基于小视野 Propellor DWI 序列在脑干梗塞中的临床运用研究

基于小视野 Propellor DWI 序列在脑干梗塞中的临床运用研究

杨建荣 ,谢凤珍 ,李刚 ,金梅 ,赵刚 ,祝青 ,张滔,王燕玲 ,  

川北医学院附属三台医院（三台县人民医院） 四川 绵阳 621100

[摘要]  目的 利用GE公司螺旋桨技术及磁共振小视野技术与扩散加权成像技术相结合组成小视野螺旋桨扩散加权成像序列(r-FOVPropellor DWI)，从而探讨其在脑干梗塞中的临床运用价值。材料与方法 分析2021年9月至2023年2月间52例脑干梗塞患者资料，所有患者均行头颅常规序列、f-FOV DWI序列及r-FOV Propellor DWI序列扫描。采用双盲法对f-FOV DWI序列和r-FOV Propellor DWI序列的图像质量进行主观评价，评价指标为图像的解剖细节显示、磁敏感伪影、几何变形、总体诊断信心。同时分别测量并计算两种DWI图像的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)进行客观评价。结果两种DWI图像在解剖细节显示、磁敏感伪影、几何变形及总体诊断信心四项主观评分上分别为：r-FOV Propellor DWI组2.80±0.85，2.86±0.75，2.85±0.78，2.80±0.83；f-FOV DWI组2.05±0.70，1.98±0.61，2.03±0.62，2.12±0.71。r-FOVPropellor DWI图像的各项主观评分均高于f-FOV DWI，且各项评分对比P值均满足P＜0.05，差异具有统计学意义。两组DWI图像在SNR、CNR的比较上无明显差异。r-FOV Propellor DWI组测得ADC值为(113.04±20.41) ×10-5 mm/s2，f-FOV DWI组的ADC为(142.70±27.67) ×10-5 mm/s2，r-FOV Propellor DWI组ADC值均低于f-FOV DWI组，两者间差异具有显著性。结论 在脑干梗塞MRI检查中，r-FOV Propellor DWI可以有效减少图像的几何变形、磁敏感伪影，以获得较常规f-FOV DWI更高的图像质量和更佳的病变显示效果，通过ADC值的测量可以更好地评估病情。

[关键词]磁共振成像；脑干梗塞；弥散加权成像；表观扩散系数；

近年来随着人们生活水平、生活习惯及饮食结构的改变，致使脑干梗塞的患病人数逐年增加，出现漏诊、误诊的现象屡见不鲜，尤其是对于没有典型临床表现的脑干梗塞病例，临床上更容易出现漏诊、误诊[1]。所以我们影像科医技人员有必要利用磁共振的新技术来提高脑干梗塞病灶的显示能力，减少脑干梗塞的漏诊率、误诊率。目前临床上利用常规视野扩散加权成像序列(full field-of-view diffusion-weighted imaging，f-FOV DWI)对头颅进行扫描，但是其图像容易产生比较严重的伪影、失真和变形等问题[2]，尤其是在高场强情况下，从而影响病变的检出及观察。随着GE公司螺旋桨技术及小视野技术的不断发展，从而生成了新的小视野螺旋桨扩散加权成像序列 (reduced field-of-view Propellor DWI，r-FOV Propellor DWI)，其利用螺旋桨技术及小视野技术结合二维选择性激励射频技术可以有效地去除伪影，获得较高分辨率的图像[3]，本研究试图比较f-FOV DWI和r-FOV Propellor DWI图像质量及ADC值，以评估r-FOV Propellor DWI对脑干梗塞的临床运用价值。

1  材料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2021年9月至2023年2月间在我院行头颅磁共振检查显示脑干梗塞的52例患者关于f-FOV DWI和r-FOV Propellor DWI两个序列图像。

1.2 检查方法

使用GE公司1.5 T HDI磁共振扫描仪，采用头颈联合线圈，患者取仰卧位，头先进，成像范围包括整个头颅。所有患者均行常规头颅MRI序列、f-FOV DWI序列及r-FOV Propellor DWI序列扫描，其中b值取0 s/mm2和1000 s/mm2，扩散方向为ALL，NEX为2。f-FOV DWI成像参数：TR 5200ms，TE 82.6ms，视野24 cm×24 cm，矩阵128×130，层厚6 mm，层间距1 mm；r-FOVPropellor DWI成像参数：TR3000 ms，TE86.2 ms，视野16 cm×16 cm，矩阵128×96，层厚4 mm，层间距1 mm，每个扩散序列扫描时间约2 min左右。

