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腹部动态增强扫描每期屏气幅度不一致,怎么 [复制链接]

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一开始请各位老师心里默默地想这么一个问题:平时您是如何对腹部动态增强扫描的图像进行阅片的?在阅片过程中,您发现了病人在进行动态增强扫描时每期的屏气幅度不一致,您会怎么做?相信很多老师为了对比不同增强扫描期相的图像,会使用多分格同时显示的方式对同一病灶进行不同期相的判读,当出现屏气幅度不一致时,您会翻动某期图像以保证图像的空间位置尽量一致,但是这种简单的图像层面之间的翻动真的能够保证显示病变的空间位置一致吗?或者再更深入一些,利用减影技术获得减影图查看不同期相间增强强化的程度,屏气幅度不一致时该怎么办?带着以上的问题,开始此章内容的学习吧!

在日常临床工作中,为了增加体部疾病诊断的效能,在常规和弥散扫描的基础上往往需要增加动态增强扫描,以判明不同性质病变初始强化的程度及延迟强化的特点等等。VIBE(容积内插值屏气扫描)序列是3D扰相梯度回波序列,能够在很短的时间能完成一个无间隔的容积范围的T1W成像。但是在临床工作中发现,动态增强获得的每期图像总是或多或少存在空间位置不一致的情况。如下图,在进行动态增强四期扫描过程中,每期的屏气幅度总是有少许的不一致,导致蒙片、动脉期、静脉期及平衡期图像在每期相同的层面位置出现不同解剖位置的组织(包括层面内及层面间空间位置不一致)。这种情况将大大影响诊断医生对疾病的诊断,特别是对肝纤维化病人中肝细胞癌的筛查,原因是不仅肝细胞癌病变较小,需要准确把握扫描的动脉期(目前使用TWIST_VIBE序列进行扫描基本能够消除此疑虑),而且肝纤维化后平扫时肝脏呈结节性高信号,对于增强后强化的评估带来一定的困难,往往需要通过减影的方式来评估。但是动态增强过程中屏气幅度不一致将导致减影出现错误。

一、弹性校准原理

动态增强过程中导致每期图像之间空间位置不一致的最主要原因是患者在动态增强的每期扫描中可能存在屏气幅度不一致的情况。这种不一致不仅在层面方向,而且在层面内都将出现空间位置的错误匹配现象。如下图所示,在不同的呼吸状态下,肝脏除了单纯的上下运动,也存在前后翻动的情况,这些情况都将影响阅片医生在动态增强的阅片中对同一病灶的定位定性。

为了实现动态增强阅片最主要的其中两个要求:(1)、多期相同空间位置,相同层面阅片;(2)、多期动态增强减影显示强化程度(原始高信号的病变更为重要)。在临床工作中需要对扫描序列进行适当的设置以实现在不同的呼吸状态下获得相同空间位置的图像显示,这就需要使用弹性校准技术进行图像处理及重建。

与弹性校准相对应的就是刚性校准,所谓刚性校准就是在进行不同图像空间位置配准时,在保持图像体素为立方体不变的情况下进行空间位置的旋转及移动。而弹性校准则更具灵活性,能够使体素在扭曲拉伸及变形状态下进行图像空间位置的配准。

肝脏弹性校准的原理如上图所示,I,II,III,IV为扫描的动态增强四期图像,A,B,C,D则为弹性校准过程中的四个步骤。A显示为原始肝脏动态增强四期图像;B显示的过程为利用II期(动脉期)图像进行肝脏边界轮廓的勾画,然后将该轮廓复制到I,III,IV期图像中;步骤C则以II期边界轮廓为模板的各期图像进行3D弹性校准,实现容积范围内的图像空间位置的一致性;D显示为动态增强扫描各期图像在层面内及层面间空间位置一致的图像,该图像即是临床工作中所需要的图像,利用D所示图像即可进行相同空间位置不同扫描时期的图像阅读,也可以进行图像减影。

