3.0T MRI螺旋桨技术在女性盆腔中的应用

2014-03-07冯利敏FENGLimin

中国医学影像学杂志 2014年2期

关键词：状面伪影盆腔

冯利敏 FENG Limin

周延 ZHOU Yan

周广金 ZHOU Guangjin

赵强 ZHAO Qiang

和清源 HE Qingyuan

刘剑羽 LIU Jianyu

3.0T MRI螺旋桨技术在女性盆腔中的应用

冯利敏 FENG Limin

周延 ZHOU Yan

周广金 ZHOU Guangjin

赵强 ZHAO Qiang

和清源 HE Qingyuan

刘剑羽 LIU Jianyu

目的探讨螺旋桨技术（PROPELLER）在3.0T MRI上减轻女性盆腔成像伪影和提高其整体成像质量中的价值。资料与方法38例女性盆腔患者行矢状面PROPELLER T2WI和常规快速自旋回波（FSE）T2WI扫描，采用相同的成像矩阵、视野、层数、层厚和层间距，评价与呼吸运动和肠管蠕动相关的运动伪影程度、结合带等盆腔结构的显示以及图像整体的成像质量。结果PROPELLER T2WI在运动伪影程度和女性盆腔结构显示方面的平均得分均高于常规FSE T2WI，且在抑制运动伪影方面差异有统计学意义（P＜0.001），其中1名医师在评价盆腔结构显示方面差异无统计学意义（P＞0.05）。最后2名医师对两组序列的整体图像质量评分结果差异有统计学意义（P＜0.05、P＜0.001）。结论PROPELLER T2WI在显示结合带等解剖结构、矫正肠管蠕动和呼吸运动伪影及提高图像的整体质量方面均优于常规FSE T2WI，在3.0T MRI上进行女性盆腔检查时，可以考虑用PROPELLER T2WI代替常规FSE T2WI。

盆腔；子宫疾病；磁共振成像；放射K空间填充技术；女（雌）性

长期以来，超声一直是诊断女性盆腔疾病的首选检查手段。随着MRI技术的不断发展，其越来越多地用于诊断女性盆腔疾病，它不仅可以结合超声提高女性盆腔疾病的诊断准确性[1]，而且在显示盆腔内部结构之间的位置关系上比超声更有优势[2]。在女性盆腔MRI检查中，常规矢状面快速自旋回波（FSE）T2WI在显示病变和疾病诊断中具有重要作用，然而由肠管蠕动、呼吸运动和因患者活动而产生的运动伪影不仅会降低图像质量，还会造成诊断信息的丢失[3]。螺旋桨技术（PROPELLER）又称为刀锋技术（BLADE），是一种用来抑制运动伪影的新的成像技术，目前已经用于纠正头部运动伪影和心脏MRI方面[4]。在腹部成像时，通过联合使用呼吸门控技术，PROPELLER技术也得到了较广泛的应用[5-7]。本研究拟在3.0T MRI上通过对运动伪影和盆腔结构进行评分，评价PROPELLER技术在提高图像质量上的价值，以帮助影像医师和临床医师提高对疾病的诊断正确性。

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2012-12～2013-02在北京大学第三医院放射科完成MRI检查的女性患者，排除有子宫切除史和检查前未注射胃肠道蠕动抑制剂者，最终纳入38例患者，年龄29～81岁，平均（49±15）岁。检查前半小时肌肉注射胃肠道蠕动抑制剂丁溴东莨菪碱（商品名解痉灵）1 ml。本研究经医学伦理委员会审核批准，所有患者均知情同意并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法采用GE Discovery MR 750 3.0T MRI仪，8通道相控阵心脏线圈。患者取仰卧位，双手放于胸前，脚先进。扫描过程中，按照随机数字表法安排PROPELLER T2WI和常规快速自旋回波（conventional fast spin-echo, cFSE）T2WI的扫描顺序，成像参数见表1。

