磁共振波谱成像技术（精选8篇）
磁共振波谱成像技术 篇1
摘要：目的 探讨磁共振波谱成像技术在中枢神经系统疾病诊断中的临床应用效果。方法 收集我院收治的100例中枢神经系统疾病患者, 分为观察组和对照组, 每组患者均为50例。对照组患者实施常规B超诊断, 观察组患者实施磁共振波谱成像技术的诊断。结果 观察组患者在经过诊断完成后其诊断效果明显高于对照组患者, 差异均为显著性差异, (P<0.05) 有统计学意义。结论 在对中枢神经系统疾病患者诊断的过程中, 通过使用磁共振波谱成像技术的手段对其实施诊断能够取得更加有效的诊断效果, 在临床上值得推广。
关键词：中枢神经系统疾病,磁共振波谱成像技术,临床应用,效果
中枢神经系统疾病在目前临床上是一种较为常见的疾病, 同时患者在实际的发病过程中, 也会对患者造成极为严重的危害。在这样的一种前提之下, 通过对患者实施一种有效的治疗就极为重要[1]。但目前在对于中枢神经系统疾病患者在实施诊断的过程中, 常规影像学诊断方法效果并不佳[2]。我院通过对患者实施磁共振波谱成像技术的诊断, 在临床上取得了较好的效果, 报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料:
收集我院在2014年全年之内收治的中枢神经系统疾病患者, 患者的数量为100例。所有患者在临床上均已经过病理确诊。其中男性患者数量为55例, 女性患者数量为45例。患者的年龄在23~65岁, 患者的中位年龄为47岁。将所有患者分为观察组和对照组, 每组患者的数量均为50例, 同时两组患者的一般资料并无显著性差异, 在临床上有可比性。
1.2 检查方法:
对照组患者在临床实施诊断的过程中需要使用常规的B超检查方法对其进行诊断。观察组患者需要使用磁共振波谱成像技术进行诊断。本次研究中使用的磁共振波谱成像仪器的型号为磁共振GE MR750 3.0T。在实际的对患者实施磁共振波谱成像的诊断过程中, 需要严格的按照相关要对患者实施诊断。
1.3 统计学方法:
将数据纳入到SPSS17.0软件中分析, 计量资料比较采用t检验, 并以 (±s) 表示, 率计数资料采用χ2检验, 并以率 (%) 表示, (P<0.05) 为差异显著, 有统计学意义。
2 结果
通过本次研究我们发现, 通过使用磁共振波谱成像的方法其诊断效果明显的高于对照组患者。观察组中脑梗死患者的检出率96%明显高于对照组患者的脑梗死患者检出率72%, 观察组中脑出血患者的检出率88%明显高于对照组中脑出血患者的检出率72%, 观察组患者中帕金森病患者的检出率94%明显高于对照组患者的检出率76%。观察组中短暂性脑缺血患者的检出率86%明显高于对照组患者的检出率66%。观察组患者中阿尔茨海默病患者的检出率92%明显高于对照组患者的检出率78%。在此过程中所有差异均为显著性差异, 在临床上有统计学意义。
3 讨论
中枢神经系统疾病是一种在临床上较为常见的疾病, 主要包括了帕金森病 (parkinson's disease, PD) 、阿尔茨海默病 (alzheimer's disease, AD) 、亨廷顿病 (huntington disease, HD) 、肌萎缩侧索硬化症 (amyotrophic lateral sclerosis, ALS) 等相关疾病。在发病原因方面, 中枢神经系统疾病的发病原因较多, 同时也并不清晰。但能够明确的是, 兴奋毒性 (excitotoxicity) 、细胞凋亡 (apoptosis) 和氧化应激 (oxidative stress) 等相关的假说已经得到了广泛的重视, 同时在目前也有较多的研究显示, 这些原因在临床上均和中枢神经系统疾病有着较为广泛的关系[3]。由于中枢神经系统疾病的特点, 在临床上对患者的正常工作生活以及患者的身体健康均会造成极为严重的危害, 因此一种及时有效的治疗方法对于患者而言极为重要[4]。
磁共振波谱成像技术是目前在临床上较为常见的一种影像学诊断手段。通过磁共振波谱成像技术的方式对患者进行诊断, 能够对患者的活性细胞的实际信产代谢的活动情况进行有效记录, 同时在此过程中, 检查的过程中也是一种无创过程, 通过这种方式在一方面能够保证到患者检查完成后的频谱准确性, 在另一方面也能够更好的保证患者的身体健康。因此在目前实际的对于中枢神经系统疾病患者实施诊断的过程中, 通过使用磁共振波谱成像技术能够对患者起到较好的诊断效果[5]。
尤其是在实际的对于中枢神经系统疾病患者在临床实施影像学诊断的过程中, 常规的影像学手段例如常规B超或是CT, 在实际的诊断过程中会出现较为严重的图片模糊情况, 因此在临床上往往无法较为完善的对患者实施诊断[6]。在另一方面, 虽然能够通过使用病理诊断对患者进行有效诊断, 但病理诊断的方式在临床对患者实施诊断的过程中会对患者造成一定的伤害, 因此也无法在目前得到较好的应用[7]。但在此过程中, 若对于患者实施磁共振波谱成像技术的诊断, 在临床上能够明显的提升画面成像的分辨率[8]。同时对于一些脑血管疾病患者以及中枢神经系统病变的患者而言, 对其病情也能够及时有效的实施诊断, 这对于患者而言在临床上有着极为重要的意义[9]。同时对于及时有效的制定出治疗方案并提升诊断效率均有着极为重要的意义, 在临床上可以进行推广使用[10]。
而在本次研究中, 通过对观察组患者实施磁共振波谱成像技术的诊断, 其诊断效果明显的优于常规的B超诊断的患者, 这也能够说明目前在临床对中枢神经系统疾病患者在进行诊断的过程中, 磁共振波谱成像技术是一种有效的诊断方法, 在临床上值得推广应用。参考文献
参考文献
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磁共振波谱成像技术 篇2
关键词 磁共振成像 弥散加权成像 急性脑梗死
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.09.265
脑梗死虽然不及脑出血凶险，但是患者大多年老体弱，诸多慢性病缠身，在治疗上有许多谨慎用药的情况，加之梗死区可以在短时间内扩大，还会发生许多合并症，故如何进行早期诊断、早期治疗一直是临床关注的热点。然而由于超早期脑梗死患者临床表现及形态学表现常不典型，常规MRI、CT对超早期脑梗死病变常无阳性发现，而PET能够早期发现且定量进行脑血流分析，但设备复杂、昂贵、耗时较长不适合在急症患者中常规使用。随着磁共振弥散加权成像(DWI)在急性脑梗死中的广泛应用，DWI技术日益受到临床的关注，使得在脑梗死超急性期显示梗塞灶的部位与范围已成为可能。本文旨在对DWI技术的急性脑梗死中临床应用价值作初步探讨。资料与方法
一般资料：2011年2月～2011年8月收藏治确诊为急性脑梗死患者60例。其中男43例，女17例，年龄50～78岁，平均62岁。根据症状出现到MRI检查时间分为超急性期(＜6小时)12例，急性期(6小时～3天)25例，亚急性期(3～7天)15例，慢性期(＞7天)8例。患者主要临床表现为发病突然、剧烈头痛，眩晕，耳鸣，吞咽困难，恶心，呕吐，半身不遂，意识丧失、失语、视觉障碍等。
