Ky thuat xoa mo MRI poster

Mở đầu• Nhiều trường hợp cần khử tín hiệu mỡ trong MRI • Khữ mỡ làm tăng tương phản giữa mô bình thường và bệnh lý trên các chuỗi xung nhạy dịch vd, đánh giá mô bệnh lý, sụn khớp, sụn ch

Các kỹ thuật xóa mỡ trong MRI: Nguyên lý và ứng dụng lâm sàng

BS CK2 Cao Thiên Tượng

Khoa CĐHA-Bệnh viện Chợ Rẫy

Mở đầu

• Nhiều trường hợp cần khử tín hiệu mỡ trong MRI

• Khữ mỡ làm tăng tương phản giữa mô bình thường và bệnh lý trên các chuỗi xung nhạy dịch (vd, đánh giá

mô bệnh lý, sụn khớp, sụn chêm, tủy xương) hoặc trên hình T1W sau tiêm

• Khữ mỡ cũng giúp đánh giá lượng mỡ trong tổn thương (u…)

• Các bác sĩ và kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh cầu hiểu biết ưu điểm và nhược điểm của các kỹ thuật xóa mỡ khác nhau trên MRI để chọn lựa kỹ thuật thích hợp nhất trong thực hành lâm sàng

Ý NGHĨA LÂM SÀNG CỦA VIỆC PHÁT HIỆN MỠ VÀ XÓA MỠ TRÊN MRI

– Mỡ và máu bán cấp đều có tín hiệu cao trên T1W nhưng khi dùng kỹ thuật xóa mỡ thì tín hiệu máu bán cấp vẫn cao trên T1W trong khi mỡ có tín hiệu thấp

– Tăng chất lượng hình ảnh chụp mạch máu có tiêm thuốc trên nền xóa mỡ

– Khi dùng T1W xóa mỡ sau tiêm thuốc, tổn thương bắt thuốc dễ phát hiện hơn

– Tăng chất lượng hình ảnh chụp mạch không tiêm thuốc trên nền xóa mỡ

– Hầu hết các tổn thương (như phù, viêm, u) có thể dễ phát hiện vì có tín hiệu cao trong khi mỡ xung quanh có tín hiệu thấp trên hình T2W xóa mỡ.

U quái buồng trứng trưởng thành Lạc nội mạc tử cung

T1W DIXON FS

Phân biệt mỡ/xuất huyết là chìa khóa đển chẩn đoán phân biệt u quái buồng trứng trưởng thành/ nang xuất huyết và nhạy trong phát hiện lạc nội mạc tử cung vùng chậu

Nguồn:

Torii S, Machida H, Fukui R, Kojima S, Hirata M, Yam       amoto Y, Matsuzawa K, Tanaka I, Ueno E,      

X

https://dps2015.rsna.org/exhibit/?exhibit=PH124-ED-Các kỹ thuật xóa mỡ

(tách mỡ-nước)

Kỹ thuật Dixon

SPIR (Spectral Presaturation with Inversion Recovery) SPAIR (Spectral Presaturation Attenuated Inversion Recovery)

Del Grande et al., Fat-Suppression Techniques for 3-T MR Imaging of the Musculoskeletal System, RadioGraphics

2014; 34:217–233

4 kỹ thuật thường dùng trong thực hành lâm sàng

• Xóa mỡ chọn lọc bậc hóa học (CHESS)

• Phục hồi đảo chiều (STIR)

• Kỹ thuật hỗn hợp (kết hợp các yếu tố chọn lọc bậc hóa học và phục hồi đảo chiều)

• Phân tách mỡ nước (kỹ thuật Dixon)

Kỹ thuật thứ năm là kích thích nước, ít được sử dụng và về nguyên lý có thể xem như là một kiểu của kỹ thuật chọn lọc bậc hóa học

Xóa mỡ chọn lọc bậc hóa học (CHESS)

• Ngay sau đó, một gradient điều chỉnh “độ đồng nhất” từ trường áp vào để làm lệch pha proton và làm khử tín hiệu

mỡ Hình ảnh thu được ngay sau khi gradient làm lệch pha kết thúc và trước khi bắt đầu thời gian phục hồi từ hóa dọc của mỡ

• Khoảng cách của đỉnh nước và đỉnh mỡ tăng theo độ mạnh từ trường MRI máy từ trường yếu hai đỉnh này có xu hướng chồng nhau có thể làm xóa mỡ không đồng nhất

Xóa mỡ chọn lọc bậc hóa học (CHESS)

