磁化傳遞技術在顱腦MRA檢查中的應用價值探討

姜黃維 錢琦 林敏 金平

磁化傳遞技術在顱腦MRA檢查中的應用價值探討

姜黃維 錢琦 林敏 金平

目的 探討磁化傳遞技術在顱腦MRA檢查中的應用價值。方法 對58例腦梗死患者先后采用常規三維時間飛躍MRA（3D-TOF-MRA）（常規法）與施加磁化傳遞技術的3D-TOF-MRA（磁化傳遞法）檢測顱內血管，對比分析兩種圖像的質量和用于診斷的價值。結果 常規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，遠端小血管顯示清晰。結論 使用磁化傳遞技術能夠獲得高質量的3D-TOF-MRA圖像，有助于對腦血管病的診治。

3D-TOFMRA 磁化傳遞技術

三維時間飛躍MRA（3D-TOF-MRA）因其無創傷，無需對比劑，且無放射性危害，已成為臨床上診斷顱內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。本研究對常規法和采用磁化傳遞技術的3D-TOF-MRA圖像質量進行了對比分析，以探討磁化傳遞技術在顱腦MRA檢查中的應用價值，現將結果報道如下。

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例患者分別進行常規顱腦3D-TOF-MRA（常規法）及施加磁化傳遞技術的顱腦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通道頭頸聯合線圈。兩種掃描方法分別為常規3D-TOF-MRA與施加磁化傳遞技術的3D-TOFMRA。參數：重復時間（TR）：23ms，回波時間（TE）：6.8ms，偏轉角（Flip Angle）:15°，掃描視野（FOV）：22cm×22cm，矩陣（Matrix）：320×256，激勵次數（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，并采用圖像信號均勻（PURE）技術增加血管亮度。運用最大密度投影法（MIP），對采集數據進行血管重建。磁化傳遞法僅加入磁化傳遞技術（在常規法MRA的基礎上，施加一個偏離組織共振中心頻率的預飽和脈沖，選擇性地對組織信號進行抑制，在磁共振成像過程中，可有目的地增加圖像對比），余參數均同常規法。

1.3 評價標準 將兩種方法掃描所得圖像分成兩組，由同一醫師進行后處理，后處理圖像傳送至圖像存儲與傳輸系統（PACS），用高分辨率專業顯示器顯示并評價。采用雙盲法，由2位放射診斷副主任醫師及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商統一。兩組圖像評分間隔時間15d。圖像質量評分采用5分制[1]：（1）圖像質量極差，動脈血管顯示差，不能用于診斷，為0分；圖像質量差，大血管及其1～2級分支僅可以辨認，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量差，3～4分的圖像視為圖像質量佳，對兩組圖像進行評價比較。

1.3 統計學處理 采用SPSS 21.0統計軟件，圖像質量比較采用χ2檢驗。

2 結果

2.1 磁化傳遞法MRA與常規法MRA圖像質量的評分比較 見表1。

表1 磁化傳遞法MRA與常規法MRA圖像質量評分比較[例（%）]

由表1可見，磁化傳遞法圖像質量優者57例（98.3%），質量差者1例（1.7%）。常規法圖像質量優者38例（65.5%），質量差者20例（34.5%），磁化傳遞法與常規法圖像質量優差例數比較，兩者的差異有統計學意義（χ2=33.23，P＜0.05）。

2.2 常規法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

磁化傳遞技術是Wolff等[2]提出的MRA掃描技術。它無需更換硬件，與常規MRA掃描序列合用即可增強不同組織間的時比度，同造影劑合用還能突出增強效果，對組織結構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的水分子，即自由水和與蛋白質大分子捆綁的結合水。通常自由水氫質子的進動頻率范圍非常窄，而結合水的進動頻率范圍很寬，幾乎跨越自由水的中心頻率范圍。根據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子共振頻率的預飽和脈沖，臨床上常用為1 200Hz左右，這時，只有結合水被激發從而達到飽和，而自由水卻不被激發。由于結合水在常規MR儀中并不產生信號，但是被飽和的結合水與自由水之間始終不停的進行能量交換，飽和狀態的結合水會把能量傳遞給自由水，導致自由水也被飽和，當真正的成像脈沖施加時，這部分被飽和的自由水將不產生信號，最終導致靜止組織的信號被整體衰減。這就是磁化傳遞效應。3D-TOF-MRA是利用了血流的流入增強效應，即成像容積內的靜止組織被反復激發而處于飽和，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飽和脈沖，當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3D-TOF-MRA存在遠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 常規法MRA所見（血管信噪比不高，遠端血管分支顯示少）

圖2 磁化傳遞法MRA所見（圖像信噪比高，遠端分支小血管顯示豐富）

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

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

總之，利用磁化傳遞技術的顱內血管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，結構也顯示非常清晰。但是施加了磁化傳遞技術以后，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年浙江省自然科學基金項目（LY12H22001）；2012年浙江省中醫藥科技計劃項目（2012ZA064））；2014年浙江省中醫藥優秀青年人才基金項目（2014ZQ016）

310005 杭州，浙江中醫藥大學附屬第三醫院放射科

林敏，E-mail：lmdg1027@163.com