方法：所有患者就诊时均首先行颅脑CT平扫，除外脑出血后，进行MRI平扫和弥散加权成像(DWI)扫描，所用设备为德国西门子公司MAGNETOM Avanto 1.5T高场强磁共振成像仪。所有患者均常规做T2WI、T1WI、T2FLAIR，DWI采用单次激发EPI脉冲序列轴位扫描，TR/TE=4800ms/90ms，矩阵为128×128，FOV为230cm×230cm，层厚为5.0cm，间隔为1.0cm，弥散敏感系数为0、500、1000s/mm2。
结果
急性脑梗死的T2WI，FLAIR、DWI及ADC图的表现：超急性期(＜6小时)12例，所有病例DWI信号明显增高，ADC图上明显低信号，在常规T2WI及FLAIR上信号强度无明显改变。急性期(6小时～3天)25例，T2WI和FLAIR上均表现为高或稍高信号，且FLAIR序列上病灶比在T2WI上显示较为清楚。但这两种序列上病灶信号强度均不及DWI序列上的信号强度高，有5例DWI显示的病灶范围更大。ADC图上均为低信号。亚急性期(3～7天)15例，DWI序列上病灶信号较高，但随着发病时间的加长较前两期有所下降。而在T2WI及FLAIR序列上病灶信号明显增高。慢性期(＞7天)8例，T2WI上均明显为高信号，FLAIR上大部分为高信号，但部分病灶中间变为等或者低信号。DWI序列上病灶呈混杂信号、等信号或低信号，ADC图呈等或者高信号。
DWI参数选择对图像的影响：对60例患者分析采用b=0，b=500，b=1000s/mm2作DWI成像，研究发现b值越高，产生的弥散梯度场强越强，水分子弥散越好，病灶显示越清晰。同时，还发现由于水分子各向异性，弥散全方向比单方向显示病灶更清晰，尤其是位于脑白质处的病灶。
讨论
弥散是物质的转运方式之一，是分子等微观颗粒由高浓度向低浓度区随机的微观移动，即布朗运动。DWI是利用水分子的弥散运动特性进行成像的。其成像原理是常规SE序列叠加EPI序列而构成的特殊成像技术。目前常规采用的成像技术是在SE序列中180°脉冲两侧对称地各施加一个长度、幅度和位置均相同的对弥散敏感的梯度脉冲，当质子沿梯度场进行弥散运动时，其自旋频率将发生改变，结果在回波时间内相位分散不能完全重聚，进而导致信号下降。用相同的成像参数两次成像，分别使用和不用对弥散敏感的梯度脉冲，两次相减就剩下做弥散运动的质子在梯度脉冲方向上引起的信号下降的成分，即由于组织间的弥散系数不同而形成的图像，称为DWI。DWI中的信号下降取决于弥散系数(ADC)及梯度强度。ADC=-ln(Sn/So)/(bn-bo)，因此，DWI的程度受b值大小强度的影响。b值越高产生的弥散梯度场越强，造成信号下降越大，对病灶显示更清晰。本组病例分别选用b=0，500，1000s/mm2成像，结果b=1000s/mm2比b=500s/mm2时显示的病灶范围大，显示更加清晰，尤其是对皮层区的较小梗死灶。另一方面，DWI的程度还受弥散的各向异性影响。水分子弥散在脑内受空间方向性介质如脑白质纤维限制，在不同弥散方向上具有不同的弥散程度。如白质纤维束垂直于梯度方向，则水分子弥散受限，DWI呈高信号，而弥散全方向成像是3个单方向的相加像，因此可以更好的显示各向性的弥散程度，显示病灶更加清晰。故高场MRI机均采用三个不同的弥散梯度来消除各向异性效应。本组对60例病例分别采用相位编码、频率编码、层面选择3个方向成像，结果全方向比单方向的DWI图像效果好，尤其是位于脑白质处的病灶。
DWI是目前惟一能在活体内检测水分子弥散特性的方法，可以显示常规T2WI不能显示的早期梗死。超急性期时，脑组织缺血缺氧，导致细胞膜离子泵转运防碍，细胞外水分子减少，而细胞内水分子增加，导致细胞毒性水肿。但组织总含水量无明显变化，因细胞外水分子弥散速度下降，因此DWI上表现为高信号。但随着病情发展，梗死进入急性期，缺血区血脑屏障破坏，出现血管源性水肿，缺血组织总含水量增加，由于细胞毒性水肿和血管源性水肿同时存在，DWI、T2WI及FLAIR均可显示梗死病灶，且信号强度不断增加。之后血管源性水肿逐渐占据主导地位，因而限制性弥散减少，而自由弥散增多，导致T2WI及FLAIR序列上信号逐渐升高，而DWI上病灶信号逐渐降低，ADC值的变化则为先降低后逐渐回升，在亚急性期，ADC值多数降低。随着时间的延长，病变区可出现细胞溶解，最后出现软化灶。本组中，超急性期所有病例在常规T2WI及FLAIR上信号强度无明显改变，但在DWI上出现异常高信号，ADC图上明显低信号。有5例发病6～12小时患者DWI上均出现明显高信号，ADC图上为低信号，结合DWI，在T2WI和FLAIR上隐约见稍高信号。而对于亚急性后期及慢性期脑梗死，DWI的诊断意义不如T2WI及FLAIR。
磁共振弥散加权成像(DWI)对急性脑梗死早期诊断及治疗具有较高的价值，在一定程度上可判断并积极抢救缺血半暗带，使该区域脑组织及时恢复功能，并能为治疗效果及预后评价提供重要的信息，而传统的CT、MRI一般不能在超早期确定病灶的部位与范围，使临床诊断困难。DWI及FLAIR技术的运用与结合能非常准确可靠地诊断早期脑梗死，从而指导临床溶栓灌注治疗，及时挽救患者的生命。
参考文献
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磁共振波谱成像技术 篇3
1 材料与方法
1.1 实验动物及脑外伤模型的建立
中国大白兔15只, 雌雄不限, 体重2.0~3.0 kg, 随机分为对照组5只和实验组10只, 由南通大学医学院动物中心提供。
实验兔以3%戊巴比妥钠3 mg/kg经腹腔注射麻醉。将实验兔俯卧固定于实验台上, 剪去顶部兔毛, 碘伏消毒, 沿中线切开头皮3.5 cm, 暴露颅骨, 取眶后缘连线与中线交点偏左1.2 cm处, 用颅骨钻磨去部分颅骨后用弯钳扩开一直径约0.8 cm的骨窗, 保持硬脑膜完整。参照Feeney等[4]的脑自由落体撞击致脑挫伤的方法, 撞击锤直径0.5 cm, 重50 g, 沿不锈钢管下落50 cm, 垂直打击于脑表面, 造成左侧顶叶脑组织挫伤。然后用骨水泥封闭骨窗, 缝合头皮, 手术结束。对照组除脑组织不撞伤外, 其余步骤与实验组一致。分别于伤后1 h、6 h、24 h、48 h、168 h、336 h进行1H-MRS检测。分别于伤后6 h、24 h、168 h各取1只兔处死后进行病理学观察。
1.2 自制帽型线圈[5]
取空心圆柱体120°的圆弧, 直径75 mm, 长80 mm, 高90 mm, 线圈品质因素 (Q) 98, 频率127.74 MHz, 阻抗50Ω。自制帽型线圈见图1。
1.3 MRI检查
采用GE 3.0T (Signa Excite II HD, GE Medical System) 超导MRI仪。将兔四肢固定于自制动物架上, 头部置于线圈中心, 并固定于动物架头槽内, 线圈紧贴于兔头部, 线圈基底固定于动物架上, 以视交叉为中心行冠状位扫描。先进行3-pl Loc扫描确定位置和范围, 然后分别进行常规冠状位T1WI、T2WI、DWI扫描及T2WI矢状位、轴位扫描。
1.4 1H-MRS检查
对兔脑外伤模型和对照组兔脑在不同时间点进行MRS扫描, 扫描参数:TR=1000ms, TE=135 ms, 矩阵18×18, 视野12 cm, 激励次数1, 层厚8.2 mm, 层间距10 mm, 成像时间5'28''。将扫描所得图像于AW 4.2工作站进行后处理, 观察外伤区代谢物NAA、Cho、Cr的浓度, 并测量外伤区的NAA/Cr、Cho/Cr比值。
