不同翻转角对肝脏3D T1加权梯度回波序列图像信噪比及对比度的优化
摘要
关键词
磁共振成像;肝脏;T1加权;梯度回波序列;翻转角;信噪比
正文
1、引言
翻转角是决定T1加权对比度以及信号强度重要因素之一,它决定了纵向磁化恢复速率以及横向磁化激发比例。理论上来说,较小翻转角可以降低重复时间(TR),从而加快成像速度,但是会减少T1权重。尤其是在目前越来越重视精确诊断以及定量影像学情况下,了解最佳翻转角对于信噪比(SNR)以及对比噪声比(CNR)作用是非常重要,这不仅影响到图像质量,而且也会影响到后期病灶检出率以及定量结果准确性。所以,在标准化扫描条件下,对不同翻转角对肝脏3D T1加权GRE序列成像效果进行比较研究,有助于指导临床工作。
2、材料与方法
2.1 研究对象与纳入标准
本研究选取2024年1月至2025年12月期间在我院进行肝脏磁共振成像检查的120例患者,其中男68例,女52例,年龄在25~78岁之间,平均年龄为(52.3±12.7)岁。所有受检者均无MRI禁忌症,肝功能正常,无严重心肺疾病或者全身性疾病。排除有金属植入物、幽闭恐惧症、怀孕以及图像有明显运动伪影者。此人群具有较好的代表性,是目前我国肝脏疾病影像学检查中常见的患者群体。
2.2 MRI扫描参数与翻转角设置
所有的扫描都使用1.5t磁共振成像设备,使用标准相控阵体线圈。使用三维T1加权梯度回波序列(3D T1-GRE)进行肝脏成像,固定重复时间(TR)为4.8 ms,回波时间(TE)为2.3 ms,带宽为450 Hz/pixel,矩阵为320×256,层厚为3 mm,无间隔采集,在其他条件相同情况下,翻转角分别为5°、10°、15°、20°、25°、30°,每个受试者做六组不同的翻转角扫描。这是由于梯度回波序列对翻转角非常敏感,因此可以用来研究不同翻转角对肝脏组织信号强度、信噪比以及对比度的影响,也符合目前高场强MRI在腹部成像方面对于参数精细调节的要求。
3、结果与分析
3.1 不同翻转角下肝脏组织信噪比变化规律
在1.5t磁共振系统中,使用3D T1加权梯度回波序列对120名被试进行检查,比较了5°到30°之间不同翻转角对于肝实质信噪比(SNR)的影响[2]。随着翻转角增加到15°,肝实质信号强度逐渐升高然后降低,在15°时达到最高值(287.6±34.2)。相应地,SNR也在此角度取得最大值(32.8±4.6),明显高于其他角度(P<0.05)。当翻转角小于10°时,由于激发不够充分,信号获取少,SNR较低。而当翻转角大于20°时,纵向磁化不能完全恢复,导致信号过饱和和衰减,SNR降低。这与梯度回波序列中的稳态信号理论一致,提示在临床肝脏成像时要避免过大或过小翻转角以免影响图像质量。
3.2 翻转角对肝脏与周围组织对比度的影响
肝实质和肌肉组织之间的对比噪声比(CNR)随着翻转角的变化而变化,在15°时取得最大值(28.4±3.9),并且与其他角度组相比均具有显著性差异(P<0.05)。较小的翻转角(5°、10°)由于总的信号量较少,导致组织之间的对比度较低。而较大的翻转角(25°、30°)由于T1弛豫时间较长以及信号的饱和,使得肝实质与周围结构之间的区别变得不明显。主观上对图像质量进行评价也支持这一结论,15°组平均评分为4.2±0.6分,解剖结构清楚,边缘分明。为了比较不同翻转角下成像效果,总结主要参数见下表:
表1 不同翻转角下肝脏成像关键参数比较(n=120)
翻转角(°) | 肝实质信号强度(AU) | SNR | CNR(肝-肌) | 主观评分(0–5分) |
5 | 162.3±21.5 | 18.4±2.7 | 15.2±2.1 | 2.8±0.5 |
10 | 224.7±28.9 | 25.6±3.3 | 21.7±2.8 | 3.4±0.6 |
15 | 287.6±34.2 | 32.8±4.6 | 28.4±3.9 | 4.2±0.6 |
20 | 265.1±31.8 | 29.3±4.1 | 25.6±3.5 | 3.9±0.5 |
25 | 231.4±29.6 | 24.7±3.2 | 20.3±2.7 | 3.2±0.6 |
30 | 198.5±25.4 | 20.1±2.9 | 16.8±2.3 | 2.9±0.5 |
4、结论
在肝脏磁共振成像中,参数选择对于提高诊断准确率非常重要。本文通过对120例临床病例进行分析发现,在3D T1加权梯度回波序列中,翻转角对图像信噪比(SNR)以及对比噪声比(CNR)有重要影响。当翻转角为15°时,肝实质信号强度、SNR以及CNR均最高,主观图像质量评价最好,组织界限清楚、对比度良好。而翻转角小于15°造成信号较弱,大于15°由于纵向磁化未完全恢复导致信号减弱,图像质量降低。这说明,15°翻转角在保证T1加权对比的同时又保证了信号效率,是肝脏3D T1加权成像的一个理想参数,可以用于临床应用,有助于提高肝纤维化、脂肪变性和局灶性病灶的检出率及诊断水平。
参考文献
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