二、弹性校准如何设置

肝脏弹性校准功能是标准配置的图像重建高级功能,在临床工作中需要选择使用相应序列包中的序列或者进行相应的参数设置才能实现肝脏多期动态增强的弹性校准。

(1)、如果选择相应的弹性配准序列,然后再进行参数优化,则可以选择Abdomen-library-MC(MotionCorrection)序列包中的序列即为可以进行肝脏弹性校准的序列。该序列有以下特点:(1)、在Contrast参数卡Dynamic子参数卡中的Measurements设置多期扫描,按实际需求来设置,以第二期作为弹性校准的肝脏轮廓模板。(2)、在Inline参数卡中选择勾选LiverRegistration,并且默认勾选Subtract减影功能。(3)、在Physio参数卡PACE子参数卡中选择Breath-hold参数用于间隔多期之间的屏气扫描。

(2)、使用参数优化后的VIBE序列进行肝脏弹性校准功能设置时,需要在VIBE序列Inline参数卡中勾选Liverregistration参数,将Measurements设置为大于等于2期,勾选Subtract即可。

根据弹性校准的原理可知,只有当扫描设置的所有Measurements完成以后,系统才能进行图像重建处理,所以在扫描过程中需要准确把握每期动态增强扫描的时机以及工作流的完成,这样才能确保后续图像重建的完成,完成图像重建之后在结果中将显示不同序列名称标识的图像。

上图所示的结果中,23-26即为多期动态增强扫描的原始图;27,28,30,32则为进行了弹性校准之后的多期动态增强图像,序列后缀以MoCo为标识;29,31,33则为动态增强各期与蒙片的减影图像。在临床工作中,往往使用弹性校准之后的图像及减影图作为阅片的图像。

三、临床应用案例

经过肝脏弹性校准技术重建处理之后的图像能够方便快捷地查看相同层面相同空间位置的组织,利于动态增强不同时期的图像对比;利用系统设置的自动减影功能,对于增强前高信号或者小病灶的增强显示变得更为直观。

应用案例一:动态增强肝脏校准

肝脏动态增强弹性校准以动脉期图像的肝脏轮廓为模板对其他期相的图像进行校准,获得层面内及层面间位置一致的图像,利于阅片及病变诊断。

应用案例二:肝脏弹性校准显示微小病灶

以上图像中,第一行显示为原始动态增强的图像,发现增强期间病人呼吸幅度不一致导致相同层面位置的肝脏显示不一致。利用该图像进行减影获得第二行图像,该行图像由于使用弹性校准前的图像进行减影,获得的图像病灶显示不清晰,强化程度评估不准确。第三行则利用弹性校准之后的图像进行减影,获得的减影图像很好地显示了病灶与周围组织强化程度的关系。

四、临床应用拓展

利用肝脏弹性校准技术进行腹部动态增强扫描不仅能够满足临床中对于多期动态增强扫描阅片及诊断精确性的需求,在其他方面也能够带来便利:

(1)、利用肝脏弹性校准技术进行肝脏DCE的研究及评估。如何确保DCE评估中ROI位置的一致性一直是肝脏动态增强评估的一个重要障碍,利用弹性校准技术即能使得扫描各期层面内及层面间空间位置一致,ROI的位置一致,获得的强化曲线及后续DCE的参数评估可靠性高。

(2)、其他非刚性运动部位的动态增强扫描及DCE评估,目前除肝脏外其他部位的弹性校准功能还处于科研阶段。

肝脏多期动态增强检查能够为疾病诊断提供丰富的鉴别诊断信息,空间位置一致性的比较能够直观地反映病变的供血状况。除此之外,如何获得最佳时间点的动脉期图像在临床中也尤为重要,那么能够在一次屏气获得至少5个动脉期以上的Twist-VIBE序列进入临床,大大增加了一过性强化病变的检出率。

最后回顾一下上一篇文章中使用优化后的SWI进行胎儿脊柱的显示,该优化不需要使用额外的软件及硬件准备。只需优化到10-15秒进行屏气扫描然后进行MPR/CPR重建即可。

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