腹部不同b值彌散加權(quán)成像-單、雙射頻源圖像質(zhì)量及ADC值對比研究.pdf

1、研究目的:
　　 3.0T高場磁共振(magneticresonance，MR)下，前瞻性、個體內(nèi)對比研究腹部不同b值彌散加權(quán)成像（diffusion-weightedimaging，DWI）時，圖像質(zhì)量與表觀彌散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient，ADC)測量值在傳統(tǒng)單射頻（radiofrequency，RF）源與并行雙射頻源兩組圖像上有無差異。
　　 研究方法:
　　 本研究經(jīng)簽署

2、知情同意書后，共納入18例健康男性志愿者（平均年齡，27.3歲;年齡范圍，24-33歲），所有研究對象均無既往腹部相關(guān)疾病病史。2011年7月至8月期間，18名志愿者先后在飛利浦公司3.0T并行雙射頻源臨床MR掃描儀(Achieva3.0TTX;PhilipsHealthcare)進(jìn)行腹部DWI掃描。該MR儀可進(jìn)行單、雙射頻源切換，因此檢查者無需重新定位即可進(jìn)行前后兩次掃描，這一優(yōu)勢使得個體內(nèi)對比研究得以實(shí)現(xiàn)。
　　 由Phil

3、ipsHealthcare兩名工程師協(xié)助設(shè)計掃描序列各個參數(shù)。DWI序列掃描之前，分別在單、雙射頻源下進(jìn)行B1mapping成像，所得B1map用于定量評價射頻場(B1)的均勻性。掃描參數(shù)如下:重復(fù)時間/回波時間（repetitiontime/echotime,TR/TE)=517/3.3ms，視野(fieldofview,FOV)=326mim×278mm，矩陣(matrixsize)=64×58，體素(voxelsize)=5mm×

4、5mm×6mm，雙翻轉(zhuǎn)角度(dualflipangle)=60°和120°，帶寬(bandwidth)=4293.7Hz，單層掃描層厚為6mm.單次屏氣10s內(nèi)可完成掃描。
　　 腹部DWI掃描包括一系列不同的b值組:0/100，0/500，0/800和0/100/800s/mm2。每一b值組均重復(fù)兩次:一次于雙射頻源下掃描，一次于單射頻源下掃描。掃描均采用呼吸觸發(fā)技術(shù)，其他參數(shù)如下:TR/TE=2400/40ms，F(xiàn)OV=32

5、6mm×278mm,matrixsize=108×89,voxelsize=3mm×3mm×6mm,bandwidth=9.9pixel/43.8Hz，半采集因子(halfscan)=0.698，回波鏈長(EPIfactor)=39，信號采集數(shù)(NSA)=4，加速因子(sensefactor)=2.5，射頻激勵角度(RFexcitationdegrees)=90°，層厚/層間距(sectionthickness/intersection

6、spacing)=6mm/1mm，層數(shù)(numberofsections)=24，壓脂方式為頻譜空間預(yù)置飽和翻轉(zhuǎn)回復(fù)(spectralpresaturationwithinversionrecovery,SPIR)。
　　 采集每一組b值的DWI圖像，傳輸至工作站應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)軟件(DiffusionCalculation,PhilipsMedicalSystems)計算ADC圖。此外，篩選0/100/800b值組內(nèi)高b值組100/8

7、00圖像計算ADC圖。因此，每一志愿者共計算10組ADC圖（5組不同b值，單、雙射頻源2種掃描模式）。數(shù)據(jù)分析分兩部分進(jìn)行:
　　 (1)圖像分析
　　 主觀圖像質(zhì)量評分:兩名放射學(xué)醫(yī)師（分別具有10年和4年腹部放射學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)）獨(dú)立、隨機(jī)評價每一b值（0，100，500，800s/mm2）的單射頻源和雙射頻源兩組DWI圖像。兩組評價時間間隔為1周。兩名醫(yī)師對圖像采集所使用的b值、單或雙射頻源均未知曉。圖像評分采用4分制:

