深圳市兒童醫(yī)院放射科(廣東 深圳 518038)

向 葵 干蕓根 孫龍偉

膝關(guān)節(jié)相控陣線圈在新生兒腦部MRI檢查中掃描參數(shù)優(yōu)化選擇

深圳市兒童醫(yī)院放射科(廣東 深圳 518038)

向 葵 干蕓根 孫龍偉

目的 探討膝關(guān)節(jié)相控陣線圈在新生兒腦部MRI檢查中掃描參數(shù)優(yōu)化選擇。方法 應(yīng)用膝關(guān)節(jié)相控陣線圈對(duì)足月新生兒行腦部掃描，分別采用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)和優(yōu)化后掃描參數(shù)，獲取橫斷位T1加權(quán)、T2加權(quán)、T2 FLAIR、擴(kuò)散加權(quán)成像及矢狀位T1加權(quán)成像等圖像，比較兩組圖像質(zhì)量、圖像信噪比和滿(mǎn)足影像診斷率。結(jié)果 用膝關(guān)節(jié)相控陣線圈順利完成45例足月新生兒行腦部掃描，其中用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)22例，用優(yōu)化后掃描參數(shù)23例，兩組掃描參數(shù)所得圖像信噪比經(jīng)兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩組比較差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。兩組掃描參數(shù)所得圖像滿(mǎn)足影像診斷率經(jīng)四格表χ2檢驗(yàn)，兩組比較差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；優(yōu)化組掃描時(shí)間較之傳統(tǒng)組減少1/3。結(jié)論 優(yōu)化組掃描參數(shù)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)腦部掃描參數(shù)，優(yōu)化組掃描時(shí)間及SAR值均可減少。優(yōu)化組掃描參數(shù)更適合膝關(guān)節(jié)相控陣線圈新生兒腦部MRI檢查。

新生兒腦??；磁共振成像；膝關(guān)節(jié)相控陣線圈

目前磁共振(MRI)可為新生兒疾病的診斷提供準(zhǔn)確的影像學(xué)依據(jù)，是判斷新生兒腦病公認(rèn)的較為敏感、準(zhǔn)確的檢查方法，且安全可靠[1-2]。眾所周知，接收線圈與MRI圖像信噪比密切相關(guān)，線圈離檢查部位越近，接收的信號(hào)就越強(qiáng)。新生兒頭圍較成人明顯小，隨MRI機(jī)配置的常規(guī)頭部線圈按成人頭圍標(biāo)準(zhǔn)制定的，線圈離新生兒頭部部位相對(duì)較遠(yuǎn)，圖像質(zhì)量會(huì)受影響。我們此前曾用MRI常規(guī)配置的膝關(guān)節(jié)線圈行新生兒腦部掃描，得到較好的圖像質(zhì)量[3]；本文探討膝關(guān)節(jié)線圈行新生兒腦部掃描參數(shù)的優(yōu)化選擇。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象2014年1～9月在我院行腦部MRI檢查的足月兒順產(chǎn)新生兒45例，其中男孩26例，女孩19例，年齡為13天～28天，中位數(shù)20天。頭圍32.7cm～35.5cm，平均33.9cm。

1.2 方法和材料MRI實(shí)驗(yàn)在GE1.5T(SIGNA Twinspeed with EXCITE)磁共振儀上開(kāi)展。所有新生兒檢查前30min給予5%水合氯醛(1ml/kg)灌腸鎮(zhèn)靜，待其安靜入睡后方進(jìn)行檢查。使用單通道膝關(guān)節(jié)相控陣線圈，分別采用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)和優(yōu)化后掃描參數(shù)進(jìn)行掃描(兩組掃描具體參數(shù)見(jiàn)表1、表2)，其中22例采用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)，23例采用優(yōu)化后掃描參數(shù)。獲取橫斷位T1WI、橫斷位T2WI、橫斷位翻轉(zhuǎn)恢復(fù)水抑制T2加權(quán)(T2 FLAIR)、橫斷位DWI、矢狀位T1WI圖像。

所進(jìn)行檢查均經(jīng)過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)倫理審查并由家長(zhǎng)簽署知情同意書(shū)。

1.3 數(shù)據(jù)分析使用Image J1.48軟件測(cè)量腦部信號(hào)強(qiáng)度S和背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差σ，根據(jù)下式計(jì)算圖像的信噪比(signal-tonoise ratio，SNR)，SNR=S/σ。

采用雙盲法，由2位放射科高年資醫(yī)師對(duì)兩組圖像分析，圖像質(zhì)量滿(mǎn)足診斷要求者為陽(yáng)性，不能滿(mǎn)足診斷要求者為陰性。當(dāng)2名醫(yī)師意見(jiàn)不一致時(shí)需進(jìn)行協(xié)商達(dá)到意見(jiàn)一致，計(jì)算兩組掃描參數(shù)所得圖像滿(mǎn)足診斷要求的陽(yáng)性率。

運(yùn)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件包，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0.05。比較兩組掃描參數(shù)所得圖像的信噪比有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。比較兩組掃描參數(shù)所得圖像，滿(mǎn)足診斷要求的陽(yáng)性率有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，采用四格表χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

