但空间分辨力及图像质量评分最低,无法达到诊断要求。因为采集矩阵的相位编码步级数对图像SNR的影响较复杂,FOV不变,改变扫描矩阵,此时,SNR与相位编码平方根及频率编码成反比[19]。缩短扫描时间与NEX呈线性关系,减少NEX后,图像采集时间会成比例地缩短,而图像SNR随着NEX平方根增加而增高,因此在影响图像质量的因素中,NEX对图像SNR的影响不大[18]。本研究中B、C、D组矩阵及NEX均有所减少,NEX从A组1.00降低至0.75,扫描时间较A组缩短,图像SNR、CNR差异有统计学意义(P<0.05)。B组、C组图像脑灰质和脑白质界限模糊,图像质量降低,但满足诊断要求。

3.4并行采集技术是近年来应用较为广泛的一种快速成像技术,最大的优点是加快了扫描速度[20]。其利用多通道表面线圈的不同空间位置来识别信号的位置来源,在保持K空间大小不变的情况下增加K空间的行距,从而减少了相位编码步级数,在此基础上实现一定倍率的加速扫描,进而缩短了扫描时间[21]。此外,并行采集技术对K空间填充方式与重建算法进行了改进,图像空间分辨力得到了提高,并减少了磁化率伪影,有利于耐受性较差的患者进行检查,同时也减少了产生运动伪影的可能性[22-23]。对比常规的采集技术,并行采集技术是通过减少所需采集的相位编码线并将其对K空间进行填充,在保持图像空间分辨力不变的前提下缩短扫描时间,由于采集的相位编码数减少,图像SNR会相应降低[24]。缩短TR,扫描时间也会相应缩短,因为纵向磁化矢量部分得到恢复,导致图像SNR降低。本研究中,C组、D组采用了并行采集技术,TR、TE均较A组缩短,缩短了扫描时间,但C组、D组SNR、CNR均较没有采用并行采集技术的A组、B组高,SNR高与并行采集原理不符,究其原因可能是并行采集卷褶图像空间像素点叠加严重处信号均值增大,SNR相应增加[25],而且与缩短TE有关,TE越短,图像SNR越高[16]。四组中C组CNR最高。肉眼观察C组图片小病灶边界欠清晰,图像质量虽然下降,但满足诊断要求,与A组比较差异无统计学意义(P>0.05)。虽然D组图像SNR、CNR较高,但图像质量评分只有(1.68±0.40)分(低于3分),部分病例图像变形,这与缩短TE有关,图像质量不能满足诊断要求。