弥散加权成像（diffusion weighted imaging, DWI)是一种反映活体组织内水分子扩散运动的成像技术^[1,2]，在腹部易受脂肪伪影的干扰，主要原因是大范围时B0磁场的不均匀性导致。LIPO技术又称层面选择梯度翻转（slice selection gradient reversal, SSGR）脂肪抑制技术^[3,4]，通过翻转选层梯度来实现更好的脂肪抑制（图1)。目前尚无对于该技术在临床应用的实际效果的相关报道。肝脏一直是DWI技术在腹部应用的热点，本研究旨在评价该技术在肝脏DWI中对于图像质量的影响。

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图1  LIPO序列图。与传统自旋回波EPI序列相比，LIPO序列将回聚脉冲的层面选层梯度进行翻转，之前由于化学位移的作用而被激发的"脂肪层面"由于不受到180°回波聚脉冲作用，不会产生回波信号，达到抑制脂肪信号的效果
Fig. 1  LIPO sequence diagram. Compared with the traditional spin echo sequence of EPI, LIPO sequence will turn back the level of pulse through the flip on the slice gradient. Fat slice due to the effect of chemical shift from 180° echo pulse effect won't produce echo signal, achieving the effect of inhibiting fat signal.

1　材料与方法

1.1　一般资料

       收集2015年1月至2016年4月期间中国医科大学附属盛京医院健康志愿者34名（男18名，女16名），年龄18~ 66岁，平均年龄（43.2±13.8)岁，均无酗酒史，无肝脏疾病且肝脏功能实验室检查正常及其他消化道疾病史。扫描前经超声检查排除潜在肝病（包括肝囊肿、血管瘤等占位性病灶影响测量者及肝硬化、脂肪肝等弥漫性病变）的志愿者。记录体重、身高，计算BMI(BMI=体重／身高²)，志愿者BMI取值范围为18.90~ 25.86 kg/m²，平均BMI为(22.76±2.38) kg/m²。本研究经医院伦理委员会讨论同意并在扫描前请志愿者签署知情同意书。

1.2　设备和扫描参数

       采用Philips Ingenia 3.0 T超导型MR成像系统，16通道相控阵Torsopa体部线圈，常规扫描序列包括轴位T1WI，轴位T2WI加脂肪抑制序列，常规DWI和DWI-LIPO序列（两者参数相同）。

       磁共振扫描时，患者仰卧位，头先进，取膈顶至肝下极为扫描范围。扫描参数：TR=6000 ms；TE=73 ms；层数＝24；层厚＝7 mm；层距＝1 mm；视野＝36.0 cm×30.3 cm；宽带＝17~ 25 Hz／体素；弥散敏感系数=800 s/mm²。

1.3　图像分析

       将图像传输至Philips后处理工作站，生成表观扩散系数（apparent diffusion coeffecient, ADC)图。由两名具有5年以上腹部诊断经验的影像医师，分别测量DWI-LIPO序列、常规DWI序列中肝脏（肝顶水平、肝门水平、肝右下角）的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR）及ADC值，34名志愿者数据一次性完成。感兴趣区（region of interest, ROI）的选取：结合T1WI、T2WI图像，在不同DWI序列肝顶水平（该序列肝脏出现层面中第2或3层）、肝门水平（肝脏轴位面积最大层面）、肝右下角（自肝脏底层开始，肝脏轴位面积小于3000 mm²层面中最大面积层面）各选取一幅图像，每幅图像分别绘制3个ROI，放置ROI时尽量避开血管、胆管及伪影，每个ROI面积为200 mm²。取3个ROI的信号强度均值为该层面肝脏的信号强度(liver of signal intensity, SIL)，另测量相同层面图像外无伪影的区域背景噪声的信号强度标准差(standard deviation, SD0)。SNR=SIL/SD0。

       ADC值：DWI-LIPO序列、常规DWI序列ADC图中肝脏不同部位各放置3个ROI，ROI面积为200 mm²，尽量避开血管、胆管及伪影，取3个ROI的ADC均值为该序列、该层面肝脏的ADC值。

       由两位经验丰富的影像科医师对DWI-LIPO和常规DWI序列肝脏不同部位图像的SFA做出评价，意见不一致时通过协商确定，其图像伪影评分标准如下：1分（脂肪抑制效果好、图像清晰）、2分（肝内存在脂肪伪影，但基本不影响对肝脏实质的观察）、3分（肝内存在较多脂肪伪影，影响该影像科医师对肝脏实质的观察）。

1.4　统计学处理

       采用SPSS 19.0软件包，通过One-Sample Kolmogorov-Smirnov检验，得到ADC值符合正态分布(0.240≤P≤0.908)，以均值±标准差(±s）表示；SNR不都服从正态分布（部分SNR P≤0.05)，以中位数及四分位间距N (P25, P75)表示。采用配对样本t检验比较各序列的ADC值，采用秩和检验比较各序列的SNR及脂肪伪影评分（scores of fat artifact, SFA)。通过单因素方差分析比较不同测量者、不同序列ADC值的差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

       两名测量者测得的同一序列、同一部位ADC值、SNR无统计学差异(t≥-1.366，P≥0.191；Z≥-0.453，P≥0.651)，见表1、表2。

       DWI-LIPO序列肝脏不同部位的SNR明显高于常规DWI序列，具有统计学差异(-4.590≤Z≤-3.291，P≤0.001)；DWI-LIPO序列和常规DWI序列的SFA评分见表3，SFA评分在肝顶水平及肝右下角存在统计学差异(P=0.001、0.039)（图2A、图2B，图2E、图2F)，SFA评分在肝门水平无统计学差异（图2C、图2D)。

