探讨look-locker序列和B1-corrected VFA序列在上腹部组织T1值定量分析中的价值＊

郑州大学附属肿瘤医院放射科(河南 郑州 450008)

韩 帅 孟 帆 张孝先 夏威利 李 祥 邵楠楠 曲金荣

T1弛豫即纵向弛豫，是在激发氢质子跃迁至高能级状态的射频脉冲关闭后，组织中的宏观纵向磁化矢量逐渐恢复到激发前平衡状态的过程，在这个过程中，能量从自旋系统中转移至周围晶格[1]，其定量参数为T1弛豫时间，简称T1值。T1 mapping是一种新的定量分析磁共振技术，能直接测量组织T1值。T1 mapping技术可无创性检测小鼠急性肾损害的严重程度[2]，反映肾病急性期炎症组织水含量和慢性期组织纤维化程度。de Miguel MH等[3]通过测量T1值可检测肾脏缺血性损害急性期炎症的存在并评价其严重程度。近有研究[4-7]逐渐将T1 mapping应用于肝纤维化、肝功能的评价，及正常青年人肾脏的定量研究上[8]；综上，无论是动物试验还是临床试验都展示了T1 mapping在腹部组织成像中的良好应用前景。

目前T1 mapping的获得可以通过几种技术来实现。常用的扫描序列是翻转恢复序列(inversion recovery method，IR)[9]，获得的T1 mapping具有高信噪比，缺点是扫描时间长。为了弥补这一缺点，在IR基础上，出现了反转恢复SNAPSHOT-FLASH或Look-locker序列[10]，Look-locker序列是在一个翻转脉冲后多次进行图像信号采集，沿着驰豫恢复曲线生成多幅图像，对这些图像的每个像素计算T1值，而获得T1 mapping图像。该序列对静态场的不均匀性(实际上不足5%的T1值偏差)不敏感，并且采集信号的时间明显缩短。另一个更常用的T1 mapping技术是变量翻转角(Variable Flip Angle，VFA)[11]，该技术使用至少两个不同的翻转角得到T1 mapping，能够单次屏气完成、具有较高的空间分辨率，但是由于是小角度激发，所以对运动比较敏感，额外的B1 mapping能够有助于校正T1值，也就是B1-corrected VFA序列。随着T1 mapping技术在临床上各部位成像的逐渐开展，这两个常用的T1 mapping扫描序列在腹部组织中的成像效果上是否有差异、值得探讨。故本研究通过对比Look-locker序列和屏气的B1-corrected VFA序列扫描获取的脾脏、胰腺、肾脏皮质及髓质、腹直肌及竖脊肌等腹部组织的平扫T1值，研究其定量特征及变异度，从而评价两个序列量化腹部组织T1值的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 前瞻性分析本院2016年6月至2016年8月期间来我院就诊患者，符合以下标准的患者纳入研究，纳入标准：(1)近期无肾病史及可能影响肾脏、脾脏及胰腺功能的疾病(如恶性肿瘤，高血压，糖尿病等；(2)近期无服用肾、脾及胰腺毒性药物史；(3)无肾脏、脾脏及胰腺手术史。排除标准：(1)有磁共振检查禁忌征者；(2)MRI检查过程中发现肾脏、脾脏及胰腺发育变异和病变(如肿瘤、肾积水等)；(3)图像质量不佳，影响测量；(4)不能耐受屏气者。所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 检查方法 采用西门子3.0 T MR扫描仪 (MAGNETOM Skyra；Siemens Healthcare，Erlangen，Germany)，18-通道腹部相控阵线圈，内置32-通道脊柱矩阵线圈，取头先进的仰卧位。检查前禁饮食6h。检查序列包括：Look-locker序列、屏气B1-corrected VFA序列、T1WI正反相位序列，T2WI抑脂序列及DWI序列以及增强扫描。Looklocker序列采用2D快速激发序列，扫描参数：反转角=8°，TR/TE=3.00/1.32，矩阵=128×112，层数24层，视野380mm×309mm，层厚=3.5mm。B1-corrected VFA序列采用3D VIBE序列，扫描参数：2个反转角度3°及15°，TR/TE1/TE2=5.86/2.46/3.69，矩阵=288×216，层数72层，视野380 mm×380mm，层厚=2.5mm。在VFA序列采集之前一个B1序列进行匹配，在VFA序列采集之后一个B1序列进行自动矫正。

表1 Look-locker序列和B1-corrected VFA序列在上腹部组织所得T1值(Milliseconds)及变异系数(CV)

表2 Look-locker序列及B1-corrected VFA序列在双肾皮髓质之间所得T1值(Milliseconds)及变异度(CV)

表3 同侧肾皮、髓质之间采用Look-locker序列、B1-corrected VFA序列所得T1值(Milliseconds)

表4 双侧肾皮、髓质采用Look-locker序列、B1-corrected VFA序列所得T1值(Milliseconds)

表5 采用不同成像方法在腹部组织测得T1值的参数差值

图1-4 为同一患者。图1 为采用Look-locker序列所得T1 mapping图像；图2 为采用B1-corrected VFA序列所得T1mapping图像；图3-4为同一患者的MRI增强图像及T2WI轴位压脂图像；图5为医师1及医师2采用Look-locker序列在腹部组织所测灌注分数(f值)Bland-Altman散点。图6为采用B1-corrected VFA序列在腹部组织所测灌注分数(f值)Bland-Altman散点图。图5较图6中所测量f值分布更集中，提示采用Look-locker序列在肝左、右叶的重复测量中一致性区间变异度均更小，准确性更好。

