二、运动校正在动态对比增强磁共振成像的应用

肝的DCE动态采集的时间较长，扫描过程中容易受呼吸和心脏搏动的影响，产生明显的形变和错层。部分肝研究中，通过指导患者进行屏气的方法进行扫描，这样虽然能获得较好的多期动态扫描图像，但是这些图像不是连续的，层面也不能保证完全一致，并且定量分析中的动脉输入函数（AIF）由于多次不连续扫描亮度不一致而出现误差。

这样选择适合的运动校正，对于肝DCE动态检查就变得非常有必要，特别是对于胸腹部器官，非刚性运动校正对于胸腹部软组织器官的定量分析非常重要。通过非刚性运动校正方法，主要解决两个问题：①呼吸或心跳等运动在连续扫描过程中对于肝的运动位移影响；②肝DCE-MRI图像中，特别是对比剂注射前后可能存在的亮度或图像对比差别。

配准后，不仅能较良好地控制运动移位，而且连续图像中血管结构的信号失真情况有明显改善。例如图2-4所示^[20]，比较了门静脉的在配准前后的时间信号曲线，可以发现配准后的曲线更加平滑，数据的稳定性和可靠性明显提高。

图2-4　配准前的门脉时间信号曲线（A）与配准后的门脉时间信号曲线（B）相比，配准后的时间信号曲线更加平滑，噪声减少

这样，运动校正能够改善多期扫描的图像质量，提高对于肝良恶性病变的鉴别能力。并且，由于时间信号曲线可靠性的改善，对于定量分析的参数结果，配准后的数据结果减小了百分比差异较大的极值和离群值，无论是组间和组内，K^trans和k_ep的可重复性明显提高。

对于DCE-MRI检查，肺相关疾病的应用一直是一个比较困难的领域，主要原因是肺在长时间的动态扫描过程中，存在呼吸和心跳所致的明显运动位移，这些运动位移会对图像的后处理，特别是定量分析产生严重的影响，造成结果的可信度和可重复性降低。

如图2-5所示，上图为选择右肺血管来确定动脉输入函数（AIF），由于明显的运动位移影像，配准前AIF曲线非常明显，非刚性配准后可见非常标准的动脉增强曲线；下图为左肺肿物的时间信号曲线，非刚性配准后才能清晰地显示它的曲线形态和强化过程。

图2-5　上图ROI选择右肺动脉血管来确定AIF曲线，下图ROI选择为左肺肿物的非坏死区，与配准前相比，配准后可见AIF曲线和左肺肿物的时相信号曲线明显改善（中国医学科学院肿瘤医院提供）

而对于K^trans等定量处理结果，由于运动位移的影响，会造成数据的标准差过大，并且不可靠，甚至出现了很多不合理的值。进行配准后，因为解决了运动位移问题，标准差可明显减小，降低近80%，同时最小值和平均值也在合理的范围之内。采用定量DCE-MRI对小细胞肺癌放化疗的疗效进行评估的研究^[21]，通过进行运动校正，在很大程度上解决了运动位移对于肺癌渗透性定量分析的影响。

因此，在DCE-MRI定量分析中，尤其是胸腹部器官中，应当高度重视所获得参数值的可重复性和精确度。而影响定量参数计算以及血流动力学模型拟合的至关重要的因素，就是图像间和图像内的运动位移。实验证明，运动校正功能可以有效地提高血流动力学模型在胸腹部器官DCE-MRI定量分析中的可重复性，从而提高定量分析在鉴别诊断和疗效评估等领域的价值。

Denton等对比了刚性和非刚性的配准方法对于乳腺DCE-MRI运动校正的效果，证明非刚性方法能更有效地降低图像间的运动位移^[22]，说明对于可能存在形态改变的器官，非刚性运动校正是非常重要的步骤。Zollner等在肾DCE-MRI的研究中采用了刚性算法与非刚性算法结合的配准方式，指出对于肾等软组织器官，由于呼吸的影响必须进行配准才能保证定量分析结果的准确性^[23]。

需要指出的是，如果配准的方法选择不合适，也可能造成一些配准所致的错误或伪影^[24]。在许多病例的DCE-MRI检查中，单纯的刚性配准常无法充分校正动态MRI中的运动影像，非刚性运动校正可显著减少图像间的运动位移。但是，对于一些空间分辨力较低的图像，即使进行非刚性运动校正，仍然可见部分运动位移伪影，这可能是由于部分容积效应的影响。只有不断提高动态扫描技术时间和空间分辨力，才能降低部分容积效应对于定量分析结果的影响。

此外，运动校正技术也在多模态的诊断应用中有重要价值。在很多临床情况下，单一的DCE-MRI或其他的检查手段可能无法达到诊断要求，这时就需要不同检查模态或方式的联合分析或诊断。多模态图像的融合和配准也是DCE-MRI定量分析的必需步骤，例如T₁ mapping图像和DCE图像的配准等。

总之，正确的运动校正技术能保证定量分析结果的准确性。部分情况下，如没有明显运动时，可以不进行运动校正。对于头颈部的动态扫描数据，可以采用刚性运动校正方法；而对于胸腹部，例如心脏、肺、肝、肾、直肠、盆腔等受到心跳呼吸、肠胃蠕动影响较大的软组织器官，适合采用非刚性运动校正方法。