MUSE-DWI与SS-EPI-DWI在脑部成像中的图像质量、ADC及IVIM参数对比研究：基于双侧基底节区的多b值分析

《BMC Medical Imaging》：Comparative study of image quality, ADC, and IVIM data between multi-b value MUSE-DWI and SS-EPI-DWI in brain imaging

为解决传统单次激发平面回波扩散加权成像（SS-EPI-DWI）在脑部成像中存在的几何畸变和伪影问题，研究人员开展了多激发敏感编码扩散成像（MUSE-DWI）与SS-EPI-DWI在双侧基底节区的图像质量、表观扩散系数（ADC）及体素内不相干运动（IVIM）参数的对比研究。结果表明，MUSE-DWI在伪影减少、图像匹配度和信噪比（SNR）方面显著优于SS-EPI-DWI（P<0.05），但在b值<1000 s/mm2时ADC值显著偏低，IVIM参数（D、D*、f）也存在显著差异。该研究为高b值（≥1000 s/mm2）条件下MUSE-DWI的临床应用提供了可靠性依据，同时警示低b值定量数据的解读需谨慎。

　　

在脑部疾病的临床诊断中，扩散加权成像（DWI）如同一位“微观侦探”，能够无创探测水分子在组织内的布朗运动规律。其中，单次激发平面回波成像（SS-EPI-DWI）因成像速度快、对比度优良，成为急性脑梗死、肿瘤等疾病诊断的利器。然而，这位“侦探”有个恼人的缺点——在颅底、内耳、眶尖等磁敏感区域容易产生图像畸变和高信号伪影，如同相机在强光下拍摄产生的光斑，严重影响诊断准确性。更棘手的是，其定量参数表观扩散系数（ADC）和体素内不相干运动（IVIM）参数（反映组织扩散与微循环灌注）的测量，易受T2透射效应和微循环灌注干扰，尤其在低b值（扩散敏感系数）条件下稳定性不足。

近年来，一位“升级版侦探”——多激发敏感编码扩散成像（MUSE-DWI）崭露头角。它采用多次激发采集技术，结合复杂的相位校正和线圈灵敏度整合重建算法，能有效抑制伪影和畸变。但这位新侦探测量的ADC和IVIM数据，与传统SS-EPI-DWI结果是否一致？能否直接沿用现有的临床诊断阈值？这些问题在脑部关键区域（如脑血管疾病高发的基底节区）尚缺乏系统验证。为此，Wang等人在《BMC Medical Imaging》发表研究，直面这一技术盲区。

研究人员采用了一项关键的技术组合拳：首先，他们利用3.0T MRI扫描仪对34例患者（平均年龄50.2±7.3岁）进行回顾性分析，同步采集MUSE-DWI（Numshots=2）和SS-EPI-DWI（Numshots=1）序列的多b值（0-1000 s/mm²）图像。其次，三名资深技师采用盲法独立评估图像伪影和ADC融合图匹配率，确保主观评价的可靠性（Fleiss' Kappa=0.67-0.78）。定量分析方面，他们不仅测量了基底节区的信噪比（SNR）和ADC值，还创新性地使用开源软件MITK-Diffusion进行IVIM参数拟合：先通过高b值（≥170 s/mm²）数据估算真实扩散系数（D），再联合所有b值计算伪扩散系数（D*）和灌注分数（f）。统计上，除常规的Wilcoxon秩和检验、t检验外，还引入Bland-Altman分析量化两种序列ADC值的一致性界限，并用Spearman相关系数揭示b值与ADC的关联性。

图像质量分析

MUSE-DWI在伪影控制、解剖结构匹配度和信噪比上全面胜出。具体而言，其伪影评分（2.9±0.3 vs 2.2±0.7）和融合图匹配评分（2.8±0.5 vs 2.2±0.6）均显著高于SS-EPI-DWI（P<0.05）。

尤为重要的是，SNR值（1351.1±180.3 vs 217.5±13.4）提升约6倍，这得益于MUSE-DWI更短的回波链和迭代重建中的噪声抑制。但研究也发现，MUSE-DWI对运动极其敏感，轻微头动可能引发特征性黑色条纹伪影（图4a），需重复扫描消除（图4b）。

ADC值与b值的关系

ADC值随b值降低而显著升高，两组均呈现强负相关（MUSE-DWI: ρ=-0.85; SS-EPI-DWI: ρ=-0.90, P<0.01）。在b值20-600 s/mm²范围内，MUSE-DWI测得的ADC值显著低于SS-EPI-DWI（P<0.05）；但当b=1000 s/mm²时，差异无统计学意义（P>0.05）。Bland-Altman分析进一步揭示，低b值时MUSE-DWI存在显著负向系统偏差（如b=20 s/mm²时偏差达-245.1×10^-6 mm²/s），且95%一致性界限宽泛；随着b值升高，偏差缩小且一致性改善（b=1000 s/mm²时偏差仅为-10.0×10^-6 mm²/s）。

IVIM参数差异

MUSE-DWI组的真实扩散系数（D）显著高于SS-EPI-DWI组，而伪扩散系数（D*）和灌注分数（f）则显著偏低（P<0.05）。

这表明两种序列的IVIM双指数拟合曲线存在本质区别，可能源于SS-EPI-DWI的几何畸变导致部分容积效应，夸大了灌注相关参数的估算。

该研究的结论清晰指向双重启示：一方面，MUSE-DWI在3.0T脑部MRI中能提供更优图像质量，尤其适用于对解剖细节要求高的区域（如基底节区），且在b≥1000 s/mm²时ADC测量值与SS-EPI-DWI高度一致，支持其在高b值临床应用中的可靠性。另一方面，低b值（<1000 s/mm²）条件下，MUSE-DWI的ADC和IVIM参数与传统序列存在显著差异，且差异随b值降低而扩大。这警示临床工作者：直接套用SS-EPI-DWI建立的诊断阈值可能引入误判，尤其在基于多b值的IVIM分析中需建立序列特异性参考范围。未来需扩大样本量，并拓展至梗死灶、肿瘤等多病理背景的验证，以完善MUSE-DWI的定量标准体系。