1.5 病理学检查
分别于伤后6 h、24 h、168 h各取1只兔, 经腹腔注射3%戊巴比妥钠3 mg/kg, 开胸, 经心尖将穿刺针插入主动脉根部, 先灌注生理盐水1000 ml冲洗循环系统血液, 再缓慢灌注10%甲醛溶液1000 ml固定组织, 完整取出全脑, 肉眼观察脑部变化, 然后置于10%甲醛溶液内固定48 h, 修块, 脱水, 做冰冻切片, 行HE染色并观察。
1.6 统计学方法
采用SPSS 10.0软件, 损伤区域的代谢物比率与对照组比较、不同时间点之间的代谢物比率比较采用t检验, P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 脑损伤后动物反应
打击瞬间, 动物肢体痉挛抽搐, 呼吸浅快;动物苏醒后行动迟缓, 右侧肢体行动障碍;24 h后, 动物生理反应完全恢复正常, 但其右侧肢体存在不同程度的行动障碍, 其中5例表现为烦躁不安, 有攻击倾向。
2.2 常规MRI表现及MRS表现
外伤早期常规MRI未见明显异常表现 (图2A、B) 。外伤2 h后损伤侧顶叶可见明显异常信号, 在T1WI上呈低信号或等信号, 在T2WI上显示为高信号 (图2C、D) 。对照组手术同侧NAA/Cr为2.11±0.18, Cho/Cr为1.38±0.27, 各时间点比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。分别于外伤后6个时间点行MRS跟踪检查, 结果见表1, 典型波谱见图3。
注:例数为MRS采集数目;*与对照组比较, P<0.05;#、◆与伤后1 h比较, P<0.05;NAA:N-乙酰天门冬氨酸;Cr:肌酸;Cho:胆碱
实验组NAA/Cr伤后1 h即出现下降, 此后随着时间的延长NAA/Cr逐渐降低, 伤后24 h达最低值, 较对照组下降40%。48 h后NAA/Cr逐渐上升, 伤后168 h较对照组下降17%, 与伤后336 h比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 与对照组间差异有统计学意义 (P<0.05) , 见图4。实验组损伤侧顶叶Cho/Cr伤后1 h较对照组下降16%。伤后6 h达最大降幅, 与对照组比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 其后出现不同程度的恢复, 伤后168 h Cho/Cr超过对照组约20%。伤后336 h与伤后168 h时无明显差异, 与对照组间差异有统计学意义 (P<0.05) , 见图5。在损伤的对侧及胼胝体区亦检测到异常谱线, NAA/Cr、Cho/Cr变化幅度比损伤侧小, 但变化规律与损伤侧相仿, 168 h后基本恢复正常。
2.3 外伤后病理学变化
于伤后6 h、24 h、168 h处死动物后, 取出脑组织, 大体可见到打击处硬膜下血肿, 剔除血肿后可见脑组织肿胀。HE染色显示对照组脑组织无明显异常变化;伤后6 h损伤区光镜下可见神经元出现不同程度的肿胀, 并见大片出血灶。伤后24 h损伤区可见胶质细胞周围大量炎症细胞浸润, 变性神经元周围出现空泡。伤后168 h损伤区可见大量变性坏死的胶质细胞, 而炎症细胞浸润明显减少, 见图6。常规MRI图像显示, 伤后6 h外伤区域可见明显异常信号, 呈长T1长T2信号, 伤后24 h异常信号面积增大, MRS显示NAA峰下降达最大幅度, 伤后168 h外伤区域异常信号面积有所减小, 同时所检测NAA峰有所回升。常规MRI表现及MRS检查结果与病理结果一致。
3 讨论
3.1 动物模型的选择
在脑损伤实验研究中, 选择合适的实验动物并制作可靠的动物模型是实验成功的前提条件, 目前创伤性脑损伤动物模型主要包括自由落体撞击伤模型、液压冲击伤模型、加速损伤模型等[6]。自由落体撞击伤模型中以Marmarou模型装置[7]和Feeney模型装置应用较为广泛。高燕等[8]通过改进Feeney自由落体模型装置建立了脑损伤分级定量模型, 本实验模型装置亦采用类似方法。国内外实验性脑外伤文献报道中大多采用大鼠作为实验动物, 考虑到大鼠脑体积较小, 对于实验的耐受性较差, MRS结果容易受到干扰, 本实验研究采用家兔作为实验动物模型, 利于长期观察, 并有效提高MRS结果的准确性和稳定性。
3.2兔脑表面线圈的研制
既往研究常用人体线圈进行兔和大鼠的脑MRI研究[9]。用8通道膝关节线圈和头部线圈可以得到常规T1WI、T2WI图像, 而无法得到稳定的MRS谱线。本研究中, 针对兔脑的形状大小定制合适的帽型表面线圈, 不但改进了T1WI、T2WI图像的质量, 而且大大提高了MRS的灵敏度和信噪比。
3.3 MRS在TBI诊断中的意义
1H-MRS可以检测到脑组织内特定代谢物浓度的细微变化, 能够反映TBI在常规影像学检查中无法显示的病理改变[1]。1H-MRS检测的脑代谢产物主要包括NAA、Cho、肌醇、Cr、乳酸、移动脂肪、丙胺酸、谷氨酸类化合物等。在对TBI的检测中, 常检测的化合物有NAA、Cho、Cr、乳酸。
NAA是正常脑组织1H-MRS上最高的代谢峰, 其波峰的位置在2.02 ppm, 是正常神经元的标志物, 也是神经轴突的标志物, 主要由线粒体产生, 在大脑皮层NAA主要位于神经元胞体内, 在脑白质主要存在于轴突内, 其含量的多少可以反映神经元的功能状态, 凡是对脑组织有损伤的疾病均可以导致NAA峰降低[2]。Cr在MRS上是一种能量标志物, 波谱位于3.0 ppm附近, 是由肌酸和磷酸肌酸组成, 缺氧、卒中、肿瘤均可导致Cr峰减低。而在创伤的高渗状态下, 脑白质区可以见到代谢异常, 即以Cr峰增高为特征[10]。Cr是正常脑MRS第三高峰波, 且非常稳定, 常作为内部参照。然而也有研究认为在评估神经化学改变时计算代谢物的绝对浓度要比计算代谢物与肌酸的相对比值要精确, 但在广泛的神经轴索损伤时, 由于局部细胞内的水分增加, 代谢物的绝对浓度就不能准确地反映组织损伤的程度。而且代谢物的绝对浓度会因个体的功能状态不同而出现很大的波动, 这对数据的统计分析产生干扰, 常影响结果的准确性, 因此本次实验也采用代谢物与肌酸的相对比值进行评估。
本实验发现在损伤后1 h即可检测到NAA峰下降, 此时在常规T1WI、T2WI图像中尚未见到明显异常信号, 由此可见对于脑外伤患者进行MRS扫描可以发现更早期的脑损伤病灶。NAA/Cr下降多认为是神经元的不可逆损伤, 亦可能与神经元功能下降以及细胞内外水肿有关。Smith等[11]对活体猪脑外伤模型的MRS研究发现NAA/Cr较正常对侧下降20%。本研究中损伤24 h后NAA/Cr下降达最大值, 随后比值有所升高, 外伤168 h后比值相对稳定。NAA/Cr的部分恢复提示脑外伤并非完全不可逆的损伤, 反映了损伤神经元代谢性改变具有一定的可复性。
