磁共振Propeller技術(shù)消除頭部偽影的臨床應(yīng)用

1、磁共振Propeller技術(shù)消除頭部偽影的臨床應(yīng)用        【摘要】     目的 探討Propeller技術(shù)在頭部偽影消除的應(yīng)用價值。方法 對21例磁共振頭顱日常檢查中出現(xiàn)躁動或不能自控患者，用Propeller技術(shù)進(jìn)行T2WI掃描，與常規(guī)T2FRFSE序列進(jìn)行對比；5例DWI序列磁敏感偽影明顯者進(jìn)行Propeller DWI掃描，與常規(guī)DWI進(jìn)行對比。結(jié)果 21例應(yīng)用Propeller技術(shù)進(jìn)行T2WI掃描明顯減少或消除了運(yùn)動偽影，5例Propeller D

2、WI明顯消除磁敏感效應(yīng)引起的偽影，均生成較滿意圖像。結(jié)論 應(yīng)用PropellerT2WI及DWI成像技術(shù)可以明顯減少或消除患者因運(yùn)動及磁敏感效應(yīng)造成的偽影，顯著提高圖像質(zhì)量，獲得具有臨床診斷價值的理想圖像。     【關(guān)鍵詞】  磁共振成像Propeller技術(shù)偽影    Clinical Application of MRI Propeller Technique in Eliminating the Artifacts of BrainZHANG Xuejun, SUN Rui, WEN Songsu

3、, LI Ling, Kunming General Hospital of Chengdu Military Command, Kunming, Yunnan Province 650032ABSTRACT  Objective  To discuss the clinical application of MRI propeller technique in eliminating the artifacts of brain.Methods  21 cases received propeller T2 WI, who had restlessness an

4、d couldnt make self-control in the routine skull MRI examination, the images were compared with routine T2 FRFSE sequence; 5 cases received Propeller DWI who had artifacts because of magnetic-susceptibility, and the images were compared with routine DWI.Results  In the 21 cases, artifacts cause

5、d by motion were significantly reduced or eliminated as well as the artifacts caused by magnetic-susceptibility in the other 5 cases; satisfactory images were obtained. Conclusions  Propeller T2 WI and DWI can obviously reduce or eliminate the artifacts caused by motion or magnetic-susceptibili

6、ty, and can significantly improve the image quality.KEYWORDS  MRI  propeller technique  artifactsMRI技術(shù)以其無輻射危害，對比分辨率高，多方位、多參數(shù)采集及功能成像等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于臨床。但成像過程中病人即使發(fā)生輕微運(yùn)動，也會引起圖像模糊，臨床上躁動和兒童等不能自控的患者必須借助于藥物鎮(zhèn)靜或麻醉，才能完成MR檢查，然而鎮(zhèn)靜和麻醉本身存在呼吸暫停和腦缺氧性損傷等危害，對不配合患者如何進(jìn)行運(yùn)動偽影校正，如何克服和減少金屬異物如固定義齒引起的磁敏感偽影，這一直是MR研究的

7、熱門。美國GE公司最新研發(fā)的Propeller(periodically rototed overlapping parallel lines with enhanced reconstruction)技術(shù)，又稱螺旋槳掃描技術(shù)，是GE公司研發(fā)的高級應(yīng)用軟件，這一技術(shù)的圖像采集方式是一種獨(dú)特的填充模式，以輻射狀的葉片用螺旋的方式采集數(shù)據(jù)，直到整個K空間數(shù)據(jù)完成，Propeller技術(shù)在很大程度上解決了運(yùn)動偽影及敏感偽影的問題。1  材料與方法    2006年7月2007年4月在行頭顱MR檢查的患者中：21例檢查中出現(xiàn)躁動患者，常規(guī)T2FRFSE序列的運(yùn)動

8、偽影使圖像無診斷價值，即行Propeller T2WI序列成像，與常規(guī)T2FRFSE序列進(jìn)行對比；對5例磁敏感偽影明顯患者進(jìn)行Propeller擴(kuò)散加權(quán)圖像(diffusion weighted image,DWI)序列成像，與常規(guī)DWI進(jìn)行對比。共計(jì)26例，其中男15例，女11例，年齡978歲，中位年齡44.6歲。頭部或頭頸部8通道相控陣線圈，常規(guī)軸位T2加權(quán)快速恢復(fù)快速自旋回波(fast recovery fast spin echo,FRFSE)序列，TR3860ms,TE98MS,掃描矩陣384×，回波鏈長度(echo train length,ETL)16，帶寬(bandw