1.3 DWI图像分析

1.3.1 主观评价

选取患者的r-FOVPropellor DWI序列和f-FOV DWI序列图像，分别由2名具有10年以上影像诊断经验的放射科医师采用双盲法在各自工作站上进行评价。采用四分法对图像解剖细节显示、磁敏感伪影、几何变形及总体诊断信心进行评分。评分标准[9]

（如表1）。

1.3.2 客观评价

在ADW4.6工作站上相同的2名医师采用双盲法对b值=1000s/mm2的DWI图像进行测量，内容包括脑干病灶区、小脑区、背景的标准偏差值，采用圆形感兴趣区ROI。按照公式计算：SNR=SIroi/SDnoise、CNR=(SIroi-SImuscle)/SDnoise，其中脑干的信号强度为SIroi，小脑信号强度为SImuscle，背景信号强度标准差为SDnoise。

1.3.3 ADC值的测量

ADC值=Ln (SI/S0)/(b0-b1)，其中SI为b值=1000 s/mm2时的信号强度，S0为b值=0 s/mm2时的信号强度。采用圆形感兴趣区ROI，在r-FOVPropellor DWI序列选取b值=1000 s/mm2的图像上选取脑干梗塞病灶最大层面画ROI，大小为0.40～1.60cm2，测量三次后取均值，通过计算获得ADC值；另外同样选取f-FOV DWI 序列b值=1000 s/mm2的图像进行测量从而获得ADC值。

1.4 统计学分析

应用SPSS 20.0统计学软件进行数据处理。利用一致性检验评估2名影像医师在主观评分、客观评分上的一致性，相关系数值在0.81～1.00之间认为一致性极好，0.61～0.80认为一致性良好，0.41～0.60认为一致性中等，0.21～0.4l认为一致性较差，＜0.20认为两者之间不一致。采用配对样本t检验来比较各参数值的差异，以P＜0.05为差异具有统计学意义，并采用独立样本t检验分析两组图像ADC值的差异性，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 主观评价上的一致性分析

两名影像医师在r-FOV Propellor DWI和f-FOV DWI的主观一致性分别为：r-FOV Propellor DWI组图像解剖细节显示=0.935，磁敏感伪影=0.828，几何变形 =0.826，诊断信心=0.915；f-FOV DWI组图像解剖细节显示=0.885，磁敏感伪影=0.884，几何变形=0.885，诊断信心=0.765，2名诊断医师在两组DWI图像各项评估项目上ICC值均高于0.75，说明两名医师在两组DWI图像上的主观一致性良好。2名诊断医师评分一致的选取一致评分，评分不一致的经讨论后取得一致意见，进行后续评价(如表2)。

2.2客观测量值的一致性分析

两名医师在r-FOV Propellor DWI和f-FOV DWI的客观测量上一致性分别为：r-FOV Propellor DWI组图像S病灶=0.784，S小脑=0.841，SD背景ICC=0.788， ADC病灶=0.752，；f-FOV DWI组图像S病灶=0.719，S小脑=0.804，SD背景 =0.895，ADC正常区=0.771。2名诊断医师在两组DWI图像上的测量数据一致性对比值均大于0.7，说明2名诊断医师的客观测量数据一致性良好。两名诊断医师测量结果取二者均值，进行后续评价（如表3）。

2.4 图像质量的分析

r-FOV Propellor DWI图像的主观评分解剖细节显示2.82± 0.85，磁敏感伪影2.88±0.75，几何变形2.86±0.78，总体诊断信心2.82±0.83；f-FOV DWI图像主观评分解剖细节显示2.04±0.70，磁敏感伪影1.96±0.61，几何变形2.06±0.62，总体诊断信心2.16±0.71。r-FOV Propellor DWI 图像的主观评分均高于f-FOV DWI，且各项评分对比P值均满足P＜0.05，差异具有统计学意义。客观评价上，两组SNR、CNR值均无明显差异，且P