Cho的频谱横坐标位置位于3.20 ppm, 参与细胞膜的构成, 是反映髓鞘形成、细胞代谢和胶质增生的指标。Cho上升代表组织破坏、修补或炎症反应。例如在创伤、肿瘤、糖尿病等疾病中Cho的绝对浓度会上升。George等[12]对轻型颅脑损伤的研究发现, Cho/Cr比值的下降程度与认知功能的减退呈正相关。本研究发现与对照组相比, Cho/Cr伤后1 h出现降低, 考虑可能与外伤导致细胞坏死以及数量减少有关, 在伤后6 h比值达到最低值, 其后比值逐渐升高, 168 h后比值超过对照组约20%。Cho/Cr升高可能与外伤后细胞损伤导致髓鞘降解和神经胶质细胞增生有关, 说明损伤在一定范围内脑组织具有潜在的修复能力。此外, 本次实验采用的是开颅手术, 局部脑组织对手术的反应性炎症反应可能也是引起Cho/Cr升高的因素之一, 至于早期Cho/Cr下降可能提示损伤较重, 导致细胞坏死丢失比局部炎症反应引起的Cho改变更明显。
Lac的频谱横坐标位置在3.05 ppm, Lac是组织缺血缺氧的间接标志, 与能量代谢有关, 反映了细胞的能量状态。本实验中, 在外伤后的MRS谱线中0.80~1.57 ppm均出现了高低不等的乳酸和移动脂肪的重合峰, 但其变化不稳定, 故未进行统计分析。
3.4 MRS在临床TBI中的应用价值、局限性及展望
本研究探讨了TBI不同时间点MRS变化特点, 其中NAA/Cr的变化最为敏感。通过MRS了解TBI的病理生理变化过程对于脑外伤的早期诊断及疗效评估有积极意义。本研究以家兔为研究对象, 虽然兔脑比之前广为研究的大鼠脑体积要大, 提高了MRS的精确性和可靠性, 但与人脑相比还是相差很大, 今后可以考虑用猪或者灵长类动物作为动物模型, 这样更接近于人脑外伤的研究, 可以提高实验结果的可应用性。随着MRI新技术的不断发展完善, MRI必将在TBI的临床诊断和治疗方面发挥更为广泛的作用。
摘要：目的 探讨质子磁共振波谱成像 (1H-MRS) 技术连续检测兔脑外伤模型伤后2周内脑内代谢改变及动态演变的价值。材料与方法 中国大白兔15只, 随机分为对照组 (假手术组) 5只和损伤组10只, 分别于伤后1 h、6 h、24 h、48 h、168 h、336 h进行1H-MRS检测, 观察代谢物N-乙酰天门冬氨酸 (NAA) 、肌酸 (Cr) 、胆碱 (Cho) 及NAA/Cr、Cho/Cr比值的变化情况。分别于伤后6 h、24 h、168 h各取1只兔, 经腹麻后处死, 经左心插管灌注固定, 取脑, 修块, 脱水, 做冰冻切片, 行HE染色并观察。结果 与对照组相比, 伤后1 h外伤区NAA/Cr下降29%, 伤后24 h NAA/Cr下降40%, 达最低值, 随后有所升高, 外伤168 h后相对稳定。伤后1 h外伤区Cho/Cr下降16%, 伤后6 h Cho/Cr下降30%, 达到最大降幅, 其后逐渐升高, 168 h后超过对照组约20%, 此后相对稳定。各观察时间点NAA/Cr、Cho/Cr变化差异均有统计学意义 (P<0.05) 。结论 1H-MRS可以无创性地动态检测脑外伤后脑组织代谢的变化情况, 比常规MRI更早发现颅内异常改变, 其中以NAA/Cr最为敏感。检测外伤区NAA/Cr、Cho/Cr的变化对临床评估治疗效果有指导意义。
关键词：脑损伤,磁共振成像,磁共振波谱学,胆碱,N-乙酰天门冬氨酸,肌酸,疾病模型, 动物,兔
参考文献
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磁共振波谱成像技术 篇4
1 资料与方法
1.1临床资料:收集我院2010年7月至2012年4月有手术后病理结果或穿刺活检病理结果的乳腺肿瘤患者78例共计82个肿瘤为研究组 (65个行手术切除, 17个穿刺活检) , 其中, 乳腺癌54个, 包括浸润性导管癌33个, 浸润性小叶癌10个, 髓样癌4个, 黏液腺癌3个, 中-高分化鳞癌2个, 小细胞癌1个, 导管原位癌伴微小浸润1个;乳腺良性肿瘤28个, 包括纤维腺瘤21个, 纤维腺瘤样增生6个, 导管内乳头状瘤1个。全部患者均为女性。年龄27~82岁, 平均57.2岁。所有患者均于3.0T磁共振动态增强扫描及1H-MRS检查后1周内手术或穿刺活检。
1.2方法:使用Siemens Verio 3.0T超导MRI成像系统, 乳腺专用线圈, 随机SMMWP图像后处理工作站及随机动态增强、乳腺波谱分析软件。采用单体素波谱点分辨波谱分析法空间定位技术。成像参数:TR=1 500 ms, TE=100 ms, 翻转角 (Flip angle, FA) =90°;采集次数为128, 时间为198 s。波谱序列为SVS se breast int, 扫描前常规系统调节包括匀场和水抑制。MRI造影剂为顺磁性造影剂钆喷酸葡胺 (Gd-DTPA) 15 ml, 注射速率为2.5 ml/s, 对比剂注射完毕后以同样速度注射0.9%氯化钠注射液20 ml。首先采用T1WI压脂下乳腺增强扫描, 获得包括横轴位、矢状位和冠状位在内的乳腺MRI图像, 然后在此3种图像上进行兴趣区定位, 三维像素区测量体积 (ROI) 为15 mm×15 mm×15 mm。视野为34cm×34 cm。原始数据输入随机SMMWP工作站进行处理。所有病例均于增强扫描后行1H-MRS检测。摄取方法:患者取俯卧位, 平静呼吸, 双侧乳腺自然悬垂于乳腺线专用圈内。乳腺MRI检查时机选为月经周期6~16 d[3]。资料分析:将MRS原始数据序列传输至SMMWP工作站, 对感兴趣区进行信号强度测量, 绘制时间-信号强度曲线, 以Ⅱ、Ⅲ型时间-信号强度曲线为恶性肿瘤诊断标准。用单体素乳腺专用波谱分析软件自动进行频谱数据分析, 获得1H-MRS曲线, 胆碱 (Cho) 峰位于0.032 3/万处, 以Cho峰信噪比 (SNR) ≥2作为阳性的诊断标准, 反之则为阴性。MRI检查图像由影像科2位经验丰富的诊断医生在不知病史及病理结果的情况下进行非双盲阅片, 判断动态增强曲线的类型及Cho峰的阳性或阴性并作出影像诊断, 诊断结果以2人意见一致为准。
1.3统计学处理:采用SPSS10.0统计软件, 行方差分析、χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
病理结果为乳腺癌的54 个恶性肿瘤中, DCE-MRI检查7 个时间-信号强度曲线呈缓慢上升型 (Ⅰ型) , 16 个呈上升平台型 (Ⅱ型) , 31 个呈快进快出型 (Ⅲ型) (图1, 2) ;以Ⅱ、Ⅲ型时间-信号强度曲线为恶性诊断标准, 其诊断乳腺癌的敏感性为87%, 特异性为71%, 准确性为82%, 阳性预测值为86%, 阴性预测值为74%。1H-MRS检查有49 个 (91%) 于0.032 3/万处可见明显Cho峰, 其SNR≥2 (图3, 4) , 3 个 (6%) Cho峰太低, SNR<2, 视为阴性;2 个 (4%) 于0.032 3/万处未见明显Cho峰 (图5, 6) 。以在0.032 3/万处显示Cho峰且SNR≥2 鉴别良、恶性肿瘤的敏感性为91%, 特异性为86%, 准确性为89%, 阳性预测值为92%, 阴性预测值为83%。将胆碱峰和时间-信号强度曲线作为联合诊断标准, 符合其中1 项或2 项的被认为恶性病变, 其诊断乳腺癌的敏感性为98%, 特异性为82%, 准确性为93%。DCE-MRI联合1H-MRS诊断乳腺癌的敏感性和准确性明显高于单独使用DCE-MRI或1H-MRS, 差异有统计学意义。DCE-MRI检查结果与病理结果见表1, 1H-MRS检查结果与病理结果见表2, DCE-MRI联合1H-MRS影像诊断结果与病理结果见表3。
3讨论