• Dùng xóa mỡ ở vùng khảo sát (FOV) nhỏ

• Đặc hiệu mỡ, xác định đặc điểm mô Xóa mỡ đại thể

• Giúp tăng tương phản hình ảnh và làm nổi bật tổn thương như mô bắt

thuốc, phù và các sản phẩm của máu

• Máy từ trường cao, đòi hỏi đồng nhất từ trường Bo và B1

• Không thích hợp cho FOV lớn, lệch tâm (off-center), vùng giải phẫu có

cấu trúc đa dạng , bn có vật cấy ghép kim loại

FOV lớn Vùng cấu trúc giải phẫu đa dạng

STIR

T1 của mỡ ngắn hơn T1W của nước

Xung 180 độ đảo ngược hoàn toàn từ hoá dọc Xung kích thích 90 độ sau một khoảng thời gian TI

để phục hồi từ hoá mỡ đến điểm không

Ở máy 1.5 TI ~ 130-170ms

– Không đặc hiệu cho mỡ

– Có thể xoá tín hiệu mô không chứa mỡ có thời gian T1 ngắn tương tự mỡ như các sản phẩm của máu, các giàu protein, melanin hoặc mô sau tiêm

Gd

– Tỉ lệ tín hiệu độ nhiễu thấp

– Thời gian khảo sát dài

STIR

• Không đặc hiệu cho mỡ

• Có thể xoá tín hiệu mô không chứa mỡ có thời gian T1 ngắn tương tự mỡ như các sản phẩm của máu

(methemoglobine), các giàu protein, melanin hoặc mô sau tiêm Gd STIR không dùng sau tiêm Gd tĩnh mạch

và tiêm nội khớp

• Tỉ lệ tín hiệu độ nhiễu thấp Khắc phục bằng cách giảm TE

• Thời gian khảo sát dài

Giá trị TI nào?

• Nếu hình ảnh quá “đen và trắng”

1. Chọn TI tối ưu (ví dụ 140 hoặc 160 thay vì 150)

STIR vs CHESS

FOV lớn Cấu trúc giải phẫu đa dạng

STIR vs SPAIR-Ảnh giả kim loại

SPIR ( S pectral P resaturation with I nversion R ecovery) và SPAIR ( S pectral P resaturation A ttenuated

I nversion R ecovery)

• Kết hợp ưu điểm của phục hồi đảo

chiều (IR) và CHESS để xoá mỡ

• SPIR và SPAIR thích hợp cho máy 3T

• SPIR kích thích chọn lọc hạt nhân lipid

với flip angle > 90o

SPIR và SPAIR Các lưu ý lâm sàng

• Ưu điểm của SPIR là SNR cao hơn STIR và không xóa các mô khác có thời gian T1 tương tự như mỡ

• SPIR nhạy với từ trường B0 và B1, đòi hỏi phản phân tách tốt đỉnh mỡ và nước để đạt được xóa mỡ hiệu quả

• SPAIR là kỹ thuật tốt để dùng xóa mỡ đồng nhất và có hiệu quả về SNR ở vùng khảo sát lớn như đùi và vùng ngực-bụng-chậu

• Nhược điểm của xung hỗn hợp là do nhạy với từ trường B0 có thể xóa mỡ không đồng nhất, chủ yếu là ở bờ của máy MRI lòng ngắn khi vùng khảo sát lớn hơn vùng chêm (shimming)

• Các nhược điểm nữa của chuỗi xung hỗn hợp là thời gian khảo sát dài và tỉ lệ hấp thụ riêng biệt (SAR) cao hơn

CHESS vs SPAIR-Mức độ xóa mỡ

SPAIR-Xóa mỡ có SNR cao

SPAIR vs STIR

Kỹ thuật DIXON Vài nét lịch sử

• Năm 1984, Dixon đăng bài báo đầu tiên về kỹ thuật hình ảnh phổ đơn giản để tách mỡ và nước

• Kỹ thuật này thu được hai hình tách biệt bằng chuỗi xung spin echo cải tiến, tạo ra hình chỉ mỡ và hình chỉ nước được gọi là kỹ thuật Dixon 2 điểm

• Hiện nay, nhờ tiến bộ về kỹ thuật, đã phát triển các kỹ thuật Dixon 3 điểm và nhiều điểm

Kỹ thuật Dixon Nguyên lý

• Mỗi voxel mã hóa tín hiệu theo chu kỳ giữa proton mỡ và nước trong khi thu thập, đánh giá tín hiệu mỡ và nước khi hậu xử lý

• Khác với các kỹ thuật xóa mỡ khác, tín hiệu xóa mỡ trong Dixon có được từ hậu xử lý

• Kỹ thuật Dixon áp dụng cho cả GRE và SE

• Sử dụng hai hoặc nhiều thời gian echo

Dixon 2 điểm

• Sử dụng 2 thời gian echo

• Thời gian echo khi nước và mỡ cùng pha  tín hiệu cùng pha (SIP) và khi nước

và mỡ ngược pha tín hiệu ngược pha (SOP)

