陳 薇，張 煒，楊 煉，肖 艷，楊 坤，李 峻，孔祥闖

華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院放射科，分子影像湖北省重點實驗室，武漢 430022

磁共振偽影是指在磁共振掃描或信息處理過程中，由于某種或幾種原因出現(xiàn)了一些人體本身不存在的圖像信息，表現(xiàn)為圖像變形、重疊、缺失、模糊等，使圖像質(zhì)量下降的影像，也稱假影或鬼影[1]。血管搏動偽影是磁共振圖像偽影中常見的一種類型[2]，常造成MRI圖像質(zhì)量干擾。尤其在增強后,血液T1縮短，偽影更加明顯，甚至可以造成誤診或者漏診[3]。如何減少偽影成為臨床亟待解決的問題，本研究就減少腰椎增強后T1WI快速自旋回波序列出現(xiàn)的血管搏動偽影的方法進行探討。

1 資料與方法

1.1 研究對象

隨機選取2020年5月～8月在我院就診且行腰椎磁共振平掃加增強檢查的患者35例。其中男性17例，女性18例；年齡24～76歲，平均(55.7±13.5)歲。排除標準：體內(nèi)有金屬植入物者；磁共振檢查禁忌證者。

1.2 磁共振掃描方法

所有檢查在3.0 T磁共振(Siemens MAGNETOM Skyra)中進行，常規(guī)行矢狀面T2WI快速自旋回波(T2-tse-sag)、T1WI快速自旋回波(T1-tse-sag)和橫斷面T2WI快速自旋回波(T2-tse-tra)掃描，經(jīng)肘靜脈以1.5 mL/s速度注射0.1 mmol/kg對比劑(釓貝葡胺注射液，博萊科藥業(yè))和15 mL生理鹽水后，行矢狀面T1WI(T1-tse-dixon-sag)掃描，掃描參數(shù)見表1。每位患者分別行4組掃描，A組為常規(guī)腰椎矢狀位掃描，平行于人體正中矢狀面，并施加飽和脈沖；B組在A組掃描方法基礎(chǔ)上施加飽和脈沖，飽和帶緊貼椎體前緣；C組在A組掃描方法基礎(chǔ)上施加層面方向的流動補償；D組在矢狀位上傾斜視野，使之平行于腹主動脈長軸走行進行腰椎矢狀位掃描，施加飽和脈沖，同時施加層面方向流動補償，定位方法見圖1，每組的掃描時間均為120 s。

表1 掃描序列及成像參數(shù)Table 1 Scanning sequences and imaging parameters

1.3 圖像處理

將圖像傳至后處理工作站，在腰椎椎體前緣區(qū)域采用手工圈畫出ROI并進行測量，所有ROI的大小均為60～70 mm2，分別記錄A、B、C、D組掃描的信號強度SI，噪聲值N，共測量3次取平均值，按照公式：信噪比(SNR)=SI/N計算信噪比[4-6]。手動測量血管搏動偽影對腰椎圖像質(zhì)量影響最大層面的偽影面積。

1.4 圖像質(zhì)量主觀評價

由2名高年資放射科醫(yī)師對圖像進行5級法評分：5分為優(yōu)秀，無明顯偽影、噪聲，解剖細節(jié)顯示清晰；4分為良好，有輕微偽影、噪聲，解剖細節(jié)顯示較好，不影響診斷；3分為中等，有部分偽影、噪聲，解剖細節(jié)顯示尚可，大部分部位可診斷；2分為差，存在嚴重偽影、噪聲，解剖細節(jié)顯示差，多數(shù)部位不可診斷；1分為無法診斷[7-8]。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 22.0進行統(tǒng)計學分析，醫(yī)生雙盲評價采用Kappa一致性檢驗(K=0.94)，采用配對t檢驗比較4種掃描方法的圖像質(zhì)量、圖像信噪比的差異。

A：常規(guī)定位方法，定位長軸平行于人體長軸方向；B：傾斜視野法，傾斜角度使定位長軸平行于主動脈長軸圖1 圖像定位的方法Fig.1 Methods of image positioning

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量評估

血管搏動偽影對腰椎圖像質(zhì)量影響最大層面的平均偽影面積，A組為(16.78±7.98)cm2；B組為(9.07±6.36)cm2；C組為(8.91±6.35)cm2；D組為(1.35±3.01 )cm2(表2)；其中D組平均偽影面積較A組減少了92%，較B組減少了86%，較C組減少了85%，組間比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。