3.1 DCE-MRI在诊断乳腺癌中的价值:时间-信号强度曲线是病灶血流灌注和流出等因素的综合反映, 体现病变强化的全过程, 更准确地反映了病灶的动态强化特征。时间-信号强度曲线可分为3 型:Ⅰ型为持续上升型, 强化呈渐进持续强化;Ⅱ型为上升平台型, 早期明显强化, 中晚期维持在峰值上下约10%;Ⅲ型为快进快出型, 早期迅速强化后又迅速下降。Ⅰ型常提示良性病灶, Ⅲ型高度提示恶性, Ⅱ型则在良恶性中均可见。本组54 个乳腺癌中, 表现为Ⅰ型者7 个, Ⅱ型者16 个, Ⅲ型者31 个, 时间-信号强度曲线以Ⅲ型为主, 与文献[4, 5]报道相符。
3.21H-MRS在诊断乳腺癌中的价值:乳腺1H-MRS主要测量被检组织的Cho含量, 其峰值位于0.032 3/万处。Cho及其代谢物包括磷酸甘油胆碱、磷酸胆碱和磷脂酰胆碱, 其含量高低反映了乳腺上皮细胞的代谢水平。作为活性代谢物的游离Cho, 在正常组织中含量较低, Cho含量升高反映了细胞膜合成增加或细胞增殖加快。恶性肿瘤细胞增殖旺盛, 快速的细胞分裂导致细胞增殖加快和膜转运增加, Cho含量相应升高;同样良性肿瘤若在短期内迅速生长, Cho含量也可升高［5］。Bartella等［6］研究发现, 1H-MRS的敏感性和特异性分别是100%和88%。本组1H-MRS的敏感性和特异性分别是91%和86%, 低于文献[6]报道, 可能与部分病灶体积较小 (<2.0 cm3) , 采样区内有正常乳腺组织的干扰有关。另外有些病灶内含有液化坏死区, 采样区内含有部分坏死液化组织, 也可降低MRS检查的敏感性和特异性。
3.3 MRs联合DCE-MRI在诊断乳腺癌中的价值:1H-MRS胆碱峰的检测受多方面因素的影响, 如果病变体积较小, 采样区内有正常乳腺组织或坏死液化组织的干扰, 则不易检测到Cho化合物, 如果病灶太靠近胸壁或皮下, 同样会影响到Cho化合物的检出。另外, 患者的不自主运动及磁场的不均匀性等也会影响Cho峰的检测。本组资料中Cho峰诊断的敏感性为91%, 特异性为86%, 与DCE-MRI相比, 尽管Cho化合物对乳腺癌的诊断具有特异性, 但部分无症状志愿者、哺乳期女性及良性肿瘤也可出现Cho峰。本组28 个良性肿瘤中, 4 个在0.032 3/万处显示Cho峰且SNR≥2, 表现为阳性, 与文献[7]报道相符。MRS对设备的性能要求较高, 且受病灶体积大小及良恶性肿瘤本身生物学特性影响较大, 其敏感性仍然不够理想。Huang等［8］认为, 单独使用DCE-MRI诊断乳腺癌的敏感性为100%, 特异性为62%, 结合1H-MRS, 其特异性可提高到88%。本组显示, 1H-MRS联合DCE-MRI诊断乳腺癌的敏感性为98%, 特异性为82%, 准确性为93%, 明显高于单独使用1H-MRS或DCE-MRI检查。1H-MRS作为定量检测病变内化学物质的无创检查方法, 有着广泛的临床应用前景。1H-MRS与动态增强曲线相结合, 可以有效提高乳腺癌术前定性诊断的准确率。
摘要：目的 探讨3.0T磁共振动态增强扫描 (DCE-MRI) 与氢质子波谱 (1H-MRS) 成像在乳腺癌定性诊断中的临床应用价值。方法 收集我院经手术后病理或穿刺活检病理证实的乳腺肿瘤患者78例, 共计82个肿瘤作为研究组, 其中乳腺癌54个, 良性肿瘤28个。全部病例均于术前行磁共振动态增强后1H-MRS检查, 回顾性分析本组病例的DCE-MRI及1H-MRS表现, 并将MRI诊断结果与病理结果进行对比分析。统计学处理采用χ2检验等。结果 DCE-MRI检查单独诊断乳腺癌的敏感性为87%, 特异性为71%, 准确性为82%, 阳性预测值为86%, 阴性预测值为74%。1H-MRS检查单独诊断乳腺癌的敏感性为91%, 特异性为86%, 准确性为89%, 阳性预测值为92%, 阴性预测值为83%。DCE-MRI联合1H-MRS诊断乳腺癌的敏感性为98%, 特异性为82%, 准确性为93%。结论 磁共振波谱与动态增强扫描单独诊断乳腺癌的敏感性及准确率较低, 二者联合应用可明显提高其敏感性和诊断准确率, 对乳腺癌的术前定性诊断有重要应用价值。
关键词：磁共振成像,磁共振波谱学,乳腺肿瘤
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磁共振波谱成像技术 篇5
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2010年1月至2015年11月入住我院的经过临床诊断确诊为PCNSL的患者24例, 其中男13例, 女11例, 年龄23~72岁, 平均 (49.23+10.11) 岁, 病程1~6个月。所有患者均在对本研究知情的情况下签署知情确认书后方进行本研究。
1.2 诊断方法
患者在入院后3 d内进行磁共振检测, 磁共振设备选择为德国西门子的1.5 T磁共振扫描仪。采用头颅正交线圈。患者检测时取仰卧位, 首先进行颅脑常规扫描, 包括T1加权像 (T1weighted imaging, T1WI) 和T2加权像 (T2weighted imaging, T2WI) 以及增强扫描, 扫描层厚6 mm, 层间距1 mm, FOV为24 cm×24 cm。对比剂使用北陆公司的磁显葡胺 (钆喷替酸葡甲胺, Gd-DTPA) , 使用剂量0.15 mmol/kg。常规扫描完后再进行DWI扫描以及MRS扫描。DWI采用自旋回波平面成像技术 (SE/EPI) , 三个平面的弥散梯度, b值取0和1000 s/mm2, TR/TE=5000/65 ms, 层厚/间隔为6.0 mm/1.0 mm, 成像时间18 s。DWI以及ADC图均在静脉注射造影剂前进行成像, 原始图像传输至后处理工作站ADW4.3, 利用Functool 2软件获得ADC图, 并对肿瘤区、瘤周水肿区以及对侧对照区正常脑实质进行ADC值测量、分析。H-MRS采用二维化学位移 (CSI) 单体素点分辨波谱 (PRESS) 序列 (TR/TE=2000/144 ms) , 水抑制, 体素大小:1.5 cm×1.5 cm, 体素选择肿瘤强化区, 体素选择尽量避开脑室、脑池、囊变及坏死区以及邻近较粗大的血管等。MRS多体素成像采用2D化学位移成像 (TR/TE 1000/35 ms) , 采集前均进行自动匀场, 减少磁场的不稳定性, 波谱定位的区域亦包括淋巴瘤的实质区域、周围水肿区域及对侧正常脑实质等。
1.3 影像分析
分析MRS图像单体素和多体素的峰面积以及胆碱 (Cho) /肌酸 (Cr) 、氮-乙酰天门冬氨酸 (NAA) /Cho和NAA/Cr, 同时对T1WI以及DWI等信号特点进行分析, 计算不同区域的ADC值。
1.4 统计学处理
采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析, 一致性分析以Kappa检验进行, 组间比较采用t检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 MRS诊断病灶特点分析