本組45例均完成頭顱MRI平掃，其中2例首次采用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)掃描時(shí)，中途患兒醒來(lái)停止掃描，隔日采用優(yōu)化掃描參數(shù)掃描完成檢查。傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)掃描時(shí)間為12∶01分鐘，優(yōu)化掃描參數(shù)掃描需要7∶56分鐘。

兩組在橫斷位T1WI、橫斷位T2WI、橫斷位翻轉(zhuǎn)恢復(fù)水抑制T2加權(quán)(T2 FLAIR)、橫斷位DWI、矢狀位T1WI均可獲得較好的圖像(見(jiàn)圖1-10，見(jiàn)表1-2)。傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)所得圖像信噪比，橫斷位T1WI、橫斷位T2WI、橫斷T2 FLAIR、橫斷位DWI、矢狀位T1WI分別為20±1.3、1 2 0±8.3、1 6 0±1 2.5、130±10.5、50±8.9。優(yōu)化組掃描參數(shù)所得圖像信噪比，橫斷位T1WI、橫斷位T2WI、橫斷T2 FLAIR、橫斷位DWI、矢狀位T1WI分別為19±2.4、122±5.6、 1 5 5±1 5.7、1 2 7±1 2.8、53±6.4。兩組圖像信噪比經(jīng)兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表3。

22例采用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)，所得圖像滿(mǎn)足影像診斷21例，1例由于橫斷位T1WI有少量運(yùn)動(dòng)偽影而未達(dá)到診斷要求。23例采用優(yōu)化后掃描參數(shù)，所得圖像滿(mǎn)足影像診斷22例，1例由于橫斷位DWI有少量運(yùn)動(dòng)偽影而未達(dá)到診斷要求。兩組掃描參數(shù)所得圖像滿(mǎn)足影像診斷率分別為95.45%、95.65%，經(jīng)四格表χ2檢驗(yàn)，兩組比較差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表4。

3 討 論

3.1 膝關(guān)節(jié)應(yīng)用于新生兒腦部成像的可行性國(guó)外已有專(zhuān)用新生兒頭部線圈[4-5]，但價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)多數(shù)醫(yī)院均沒(méi)有配置新生兒頭部線圈。膝關(guān)節(jié)相控陣線圈主要用于膝關(guān)節(jié)檢查，能清晰地顯示關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)及病變，其內(nèi)徑是18cm，周長(zhǎng)為56cm；其內(nèi)徑較常規(guī)頭部線圈小，且空間分辨率及對(duì)比分辨率均高。文獻(xiàn)報(bào)道新生兒頭圍最大為39.1cm[6]，所以新生兒頭部是完全可以放入膝關(guān)節(jié)相控陣線圈內(nèi)；本組足月新生兒頭圍平均33.9cm，最大頭圍35.5cm，也證實(shí)此點(diǎn)。膝關(guān)節(jié)相控陣線圈與患兒頭部的距離較近，接受的信號(hào)強(qiáng)度較大，明顯改進(jìn)圖像的信噪比，提高空間分辨率，可提供相關(guān)部位更精細(xì)的MRI檢查。因此膝關(guān)節(jié)相控陣線圈應(yīng)用于新生兒腦部掃描是可行的[3]。

3.2 兩組掃描參數(shù)所得圖像的評(píng)價(jià)影響MR圖像信噪比的因素較多, 不僅有組織本身特性(組織溫度、生理噪聲等)和成像參數(shù)(如重復(fù)時(shí)間、回波時(shí)間、反轉(zhuǎn)時(shí)間、信號(hào)采集次數(shù)層厚、掃描矩陣等的選擇等)，還有MRI系統(tǒng)硬件因素(如場(chǎng)強(qiáng)、接收帶寬、線圈溫度、線圈品質(zhì)因數(shù)等)[7-8]。

表1 新生兒膝關(guān)節(jié)相控陣線圈腦部掃描傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)

表2 新生兒膝關(guān)節(jié)相控陣線圈腦部掃描優(yōu)化組掃描參數(shù)

表3 新生兒膝關(guān)節(jié)相控陣線圈腦部掃描兩組參數(shù)信噪比比較

表4 兩組掃描參數(shù)所得圖像滿(mǎn)足影像診斷率比較

信噪比即信號(hào)噪聲比，SNR是圖像的信號(hào)強(qiáng)度與背景噪聲強(qiáng)度的比值，是MRI設(shè)備質(zhì)量的重要參數(shù)，是評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的主要指標(biāo)之一；SNR高的圖像表現(xiàn)為圖像清晰，輪廓鮮明，提高SNR是圖像質(zhì)量控制的主要內(nèi)容。線圈大小與SNR密切相關(guān)，選擇合適的線圈可使SNR增高，在相同的成像條件下，SNR與線圈半徑及線圈距成像物體距離呈反比，即線圈半徑或線圈距成像物體距離越大，SNR越小，圖像質(zhì)量越差；反之，線圈半徑或線圈距成像物體距離越小，SNR越大，圖像質(zhì)量越好[8-9]。所以檢查時(shí)應(yīng)盡量將射頻接收線圈貼近被檢組織表面，使填充因子增加，線圈距離目標(biāo)組織越近，接受的信號(hào)強(qiáng)度越大，信噪比越高；反之，線圈距離目標(biāo)組織越遠(yuǎn)，接受的信號(hào)強(qiáng)度越小，信噪比越低。所以要獲得信噪比高的圖像，就必須選擇與受檢部位大小相適應(yīng)的線圈。

