RESOLVE技术减少磁敏感伪影的探讨

山东医学影像学研究所，山东 济南 250021

引言

弥散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）技术从20世纪90年代开始应用于临床[1]。DWI作为目前唯一非侵入性检测活体组织内水分子运动的技术[2]。如今在临床上应用的范围越来越广泛，无论对于神经系统脑梗死的诊断，还是全身肿瘤原发灶及转移灶的筛查等，均成为临床不可或缺的成像序列。但常规的弥散序列仍然存在分辨率低、信噪比差、对比度差、伪影多等诸多问题[3]。伪影干扰种类较多，其中以磁敏感伪影最为常见，磁敏感伪影又称磁化率伪影，磁敏感伪影产生的原因是由于不同组织成分的磁敏感性不同，抗磁性磁化率也不同，当两种不同物质交界的磁化率相差较大时，造成局部磁场的不均匀，导致局部信号的扭曲变形，信号的丢失、错误等，出现磁敏感伪影后，严重影响成像，为临床诊断工作带来了较大困扰。

在颅脑磁共振检查中，DWI在超急性期及急性期脑梗死等疾病的诊断较为及时、敏感，结合常规磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）序列，能够大大提高定性诊断的准确率及疾病的检出率，目前是最佳的功能成像方法，它在颅脑疾病的影像学诊断中起到至关重要的作用。

1 材料与方法

1.1 研究对象

纳入颅脑MRI常规扫描图像磁敏感伪影干扰的患者30例，将30例病例分别用单次激发平面回波成像（Single Shot Echo Planar Imaging，SS-EPI）及高清弥散多次激发弥散加权成像（Readout Segmentation of Long Variable Echo-trains，RESOLVE）技术扫描的图像对比。其中固定假牙患者26例，下颌骨骨折内固定术后4例；男性23例，女性7例；年龄40～85岁，年龄（66.5±13.92）岁；其中急性脑干及脑实质梗死8例，正常患者22例。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器

应用西门子MAGNETOM Amira 1.5T MR ，16通道头颈联合线圈。扫描序列包括除常规颅脑平扫序列的T2_tse_tra；T2_tirm_tra_dark_fluid；T1_ tirm_tra_dark_fluid；T2_tse_sag；ep2d_diff_3scan_tra；对30例患者加扫resolve_4scan_trace_tra序列，并对SS-EPI DWI及RESOLVE的两组图像对比分析。

1.2.2 扫描参数

TR ：4300 ms，TE ：109 ms，Filp angle：180°，Slices 20，slice thickness：5 mm，dist.faclor：20%，FOV：230 mm×230 mm，Fov Phase：100%，voxel size：1.3 mm×1.3 mm×5 mm，TA2:20″：ep2d_diff_3scan_tra。扫描参数如下：TR：4200 ms，TE1：67 ms，TE2：104 ms，Filp angle：180°，Slices 20，slice thickness：5 mm，dist.faclor：20%，FOV：230 mm×230 mm，FOV Phase：100%，voxel size：1.5 mm×1.5 mm×5 mm，TA1：15″。

1.3 图像分析

图像分析由3位5年以上工作经验的诊断医师对所采集图像进行双盲法主观评价分析，通过观察图像的图像畸变、磁敏感伪影、病灶清晰度、整体图像质量，采用4分法评价并对比SS-EPI DWI、RESOLVE DWI序列的图像质量：图像畸变明显且范围大，磁敏感伪影明显，无法发现病变及周围基本解剖结构，图像质量差记1分；图像畸变明显且范围较大，磁敏感伪影较明显，可发现病变但无法确定病变位置边缘及周围基本解剖结构，图像质量较差记2分；图像畸变较轻且范围小，磁敏感伪影较轻，可观察病变位置但无法确定病变边缘及周围基本解剖结构，图像质量较好记3分；图像畸变不明显，磁敏感伪影不明显，可观察病变位置且可以确定病变边缘及周围基本解剖结构，图像质量好记4分。

30例颅脑MRI常规扫描图像受磁敏感伪影干扰的患者，同一患者分别应用SS-EPI DWI序列及RESOLVE技术进行扫描，图像对比分析30例磁敏感伪影患者SS-EPI DWI序列和RESOLVE DWI序列两组图像伪影的减少情况，应用RESOLVE技术扫描患者的图像较使用普通DWI技术扫描的患者的伪影减轻率为30/30（100%）。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0数据分析软件进行统计学分析，基本资料采用描述性统计分析。基本资料符合正态分布，采用配对比较秩和检验比较两组数据SS-EPI序列及RESOLVE序列图像上图像畸变、磁敏感伪影、病灶显示的清晰度、整体图像质量评分间的差异P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

RESOLVE序列图像好于SS-EPI序列图像，RESOLVE序列图像畸变减少（P＜0.001）、磁敏感影减小（P＜0.001），提高病灶显示的清晰度（P＜0.001），提高整体图像质量（P＜0.001）在诊断中具有较大的相关性。RESOLVE序列可以减少图像畸变伪影、磁敏感伪影、提高图像对病灶显示的清晰度及图像的整体质量（P＜0.001），见表1。