由图1~7可以看出, 在MRS检测的32个病灶显示, NAA峰降低, Cho峰升高, Cr峰降低, 并且有29个病灶出现脂质峰和乳酸峰, 存在比例达到90.63%。此外, 在病变组织中均匀强化、不均匀强化以及不强化检测中Cho/Cr代谢比率逐渐降低, 但均高于正常组织;NAA/Cho代谢比率逐渐升高, 但均低于正常组织;NAA/Cr在均匀强化中比率最高, 但低于正常组织, 高于不均匀强化检测和不强化检测, 不强化检测的比率最小, 见表1。
2.2 DWI诊断特点分析
实质区域和坏死区域ADC值分别为, (1.22±0.05) mm2/s, 高于均匀性实质病变的 (0.60±0.08) mm2/s, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。由于肿瘤实质区域病变在DWI图像上弥散受到限制, 所以其ADC值会降低。与组织病理检测结果比较, DWI与组织病理检测的一致性高达95.8% (23例) 。
3 讨论
MRI检查由于具有可进行矢冠轴多方位扫描, 分辨力高于CT的优点, 在了解颅内恶性淋巴瘤的形态, 与邻近组织关系方面有一定长处[6]。PCNSL病灶通过MRI检查, 一般在T1加权像上呈等信号或稍低信号, 信号较均匀, 在注射GD-DT-PA后, 病灶均匀强化, 部分患者相邻幕上脑室室管膜强化, 提示肿瘤已沿室管膜浸润扩展。
吴珂研究原发性PCNSL MRI与DWI及1H-MRS表现时发现, 肿瘤实质区DWI信号呈现出均匀的高信号, 而1H-MRS扫描Cho和LIP峰升高, NAA和Cr峰降低[7]。Paloma等研究也表明, 1H-MRS可以用于PCNSL的诊断, 并具有很好的效果[8]。病理学检查是指用以检查机体器官、组织或细胞中的病理改变的病理形态学方法, 临床上通过病理学诊断的结果作为疾病确切诊断结果。DWI和MRS诊断结果与病理学诊断的结果相比较, 两者的一致性越高说明诊断的正确性越高。许士明等对照分析原发性PCNSL的DWI、1H-MRS表现与病理诊断结果发现, DWI与1H-MRS对原发性中枢神经系统淋巴瘤具有重要的诊断价值, 与病理诊断结果一致性较高[9]。曹波, Brastianos等研究MRI与病理检测一致性时同样得出这样的结论[10,11]。
本研究发现, DWI和MRS对PCNSL进行诊断时具有自身的特点, DWI因肿瘤实质区弥散导致ADC降低, 并且与病理学诊断存在95.8%的一致性, 而MRS则体现在诊断图谱显示NAA峰降低, Cho峰升高, Cr峰降低, 大部分存在脂质峰和乳酸峰, 这些诊断特征表明DWI和MRS在PCNSL的临床诊断中具有重要的价值。
摘要：目的 研究磁共振波谱 (MRS) 和扩散加权成像 (DWI) 在中枢神经系统淋巴瘤 (PCNSL) 临床诊断中的应用价值。方法 选取2010年1月至2015年11月经过临床诊断确诊为PCNSL的患者24例, 回顾性分析MRS和DWI的诊断资料, 分析两者在PCNSL中的诊断价值。结果 24例PCNSL患者共检测出32个病灶;MRS检测氮-乙酰天门冬氨酸 (NAA) 峰降低, 胆碱 (Cho) 峰升高, 肌酸 (Cr) 峰降低, 脂质峰和乳酸峰的存在达到90.6% (29/32) 。DWI诊断高倍信号约占87.5% (21/24) , 12.5%的混杂信号, 瘤体实质区域ADC的值为 (0.60±0.08) mm2/s, 与病理学检测的一致性高达95.8%。结论 DWI和MRS在对PCNSL进行诊断时, 都具有自己独特的特点, MRS诊断图谱显示NAA峰降低, Cho峰升高, Cr峰降低, 大部分存在脂质峰和乳酸峰, DWI因弥散受限, 造成ADC降低的特点, 这些诊断结果的特征有利于磁共振对于PCNSL的诊断。
关键词：淋巴瘤,磁共振波谱,扩散加权成像,中枢神经系统
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磁共振波谱成像技术 篇6
1 材料和方法
我院2010—07～2011—04对38例临床怀疑颈部血管疾病的病人进行TRICKS检查。男15例, 女23例, 年龄20～75岁。所有病例均使用GE Signa HDxt 3.0T磁共振成像系统, 采用GE公司8通道NV Array头颈联合相控阵线圈, 病人取仰卧位头先进, 扫描范围下缘应包括主动脉弓, 上缘包括Willis环, 先行冠状位 (Coronal) TRICKS蒙片扫描, 然后经肘静脉预埋的18～28G静脉留置针, 用Meorao双针筒磁共振专用高压注射器, 以2～3mL/s团注对比剂轧双胺 (Gododiamide) 注射液, 总的剂量为0.1～0.2mmol/kg, 后再用20mL生理盐水冲刷 (Saline flush) , 在注射对比剂的同时进行Cor TRICKS不间断动态扫描, 得到原始图像。所谓生理盐水刷是指在按一定流率对比剂注射对比剂结束后, 立即按相同流率注射一定量的生理盐水, 其作用主要是为了保证对比剂按照原先的流率继续被推进, 从而延长时间-密度曲线中峰值的持续时间, 保证增强效果。扫描参数为:重复时间 (TR) 、回波时间 (TE) 为最小值, 视野 (FOV) 32, 层厚 (Slice Thickness) 1.8mm, 扫描层数 (Scan Locs) 40, 反转角 (Flip Angle, FA) 25°, 频率编码方向S/I, 带宽 (Bandwidth) 62.50, 激励次数 (NEX) 0.75, 矩阵320×200, 蒙片扫描时间14s, 动态扫描时间52s。
颈部血管病变种类甚多, 可以根据具体需要在增强前加扫平扫T1WI、T2WI或脂肪抑制T2WI, 用以帮助显示动脉粥样斑块、血栓、周围的肿块等。将TRICKS扫描的原始数据传输到AW4.4后处理工作站, 应用Functool 后处理软件进行三位最大密度投影 (MIP) 、多平面重建 (MPR) 、表面遮盖显示 (SSD) 及容积再现 (VR) , 这样可以将不同时相的图像从任意方向和角度来观察、分析病变。其中MIP、MPR和VR更为常用。也可选用电影 (Cine) 方式播放得到颈部血管动静脉血管循环的全过程, 可得到与DSA相媲美的图像。最后得到的图像有两名经验丰富的诊断医生对图像进行评价和分析。
2 结果
经过TRICKS扫描的38例病人的颈部血管MRA成像均获得成功, 所有图像均能很好的显示颈总动脉、颈外动静脉和颈内动静脉的动脉流入期、动脉期和静脉期, 能够很好的动态显示颈部动静脉的结构和动静脉的充盈情况。特别是在显示动脉相时, 没有静脉污染, 这样对颈部血管的分析有重要的意义。通过分析其中发现单侧经总动脉狭窄患者8例, 双侧颈总动脉狭窄患者6例, 单侧颈内动脉狭窄患者7例, 双侧颈内动脉狭窄患者5例, 颈总动脉狭窄合并颈内动脉狭窄患者3例, 颈总动脉闭塞2例, 颈内动脉闭塞患者2例, 颈外动脉闭塞患者1例, 动静脉漏患者1例, 颈动脉瘤2例, 正常颈部血管患者1例。
3 讨论