新生兒顱腦較成人明顯小，圖像視野小，如使用成人頭部線圈，圖像的信噪比相對(duì)較差。與機(jī)器常規(guī)配置的頭部線圈相比，膝關(guān)節(jié)相控陣線圈內(nèi)徑(23cm)小，線圈距成像物體距離近，所獲得的圖像SNR較大。本研究結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)相控陣線圈行新生兒腦部掃描，兩組掃描參數(shù)所得圖像都有較滿(mǎn)意的SNR，圖像滿(mǎn)足影像診斷率達(dá)95.45%、95.65%。

3.3 優(yōu)化組掃描參數(shù)的優(yōu)越性分析設(shè)置成像參數(shù)時(shí)，應(yīng)特別注意SNR使圖像的最重要因素[9]。在DWI序列中，采用B值越大圖像質(zhì)量越好，但SNR比下降。由于膝蓋線圈直徑小，緊貼新生兒的頭顱，減少了噪聲，因此適當(dāng)加大B值，優(yōu)化后改為B值1000，SNR比未見(jiàn)明顯增加，但是圖像質(zhì)量增高。

設(shè)置成像參數(shù)時(shí)，要盡量采用短的掃描時(shí)間。掃面時(shí)間越長(zhǎng)則發(fā)生運(yùn)動(dòng)偽影的機(jī)會(huì)越多，縮短檢查時(shí)間，可有效降低受檢者的電磁輻射劑量，防范受檢者可能受到的潛在電磁輻射危險(xiǎn)[9-10]。我們?cè)趦?yōu)化組參數(shù)中，選擇橫斷位T1WI、矢狀位T1WI序列NEX由常規(guī)的4次改為2次，F(xiàn)OV由常規(guī)的24次改為20，兩組圖像質(zhì)量未見(jiàn)明顯差別，完全能滿(mǎn)足診斷要求。這樣的參數(shù)優(yōu)化縮短了掃描的時(shí)間，從而減少了運(yùn)動(dòng)偽影的發(fā)生幾率，提高了檢查的成功率；本組病例中有2例首次采用傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)掃描時(shí)，中途患兒醒來(lái)停止掃描，隔日采用優(yōu)化掃描參數(shù)掃描完成檢查；而伴隨掃描時(shí)間的減少，電磁輻射總量也降低，使射頻能量吸收率(specific absorption rate，SAR)值減少，減少了檢查中不必要的損傷。

綜上所述，對(duì)于新生兒頭部MRI檢查，用膝關(guān)節(jié)相控陣線圈能得到較好圖像。優(yōu)化組掃描參數(shù)與傳統(tǒng)腦部掃描參數(shù)所得圖像SNR沒(méi)有差別，滿(mǎn)足影像診斷率達(dá)95.65%，并且掃描時(shí)間較后者短，不僅SAR值減少，掃描成功率也相應(yīng)提高；因此優(yōu)化組掃描參數(shù)是膝關(guān)節(jié)相控陣線圈行新生兒頭部MRI檢查更好的選擇。

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(本文編輯:謝婷婷)

Optimization of Neonatal Brain MR Imaging with Knee Phased-array Coil

XIANG Kui, GAN Yun-gen, SUN Long-wei. Department of Radiology, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen, China 518038

Objective To investigate the optimization of neonatal brain MR imaging with knee phased-array coil.Methods Forty-five newborns participated in the study and were scanned with a knee phased-array coil. Imaging techniques, including T1-weighted imaging, T2-weighted imaging, T2 FLAIR imaging, and diffusion weighted imaging at the axial orientation, and T1-weighted imaging at the sagittal orientation, were respectively conducted. Twenty newborns were scanned with the conventional imaging parameters, and the other twenty-three were scanned with the optimized imaging parameters. Signal-to noise ratio (SNR) and image quality for clinical diagnosis were compared between paired scans.Results All data was successfully acquired. No statistically significant difference of SNR was observed between the conventional and the optimized imaging parameters (P-value ＞ 0.05). In addition, a Chi-square test suggested no significant difference of image quality for clinical diagnosis between the two sets of imaging parameters (P-value ＞ 0.05). The time scanned with the optimized imaging parameters was less than that scanned with the conventional imaging parameters. Conclusion With the advantages of halving scan time and specific absorption rate, the optimized neonatal brain MR imaging parameters were superior to the conventional ones, and were more suitable for neonatal brain MR examination with knee phased-array coil.

Neonatal Brain Diseases; Magnetic Resonance Imaging; Knee Phased-array Coil

R272.1；R742

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.11.009

向 葵

2015-10-07