8、1代表較差圖像質(zhì)量，明顯駐波偽影;2代表中等圖像質(zhì)量，中度駐波偽影;3代表較好圖像質(zhì)量，輕度駐波偽影;4代表很好圖像質(zhì)量，無駐波偽影。
　　 信號噪聲比測量:DWI圖像上，分別于肝右后葉、肝左外葉、胰腺尾部、脾4個解剖部位設(shè)置興趣區(qū)(region-of-interest，ROI)，測量各解剖部位在每一b值（0，100，500，800s/mm2）下，單射頻源和雙射頻源兩組DWI圖像的信號噪聲比(Signaltonoiseratio

9、，SNR)。因并行采集成像技術(shù)的使用，無法用傳統(tǒng)的方法子空氣中測量噪聲，故參照文獻(xiàn)將每一器官測得信號的標(biāo)準(zhǔn)差作為噪聲。為避免不同組織差異、各種偽影對噪聲測量的干擾，ROI應(yīng)盡量避開血管、膽管等其他組織結(jié)構(gòu)，設(shè)置于信號均勻度較好的區(qū)域。使用工作站上的復(fù)制黏貼功能確保單射頻源與雙射頻源圖像上ROI位置的一致性。
　　 B1場的均勻性測量:B1map上，分別于肝右后葉、肝左外葉、胰腺尾部、脾4個解剖部位設(shè)置ROI，測量射頻脈沖激勵后各

10、解剖部位分別在單射頻源和雙射頻源B1map上的實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度，并計算實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度的變異度(coefficientofvariation，CV，即標(biāo)準(zhǔn)差/均數(shù))。比較各解剖部位實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度分布的一致性（即信號分布的均勻度）在單、雙射頻源間有無差異，從而評價射頻場的均勻性有無改善。
　　 (2)腹部器官ADC值測量
　　 分別于肝右后葉、肝左外葉、胰腺尾部、脾4個解剖部位設(shè)置ROI（3個橢圓形、無重疊ROI/解剖部位），測量每

11、一組b值(0/100，0/500，0/800，0/100/800，100/800s/mm2)的單射頻源和雙射頻源兩組圖像中各解剖部位的ADC值。每一志愿者共測得120個數(shù)據(jù):3個ROI/解剖部位，4個解剖部位，5組不同b值，單、雙射頻源2種掃描模式。
　　 所有統(tǒng)計學(xué)分析均使用SPSS17.0軟件(SPSS，Chicago，Ill)。主觀圖像質(zhì)量評分、各解剖部位SNR、各解剖部位B1map實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度及其變異度在單射頻源和雙射頻

12、源兩組圖像上的比較，均采用一系列配對Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。圖像質(zhì)量評分者間結(jié)果一致性，采用Kappa檢驗(yàn)評價:Kappa值≤0.4時提示有一致性但較差，0.41-0.75和＞0.75時分別提示一致性良好、很好。每一解剖部位，不同b值組時單、雙射頻源兩組圖像ADC測量值比較，采用對象內(nèi)因子(within-subjectfactor)重復(fù)測量方差分析(repeatedmeasureanalysisofvariance，ANOVA)。檢驗(yàn)

13、水準(zhǔn)為P＜0.05。
　　 結(jié)果:
　　 (1)圖像分析
　　 每一b值下，并行雙射頻源主觀圖像質(zhì)量評分均顯著高于單射頻源圖像質(zhì)量評分（每一組比較，P值均＜0.0001）。兩位評分者的結(jié)果間存在較好或很好的一致性（Kappa值范圍，0.75～1.00）。與同b值單射頻源圖像比較，雙射頻源b值為0圖像組完全消除了駐波偽影(兩位評分者的記分均為4.00)，b值為100圖像組與高b值圖像組(b-500，b-800)駐波