TRICKS技术是CE-MRA技术之一, 是4D CE-MRA技术, 可以在较短的时间内完成较大范围的血管成像。它是采用最短的TR、最短的TE, 运用矩形FOV, 使用部分K空间椭圆中心填充技术、并行采集 (ASSET) 技术, 对扫描部位的血管进行连续扫描, 获得动态多时相动静脉的4D CE-MRA图像。 TRICKS技术与CE-MRA比较具有操作简单方便, 无需判断对比剂峰值时间, 可自动减影, DSA式动态多时相观察扫描区血管的血流变化情况, 有非常高的检查成功率。并可获得更高的时间分辨率和更高的空间分辨率的4D CE-MRA血管图像。TRICKS一次检查可获得从主动脉弓到Willis环的全部颈动静脉血管影像, 可避免动静脉血管的相互重叠干扰, 可清晰的显示侧支循环和血液反流、显示血管狭窄程度, 浅斑块等, 并可多次进行多部位血管成像。在AW4.4后处理工作站采用MIP、MPR, VR、Cine等多种后处理方法, 剔除重叠血管影, 重点得到病变血管, 以便于诊断。 TRICKS技术不但能够清晰的显示正常血管系统的解剖结构, 而且对于各种原因导致的血管异常同样清晰显示, 可以很好的提高血管性疾病诊断的准确性。TRICKS技术可以单独扫描或与常规平扫和增强扫描同时使用。 综上所述, TRICKS技术具有无创、对比剂更为安全、对比剂用量少、价格更便宜等优点。TRICKS技术是诊断颈部血管动静脉病变有效可靠的方法。TRICKS技术的发展和应用为临床诊断血管性疾病, 特别是动态观察血管病变提供了新的检查方法, 比CT血管造影更为准确, 能基本代替常规DSA检查。TRICKS技术是一种具有高检出率、高成功率、可靠、便捷的, 具有强大临床应用潜力的新技术。
关键词：磁共振成像,时间分辨对比剂动态成像,血管造影术,颈部血管
参考文献
[1]杨正汉, 冯逢, 王霄英.磁共振成像技术指南-检查规范、临床策略及新技术应用[M].北京:人民军医出版社, 2007, 227-248
磁共振波谱成像技术 篇7
随着磁共振成像技术的飞速发展,MR成像在临床各领域的应用已经越来越广泛,且临床各学科对MR成像的依赖越来越高。随着高场磁共振成像系统(3T)进入临床应用,磁共振成像具有了更高的信噪比、更快的成像速度和更好的分辨率,开辟了MR成像的新时代。但高场磁共振成像系统也带来了其固有的技术难题,主要技术问题是由于人体和射频场之间的相互作用,使B1场的分布呈现出不均匀的特点,具体表现在成像中产生抗电伪影和局部SAR升高,限制成像速度。
为了解决射频场不均匀的问题,研发人员研制了专门和高磁场强度匹配的射频系统,不同公司赋予了不同的名称,如RF-SMART、Ture form或OPTIX等,这些技术使体部图像大大改善,得到基本满意的诊断图像。目前射频场多源发射技术的提出为解决高场磁共振成像问题提供了新的方法,得到了十分满意的效果。本文就该新技术的原理、优势及临床价值进行讨论。
2 多源发射技术的原理
磁共振成像系统中的射频系统是磁共振信号的激励和采集系统,对磁共振技术的发展至关重要,是图像质量提高的关键。磁共振成像的拉莫尔频率是成像的重要参数,它是射频系统发射激励所用电磁波和接收到的磁共振信号的主频率。随着磁共振场强的增加,该主频率也随之增大,主磁场强度是1.5 T时,该频率值为63.6 MHz,波长为52 cm,3.0 T时其值为127.6 MHz,波长为26 cm。人体头颅尺寸在22~24 cm,3.0T的产生的电磁波正好完全穿过,对成像无影响,但对于人体体部尺寸为40~50 cm,3.0T的电磁波无法穿过,会在体内产生驻波,反映在MR成像上就是所谓的抗电伪影,并引起局部SAR值分布不均匀。
目前大多数射频系统采用的射频发射线圈是单通道容积线圈产生射频脉冲激励,射频B1场由1个集成的体线圈以固定正交方式驱动,单一射频源经90°相移电路分为相差为90°的2路电流,驱动集成体线圈单元,产生1个圆形(正交)极化射频场。这2路电流的能量及波形完全相同,它有2个独立的自由度。但是处于磁共振成像系统中的患者体型大小和位置可影响体内B1场均匀性,因此对于每个患者都需要调整射频的驱动特性,如频率、能量、波形、相位等。
多源发射技术是使用基于个体差异的射频管理并行独立射频源,获得驱使每个射频源所需要的参数并将其应用于并行激励,得到体内均匀一致的B1场。其工作模式是射频源(以两个为例)分别连接2路射频功率放大器,再分别和射频发射线圈的两组相连接,最后发射射频脉冲激励人体。这2个单独的射频发射源对单个人体内B1场的分布进行特殊控制,可以根据每个患者不同B1场分布提供不同的射频功率、幅度及波形等参数。另外其相位差可任意调节,完全解决患者体型的个体差异造成B1场分布不均匀的问题,彻底解决了由于抗电效应带来的信号不均匀的难题,并使体内各部位SAR的分布均匀,不产生局部“热点”的情况[1]。
3 多源发射技术的优势
多源发射技术的优势是对患者体内B1场均匀性的提高,体内所有质子接收到几乎相同的射频翻转角,并消除抗电伪影。在多数MR成像中图像对比度依赖于翻转角,单一的翻转角对提高MR成像的可信度非常必要,因此多源发射提高图像对比均匀性[2]。
根据互易原理,发射非均匀的B1场会接收敏感度不均匀的信号,传统高场磁共振系统大都通过图像后处理的方法克服这一问题,如采用强度校正函数的标准化滤波器,但这种方法以丢失信噪比和对比度为代价的,多源发射技术克服了以上缺点,提高图像的均匀性,并提供更彻底的脂肪抑制。
多源发射技术提供额外的自由度用于降低SAR,优化射频管理,提高射频场在任何解剖部位分布均匀,降低全身和/或局部SAR,从而在所有的临床应用中提高扫描速度[3]。
4 多源发射技术的临床应用价值
磁共振多源发射技术改善了射频场的均匀性。它根据不同患者的体形调整多个独立的射频发射信号,产生更均匀的射频场,确保了不同患者间MR图像的一致性,提高临床诊断的正确性,并在大多数临床应用中提高成像速度。
磁共振在腹部的应用和其他部位相比,发展比较慢,超高场3T磁共振成像在图像的分辨率上有明显提高,但由于高场对人体固有的抗电效应及射频热效应的影响,成像速度和图像的一致性都受到了挑战。不同的患者在相同序列的扫描中,得出的图像质量可能会相差很大,肝左叶、胰腺、肝右叶脊柱旁及其后部信号多少会比较弱,尤其是对肝硬化腹水的患者上述影响更为明显,使其细节显示欠佳,给诊断带来一定困难。多源发射技术基本消除了由于高场抗电效应带来的伪影,降低腹部的SAR限制,腹部成像速度大大提高,减少了腹部检查的屏气次数,同时又明显减轻了抗电效应,图像对比尤其是T1对比明显提高,实现了图像质量和扫描速度的完善结合。
磁共振成像在乳腺疾病检查中占有重要地位,由于高场抗电效应的存在使局部射频场分布不均匀,加之乳腺本身结构特性,会出现双侧乳腺对比度不一致、信号强度不一致,不利于影像诊断准确性的提高。多源发射技术提高信号均匀度及病灶检出率,增加图像T1对比,在乳腺MR成像中,均可得到均匀的双侧乳腺成像,保持不同患者间更佳的图像一致性。另外,由于SAR值的降低,在图像质量提高的同时扫描时间也大大减少,对乳腺动态成像可得到更高的时间分辨率,从而大大提高乳腺肿瘤的检出率和诊断的准确性。
另外在脊柱成像及盆腔成像中也得到同样的效果。
总之,磁共振多源发射技术提供了更均匀的射频场,解决了困扰高场磁共振成像的主要技术问题———抗电伪影及局部SAR值高,从而改善了磁共振图像的均匀性,保持了MR成像的一致性,并且提高了扫描速度。
参考文献
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[2]Fujita H.New horizons in MR technology:RF coil designs and trends[J].Magn Reson Med Sci,2007,6(1):29-42.
