姜黃維 錢琦 林敏 金平

磁化傳遞技術(shù)在顱腦MRA檢查中的應(yīng)用價值探討

姜黃維 錢琦 林敏 金平

目的 探討磁化傳遞技術(shù)在顱腦MRA檢查中的應(yīng)用價值。方法 對58例腦梗死患者先后采用常規(guī)三維時間飛躍MRA（3D-TOF-MRA）（常規(guī)法）與施加磁化傳遞技術(shù)的3D-TOF-MRA（磁化傳遞法）檢測顱內(nèi)血管，對比分析兩種圖像的質(zhì)量和用于診斷的價值。結(jié)果 常規(guī)法血管背景組織抑制不全，對于腦血管的末梢小血管顯示不清；磁化傳遞法MRA血管背景組織抑制充分，遠(yuǎn)端小血管顯示清晰。結(jié)論 使用磁化傳遞技術(shù)能夠獲得高質(zhì)量的3D-TOF-MRA圖像，有助于對腦血管病的診治。

3D-TOFMRA 磁化傳遞技術(shù)

三維時間飛躍MRA（3D-TOF-MRA）因其無創(chuàng)傷，無需對比劑，且無放射性危害，已成為臨床上診斷顱內(nèi)血管性病變的常用手段，然而背景組織信號容易干擾影響末梢血管的顯影。磁化傳遞技術(shù)能夠最大限度地抑制背景組織信號的干擾，提高血管影像的對比度，同時能充分顯示末梢小血管。本研究對常規(guī)法和采用磁化傳遞技術(shù)的3D-TOF-MRA圖像質(zhì)量進(jìn)行了對比分析，以探討磁化傳遞技術(shù)在顱腦MRA檢查中的應(yīng)用價值，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 對本院2013年1月至2014年5月

接受顱腦MRA檢查的58例患者分別進(jìn)行常規(guī)顱腦3D-TOF-MRA（常規(guī)法）及施加磁化傳遞技術(shù)的顱腦3D-TOF-MRA法（磁化傳遞法）檢查，其中男41例，女17例，年齡45～83（64.0±4.4）歲。58例患者經(jīng)臨床及MRI檢查均證實有腦梗死，其中大腦中動脈栓塞32例，大腦后動脈栓塞11例，大腦前動脈栓塞15例。

1.2 檢查儀器和方法 采用美國GE公司HDXT1.5T MR儀，16通道頭頸聯(lián)合線圈。兩種掃描方法分別為常規(guī)3D-TOF-MRA與施加磁化傳遞技術(shù)的3D-TOFMRA。參數(shù)：重復(fù)時間（TR）：23ms，回波時間（TE）：6.8ms，偏轉(zhuǎn)角（Flip Angle）:15°，掃描視野（FOV）：22cm×22cm，矩陣（Matrix）：320×256，激勵次數(shù)（NEX）:1次，掃描層厚：1.2mm，采用3個模塊重疊掃描，模塊之間相互重疊25%。均使用脂肪抑制及并行采集（ASSET）技術(shù)，并采用圖像信號均勻（PURE）技術(shù)增加血管亮度。運用最大密度投影法（MIP），對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行血管重建。磁化傳遞法僅加入磁化傳遞技術(shù)（在常規(guī)法MRA的基礎(chǔ)上，施加一個偏離組織共振中心頻率的預(yù)飽和脈沖，選擇性地對組織信號進(jìn)行抑制，在磁共振成像過程中，可有目的地增加圖像對比），余參數(shù)均同常規(guī)法。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn) 將兩種方法掃描所得圖像分成兩組，由同一醫(yī)師進(jìn)行后處理，后處理圖像傳送至圖像存儲與傳輸系統(tǒng)（PACS），用高分辨率專業(yè)顯示器顯示并評價。采用雙盲法，由2位放射診斷副主任醫(yī)師及1位副主任技師對兩組圖像分別閱片評級并打分，評分不一致時通過協(xié)商統(tǒng)一。兩組圖像評分間隔時間15d。圖像質(zhì)量評分采用5分制[1]：（1）圖像質(zhì)量極差，動脈血管顯示差，不能用于診斷，為0分；圖像質(zhì)量差，大血管及其1～2級分支僅可以辨認(rèn)，信號不均勻，為1分；（2）大血管及其1～2級分支能顯示，3～4級分支部分顯示，但邊緣模糊，為2分；（3）大血管及其1～2級分支顯示清晰，3～4分支能顯示，但輪廓不清晰，或有少許毛糙，信號不均勻，可以符合診斷要求，為3分；（4）大血管及其各級分支血管顯示清晰，背景組織信號抑制充分，血管輪廓清晰，邊緣銳利，信號均勻，為4分。將評分為1～2分的圖像視為圖像質(zhì)量差，3～4分的圖像視為圖像質(zhì)量佳，對兩組圖像進(jìn)行評價比較。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件，圖像質(zhì)量比較采用χ2檢驗。

2 結(jié)果

2.1 磁化傳遞法MRA與常規(guī)法MRA圖像質(zhì)量的評分比較 見表1。

表1 磁化傳遞法MRA與常規(guī)法MRA圖像質(zhì)量評分比較[例（%）]

由表1可見，磁化傳遞法圖像質(zhì)量優(yōu)者57例（98.3%），質(zhì)量差者1例（1.7%）。常規(guī)法圖像質(zhì)量優(yōu)者38例（65.5%），質(zhì)量差者20例（34.5%），磁化傳遞法與常規(guī)法圖像質(zhì)量優(yōu)差例數(shù)比較，兩者的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=33.23，P＜0.05）。