表1 PROPELLER T2WI和cFSE T2WI成像参数

1.3 图像分析由1名主治医师和1名主任医师采用5分制等级[6]和盲法对两种序列所生成图像的解剖结构显示、伪影程度和整体成像质量进行独立评分，同时计算2名医师评分结果的平均值，伪影严重程度、盆腔结构（包括结合带、子宫、卵巢和卵泡）的显示及整体图像成像质量评分标准见表2。

1.4 统计学方法采用SPSS 11.5软件，两组序列的评分结果比较采用Wilcoxon符号秩检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 影像医师评分结果在评价抑制呼吸运动伪影和肠蠕动伪影方面，2名医师对PROPELLER序列评分均在4分以上，而cFSE序列评分均小于4分，两组呼吸运动伪影评分结果（医师1：P＜0.001，医师2：P＜0.001）和肠蠕动伪影评分结果（医师1：P＜0.01，医师2：P＜0.001）差异有统计学意义，表明PROPELLER序列在抑制运动伪影方面优于cFSE序列。在评价盆腔结构方面，2名医师对PROPELLER序列的评分均高于cFSE序列，其中1名医师的评分结果显示两组差异无统计学意义（P＞0.05）；但2名医师的平均评分结果显示差异有统计学意义（P＜0.01），即PROPELLER序列在显示盆腔解剖结构上也优于cFSE序列。在评价整体图像质量方面，PROPELLER序列的评分高于cFSE序列，差异有统计学意义（医师1：P＜0.05，医师2：P＜0.001，平均评分：P＜0.001）。见表3。

表2 图像评分判断标准

表3 2名影像诊断医师评分结果（分）

2.2 典型病例图像分析图1～3分别为3例患者由PROPELLER序列和cFSE序列扫描得到的图像，可见采用PROPELLER序列扫描得到的图像盆腔结构显示

图1 女，43岁，子宫多发肌瘤。A.矢状面PROPELLER T2WI示盆腔结构显示清晰，无明显运动伪影；B.矢状面cFSE T2WI示盆腔结构显示欠清晰，膀胱及宫颈处出现明显的运动伪影（箭）

图3 女，61岁，宫腔内膜息肉及腺体不规则增生。A.矢状面PROPELLER T2WI示盆腔结构显示清晰，有少许肠蠕动伪影；B.矢状面cFSE T2WI示盆腔结构模糊，尤其是子宫及周围肠蠕动伪影显著（箭）

3 讨论

PROPELLER技术采集数据的方式与cFSE相似，不同之处在于每次采集数据时，cFSE总是在笛卡尔坐标上进行相位和频率编码；而PROPELLER技术则每次激发后都采集m行k空间中心数据，且相邻2次数据采集旋转一定角度，其采集的相位编码方向随着旋转角度的变化而变化[8]。PROPELLER技术是在k空间中心重复采集数据，这些数据除用于重建图像增加信噪比外，还可以用来纠正成像物体在扫描过程中的刚性运动，即旋转和平移。此外，对于腹部成像时的呼吸运动等非刚性运动也有减弱的作用。因为PROPELLER采集相位编码方向的运动伪影随着编码方向的旋转而旋转，不像笛卡尔坐标下的cFSE总在一个方向出现，所以重建后得到的图像伪影不如cFSE明显。PROPELLER技术开发后主要用于减轻运动伪影。最初是应用于神经系统中[9-13]，目前也应用于腹部MRI中，可以明显减轻肝脏和肾脏成像中的呼吸运动伪影[5]，并提高病变检出率[7]等。清晰，无明显运动伪影或仅有轻微的运动伪影；而采用cFSE序列扫描得到的图像盆腔结构显示欠清晰，在子宫和膀胱周围出现不同程度的运动伪影。

图2 女，68岁，子宫内膜癌。A.矢状面PROPELLER T2WI示盆腔结构显示清晰，无明显运动伪影；B.矢状面cFSE T2WI示盆腔结构显示欠清晰，膀胱处运动伪影较重（箭）

