在3T磁场下使用B1校正的双翻转角度肝脏T1成像技术——体外与体内评估

《Magnetic Resonance Imaging》：Dual flip angle liver T1 mapping with B1 correction at 3 T – In vitro and in vivo evaluation

本研究通过体外实验验证了3T场强下双角度翻转角（DFA）T1映射的线性与精度，并与参考的IR-TSE序列对比，结果显示DFA T1值与IR-TSE呈强线性关系（R2=0.9912），但存在16.33%的系统性高估。在体实验中比较了不同面积ROI采样策略对肝脏T1测量的影响，发现ROI面积越大，阅片者间一致性及与手动分割的吻合度越高（R2从0.9135增至0.9601），且限值范围逐渐缩小。结论显示DFA T1映射线性良好但存在轻微高估，增大ROI面积可提升测量一致性。

　　这项研究围绕肝脏T1值的测量方法展开，旨在评估三维全肝覆盖的双翻转角（DFA）T1映射在体外的精度与线性关系，并比较不同圆形感兴趣区域（ROI）采样策略在体内的应用效果。研究的主要目标是探讨DFA T1映射技术是否能够成为一种可靠的肝脏功能评估工具，尤其是在使用钆塞酸二钠（gadoxetic acid）增强扫描的情况下。研究结果不仅对DFA技术的临床应用提供了支持，还对ROI采样策略的选择提出了重要建议。

肝脏T1映射技术近年来被广泛认为是评估肝脏实质的一种有前景的工具。在未使用对比剂的情况下，肝脏的T1值可以作为肝硬化等病变的标志物。而使用钆塞酸二钠后，肝脏T1值的变化则反映了肝脏的功能状态。相比于传统的T1加权图像所依赖的相对信号强度变化，T1值的绝对或相对变化已被证明在评估肝脏功能方面具有更高的准确性。因此，精准且线性良好的T1测量方法对于临床决策具有重要意义。

本研究采用的DFA T1映射技术，通过在扫描过程中使用两个不同的翻转角（2°和14°），生成三维的T1图谱，从而实现对整个肝脏区域的覆盖。这种技术在3.0特斯拉（3T）磁共振成像（MRI）系统中得到了应用，同时对B1场不均匀性进行了校正，以提高测量的准确性。相比之下，传统的IRTSE（反转恢复涡旋回波）方法虽然可以提供参考T1值，但在实际应用中面临一些挑战，例如在动态扫描中需要较长的采集时间，这可能会影响其在临床中的广泛应用。此外，IRTSE方法在体外实验中显示出一定的系统性偏差，导致其测量值比DFA方法高约16.33%。

为了验证DFA方法的精度和线性关系，研究者在体外使用了 EUROSPIN Test Object 5 这种标准化的测试对象。通过在每个测试容器中放置圆形ROI，研究者对DFA和IRTSE方法的T1值进行了逐像素比较。结果显示，DFA方法在体外实验中表现出极高的线性度，R2值达到0.9912（P < 0.0001），表明其在测量肝脏T1值方面具有良好的一致性。然而，Bland-Altman图显示存在比例性偏差和异方差现象，这意味着DFA方法在不同T1值范围内的测量误差可能有所不同。尽管如此，整体而言，DFA方法在体外实验中展现出了高度的可靠性。

在体内实验中，研究者对30名计划接受钆塞酸二钠增强肝脏MRI的患者进行了评估。患者在接受扫描前、3分钟和15分钟后分别进行了DFA T1映射。为了比较不同ROI采样策略的效果，两名经验丰富的放射科医生分别使用了四种不同的ROI方法进行测量：单个1.0 cm2的ROI（ROI1）、单个2.0 cm2的ROI（ROI2）、单个4.0 cm2的ROI（ROI4）以及三个2.0 cm2的ROI（ROI6）。这些ROI均避免了大血管、胆管、肿瘤和伪影等结构的影响。通过比较这些ROI测量结果与手动分割的肝脏段平均T1值，研究者发现随着ROI面积的增加，测量的一致性显著提高。例如，ROI2、ROI4和ROI6的R2值分别从0.9135增加到0.9601，表明使用更大面积的ROI可以更好地反映肝脏各段的真实T1值。此外，ROI面积的增大还导致了更窄的测量一致性范围（limits of agreement），进一步支持了使用较大ROI进行肝脏功能评估的可行性。

在体内实验中，研究者还评估了两名读者之间的测量一致性。结果显示，使用ROI2、ROI4和ROI6方法时，读者之间的R2值显著高于ROI1，且测量范围更窄。这表明，较大的ROI面积不仅有助于提高测量的准确性，还能减少不同操作者之间的差异。对于肝脏功能评估而言，这种一致性至关重要，因为不同的操作者可能会得出不同的结论，从而影响临床决策。因此，选择适当的ROI采样策略可以有效提高测量的客观性和可靠性。

在讨论部分，研究者指出，DFA T1测量在3T系统中表现出较高的线性度，且与IRTSE方法的系统性偏差较小。这一结果为DFA技术在肝脏功能评估中的应用提供了支持，尤其是在使用钆塞酸二钠进行增强扫描时。然而，由于DFA技术依赖于B1场校正，因此在实际应用中需要确保扫描参数的标准化，以减少测量误差。此外，研究者还强调了ROI面积对测量结果的影响，认为在肝脏功能评估中，使用更大面积的ROI能够更准确地反映肝脏各段的平均T1值，从而提高测量的一致性和可靠性。

在体内实验中，研究者发现使用ROI2、ROI4和ROI6方法时，测量结果与手动分割的肝脏段平均T1值之间的一致性显著提高。这表明，通过合理选择ROI面积，可以在不进行复杂手动分割的情况下，获得较为准确的肝脏功能评估结果。这种结果对于临床实践具有重要意义，因为手动分割过程既耗时又容易受到操作者主观因素的影响，而使用ROI采样方法可以提高效率并减少人为误差。

研究还指出，尽管DFA方法在体外实验中表现出良好的线性度和一致性，但在体内实验中仍存在一定的系统性偏差。这种偏差可能源于多种因素，包括B1场不均匀性、组织特性差异以及扫描过程中的运动伪影等。因此，在实际应用中，可能需要结合其他校正方法或引入校准公式，以进一步提高测量的准确性。此外，研究者还提到，由于IRTSE方法在体内实验中需要较长的采集时间，且容易受到呼吸运动的影响，因此在临床实践中，DFA方法可能更具优势。

总体而言，这项研究为肝脏T1映射技术在临床中的应用提供了重要的证据。通过比较DFA和IRTSE方法的测量结果，研究者发现DFA方法在3T系统中具有良好的线性度和一致性，且使用较大的ROI面积能够显著提高测量的可靠性。这些结果不仅支持了DFA方法在肝脏功能评估中的应用，还为临床实践中如何选择ROI采样策略提供了指导。未来的研究可以进一步探索如何优化ROI采样方法，以提高肝脏功能评估的精度和效率。此外，随着深度学习技术的发展，自动化分割方法可能成为解决ROI手动选择问题的有效途径，从而减少操作者的工作负担并提高测量的一致性。