【摘 要】
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[目 的]探讨定量磁化率成像(QSM)技术显示基底核团的优化方案,对QSM技术的回波数和阈值进行优化,以提高对灰质核团的识别能力,并在此基础上,进一步研究不同参数对图像质量、信号强度和磁化率值的影响,最后结合采集时间(AT)长短探讨最佳方案,为临床中使用QSM显示大脑灰质核团及进行铁定量时制定回波数及阈值提供一定的理论依据。[方 法]招募健康志愿者60例,首先根据志愿者年龄分为2组,20-30岁组
【基金项目】
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昆明医科大学研究生创新基金(2021S160);
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[目 的]探讨定量磁化率成像(QSM)技术显示基底核团的优化方案,对QSM技术的回波数和阈值进行优化,以提高对灰质核团的识别能力,并在此基础上,进一步研究不同参数对图像质量、信号强度和磁化率值的影响,最后结合采集时间(AT)长短探讨最佳方案,为临床中使用QSM显示大脑灰质核团及进行铁定量时制定回波数及阈值提供一定的理论依据。[方 法]招募健康志愿者60例,首先根据志愿者年龄分为2组,20-30岁组与50-60岁组各30例,于2021年1月—2021年10月期间在昆明医科大学第一附属医院行QSM检查,原始数据传输至ADW 4.6工作站处理,根据回波数的不同将20-30岁组与50-60岁组分别再分为16组,根据阈值的不同分为20组。按以下三个阶段进行研究:(1)对20-30岁组30例志愿者进行QSM扫描,研究采用不同回波数(1-16)对基底核团图像质量、信号强度值及磁化率值的影响;(2)对50-60岁组30例志愿者进行QSM扫描,同时与20-30岁组进行对比,研究不同年龄组采用不同回波数采集的图像质量、信号强度值及磁化率值差异,进一步验证优化参数的可靠性及适用性;(3)研究使用不同阈值(0.01-0.20)进行QSM后处理对图像质量及磁化率值的影响。由2名经验丰富的影像科诊断医师对不同回波数及阈值获取的QSM图像进行独立分析,采用5分制评分法对苍白球(GP)和壳核(PU)显示较好的层面进行图像质量主观评分,同时勾画感兴趣区(ROI)测量每组图像同一层面苍白球和壳核的磁化率、信号强度值和背景信号强度值。采用Spearman进行回波数与信号强度和磁化率值的相关性分析。以模块默认回波数8和阈值0.06的GP、PU磁化率值为参考标准,分别用两独立样本秩和检验与其他回波及阈值的磁化率进行对比分析。用两独立样本秩和检验比较不同性别、各年龄组中不同回波数及阈值GP和PU磁化率值的差异。采用Kappa检验分析评价者间图像质量评分的一致性。[结 果]1、不同回波数对基底核团图像质量、信号强度值及磁化率值的影响(1)随着回波数的增加,图像信号逐渐减低。在两个年龄组中,当回波数≥3时,图像质量评分均在3分及以上,回波数为5-12时图像质量评分较高。(2)信号强度值和磁化率值与回波数呈负相关关系。(3)不同回波数(1-16)测量的磁化率值与模块默认回波数8的磁化率值比较,在20-30岁组中,回波数为2-4和12-16的GP磁化率值、回波数为12-16的PU磁化率值差异有统计学意义,其他回波数测量的磁化率值差异均无统计学意义;在50-60岁组中,回波数为11-16的GP磁化率值、回波数为2-5和12-16的PU磁化率值差异有统计学意义,其他回波数测量的磁化率值差异均无统计学意义。2、不同阈值进行QSM后处理对图像质量及磁化率值的影响(1)随阈值的增大,采集的QSM图像与背景强度的对比度逐渐减小。在两个年龄组中,当阈值为0.02-0.10时,图像质量评分均在3分及以上,阈值为0.02-0.06时图像质量评分较高。(2)磁化率值与阈值呈显著负相关关系。(3)不同阈值(0.01-0.20)测量的磁化率值与模块默认阈值0.06的磁化率值比较,在20-30岁组中,阈值为0.04-0.08的GP磁化率值、阈值为0.04-0.09的PU磁化率值差异无统计学意义,其他阈值测量的磁化率值差异均有统计学意义;在50-60岁组中,阈值为0.03-0.07的GP磁化率值、阈值为0.04-0.07的PU磁化率值差异无统计学意义,其他阈值测量的磁化率值差异均有统计学意义。[结 论]1、回波数和阈值对QSM技术磁化率值和图像质量影响较大,选择合适的回波数和阈值,可以更好地显示基底核团。2、不同年龄段人群,最佳回波数不同。在阈值保持恒定的前提下,20-30岁回波数设置为5,50-60岁回波数设置为6时,基底核团图像质量佳,且测量的磁化率值一致性较好。3、不同年龄段人群,最佳后处理阈值不同。在回波数保持恒定的前提下,20-30岁阈值设置为0.04-0.08,50-60岁阈值设置为0.04-0.07时,所得到的QSM图像质量较佳,且测量的磁化率值一致性较好。
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