骨关节磁共振成像技术的应用研究 篇8
MRI作为一种新型的医学影像技术,由于它的组织分辨率高,软组织对比度强,可进行多序列、多参数、多层面、多方位成像以及无创性,已迅速成为骨关节疾病的重要检查手段[1]。本文重点从扫描技术方面介绍如何提高MRI在骨关节疾病中的成像质量,从而获得高对比度、高分辨率、高信噪比的骨关节图像,为临床的诊断及治疗提供帮助。
2 技术和方法
2.1 机器设备和扫描序列
采用GE Signa Highspeed 1.5T超导型磁共振仪;根据新技术的应用不同,分别采用不同的扫描序列。
2.2 线圈
根据不同的扫描部位选择不同的表面线圈。膝、踝关节选用特殊的相控阵kneePA表面线圈,肩、肘关节采用G.P柔软表面线圈,腕关节采用专门的高分辨分相矩阵表面线圈,脊柱采用相控阵TCL线圈。
2.3 体位
患者多采用仰卧位,行轴面、冠状面和矢状面扫描。
3 新技术介绍
3.1 改进扫描序列,提高骨关节成像序列的信噪比、对比度
我们采用的FSE-XL扫描序列是一种具有扩展性能的新的FSE扫描序列。同标准的FSE序列相比,FSE-XL序列有较短的回声空间(ESP),并可允许使用较长的回波链来减少回声空间,从而降低图像边缘模糊度,产生较锐利的图像,改善组织对比度。另外,它还利用矩阵填零内插处理(ZIP),在“K—空间”插入原始数据矩阵,将图像重组成512×512或1 024×1 024格式,进而提高平面空间分辨率。其扫描时间比标准的FSE序列减少30%左右。如图1、图2所示。
3.2 减少骨关节成像的化学位移伪影
精确评价骨关节病理学变改变需要非常精确和可靠的脂肪抑制,特别是远离中心FOV的图像部分,脂肪抑制的精度要求更高。在SE和FSE扫描序列中,通过Fatsat协议选择化学饱和(chemical saturation)以减少来自竞争组织的信号,增加病理组织的亮度,抑制肌肉、肿瘤中的脂肪,减少扫描中的化学移位产生的伪影,增加病变检出的敏感性[2]。如图3、图4所示。
3.3 如何提高关节软骨成像
关节软骨的磁共振信号特征反映了软骨结构和生物化学特征。成像方面常规做SE序列T1加权、T2加权扫描,标准GRE序列,所获得的图像对外伤、炎症或退行性变的关节软骨的评价还有着一定的困难[3]。当前,脂肪抑制三维快速扰相梯度回波序列(FS-3D-FSPGR)和质子密度加权快速自旋回波序列(FS-FSE-PD)是最优化的用于评价关节软骨的成像技术。这些脉冲序列能清晰显示软骨的形态和关节软骨与周围骨质的明显区别。FS-FSE-PD序列提高了对关节软骨的评价,其成像技术要好于压脂的标准GRE序列,FS-3D-FSPGR属于容积梯度回波序列,因此它具有MRI三维成像的高信噪比、薄层、无间隔的明显优点;同时又具有梯度回波序列较短的扫描时间的优点。两者互补,使之成为关节软骨成像价值极高的检查序列。如图5所示。
3.4 利用新技术提高骨肿瘤成像
在骨关节成像技术中,骨和软组织成像是一个主要感兴趣点。目前它所使用的新扫描技术主要包括弥散加权、优化灌注测量以及标记新陈代谢变化的波谱分析等[3]。
以往弥散加权主要应用于头部病变,尤其是早期脑梗死,可以利用弥散加权对水的敏感性来早期诊断脑梗死。同样,以弥散加权为基础的多激发EPI和以SSFSE为基础的扫描技术应用在骨关节疾病中,尤其是肿瘤性疾病,可以正确地描述肿瘤与水肿的分界。另外,使用快速扫描序列,静注Gd-DTPA进行骨关节灌注成像技术,可以很准确地对肿瘤进行诊断、分级以及肿瘤治疗后复发的鉴别。再者,在骨骼肿瘤早期诊断中,磁共振波谱分析(MRS)技术已经被证明具有一定的潜力,它所标记的新陈代谢的改变要比形态学的改变和磁共振异常信号的改变出现的早[4]。
4 结论
作为一种非侵袭性的诊断方法,MRI在诊断骨关节疾病上正日益受到临床医生及放射科医生的青睐,同时,随着MRI临床应用的不断推广,扫描技术的不断改进,软件的不断升级,越来越多的新技术、新方法得以应用在骨关节系统上,因此我们每个技术人员都应随时了解并掌握MRI成像的新技术、新方法,以便在MRI检查中根据患者所检查的不同部位、不同的临床病症选择适当的扫描方法,以期获得具有高对比度、高分辨率、高信噪比的骨关节图像。
5 结束语
MR医学成像系统到目前为止,虽然只有很短的历史,但发展得十分迅速。20世纪40年代Blochhe和Purcell发现了核磁共振现象,而真正用于临床却是20世纪80年代的事情。主磁体由永磁到常导到超导,场强由0.3 T到3 T,梯度切换率由两位数到三位数,软、硬件系统,图像质量也大大提高。
今天MR医学成像系统已广泛应用于临床,是大型综合型医院设备水平的一个重要标志。它通过多层面、多方位、多脉冲序列的成像给临床提供了可靠的诊断依据,是大型综合型医院不可或缺的重要检查设备。检查项目由原来的MRI发展为MRA、MRV、MRCP、EPI、Perfusion等。关于骨关节图像质量的优化控制研究也取得了一定的进展[5]。
在今后的研究课题中,主要是解决骨关节系统肿瘤的MR波谱分析,在分子水平的微量元素成像与分析,MR介入检查和治疗等。骨关节图像质量的控制由过去的经验主义观察,变成怎样对成像参数进行量化,用调制传递函数,在计算机上进行测试分析,使之进一步公式化、标准化。这些都是我们需要研究解决的重要课题。
摘要：目的:提高MRI在骨关节疾病中的成像质量,从而获得高对比度、高分辨率、高信噪比的骨关节图像,为临床的诊断及治疗提供帮助。方法:采用GE Signa Highspeed 1.5T超导型磁共振仪,根据新技术的应用不同,分别采用不同的扫描序列以及根据不同的扫描部位选择不同的表面线圈。患者多采用仰卧位,行轴面、冠状面和矢状面扫描。结果:通过改进扫描序列以及其他成像参数,提高了骨关节成像序列的信噪比、对比度;减少了骨关节成像的化学位移伪影;改善了关节软骨成像以及骨肿瘤成像。结论:每个技术人员都应随时了解并掌握MRI成像的新技术、新方法,以便在MRI检查中根据患者所检查的不同部位、不同的临床病症选择适当的扫描方法,以期获得具有高对比度、高分辨率、高信噪比的骨关节图像。
关键词：磁共振成像,关节,骨关节疾病,影像质量
参考文献
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[3]高元桂.磁共振成像诊断学[M].北京:人民军医出版社,1991:29-30.
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