尽管在PROPELLER图像上观察不到“鬼影”，但是在膀胱和腹壁周围可以看到条纹状的伪影[14]，然而子宫肌瘤、子宫内膜异位症等常见妇科病变均出现在远离这些“放射状”伪影的扫描视野的中央。因此，PROPELLER图像可以较好地评价这些相对固定的病变，从而提高诊断准确性，尤其是宫颈处的病变。PROPELLER技术与解痉药物可以产生协同作用，使得生成的图像能够更清晰地显示盆腔的解剖结构[4,7,15]。因此，为了进一步减轻图像的伪影，提高图像的成像质量，患者在扫描前均肌肉注射胃肠道蠕动抑制剂。

2名影像医师的评分结果表明，使用3.0T MRI时PROPELLER技术在抑制运动伪影、显示女性盆腔解剖结构和图像整体质量方面的评分均高于cFSE技术。PROPELLER技术在抑制呼吸运动伪影和肠蠕动伪影方面优于cFSE技术。在临床检查中，对于配合欠佳和使用cFSE扫描运动伪影较重的患者可以考虑使用PROPELLER技术进行扫描。两组序列的整体图像质量评分比较结果进一步说明影像医师在诊断时更倾向于使用PROPELLER序列的图像。本研究的局限性在于：本研究并未对两种技术所生成的图像进行信噪比和对比噪声比等定量评价。既往研究表明，当使用相近的扫描参数时，PROPELLER和cFSE图像的信噪比之间并无显著差异[5,16]。理论上，当使用完全相同的扫描参数时，PROPELLER序列比cFSE序列采集时间增加π/2，同时由于k空间中心数据重复采集信噪比提高[17]。本研究中，PROPELLER序列的回波链（ETL=28）比cFSE长（ETL=24），同时增加了并行采集技术，使得最后的扫描时间比cFSE短。此外，本组样本量少，这也可能是造成其中1名影像医师评价两组序列在盆腔结构显示方面无显著差异的原因之一。

总之，PROPELLER技术可以在3.0T MRI上用于女性盆腔扫描，且较cFSE技术相比存在优势。PROPELLER技术不仅可以明显地减轻图像的运动伪影，还可以更加清晰地显示女性盆腔中的解剖结构，提高图像整体成像质量，有利于影像医师和临床医师对疾病做出更有效的诊断。

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（责任编辑张春辉）

Application of PROPELLER Technique at 3.0T MRI in Female Pelvis Examination

PurposeTo evaluate the effectiveness of periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction (PROPELLER) in reducing artifacts and improving image quality of female pelvis at 3.0T MRI.Materials and MethodsThirtyeight female patients underwent T2-weighted sagittal imaging scan with PROPELLER and cFSE sequences techniques by using identical matrix size, feld of view, slice thickness and interslice gap. The degree of artifacts associated with bowel or respiratory motion, depiction of the junction zone, uterus, delineation of ovary, follicles and overall image quality were compared by using a five-point scale.ResultsPROPELLER group got higher points than cFSE group such aspects as degree of artifacts, the depiction of structure of female pelvis presentation related to bowel or respiratory motion; the difference in the control of artifacts was signifcant (P＜0.001), whereas the presentation of structure of female pelvis by one radiologist showed no significant difference (P＞0.05). The difference of overall image quality by two radiologists was signifcant (P＜0.05, P＜0.001).ConclusionPROPELLER is superior to cFSE in aspects such as depiction of structure of female pelvis, modifcation of artifacts associated with bowel or respiratory motion, and the overall image quality. Therefore, it is advisable to use PROPELLER T2WI instead of cFSE T2WI at 3.0T MRI during female pelvis MRI examination.

Pelvis; Uterine diseases; Radial K-space filling; Magnetic resonance imaging; Female

北京大学第三医院放射科北京 100191

刘剑羽

Department of Radiology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China

Address Correspondence to: LIU Jianyu

E-mail: jyliu5791@sina.com

R445.2

2013-09-03

修回日期：2014-01-15

中国医学影像学杂志

2014年第22卷第2期：91-94

Chinese Journal of Medical Imaging