       两名测量者测得的DWI-LIPO序列肝脏不同部位ADC值的方差分析，结果无统计学差异(F=0.016，P=0.984；F=0.038，P=0.963)；常规DWI序列不同部位ADC值的方差分析结果无统计学差异(F=0.069，P=0.934；F=0.242，P=0.786)。DWI-LIPO序列和常规DWI序列肝脏的ADC值差异无统计学意义(t=-0.633，P=0.528；t=-1.625，P=0.107)。

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图2  A、B：女，25岁；C、D：男，36岁；E、F：男，38岁。图B、D、F显示DWI-LIPO序列的脂肪伪影低于图A、C、E常规DWI序列（箭)；图B、D、F显示DWI-LIPO序列肝实质图像质量高于图A、C、E常规DWI序列（箭)
Fig. 2  A-B: F, 25 years old; C-D: M, 36 years old; E- F: M, 38 years old. B, D, F figures show that DWI-LIPO sequence can get less fat artifact than A, C, E figures conventional DWI sequence (arrow); B, D, F figures show DWI-LIPO sequence can increase image quality than A, C, E figures conventional DWI (arrow).

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表1  两名测量者测得的SNR值[N(P25, P75)]
Tab. 1  The SNR that measured by two observers [N(P25, P75)]

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表2  两名测量者测得的ADC值
Tab. 2  The Value of ADC that measured by two observers

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表3  两名观察者同时测得的SFA值
Tab. 3  The Value of SFA that evaluated by two observers

3　讨论

       随着DWI技术在腹部MR扫描中的广泛应用，脂肪抑制不均匀引起的化学位移伪影成为影响疾病检出效能的重要因素。在磁场中，脂肪和水中氢质子存在化学位移效应，即两者共振频率相差3.5 ppm^[5]。目前的DWI技术均采用自旋回波EPI序列作为基础，而EPI填充方式对于频率差非常敏感，故脂肪信号会在图像上产生伪影。所以DWI序列大多应用脂肪抑制技术来破坏脂肪组织的信号^[3]。而在腹部扫描中，由于需要较大的FOV和组织成分复杂导致磁化率差异较大，B0场不均匀性较大，基于频率选择的脂肪抑制技术成功率较低，而体部由于径向尺寸较大，存在严重的介电效应，导致B1场不均匀性增加，180°反转脉冲的准确度减弱，故基于反转恢复的脂肪抑制技术也容易抑脂不均匀。另一种产生化学位移伪影的机理是层面外的脂肪组织由于存在频率差而被激励从而贡献信号^[5,6]。STIR技术翻转所有信号,待脂肪信号恢复至零点时采集，此时水信号亦未完全恢复，所以信噪比低，采集速度慢（需要等待TI)。选择性饱和技术选择性的激励脂肪信号并将其饱和，对磁场均匀性要求高。LIPO技术通过反转180°回聚脉冲的选层梯度来解决这一问题，由于回聚脉冲的选层梯度被反转，仅欲成像层面的水受到90°射频脉冲和180°回波聚脉冲的双重作用，产生回波信号，而之前被激发的脂肪组织则没受到180°回波聚脉冲作用，不会产生回波信号，从而可以实现非常好的脂转的选层梯度弥补了选层的不均匀，减弱了介电阴影的影响，获得了更多的回聚信号。

       肝脏在DWI-LIPO和常规DWI序列上的ADC值差异无统计学意义(P= 0.528、0.107)。此结果说明DWI-LIPO序列以其特有的压脂技术在提高信噪比、减少脂肪伪影的同时并没有对3.0 T磁共振DWI的ADC值产生系统偏移。

       本研究的局限性：(1)实验对象仅限于正常志愿者，未能评估在存在病变时LIPO技术是否有助于提升病灶的检出程度。(2)样肪信号抑制效果^[7,8,9]，不增加扫描时间，不损失信噪比，对磁场均匀度要求不高，且可与上述技术合用（图1)。

       本研究结果显示，在肝脏扫描中，DWI-LIPO序列与常规DWI序列相比有更少的化学位移伪影，与前人结论相似。Lee等^[4]研究结果显示在3.0 T磁共振弥散加权成像中运用层面选择梯度翻转技术后，能够提高图像质量。在肝顶水平及肝右下角，由于肺部、肠道空气的影响，存在较重的磁化率差异^[10,11]，脂肪伪影往往较重。本研究中，肝顶水平及肝右下角DWI-LIPO序列有较好的脂肪抑制效果，脂肪伪影明显少于常规DWI序列。而肝门区域一般较少受到脂肪伪影的干扰，但是由于介电效应的作用^[12,13]，翻转恢复的压脂技术容易造成压脂效果不均匀，图像本身也受到介电阴影的影响。LIPO技术由于反转了回聚脉冲的选层梯度，获得了比较均匀的压脂效果，且图像有较少的介电阴影。

       本研究的另一观测数据是图像的信噪比。理论上，LIPO技术应该不影响无脂肪伪影区域的信号，但本研究发现使用LIPO技术的图像SNR更高。实验结果显示，应用LIPO技术的DWI与常规DWI的SNR有显著统计差异(P<0.001)。应用了LIPO技术的DWI图像有更高的信噪比的原因是反本量较小，可能存在选择偏移。综上所述，LIPO技术应用于弥散加权成像时可以增加肝脏脂肪抑制效果，提高图像质量，但不影响其ADC值。