• W = (SIP + SOP)/2

• F = (SIP-SOP)/2

Dixon (Siemens) =mDixon (Philips) =IDEAL/FLEX (GE) =WFOP (Toshiba)

Dixon cải tiến (dixon 3 điểm)

• Được Glover và Schneider đề xuất bằng cách thêm một hình thứ ba để bù cho

độ nhạy của từ trường B 0 của phương pháp Dixon hai điểm ban đầu

• Sử dụng 3 pha khác nhau là 0, và - giữa tín hiệu mỡ và nước

• Sau đó Glover mở rộng phương pháp 3 điểm thành 4 điểm với các pha 0, và 3

• Kỹ thuật 3 và 4 điểm có ưu điểm hơn về tính không đồng nhất của từ trường nhưng thời gian khảo sát dài hơn và SNR thấp hơn

4 hình sau khi hậu xử lý được tái tạo tự động

Hình in phase=T2W

không FS Hình out phase Hình chỉ nước= FS

Hình chỉ mỡ = xóa tín hiệu nước

Hình in phase=T2W

Hình chỉ mỡ = xóa tín hiệu nước

Khoa CĐHA-BVCR

4 hình sau khi hậu xử lý được tái tạo tự động

STIR

Ưu điểm

• Xóa mỡ hoàn toàn và đồng nhất

• Chỉ một lần đo, có cả hình xóa mỡ và không xóa mỡ

• Không ảnh hưởng đến tính không đồng nhất của từ trường khu vực

• SNR cao hơn STIR

• Xóa mỡ đặc hiệu so với STIR

• Xóa mỡ sau tiêm Gd

• Định lượng mỡ

Xóa mỡ đồng nhất

• Do không ảnh hưởng đến tính không

đồng nhất của từ trường khu vực

• SNR cao hơn STIR

• Xóa mỡ đặc hiệu so với STIR

• Xóa mỡ sau tiêm Gd

So sánh về độ nhạy từ

Dixon STIR

So sánh SNR

>

Dixon STIR

SNR của STIR < Dixon, thời gian khảo sát gần như nhau (STIR =3’15”, Dixon =3’58” máy 1.5T)

http://dx.doi.org/10.1594/ecr2016/C-0585

So sánh SNR

Images courtesy of Bac Nguyen

Chỉ một lần đo cho nhiều hình

Hình T1W không và có xóa mỡ,

trước và sau tiêm

Phát hiện độ lớn của tổn thương

Trước tiêm

Sau tiêm

Chordoma

T2W chỉ nước (xóa mỡ), đánh giá tín hiệu trong và quanh u nhưng không

đánh giá chính xác tương quan giải phẫu của u với mạch máu, cơ và thần

– Hình T2W không xóa mỡ để phân tích giải phẫu

– Hình chỉ mỡ, khử nước, tương

tự hình T1W để khảo sát hàm lượng mỡ

Dixon Định lượng mỡ

• Mặc dầu còn đang nghiên cứu ứng dụng cho cơ xương khớp, kỹ thuật Dixon đã được dùng để định lượng mỡ gan

• Kỹ thuật Dixon có thể dùng kết hợp với SE hoặc GRE để định lượng mỡ trong cơ

• Fischer và cs đã so sánh định lượng mỡ bằng kỹ thuật Dixon 2 điểm với phân loại Goutallier về thâm nhiễm

mỡ cơ đùi và thấy có mối tương quan tốt Nó cũng đã được sử dụng trong teo cơ Duchenne

• Định lượng thâm nhiễm mỡ tủy xương trong các bệnh lý huyết học

Nozaki et al., Quantification of Fatty Degeneration Within the Supraspinatus Muscle by Using a 2-Point Dixon Method on 3-T MRI, AJR 2015;

205:116–122 Định lượng thoái hóa mỡ

trong cơ trên gai

Dixon Khuyết điểm

• Tăng thời gian chụp so với FS SE (CHESS), cùng một tham số đo, thời gian đo gấp đôi Kỹ thuật hình ảnh song song làm giảm thời gian đo

• Tuy có ưu điểm hơn CHESS, ảnh giả kim loại vẫn còn quan trọng trong Dixon, đặc biệt các kim loại lớn STIR vẫn có ưu điểm hơn về giảm ảnh giả kim loại