1.3 图像分析 66例患者采用Look-locker序列和屏气B1-corrected VFA序列自动生成伪彩图，由2名具有5年以上工作经验的放射科主治医师(医师1及医师2)独立肓法在腹部各组织(脾脏、胰腺、双侧肾脏皮质及髓质、腹直肌及竖脊肌)相对应位置测量T1值，测量三次，并取其平均值，感兴趣区(Region of Interest，ROI)面积约为2.14-3.98cm2大小，测量时避开各组织内病灶、大血管区、伪影及周围组织。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0统计学软件。通过ICC检验评价两名阅片者间的一致性，相关系数(ICC)＜0.50为信度差；0.50-0.75为信度一般；＞0.75为信度好。Look-locker序列、B1-corrected VFA序列在肾皮、髓质所得T1值之间的比较采用两样本t检验；Look-locker序列、B1-corrected VFA序列在双侧肾皮质、髓质所得T1值之间的比较采用配对t检验；以P＜0.05为差异有统计学意义。Look-locker序列在脾脏、胰腺、双肾皮髓质、腹直肌及竖脊肌所得T1值及B1-corrected VFA序列所得T1值之间的比较采用配对t检验；以P＜0.05为差异有统计学意义。计算Look-locker序列和B1-corrected VFA序列在脾脏、胰腺、双肾皮质、双肾髓质、腹直肌及竖脊肌所得T1值的均数及标准差，然后得出相应的变异系数CV(标准差除以平均值)，利用变异系数评价各参数的应用稳定性。采用Bland-Altman法对医师1与医师2之间的测量结果进行对比。

2 结 果

2.1 66例患者 男性44例，女性22例，年龄31-79岁，平均年龄55±33.9岁。2名阅片者之间采用Look-locker序列在腹部组织所得T1值的相关系数(0.973)高于B1-corrected VFA序列在腹部组织所得T1值的相关系数(0.924)，信度好，P值均＜0.001。计算Look-locker序列及B1-corrected VFA序列在脾脏、胰腺、腹直肌及竖脊肌所得T1值之间的差异，差异均有统计学意义(P＜0.05)，进一步计算其变异系数，结果见表1。

2.2 Look-locker序列及B1-corrected VFA序列 在双肾皮、髓质之间所得T1值进行比较，差异均有统计学意义(P＜0.05)，进一步计算其相应变异系数，结果见表2。双肾皮、髓质之间采用Look-locker序列、B1-corrected VFA序列所得T1值比较，差异有统计学意义(P＜0.05)，结果见表3。Look-locker序列、B1-corrected VFA序列在肾皮髓质所得T1值与对侧肾皮髓质所得T1值进行比较，差异均无统计学意义(P＞0.05)，结果见表4。

2.3 医师1和医师2采用Looklocker序列 所得f差值95%一致性范围更小(见表5)。Bland-Altman散点图显示Look-locker序列测定的f值分布相对更集中(图1-6)，提示Look-locker序列在不同医师的重复测量中一致性区间变异度更小，准确性更好。

3 讨 论

T1值与多种生物因素有关，如大分子浓度、水结合状态和组织含水量，这些因素在不同的疾病状态下会发生不同的改变，这也是T1mapping用于疾病诊断和评价的基础[1]。本研究将两种T1 mapping技术(Look-locker序列和B1-corrected VFA序列)应用到腹部组织(脾脏、胰腺、双肾皮髓质、腹直肌及竖脊肌)中，将其所得T1值进行比较，结果显示之间，两种序列在腹部各组织中均存在差异(P＞0.05)，这就说明这两个成像序列的选择会对腹部组织的T1值产生影响。并且在各组织中Look-locker序列所得T1值均要低于B1-corrected VFA序列，这可能与脂肪信号有关，因为B1-corrected VFA序列中应用了脂肪饱和分离技术，而Look-locker序列没有应用这项技术，脂肪信号的T1值较低，在不进行脂肪抑制的情况下，有可能会降低有效的T1值。

双侧肾皮、髓质之间采用Look-locker序列和B1-corrected VFA序列所得T1值进行比较，结果均无统计学差异，这与胡富碧等学者[8]研究结果一致，这就提示两种T1mapping成像方法在双侧肾对应的皮质、髓质所得T1值均比较稳定，因此，当一侧肾脏发生病变，对侧肾脏的相应部位，理论上可以作为参照。同一侧肾脏的皮质及髓质之间采用Looklocker序列和B1-corrected VFA序列所得T1值进行比较，结果均有统计学差异(P＜0.001)，髓质的T1值明显高于皮质，可能是因为肾脏皮髓质的组织学基础不同，且肾脏髓质的含水量多于皮质。

动物模型研究表明[12]，T1值具有较好的稳定性。良好的稳定性保证了影像学指标的稳定获取，而变异度则是影响该影像学指标的一个重要因素。因此本研究试图从变异度角度初步探讨Look-locker序列及B1-corrected VFA序列应用稳定性。结果显示，Look-locker序列在腹部组织(脾脏、胰腺、双肾皮质及髓质、腹直肌及竖脊肌)所得T1值的变异系数均低于B1-corrected VFA序列所得T1值的变异系数，低变异度意味着正常与异常间重叠减少、稳定性增加，从而增加了鉴别异常的能力。Lemke[13]等学者认为，较高的信噪比是保证准确测量的关键，根据这点，分析本研究结果的原因，有可能是B1-corrected VFA序列对B1场(静态场强)不均匀性很敏感，信噪比较低，这可能会导致计算出的T1值产生偏差，从而使其变异度增加。

综上所述，本研究认为，自由呼吸Look-locker序列、B1-corrected VFA序列均可用于正常腹部组织的定量评估，但两者所得T1值存在差异。自由呼吸Looklocker序列所得T1值变异度小，稳定性高，临床应用价值更高。