圖像質(zhì)量主觀評價，A組為(3.80±0.70)分；B組為(4.40±0.49)分；C組為(4.54±0.50)分；D組為(4.97±0.16)分(表2)，D組圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于其它組(P<0.01)。見圖2、圖3。

表2 各組主觀圖像質(zhì)量評分及血管搏動偽影面積的比較Table 2 Comparison of subjective image quality score and vascular pulsation artifact area in the four groups

2.2 組間信噪比的比較

分別比較A組與B組、A組與C組、A組與D組、B組與C組、B組與D組、C組與D組間平均信噪比的差異，P值分別為0.250、0.491、0.235、0.468、0.926、0.582，均無統(tǒng)計學意義。

病例1腰椎MR增強后掃描。A：可見明顯血管搏動偽影，椎體結(jié)構(gòu)顯示欠佳；B：血管搏動偽影消失，飽和帶的條形偽影明顯，圖像質(zhì)量未見改善；C：血管搏動偽影減輕；D：血管搏動偽影消失，圖像質(zhì)量明顯改善圖2 不同掃描方法的圖像質(zhì)量比較Fig.2 Image quality of different scanning methods

病例2腰椎MR增強掃描，腰2椎體后緣及附件(白色箭頭所示)可見不規(guī)則片狀混雜信號影，病灶邊緣可見環(huán)形低信號影，增強掃描強化明顯。A：可見明顯血管搏動偽影，病灶邊緣顯示不清，強化部分顯示欠佳；B：血管搏動偽影消失，病灶顯示清晰，強化明顯，但飽和帶的條形偽影明顯，腰椎2、3、4椎體前緣顯示不清；C：血管搏動偽影減輕，病灶顯示清晰，強化明顯，但腰椎3、4椎體前緣可見血管搏動偽影，椎體顯示欠佳；D：血管搏動偽影消失，病灶顯示清晰，強化明顯，圖像質(zhì)量明顯改善圖3 不同掃描方法對病灶的顯示Fig.3 Manifestations of lumbar lesions under different scanning methods

3 討論

3.1 血管搏動偽影產(chǎn)生的原因

血管搏動偽影本質(zhì)上是氫質(zhì)子的流動所導致。在信號讀出過程中，運動質(zhì)子在相位準備梯度階段所積累的相位變化在讀出梯度期間不能被回歸到零點，由此產(chǎn)生的額外的相位信息疊加到下一個相位編碼信息里，這種疊加的信息被解讀后產(chǎn)生錯誤的相位信息，從而產(chǎn)生了相位編碼方向的流動偽影。搏動偽影的產(chǎn)生主要是由于在采集圖像K空間的不同MR信號時，血管的形態(tài)、位置發(fā)生變化，導致了相位的錯誤，從而在相位編碼方向上出現(xiàn)運動偽影[9]。血管搏動偽影，是運動偽影的一種[10-11]。人體內(nèi)部存在多種不可控制的運動，如呼吸、心跳、血管博動、腦脊液搏動等等，這些運動會導致部分器官、組織發(fā)生周期性運動，空間位移。

血管搏動偽影是磁共振檢查中的常見現(xiàn)象，T1加權(quán)圖像的血管搏動偽影較T2加權(quán)圖像明顯，T1增強圖像的血管搏動偽影較T1增強前圖像明顯[3]。增強掃描時，血液T1縮短，信號較高，血管搏動偽影更加明顯。

3.2 降低血管搏動偽影的方法

3.2.1 施加流動補償 流動補償技術(shù)是通過施加額外的兩個大小相同、方向相反的梯度場，促使流動質(zhì)子在信號讀取期間所產(chǎn)生的額外相位信息重新歸零，從而達到消除流動偽影目的的過程[12-13]。流動速度和流動方式都是影像偽影大小和方向的主要因素，勻速流動所產(chǎn)生的額外相位信息可以通過低階流動補償?shù)玫浇鉀Q；但管徑較大的動脈血管血流速度較快且隨著心臟活動而發(fā)生周期性變化，并伴隨有搏動現(xiàn)象，這種流動產(chǎn)生的額外相位信息通過低階補償并不能完全克服[13]。流動補償對于消除層面內(nèi)流體引起的流動偽影效果較好，而消除垂直于層面的流體造成的流動偽影效果不太理想。本研究中血管搏動偽影主要來自血流速度較快的腹主動脈，施加了層面方向上的流動補償后，對血管搏動偽影有一定的抑制效果

