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(jià)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(jià)值。方法 對(duì)58例腦梗死患者先后采用常規(guī)三維時(shí)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(cè)顱內(nèi)血管,對(duì)比分析兩種圖像的質(zhì)量和用于診斷的價(jià)值。結(jié)果 常規(guī)法血管背景組織抑制不全,對(duì)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(duì)腦血管病的診治。
3D-TOFMRA 磁化傳遞技術(shù)
三維時(shí)間飛躍MRA(3D-TOF-MRA)因其無(wú)創(chuàng)傷,無(wú)需對(duì)比劑,且無(wú)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(hào)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(hào)的干擾,提高血管影像的對(duì)比度,同時(shí)能充分顯示末梢小血管。本研究對(duì)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(duì)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(jià)值,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。
1.1 一般資料 對(duì)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(shí)有腦梗死,其中大腦中動(dòng)脈栓塞32例,大腦后動(dòng)脈栓塞11例,大腦前動(dòng)脈栓塞15例。
1.2 檢查儀器和方法 采用美國(guó)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(shí)間(TR):23ms,回波時(shí)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(lì)次數(shù)(NEX):1次,掃描層厚:1.2mm,采用3個(gè)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(hào)均勻(PURE)技術(shù)增加血管亮度。運(yùn)用最大密度投影法(MIP),對(duì)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(gè)偏離組織共振中心頻率的預(yù)飽和脈沖,選擇性地對(duì)組織信號(hào)進(jìn)行抑制,在磁共振成像過(guò)程中,可有目的地增加圖像對(duì)比),余參數(shù)均同常規(guī)法。
1.3 評(píng)價(jià)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(chǔ)與傳輸系統(tǒng)(PACS),用高分辨率專業(yè)顯示器顯示并評(píng)價(jià)。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(duì)兩組圖像分別閱片評(píng)級(jí)并打分,評(píng)分不一致時(shí)通過(guò)協(xié)商統(tǒng)一。兩組圖像評(píng)分間隔時(shí)間15d。圖像質(zhì)量評(píng)分采用5分制[1]:(1)圖像質(zhì)量極差,動(dòng)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(jí)分支僅可以辨認(rèn),信號(hào)不均勻,為1分;(2)大血管及其1~2級(jí)分支能顯示,3~4級(jí)分支部分顯示,但邊緣模糊,為2分;(3)大血管及其1~2級(jí)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(hào)不均勻,可以符合診斷要求,為3分;(4)大血管及其各級(jí)分支血管顯示清晰,背景組織信號(hào)抑制充分,血管輪廓清晰,邊緣銳利,信號(hào)均勻,為4分。將評(píng)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(duì)兩組圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)比較。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件,圖像質(zhì)量比較采用χ2檢驗(yàn)。
2.1 磁化傳遞法MRA與常規(guī)法MRA圖像質(zhì)量的評(píng)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(píng)分比較[例(%)]
由表1可見,磁化傳遞法圖像質(zhì)量?jī)?yōu)者57例(98.3%),質(zhì)量差者1例(1.7%)。常規(guī)法圖像質(zhì)量?jī)?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?jī)?yōu)差例數(shù)比較,兩者的差異有統(tǒng)計(jì)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。
磁化傳遞技術(shù)是Wolff等[2]提出的MRA掃描技術(shù)。它無(wú)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(shí)比度,同造影劑合用還能突出增強(qiáng)效果,對(duì)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(diǎn)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(dòng)頻率范圍非常窄,而結(jié)合水的進(jìn)動(dòng)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(shí),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(hào),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(huì)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(shí),這部分被飽和的自由水將不產(chǎn)生信號(hào),最終導(dǎo)致靜止組織的信號(hào)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(méi)有接受到預(yù)飽和脈沖,當(dāng)血流流入成像容積時(shí)就具有較高的信號(hào),與靜止組織形成了較好的對(duì)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(diǎn)。通過(guò)原理可以得出,磁化傳遞的飽和脈沖可以更好的抑制相對(duì)靜止的自由水和結(jié)合水,而對(duì)流動(dòng)的動(dòng)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(duì)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(bào)道,應(yīng)用了磁化傳遞技術(shù)的3DTOF-MRA能顯著提高血管的對(duì)比度,特別對(duì)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(yùn)用磁化傳遞技術(shù)的圖像對(duì)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(duì)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(guò)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(duì)多發(fā)性硬化及阿爾茲海默病有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。
總之,利用磁化傳遞技術(shù)的顱內(nèi)血管MRA能獲得高對(duì)比度的血管影像,且緩慢流動(dòng)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(shí)間會(huì)略有增加,TR時(shí)間需要延長(zhǎng)10~20ms,對(duì)于時(shí)間就是生命的MRA檢查來(lái)說(shuō),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(xiàng)目(LY12H22001);2012年浙江省中醫(yī)藥科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012ZA064));2014年浙江省中醫(yī)藥優(yōu)秀青年人才基金項(xiàng)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