14、偽影顯著減輕。
　　 每一b值下，并行雙射頻源圖像各解剖部位的SNR均高于單射頻源圖像SNR。其中，僅肝左外葉兩者SNR測量達(dá)到了統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.001)。所有解剖部位中，脾并行雙射頻源掃描時SNR最高，肝左外葉單射頻源掃描SNR最低。
　　 B1場的均勻性測量顯示，并行雙射頻源各解剖部位實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度均顯著高于單射頻源圖像(P＜0.0001)，且前者各解剖部位實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度的變異度均顯著低于后者(P＜0.01)，即較單

15、射頻源比，并行雙射頻源各解剖部位實(shí)際翻轉(zhuǎn)角度分布更為一致、信號分布更為均勻。較單射頻源比，并行雙射頻源不同解剖部位間的信號分布及不同研究對象間的信號分布也更趨于一致。
　　 (2)腹部器官ADC測量值比較
　　 主效應(yīng)分析結(jié)果顯示:對象內(nèi)因子射頻源主效應(yīng)無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.074)，即雙射頻源下，所有解剖部位在所有b值組時測得的ADC值合并后，與單射頻源圖像測得的值比較無統(tǒng)計學(xué)差異。對象內(nèi)因子b值組與解剖部位的主效應(yīng)均

16、有統(tǒng)計學(xué)意義（P值均＜0.0001），即不同b值組間ADC值、不同解剖部位間ADC值均有統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 二次交互效應(yīng)分析結(jié)果顯示:射頻源與b值組二次交互效應(yīng)有統(tǒng)計學(xué)意義，b值組為0/100時雙射頻源測得ADC值顯著低于單射頻源(P＜0.0001)，b值組為0/100/800、100/800時，雙射頻源測得ADC值顯著高于單射頻源（P值分別為0.007，0.031），b值組為0/500、0/800時，單、雙射頻源測得ADC值無

17、統(tǒng)計學(xué)差異(P值分別為0.437，0.236)。射頻源與解剖部位二次交互效應(yīng)也有統(tǒng)計學(xué)意義，各個解剖部位中，僅脾雙射頻源測得ADC值顯著低于單射頻源(P＜0.0001)，余解剖部位單、雙射頻源測得ADC值均無統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 三次交互效應(yīng)分析結(jié)果顯示:射頻源與解剖部位、b值組的三次交互效應(yīng)有統(tǒng)計學(xué)意義，于是行簡單效應(yīng)分析:b值組為0/800(P＜0.001)、100/800(P=0.001)、0/100/800(P=0.001

18、)時，肝左外葉并行雙射頻源圖像測得ADC值顯著高于傳統(tǒng)單射頻源測值，而b值組為0/100時，肝左外葉并行雙射頻源圖像測得ADC值顯著低于傳統(tǒng)單射頻源測值(P＜0.001);b值組為0/100(P＜0.001)、0/500(P=0.047)、0/800(P=0.012)時，脾并行雙射頻源圖像測得ADC值顯著低于傳統(tǒng)單射頻源測值;任意一組b值下，肝右后葉、胰腺尾部并行雙射頻源圖像測得ADC值與傳統(tǒng)單射頻源測值比均無統(tǒng)計學(xué)差異。
　　

19、 射頻源與b值二次交互效應(yīng)分析并結(jié)合簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示:b值組為0/500時，除脾有略微顯著的統(tǒng)計學(xué)差異外，余各解剖部位ADC測量值在單、雙射頻源上均無顯著差異。
　　 結(jié)論:
　　 1、與傳統(tǒng)單射頻源比，并行雙射頻源技術(shù)顯著提高了腹部不同b值DWI圖像質(zhì)量與射頻場的均勻性;
　　 2、與傳統(tǒng)單射頻源比，并行雙射頻源技術(shù)提高不同b值DWI圖像上腹部器官的SNR，其中，肝左外葉的SNR差異達(dá)到統(tǒng)計學(xué)意義;