3.2.2 施加飽和脈沖 空間飽和帶是非頻率選擇性的，它通過使相應(yīng)的組織提前達到飽和，在成像周期的射頻激勵過程中無法再次接受射頻脈沖的能量而產(chǎn)生橫向磁化[13]。飽和帶是頻率覆蓋范圍很廣的射頻脈沖，成像視野內(nèi)的飽和帶就像一塊擋板，被飽和帶覆蓋區(qū)域的組織信號在圖像中表現(xiàn)為低信號，如果利用飽和帶將動脈血管覆蓋，被覆蓋的動脈血管在圖像中表現(xiàn)為低信號，則可減輕該動脈血管導致的搏動偽影。施加飽和帶一般采用硬脈沖，其影響范圍比定位時肉眼所見飽和帶更大，因此使用視野內(nèi)飽和帶應(yīng)盡量讓飽和帶和成像組織保持一定的距離，一般在5 mm以上[13]，避免因覆蓋病變組織而造成漏診。

3.2.3 切換相位編碼方向 切換相位編碼方向即人為地改變頻率、相位編碼方向，使流動方向與相位編碼方向一致。當流動方向與相位編碼方向一致時，產(chǎn)生的偽影與相應(yīng)的血管結(jié)構(gòu)重疊，在圖像上血管的偽影不顯示。此方法在去除血管搏動偽影中經(jīng)常使用，把偽影換到其他方向就可以明確偽影并識別，只要不影響感興趣區(qū)的成像即可。本研究采用的相位編碼方向是頭足方向，改為前后方向則腹部運動偽影又會出現(xiàn),嚴重影響圖像質(zhì)量，無法滿足診斷要求，所以在腰椎序列并不適用。

3.2.4 傾斜視野 掃描時采取的頭足位編碼方向，傾斜角度使之平行于腹主動脈走行可以將血管的搏動偽影落在腰椎以外的地方，以減少血管博動偽影對腰椎成像的影響[14]。同時施加流動補償，能有效地抑制血液流動偽影。

3.3 傾斜視野法減少血管搏動偽影的價值

本研究將傾斜視野法用在腰椎T1WI快速自旋回波序列的磁共振掃描上，發(fā)現(xiàn)D組傾斜視野法平均偽影面積較A組掃描方法減少了92%，較B組減少了86%，較C組減少了85%，說明血管搏動偽影在傾斜視野法中得到了較好的控制。在對圖像質(zhì)量的主觀評分中發(fā)現(xiàn)，傾斜視野法能夠更加清晰地顯示血管與組織交界面，減輕血管周邊組織信號的丟失，降低偽影對圖像質(zhì)量的干擾。4種檢查方法掃描時間一樣，在不增加掃描時間的基礎(chǔ)上，傾斜視野法使圖像質(zhì)量更好。傾斜視野法更有利于腰椎解剖部位的顯示，其主觀評分更高。同時在對病變作出判斷時，傾斜視野法對病變的形態(tài)、大小、邊界顯示更清晰，提高了診斷醫(yī)師的診斷信心。

本研究采用自身前后對照比較35例患者采用不同方法減輕腰椎磁共振成像血管搏動偽影的效果。結(jié)果顯示，在使用傾斜視野法后偽影明顯減少，圖像上椎體及椎間盤信號丟失明顯減少，且常規(guī)序列的圖像血管搏動偽影較傾斜視野法嚴重，表明通過傾斜視野法可明顯降低腰椎增強后的血管搏動偽影，偽影面積減少，圖像質(zhì)量明顯提高。綜上所述，傾斜視野法能夠顯著改善圖像質(zhì)量，并減少血管博動偽影，對腰椎增強磁共振的診斷有重要價值。本研究也存在一些不足之處，如為單中心研究，病例較少，有待進一步擴大研究人群；僅就特定型號磁共振儀的檢測結(jié)果進行研究，需進一步在不同廠家不同型號機器上驗證研究。