2.2 常規(guī)法MRA與磁化傳遞法MRA典型圖例（同一患者）比較 見圖1、2。

3 討論

磁化傳遞技術(shù)是Wolff等[2]提出的MRA掃描技術(shù)。它無需更換硬件，與常規(guī)MRA掃描序列合用即可增強(qiáng)不同組織間的時比度，同造影劑合用還能突出增強(qiáng)效果，對組織結(jié)構(gòu)的定量分析具有巨大潛力，是目前MR儀的研究熱點之一[3]。

磁化傳遞的基本原理是：人體組織中存在兩種不同狀態(tài)的水分子，即自由水和與蛋白質(zhì)大分子捆綁的結(jié)合水。通常自由水氫質(zhì)子的進(jìn)動頻率范圍非常窄，而結(jié)合水的進(jìn)動頻率范圍很寬，幾乎跨越自由水的中心頻率范圍。根據(jù)MR儀成像原理，通常將自由水中心頻率定為0Hz。在圖像采集前，先施加一種中心頻率偏離自由水氫質(zhì)子共振頻率的預(yù)飽和脈沖，臨床上常用為1 200Hz左右，這時，只有結(jié)合水被激發(fā)從而達(dá)到飽和，而自由水卻不被激發(fā)。由于結(jié)合水在常規(guī)MR儀中并不產(chǎn)生信號，但是被飽和的結(jié)合水與自由水之間始終不停的進(jìn)行能量交換，飽和狀態(tài)的結(jié)合水會把能量傳遞給自由水，導(dǎo)致自由水也被飽和，當(dāng)真正的成像脈沖施加時，這部分被飽和的自由水將不產(chǎn)生信號，最終導(dǎo)致靜止組織的信號被整體衰減。這就是磁化傳遞效應(yīng)。3D-TOF-MRA是利用了血流的流入增強(qiáng)效應(yīng)，即成像容積內(nèi)的靜止組織被反復(fù)激發(fā)而處于飽和，磁化矢量非常小，從而抑制了靜止的背景組織；而成像容積之外的血流沒有接受到預(yù)飽和脈沖，當(dāng)血流流入成像容積時就具有較高的信號，與靜止組織形成了較好的對比。但是常規(guī)3D-TOF-MRA存在遠(yuǎn)端小血管被飽和及背景組織抑制不充分的缺點。通過原理可以得出，磁化傳遞的飽和脈沖可以更好的抑制相對靜止的自由水和結(jié)合水，而對流動的動脈血液衰減程度很小，因此增加了靜止組織與血液之間的對比，使小血管得以清晰顯示。

圖1 常規(guī)法MRA所見（血管信噪比不高，遠(yuǎn)端血管分支顯示少）

圖2 磁化傳遞法MRA所見（圖像信噪比高，遠(yuǎn)端分支小血管顯示豐富）

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報道，應(yīng)用了磁化傳遞技術(shù)的3DTOF-MRA能顯著提高血管的對比度，特別對于顱腦遠(yuǎn)端小血管的顯示尤為豐富、清晰[4-8]。本研究采用常規(guī)3D-TOF-MRA法與施加磁化傳遞的3D-TOF-MRA法分別進(jìn)行顱腦血管成像，運用磁化傳遞技術(shù)的圖像對比度高，背景組織抑制充分，遠(yuǎn)端末梢血管的顯示率明顯改善，大血管連續(xù)性好且飽滿豐富。

磁化傳遞技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于MR增強(qiáng)掃描，有研究發(fā)現(xiàn)，施加磁化傳遞技術(shù)的單倍劑量顱腦對比劑增強(qiáng)掃描的強(qiáng)化效果與3倍劑量的不施加磁化傳遞技術(shù)的強(qiáng)化圖像接近。另外，通過磁化傳遞率還可以間接甚至半定量的反應(yīng)組織中大分子蛋白含量的變化，對多發(fā)性硬化及阿爾茲海默病有較高的臨床應(yīng)用價值。

總之，利用磁化傳遞技術(shù)的顱內(nèi)血管MRA能獲得高對比度的血管影像，且緩慢流動的末梢小血管因磁化效應(yīng)，結(jié)構(gòu)也顯示非常清晰。但是施加了磁化傳遞技術(shù)以后，掃描時間會略有增加，TR時間需要延長10～20ms，對于時間就是生命的MRA檢查來說，也是種美中不足。

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Application of magnetization transfer technique in cerebral vascular imaging

JIANG Huangwei,QIAN Qi,LIN Min,et al.
Department of Radiology,the Third Affiliated Hospital of Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310005,China

【 Abstract】 Objective To evaluate the application of magnetization transfer(MT)technology in cerebral vascular imaging with magnetic resonance angiography(MRA).Methods Fifty-eight patients underwent MRA scanning for cerebral vascular imaging from 2013 January to 2014 May with MT technique and conventional 3D-TOF method,the results of two techniques were compared. Results 3D-TOF MRA did not inhibit vascular background completely;peripheral branches of small vessels were not clear or not shown.MT MRA was able to inhibit vascular background completely;peripheral branches of small vessels were clearly displayed. Conclusion High quality 3D-TOF brain vascular images can be obtained with MT technique.

3D-TOF MRA Magnetization transfer technology

2014-10-30）

（本文編輯：楊麗）

2012年浙江省自然科學(xué)基金項目（LY12H22001）；2012年浙江省中醫(yī)藥科技計劃項目（2012ZA064））；2014年浙江省中醫(yī)藥優(yōu)秀青年人才基金項目（2014ZQ016）

310005 杭州，浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三醫(yī)院放射科

林敏，E-mail：lmdg1027@163.com