• Kỹ thuật Dixon 2 điểm nhạy với từ trường B0 hơn Dixon 3 điểm

Ảnh giả hoán đổi (swapping artifact) mỡ-nước

Dixon trong MRI bụng

• mDixon tạo ra 4 hình trong chỉ một lần nín thở

• Phương pháp thông thường tạo ra 3 hình trong hai lần nín thở

hình chỉ nước

Dixon tạo ra 4 hình trong một lần nín thở

MRI 3T, Skyra, Khoa CĐHA-BV Chợ Rẫy

Gan nhiễm mỡ

Định lượng mỡ gan bằng hình ảnh in-out phase

• Hai công thức:

1- (SIP-SOP)/2 (SIP) X 100

SIP: Cường độ tín hiệu ở hình in phase

SOP: Cường độ tín hiệu ở hình out phase

2-Sử dụng lách bình thường làm tham chiếu

[SIIP-SIOP/2(SIIP)X 100]

SIIP: tỉ lệ cường độ tín hiệu gan/lách trên hình in phase

SIOP: tỉ lệ cường độ tín hiệu gan/lách trên hình out phase

Gan lắng đọng sắt

in phase out phase

SPAIR DIXON

Chi tiết giải phẫu tốt hơn

DIXON vs SPAIR

Lee et al., JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING 38:401–410 (2013)

Kỹ thuật mDixon 3D cho chất lượng hình ảnh và xóa mỡ tốt hơn 3D SPAIR,

trong khảo sát dynamic gan, phát hiện HCC trong bệnh nhân bệnh gan mạn

tính tốt hơn

T1W 3D VIBE DIXON

T1W 3D VIBE FS

Khoa CĐHA-BVCR

Dixon vs T1W 3D

Tỉ lệ tín hiệu/độ nhiễu nền

(SNR) cao hơn

Đầu mặt cổ

Jin Ho Hong, et al, Improvement of Fat Suppression and Artifact

Reduction Using IDEAL Technique in Head and Neck MRI at 3T, iMRI

2016;20:44-52

Giảm ảnh giả vùng đầu cổ

Xóa mỡ đồng nhất, duy trì SNR cao

DIXON STIR CHESS

So sánh 3 kỹ thuật

Khoa CĐHA-BVCR

Giảm ảnh giả kim loại FS

IDEAL

Nang bì buồng trứng: Xóa mỡ không hoàn toàn

Ứng dụng trong MRI cơ xương khớp

Đánh giá phù, teo cơ và thâm nhiễm mỡ trong cơ

Khớp vai

Sử dụng Dixon T1W trong MR arthrography có thể thay thế T1W FS

Bàn tay

Cột sống và đám rối thần kinh cánh tay

• Kỹ thuật Dixon khá ích lợi

Gãy xương dưới sụn lồi cầu ngoài

So sánh CHESS vs DIXON về ảnh giả kim loại

Mức độ xóa mỡ

Các dụng cụ chỉnh hình bằng kim loại

• STIR > T2W Dixon > T2W FS (CHESS)

• Sau tiêm T1W Dixon > T1W FS

CHESS DIXON

Ứng dụng trong chụp mạch MRA-TOF

Kỹ thuật Dixon (IDEAL)

Grayev et al., Improved Time-of-Flight Magnetic Resonance Angiography With IDEAL Water-Fat Separation, J Magn Reson Imaging 2009;29:1367–1374

Do xóa mỡ đồng nhất, IDEAL MRA-TOF cải

thiện chất lượng hình ảnh so với MRA-TOF

thông thường

Ưu và khuyết điểm của các kỹ thuật xóa mỡ trong MRI

Kỹ thuật Thời gian tạo

ảnh

SNR SAR Hiệu ứng kim loại Độ nhạy B 0 Độ nhạy B 1 Độ mạnh từ trường

*Phụ thuộc vào chuỗi xung

+Có ưu và khuyết điểm ở cả hai loại từ trường cao và thấp

Kết luận

• Kỹ thuật Dixon có nhiều ưu điểm so với các kỹ thuật xóa mỡ khác, có nhiều ứng dụng cho nhiều vùng cơ thể

• Có thể kết hợp kỹ thuật này với nhiều loại chuỗi xung (SE, GRE), các hình T1W, PD, T2W

• Một lần thu thập có cả hình xóa mỡ và không xóa mỡ

Tài liệu tham khảo

Review, Semin Musculoskelet Radiol 2015;19:335–347.

2014; 34:217–233

on 3-T MRI, AJR 2015; 205:116–122

Technique at 3 Tesla: Emphasis on Image Quality and Hepatocellular Carcinoma Detection, JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING 38:401–410 (2013)

characterizationof adrenal lesions at 3 Tesla, Eur Radiol (2012) 22:259–268

MRI at 3T, iMRI 2016;20:44-52

LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS, a WOLTERS KLUWER

Xin cám ơn