مقایسه توالی‌های سه‌بعدی گرادیان-اکو با توالی‌های دوبعدی در ارزیابی کیفیت تصویربرداری از مفصل شانه در MRI

در مقابل، تصویربرداری سه‌بعدی با وضوح بالا امکان مشاهده بهتر ساختارهای آناتومیکی از زوایای مختلف را فراهم می‌کند و نرخ تشخیص ضایعات را افزایش می‌دهد و زمان تصویربرداری را در مقایسه با MRI دوبعدی در پلان‌های مختلف کاهش می‌دهد. این تکنیک‌ها تصاویر ایزوتروپیک سه‌بعدی تولید می‌کنند که امکان بازسازی چند‌بعدی (MPR) با ضخامت‌های مختلف برش را فراهم می‌کند. در حال حاضر، توالی‌های 3D-FSE  و3D گرادیان اکو (3D-GRE) برای تصویربرداری عضلانی-اسکلتی استفاده می‌شوند.

توالی‌های 3D-FSE مانند 3D-FLAIR، 3D-T2 و 3D-SPACE وضوح ایزوتروپیک میلی‌متری را ارائه می‌دهند و ویژگی‌های توالی‌های FSE را حفظ می‌کنند، اما عیب آن‌ها در زمان طولانی تصویربرداری، حدود 10 دقیقه بسته به پارامترها، است که استفاده بالینی منظم از آن‌ها را محدود می‌کند. در حالی که توالی‌های 3D-GRE تصاویری با وضوح بالا را با زمان تصویربرداری کوتاه‌تر تولید می‌کنند.

انواع مختلفی از توالی‌های3D-GRE  وجود دارند، از جمله تصویربرداری با قطع تنفسی با تداخل حجمی T1 (VIBE)، تصویربرداری سریع واقعی T2w با حالت آزاد پایدار (TRUFISP)، حالت پایدار دو‌اکوی T2w (DESS) و ترکیب داده‌های چنداکویT2w (MEDIC).

توالی VIBE یک توالی GRE است که گرادیان‌های تداخلی در جهت برش و خوانش به آن افزوده شده تا سیگنال عرضی را تخریب کند. TRUEFISP، یک توالی حالت آزاد پایدار متعادل، شدت سیگنال بالایی از مایعات تولید می‌کند در حالی که SI غضروف حفظ می‌شود و کنتراست عالی به دست می‌آید. در توالی  DESS، دو اکو ضبط و ترکیب می‌شوند تا کنتراست خوبی بین غضروف و مایع سینوویال ایجاد کنند. این تکنیک با زمان تکرار (TR) کوتاه مشخص می‌شود که قبل از اعمال پالس RF بعدی، کاهش مغناطیسی عرضی را محدود می‌کند. در  MEDIC، چندین اکو از یک تحریک جمع‌آوری می‌شود که باعث کاهش حساسیت به آرتیفکت‌های حرکتی و بهبود SNR تصویر می‌شود.

چندین مطالعه نشان می‌دهند که توالی‌های سه‌بعدی می‌توانند توانایی تشخیصی تکنیک‌های دوبعدی را بهبود بخشند. با این حال، نقش توالی‌های GRE به ویژه در تصویربرداری مفاصل به طور کامل روشن نیست و ممکن است نیاز باشد برای تشخیص ضایعات با توالی‌های دوبعدی ترکیب شوند. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای ارزیابی عملکرد و اثربخشی بالینی تکنیک‌های سه‌بعدی مورد نیاز است. به همین منظور شاپور شیرانی و همکاران مطالعه‎‌ای با هدف ارزیابی عملکرد توالی‌های 3D-GRE از نظر CNR، SNR، فضای مفصل گلنوهومرال، کیفیت تصویر، آرتیفکت‌ها و زمان تصویربرداری در ارزیابی مفصل شانه در مقایسه با توالی‌های دوبعدی انجام دادند.

35 داوطلب سالم بدون سابقه اختلالات شانه به صورت پیش‌نگر تحتMRI  شانه با توالی‌های متداول دوبعدی شامل T1 و T2 وزن‌دهی شده با اکو چرخش سریع (T1/T2w FSE) و چگالی پروتونی با اشباع چربی  (PD-FS) قرار گرفتند. سپس تصویربرداری با توالی‌های 3D-GRE شامل تکنیک‌های VIBE، TRUEFISP، DESS  و MEDIC انجام شد. تصاویر مفاصل شانه توسط دو ارزیاب مستقل مورد بررسی قرار گرفتند و برای آزمون پایایی از ضریب همبستگی پیرسون و همبستگی درون‌طبقه‌ای (intra-RR) استفاده شد.

نتایج این مطالعه که در مجله ی International Journal of Biomedical Imaging در سال 2024 به چاپ رسید نشان داد که در میان توالی‌های 3D-GRE، تکنیک TRUEFISP بهترین نسبت کنتراست به نویز (CNR) را بین غضروف و استخوان و غضروف و عضله دارد. همچنین، TRUEFISP بالاترین نسبت سیگنال به نویز (SNR) را برای غضروف و عضله به همراه داشت. علاوه بر این، توالی‌های 3D-GRE کیفیت تصویر به‌مراتب بالاتری را در مقایسه با توالی‌های دوبعدی ارائه کردند و زمان تصویربرداری توالی‌های 3D-GRE نیز به‌طور قابل‌توجهی کوتاه‌تر از زمان کل تصویربرداری PD-FS در سه جهت بود. این ارزیابی نشان داد که توالی‌های 3D-GRE کیفیت تصویر و کارایی برتری را برای ارزیابی مفاصل، به‌ویژه در تصویربرداری شانه، ارائه می‌دهند. تکنیک TRUEFISP با ارائه بهترین کنتراست و کیفیت سیگنال، ابزاری ارزشمند برای استفاده در عمل بالینی محسوب می‌شود.