9、idth)20.8Hz，視野24cm×cm，層厚7mm，層距1.5mm，激勵次數(shù)2，掃描時間116s；常規(guī)軸位DWI序列，TR6000ms,TE最小，擴(kuò)散敏感系數(shù)b值設(shè)定為1000mms,，掃描矩陣128×，帶寬250Hz，視野24cm×22cm，層厚7mm，層距1.5mm，激勵次數(shù)2，掃描時間48s,使用表面線圈強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(surface coil intensity correction,SCIC)。軸位Propeller TWI序列TR6000ms，TE129.8ms，層厚7mm，層距1.5mm，帶寬50Hz，視野24×cm，回波鏈28，掃描時間16

10、2s，軸位Propeller DWI序列TR 5000ms,TE 102.5ms，帶寬83.3Hz，視野24×cm，回波鏈28，b值1000mms,掃描時間162s，使用SCIC。圖1（略）                圖2（略）圖3（略）               

11、0;圖4（略）圖5（略）               圖6（略）    圖1及圖2為同一患者：圖1常規(guī)FRFSET，示明顯運(yùn)動偽影，影響腦干；圖2Propeller WI掃描，運(yùn)動偽影消失，未見明顯病變。圖3及圖4為同一患者：圖3FRFSE TWI明顯運(yùn)動偽影致病變顯示不清；圖4Propeller T，病變顯示清楚。圖5及圖6為同一患者，圖5常規(guī)DWI示固定義齒所致敏感偽影，導(dǎo)致額葉無法觀察；圖6Propeller

12、DWI,磁敏感偽影消失，額葉顯示。2  結(jié)果21例因患者不配合產(chǎn)生的運(yùn)動偽影，采用Propeller T加權(quán)采集，均顯著消除了不合作患者的常規(guī)TWI圖像中的運(yùn)動偽影(圖1)，提高信躁比(signal to noise,SNR)和對比噪聲比(contrast to noise,CNR)，圖像質(zhì)量明顯提高，病變顯示良好，為意識不清、躁動、兒童等不能控制自己運(yùn)動患者臨床診治提供了切實(shí)有力的幫助。5例因固定義齡產(chǎn)生的磁敏感偽影采用Propeller DWI采集，明顯減少了常規(guī)掃描所見的影響DWI序列的偽影(圖5)，顯著提高了組織的分辨力，使以往難以完成的磁敏感偽影所影響的部位，如固定義齒及巖

13、骨周圍腦的擴(kuò)散成像成為現(xiàn)實(shí)。3  討論    磁共振成像技術(shù)應(yīng)用臨床以來，由于安全性好，軟組織分辨力高等優(yōu)勢，已成為十分重要的醫(yī)學(xué)影像檢查方法。對不配合患者所致運(yùn)動偽影及固定義齒等所致磁敏感偽影如何克服，如何得到滿足診斷要求的MR圖像，成為一個重要的研究方面1。    運(yùn)動偽影包括人體生理性運(yùn)動(如呼吸運(yùn)動、血管搏動)偽影和自主性運(yùn)動(如患者頭部的移動)偽影，它們都是磁共振成像的重要偽影來源。磁敏感性偽影出現(xiàn)在不同的磁化率物質(zhì)交界面，如骨、氣體、金屬異物及軟組織的界面，由于磁化率不同，當(dāng)它們進(jìn)入磁場后會產(chǎn)生不同的磁化效應(yīng)，因

14、此，在這些組織交界面就會因局部磁場的不均勻?qū)е滦盘枔p失或錯誤描繪而產(chǎn)生偽影，無論是運(yùn)動偽影，還是磁敏感性偽影，它們均隨著磁場強(qiáng)度的增加而增大，特別對于高場強(qiáng)、超高場強(qiáng)的磁共振成像檢查，如何減少或避免它們的影響，已成為提高頭部MRI圖像質(zhì)量、滿足診斷要求的重要措施。有些掃描序列如梯度回波(GRE)序列、平面回波采集技術(shù)(EPI)，采用一連串的梯度場極性翻轉(zhuǎn)來讀取回波信號，它與自旋回波相比在產(chǎn)生回波信號之前沒有施加180°復(fù)位脈沖，因此這種信號讀取方式的一個特點(diǎn)是容易受到局部磁場的不均勻干擾而形成偽影，這種不同的磁化效應(yīng)在一定程度上導(dǎo)致局部磁場的不均勻干擾而形成偽影，這種不同的磁化效應(yīng)在

