The aim of this study was to compare susceptibility artifact and effect of long echo time (TE) between single-shot echo-planar imaging (SS-EPI) and readout-segmented echo- planar imaging (RS-EPI) diffusion weighted imaging (DWI) in 3 Tesla MRI machine at Prasat Neurological Institute. This was a retrospective study of 38 patients who underwent SS-EPI and RS-EPI DWI in each group. All scans were performed on a 3T MR scanner using 32 channel head coil. Susceptibility artifacts (geometric distortion, hyper-intensity signal and signal loss) and effect of long TE (will result in signal to noise ratio; SNR) were evaluated on diffusion trace images. The anatomic information of T2- weighted images was used to compare distortion with EPI DWI images. The study was done in five topics: number of slices that contain hyper-intensity signal, the severity of susceptibility artifacts (evaluated in image quality scale), geometric distortion (quantitative evaluation), comparing the effect of metal-induced artifacts between SS-EPI and RS-EPI DWI and comparing SNR between SS-EPI and RS-EPI DWI. The results showed that mean (SD) of slices containing hyper-intensity signal in SS-EPI is 5.92 (1.09) and in RS-EPI DWI is 2.73 (1.13) (P < 0.001). The susceptibility artifacts in SS-EPI image was prominent compared with RS-EPI DWI (different in 3 levels of image quality scales). The different distance between SS-EPI วารสารกรมการแพทย์88and RS-EPI DWI at the level of cerebellar hemispheres, the level of lateral ventricles in phase direction and the level of lateral ventricles in frequency direction with its own T2-weighted images at the same position were 2.49 mm/1.00 mm, 6.03 mm/ 2.13 mm, and 1.27 mm/0.89 mm, respectively (P<0.001). The effect of metal-induced artifacts is quite severe (level 3-4) to 87.5% in SS-EPI DWI, while only 30% found in the RS-EPI DWI (P=0.031). Mean (SD) of SNR at the cerebellum in SS-EPI and RS-EPI were 161.14 (29.29) and 150.85 (51.21), respectively (P=0.287). Mean (SD) of SNR at the level of lateral ventricles in SS-EPI and RS-EPI were 141.63 (27.07) and 123.04 (42.46), respectively (P= 0.026). The ratios of SNR between RS-EPI and SS-EPI DWI were 0.94 for the cerebellum and 0.87 for the level of lateral ventricles. This study shows that RS-EPI has less susceptibility artifacts (geometric distortion, hyper-intensity signal and signal loss) than SS-EPI in diffusion trace image, especially at the regions which have different magnetic susceptibilities that are juxtaposed or with patient who have metallic implants and devices. Patients who have pathology in these areas or have metallic implants or devices, should select RS-EPI sequence to perform DWI.
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบผลของรอยรบกวน (artifact) ชนิด susceptibility และผลของ echo time (TE) ที่ยาวในการตรวจ diffusion weighted imaging (DWI) ระหว่างเทคนิค single-shot echo-planar imaging (SS-EPI) และเทคนิค readout-segmented echo-planar imaging (RS-EPI) ในเครื่องสร้างภาพด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) ขนาด 3 เทสลาของสถาบันประสาทวิทยา โดยศึกษาย้อนหลัง (retrospective) ในผู้ป่วยที่มาตรวจ MRI ด้วยเทคนิค SS-EPI DWI และ RS-EPI DWI กลุ่มละ 38 คน ใช้ head coil ชนิด 32 ช่องสัญญาณ โดยใช้ diffusion trace image ในการประเมินรอยรบกวนชนิด susceptibility และผลของ TE ยาว และใช้ภาพ T2-weighted ซึ่งแสดงกายวิภาคได้ใกล้เคียงของจริงในการเปรียบเทียบความผิดเพี้ยนกับภาพ EPI-DWI การศึกษานี้ได้ทำการเปรียบเทียบทั้งสองเทคนิคในห้าหัวข้อคือ จำนวนภาพที่มีสัญญาณเพิ่มขึ้น การประเมินคุณภาพจากความรุนแรงของการเกิดรอยรบกวนชนิด susceptibility (quality evaluation) การประเมินความผิดเพี้ยนด้านระยะทาง (quantitative evaluation) การเปรียบเทียบผลของรอยรบกวนที่เกิดจากโลหะ และผลต่อ SNR (เกิดจาก TE ยาว) ผลการศึกษาพบว่าค่าเฉลี่ยของจำนวนภาพที่มีสัญญาณเพิ่มขึ้นในเทคนิค SS-EPI เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิค RS-EPI เท่ากับ 5.92 (S.D.=1.09) และ 2.73 (S.D.= 1.13) ตามลำดับ (P < 0.001) ผลด้านคุณภาพพบว่าเทคนิค SS-EPI ผิดเพี้ยนมากกว่าเทคนิค RS-EPI 3 ระดับคุณภาพสเกล (image quality scale) P < 0.001 ความผิดเพี้ยนด้านระยะทางเปรียบเทียบระหว่างเทคนิค SS-EPI และ RS-EPI โดยวัดระยะบริเวณ cerebellum 1 ตำแหน่ง และที่ระดับ lateral ventricles ทั้งในแนว phase encoding และ frequency encoding โดยเปรียบเทียบกับภาพ T2-weighted ของแต่ละเทคนิคในระดับเดียวกันมีค่าเท่ากับ 2.49 มิลลิเมตร/1.00 มิลลิเมตร, 6.03 มิลลิเมตร/2.13 มิลลิเมตร และ 1.27 มิลลิเมตร/0.89 มิลลิเมตร ตามลำดับ (P < 0.001) ผลของรอยรบกวนที่เกิดจากสาเหตุผู้ป่วยมีโลหะในเทคนิค SS-EPI พบว่าร้อยละ 87.5 อยู่ในระดับค่อนข้างมาก (ระดับสเกลที่ 3-4) ขณะที่พบเพียงร้อยละ 30 ในเทคนิค RS-EPI (P=0.031) และผลต่อ SNR พบว่าค่าเฉลี่ยของ SNR บริเวณ cerebellum ของเทคนิค SS-EPI และ RS-EPI มีค่าเท่ากับ 161.14 (S.D.=29.29) และ 150.85 (S.D.=51.21) ตามลำดับ (P= 0.287) ค่าเฉลี่ยของ SNR ที่ระดับ lateral ventricles ของเทคนิค SS-EPI และ RS-EPI มีค่าเท่ากับ 141.63 (S.D.=27.07) และ 123.04 (S.D.=42.46) ตามลำดับ (P= 0.026) และอัตราส่วนของ SNR ระหว่างเทคนิค RS-EPI และ SS-EPI บริเวณ cerebellum และที่ระดับ lateral ventricles มีค่าเท่ากับ 0.94 และ 0.87 ตามลำดับ (P < 0.05) จากผลการศึกษานี้พบว่าการตรวจ DWI ในเทคนิค RS-EPI มีรอยรบกวนชนิด susceptibility น้อยกว่าเทคนิค SS-EPI โดยเฉพาะในบริเวณรอยต่อของเนื้อเยื่อที่มีค่า magnetic susceptibility แตกต่างกัน ผู้ป่วยที่มีวัตถุประเภทโลหะที่เกิดจากการผ่าตัดควรได้รับการตรวจ DWI โดยเทคนิค RS-EPI เพื่อลดรอยรบกวนประเภท susceptibility ที่ไม่พึงประสงค์ และเพิ่มความถูกต้องในการวินิจฉัย