＞0.05，说明差异不具有统计学意义(见表4)。

2.5 ADC值的分析

r-FOV Propellor DWI测得的ADC值为(117.05± 20.43) ×10-5 mm/s2 ，正常组的ADC为(143.80±27.79) ×10-5 mm/s2 ，病灶组ADC值均低于正常组，且P＜ 0.05，两者间差异具有统计学意义。

3 讨论

因为脑干是维持生命活动和意识状态的重要枢纽，又由于脑干的解剖特点较为复杂，包括中脑、脑桥、延髓三部分，解剖特点决定了脑干梗塞的临床表现也具有多样性、复杂性。又由于脑干的解剖结构的特殊性，目前常规的f-FOVDWI图像出现严重变形以及发生严重的磁敏感伪影，降低了影像诊断的准确率，临床工作中容易出现漏诊、误诊现象，因此脑干梗塞一直是临床上诊疗的重点与难点。

这就急切需要一种磁共振新技术来解决这一问题，r-FOV Propellor DWI序列选用了一种全新的射频激励方式，它可以进行2D选择性激励，只对感兴趣区进行激发，不被FOV外的信号干扰，同时利用螺旋桨技术纠正图像的变形和磁敏感伪影，从而得到分辨率高且伪影少的图像。这种新技术的应用，可以在一定程度上弥补常规DWI的不足。本研究中，在图像解剖细节显示、磁敏感伪影、几何变形及总体诊断信心四个方面的主观评分r-FOV Propellor DWI序列均高于常规 f-FOVDWII序列，其图像分辨率明显提高，有效的抑制了图像的磁敏感伪影以及失真变形等情况，病变显示更清晰，增强了影像医生的诊断信心。有学者使用r-FOV DWI技术在胆囊、乳腺癌和直肠癌等方面进行了MRI检查，得到相同的结论[4]。

客观评价中r-FOV Propellor DWI序列对比f-FOVDWI序列图像SNR稍低，但是两组图像的SNR、CNR均无显著性差异(P＞ 0.05)。这可能与重复时间、体素的大小、采集平均次数、回波时间等影响因素有关[5]。增大体素可以增大SNR，但是会使图像的细节显示减少，所以在处理图像SNR和图像细节时要权衡利弊。

DWI诊断中最为重要的是ADC值分析，其数值受到诸多因素影响，如磁场强度的大小、B值的选择等[6]。但是r-FOV仅仅只是减小了视野，对于ADC值的影响不大[7]。由于视野减小，伪影干扰的可能更小，所以ADC值更能准确反映病变的本质[8]。

本研究的不足在于病例数量较少，未能进行大样本的研究，在下一步的相关研究中，将进一步扩大病例样本数量。

综上所述，本研究旨在结合脑干的解剖特点及磁共振图像伪影的特征设计出r-FOV Propellor DWI新序列,从而提高基层医院脑干梗塞的影像诊断能力。

参考文献

[1]夏程, 曲方, 陈会生. 延髓梗死继发Ondine's curse综合征4例临床分析[J]. 中国实用内科杂志, 2014, 34(1): 77-79.

[2]Backens M. Basic principles and technique of diffusion-weighted

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[3]Rosenkrantz AB, Chandarana H, Hindman N, et al. Computed diffusionweighted imaging of the prostate at 3 T: impact on image quality and tumour detection. Eur Radiol, 2013, 23(11): 3170-3177.

[4]吴思思, 李震, 邹显伦, 等. 小视野DWI对胆囊疾病的诊断价值. 放射学实践, 2018, 33(5): 464-467.

[5]康立丽, 卢广文, 余晓锷, 等. MRI扫描参数与信噪比关系的实验研究. 中华放射学杂志, 2003, 37(3): 225-227.

[6]董海波, 俞伉, 李亚迪, 等. 小视野DWI在乳腺癌中的应用研究. 临床放射学杂志, 2015, 34(3): 360-363.

[7]郝永红, 潘初, 陈唯唯, 等. 小视野DWI技术在甲状腺结节诊断中的应用评价. 放射学实践, 2016, 31(8): 704-708

[8] Lyng H, Haraldseth O, Rofstad EK. Measurement of cell density

and necrotic fraction in human melanoma xenografts by diffusion

weighted magnetic resonance imaging. Magn Reson Med, 2000, 43(6):

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通信作者： 李刚，主任医师，E-mail：1130764601@qq.com