表1 威尔科克森符号秩检验统计分析表（± s ，分）

表1 威尔科克森符号秩检验统计分析表（± s ，分）

项目 图像畸变磁敏感伪影病灶清晰度整体图像质量RESOLVE序列图像1.467±0.571 1.567±0.504 1.600±0.498 2.067±0.828 SS-EPI序列图像2.733±0.521 2.500±0.509 2.733±0.521 3.367±0.490 Z值 -5.109 -5.396 -5.007 -4.696 P值 0.001 0.001 0.001 0.001

金属固定假牙患者、下颌骨骨折金属内固定术后等颅底部磁敏感伪影对疾病诊断产生影响时，RESOLVE技术的应用可显著减少磁敏感伪影对诊断的影响，提高了图像的信噪比，且对脑组织的表观弥散系数（Aparent Dffusion Cefficient，ADC）值的测量不产生影响，提高了图像质量（图1）。

图1 SS-EPI DWI序列与RESOLVE DWI序列图像对比图

3 讨论

目前，已有报道RESOLVE图像质量在脑卒中[4]的诊断上具有优越性，但之前的研究基本是基于3.0 T场强[5-9]的设备上，本研究使用1.5 T场强设备，在我们已知镍铬合金在3.0 T磁共振影像上产生的伪影明显大于1.5 T磁共振影像[10]的情况下，应用1.5 T场强设备在对金属固定假牙、下颌骨骨折内固定患者的伪影干扰影响方面应更具优势。DWI最常规的序列是SS-EPI，是一种超快速成像序列，可以在单个重复时间内获得整幅图像的全部信息[11]。其优点是成像速度快，然而其在相位编码方向上k空间采集数据时间较长，导致重组图像模糊，磁敏感伪影较重，尤其是颅底小脑脑干处磁敏感伪影尤其突出，从而导致病灶显示不清。空间失真度较大[12-13]，SS-EPI DWI还受制于空间分辨率、组织交界区域容易出现扭曲[14-15]，磁敏感伪影及几何畸变较重，在高场强中尤为明显。

急性脑卒中患者进行磁共振检查时，有时会由因无法摘除金属假牙而导致SS-EPI DWI序列产生磁敏感伪影，使图像质量受影响，导致病变不能清晰显示，影响了临床医师对患者病情的诊断及治疗。分段读出RESOLVE DWI技术是基于沿着读出方向将k空间分割成若干段以缩短回波间隔[16]，该序列分辨率高，可以克服常规DWI序列产生的磁敏感伪影，有效改善图像变形，提高DWI的图像质量[17-18]。西门子推出的RESOLVE序列可以减少磁敏感导致的图象畸变和T2*模糊效应，缩短重复时间，提高信噪比，并且对运动引起的伪影具有强大的校正能力，大大扩展了弥散的临床应用范围[19]。

传统SS-EPI在单次激发后一次性填充所有k空间数据，而RESOLVE DWI序列减少、消除磁敏感伪影和模糊效应，得到高分辨率、高信噪比的弥散图像，采用的是多次激发、分段读出的采集方式，并结合并行采集技术，有效降低T2*的模糊效应和长TE时间的影响，从而缩短了相位编码方向上的读出时间。RESOLVE技术使用了自动重新采集方式以及实时相位校正来减少相位误差的累积，有效消除相邻组织磁化程度差异过大带来的影响，在颅底等易受磁敏感伪影影响的部位获得了高分辨率的DWI图像，大大提高了DWI的图像质量及应用范围。RESOLVE技术采用多次激发分段读出的方式进行采集，缩短回波时间，减少回波间隔，有效降低了各种成像伪影，改善了图像变形，有效提高了图像分辨率，保证了高b值图像的信噪比，在SIEMENS靶向匀场技术的帮助下，进一步提高复杂部位的动态磁场均匀度，达到进一步提高DWI图像质量的目的。RESOLVE对固定假牙或下颌骨骨折金属内固定等造成的磁敏感伪影较常规DWISS-EPI序列有明显的改善作用，RESOLVE DWI高分辨DWI相比于传统DWI能明显降低模糊效应、形变和伪影。本研究对比了同一患者利用两种技术做出的DWI扫描图像对图像畸变、磁敏感伪影、病灶显示的清晰度及整体图像质量的分析，较以往研究不同之处是利用了1.5 T场强设备对成人有口腔、下颌等部位金属异物所致的伪影的两种技术的DWI图像进行对比分析，从而证明RESOLVE序列在1.5 T场强设备上的优越性。

4 结论

本研究表明RESOLVE DWI序列在1.5 T场强设备能够很好地改善由金属固定假牙、下颌骨骨折金属内固定术产生的磁敏感伪影，清晰显示病灶。我们可以用RESOLVE DWI序列代替SS-EPI DWI序列常规应用于无法摘除的金属固定假牙及下颌骨骨折金属内固定术后患者的MRI检查中，从而达到让临床医师能够及时对患者病情诊断及治疗的目的。本研究不足之处：① 相对SS-EPI序列对颅底伪影的干扰较轻，而有利于对被伪影影响的病变显示，但RESOLVE序列与SS-EPI序列对比扫描时间过长；② 本研究未对1.5 T与3.0 T场强设备的RESOLVE序列图像进行对比分析，无法证实1.5 T设备对伪影的干扰影响方面优势所在；③ 本研究未对信噪比、 ADC值进行定量分析，有待进一步研究。