15、一定程度上導(dǎo)致局部磁場的不均勻，因此當(dāng)獲取彌散加權(quán)圖像時便會對這種磁場的不均勻非常敏感而產(chǎn)生磁敏感偽影，導(dǎo)致局部出現(xiàn)圖像變形信信號缺如，邊緣部分有異常高信號出現(xiàn)，其中以EPI更為敏感。目前最常用的擴(kuò)散加權(quán)成像為平面回波擴(kuò)散成像技術(shù)。在正常情況下，在腦組織與氣體交界面，腦組織與骨性組織交界面會有明顯的磁敏感偽影出現(xiàn)，表現(xiàn)為腦干、鄰近巖骨尖的雙側(cè)顳葉、鄰近額竇的額葉腦組織會出現(xiàn)變形及異常的亮線，因此發(fā)生于這些部位的微小病變就會被磁敏感偽影掩蓋，固定義齒等口腔或顱內(nèi)金屬異物，常常會出現(xiàn)更為明顯的磁敏感性偽影，導(dǎo)致大片的信號缺失。    1999年，James GP提出了

16、一種新的減小運(yùn)動偽影的數(shù)據(jù)采集和重建方法2，稱之為周期性旋轉(zhuǎn)重疊平行線采集和增強(qiáng)后處理重建方法(Propeller),這種方法具有K空間中心部分重復(fù)多次采樣，可以有效的解決因運(yùn)動產(chǎn)生的偽影，2002年James又發(fā)現(xiàn)其可以克服常規(guī)平面回波掃描中存在的磁敏感偽影。    Propeller技術(shù)是一種全新的K空間采集技術(shù)，被形象地稱為螺旋槳技術(shù)，傳統(tǒng)的快速自旋回波(FSE)等脈沖序列的K空間充填方式是在相位方向上互相平行，它在采集一次回波后充填一行K空間，由上往下按順序逐行充填直至填滿，不具有運(yùn)動校正功能，一次采集有運(yùn)動會影響到整個圖像。Projpeller技術(shù)的相位

17、數(shù)據(jù)充填方式是螺旋槳式的數(shù)據(jù)充填，這種填充模式以一定厚度的“葉片”采用旋轉(zhuǎn)的方式充填K空間的數(shù)據(jù)?！叭~片”的寬度即一次采集的相位數(shù)，也就是回波鏈長度。在K空間充填時每次采集數(shù)據(jù)的“葉片”的中心點(diǎn)位置是固定的，然后順一個方向旋轉(zhuǎn)，在K空間的邊緣部分旋轉(zhuǎn)的葉片順序連接，形成一個完整的圓形，完成一次K空間的充填。因此，每一塊數(shù)據(jù)采集均具有運(yùn)動校正功能，一次采集有運(yùn)動對整個圖像不造成影響。采集一次數(shù)據(jù)，“葉片”雖然只旋轉(zhuǎn)一周，但中心部分的數(shù)據(jù)(K空間正中區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)對圖像的對比度、信躁比起決定作用)因重疊式充填，使得其數(shù)據(jù)量明顯多于邊緣部分。因此，同樣量一次采集數(shù)據(jù)，Propeller T圖像的信躁比

18、、對比度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的T圖像。在合成圖像時，剔除運(yùn)動幅度大且具有較低權(quán)重的失真數(shù)據(jù)，從而消除了運(yùn)動偽影和磁敏感性偽影。    在顱腦MRI掃描中，被檢者必須靜止不動，不能配合的必須先鎮(zhèn)靜，否則無法進(jìn)行掃描，被檢者口腔內(nèi)有義齒、頭皮內(nèi)有金屬異物等必須取下，否則嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量，但是，有部分兒童給予鎮(zhèn)靜藥不能完全鎮(zhèn)靜，甚至對鎮(zhèn)靜劑沒反應(yīng)，大多數(shù)義齒或其它金屬異物的被檢者無法自行去除，還有一些因病出現(xiàn)的躁動無法自控等。所有這些，在高場常規(guī)顱腦MRI檢查中都可能導(dǎo)致失敗。而應(yīng)用Propeller技術(shù)，不但無運(yùn)動偽影，適合兒童及不合作的患者，而且還具有信躁比、對比度好，分辨率高，對病變的顯示更敏感等優(yōu)勢，還可以克服常規(guī)平面回波掃描中存在的磁敏感偽影3。    應(yīng)用Propeller技術(shù)進(jìn)行T及DWI序列掃描，能明顯消除運(yùn)動偽影或磁敏感偽影3，生成高分辨無偽影具有臨床診斷意義的理想圖像，可作為顱腦MRI掃描的重要替代序列4，極大拓展了MR的臨床應(yīng)用。    【參考文獻(xiàn)】  秦文，于春水.螺旋槳(PROPELLER)技