優(yōu)化不同MR掃描序列對(duì)腦內(nèi)嗅球的成像方法

曾敏光　王建國(guó)　申大光

[摘要] 目的 對(duì)嗅球最佳的MR掃描序列，為疾病的診斷與研究提供影像學(xué)依據(jù)。方法 分別選取該院收治的64例患者和健康對(duì)照者，在其他掃描條件相同的前提下，分別采用1 mm，2 mm和3 mm層厚，對(duì)嗅球進(jìn)行T1WI、T2SE及T1WI-IR序列無(wú)間距掃描，比較不同掃描條件下的圖像噪聲及對(duì)嗅球的顯示清晰度。 結(jié)果 層厚3 mm的圖像的噪聲較1 mm 及2 mm圖像小，清晰度佳。T1WI序列，嗅球與顱骨內(nèi)板的分界欠清晰。T2SE序列，嗅球的邊界不清，特別是與腦脊液的邊界比較模糊。T1WI-IR序列，圖像噪點(diǎn)得到明顯控制，嗅球邊緣銳利，與周圍結(jié)構(gòu)分界明顯清晰。 結(jié)論 層厚為3 mm的圖像噪聲小，T1WI-IR序列對(duì)嗅球的顯示優(yōu)于T1WI及T2WI序列。

[關(guān)鍵詞] 嗅球；磁共振；成像序列

[中圖分類號(hào)] R44 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742（2014）06（b）-0190-03

嗅感受器神經(jīng)元的軸突集合形成的嗅束為嗅神經(jīng)。嗅神經(jīng)為第一對(duì)腦神經(jīng)直接上行到達(dá)嗅球（olfactorybulb）。嗅球最明顯的特征是一種神經(jīng)網(wǎng)狀排列呈球狀集合。這種球狀的神經(jīng)網(wǎng)稱為小球（domeruli），位于嗅球表面之下，直接接受原始嗅覺軸突。小球由進(jìn)入的嗅纖維軸突分支形成的末梢和二級(jí)神經(jīng)元樹突形成的突觸性接觸構(gòu)成。每一個(gè)小球都裝在一個(gè)小球周細(xì)胞的囊袋里[1]。在嗅球內(nèi)細(xì)胞軸突和樹突排列在不同的板層。嗅球的二級(jí)神經(jīng)元主要為僧帽細(xì)胞（mitralcell）。僧帽細(xì)胞具有大的三角形胞體，位于小球的深層，是嗅球的主要投射神經(jīng)元[2]。為對(duì)嗅球最佳的MR掃描序列，為疾病的診斷與研究提供影像學(xué)依據(jù)，現(xiàn)選取該院2005年4月—2010年12月64例患者和健康對(duì)照者，進(jìn)行不同MR掃描序列下進(jìn)行掃描，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

來(lái)該院就診原發(fā)性帕金森?。≒D）患者36例，男性25例，女性11例，年齡51～72歲，平均（61.62±5.45）歲。健康體檢36例，其中男21例，女15例，年齡53～69歲，平均（61.08±6.26）歲。PD患者的臨床癥狀以肢體麻木、無(wú)力不自主抖動(dòng)為主要表現(xiàn)，均沒有意識(shí)障礙。兩組在性別及年齡上沒有明顯差異，具有可比性。

1.2 掃描方法

MR掃描采用西門子公司Sonata 1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀，頭部線圈。仰臥位，正中矢狀激光線通過(guò)鼻尖，十字交叉線位于兩眉之間。然后入床。嗅球掃描，首先獲得選取正中矢狀層面，校正頭位偏斜，掃描線垂直于篩板。具體操作程序?yàn)椋簰呙枞矫娑ㄎ幌?，選取正中矢狀面行嗅球冠狀位掃描（圖1-1，圖1-2），掃描線垂直于篩板。掃描序列包括T1WI，T2WI和T1WI-IR，層厚分別設(shè)為1 mm，2 mm和3 mm，無(wú)間距掃描，采用FOV為12 cm，矩陣為256×256，信號(hào)采集次數(shù)為4次。具體參數(shù)：T1WI：TR 250 ms，TE 15 ms，時(shí)間4分56秒；T2WI：TR 1816ms，TE 20 ms，時(shí)間4分56秒；T1WI-IR：TR 2250ms，TE 5ms，TI 860 ms，時(shí)間6分50秒。

如圖3-1，3-2，3-3所示，T1WI序列，顱骨內(nèi)板的低信號(hào)與腦表面稀薄的腦脊液的較低信號(hào)之間的分界欠清晰，特別是在老年人有腦萎縮時(shí)，皮質(zhì)周圍腦脊液增多，用T1WI測(cè)量時(shí)若窗寬窗位調(diào)整不合適，嗅球容易與顱骨內(nèi)板混淆，導(dǎo)致數(shù)據(jù)與真實(shí)值之間差異增大，不利于結(jié)果分析。

3 討論

Buschhüter等[1]的研究發(fā)現(xiàn)，嗅球體積與氣味的識(shí)別能力明顯相關(guān)，多種疾病都能導(dǎo)致嗅覺系統(tǒng)受損，嗅球影像學(xué)研究將為神經(jīng)外科進(jìn)行前顱窩手術(shù)提供幫助，能使術(shù)者更好的保護(hù)嗅球等重要結(jié)構(gòu)[3]。由于嗅球位于前顱窩，骨質(zhì)的重疊和篩竇氣體-骨交界區(qū)的偽影限制了CT的應(yīng)用，而MRI則不受這些因素的影響，對(duì)于疾病診斷有著其他影像學(xué)手段無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，探討最佳的MRI掃描序列以更清楚的顯示嗅球結(jié)構(gòu)有重要的臨床意義。

嗅球（olfactory bulb）是傳遞和處理嗅信息的初級(jí)中樞，其內(nèi)部細(xì)胞是分層結(jié)構(gòu)。嗅球的功能有三：①?gòu)男嵘窠?jīng)接收和處理由其傳來(lái)的感受器神經(jīng)元的信息；②向前腦各部嗅皮層輸送這些信息；③從中腦和前腦的中樞通路得到指令以調(diào)制和整合嗅信息。最上層為嗅神經(jīng)層，嗅感受器細(xì)胞軸突交織于該層；下一層由稱作為小球（glomeruli）的球狀區(qū)域所組成，嗅軸突在此分支和終止，并與中轉(zhuǎn)神經(jīng)元（relay neuron）的樹突形成突觸。中轉(zhuǎn)神經(jīng)元有兩種類型：僧帽細(xì)胞（mitral cell）和叢狀細(xì)胞（tufted cell） [4]。該組資料顯示，在相同條件下，層厚為1 mm或2 mm時(shí)圖像的噪點(diǎn)比較大，而當(dāng)把層厚定為3 mm時(shí)，圖像清晰度明顯改善，嗅球周圍結(jié)構(gòu)分界明顯清晰，且掃描時(shí)間有所減少。T2WI序列，圖像噪點(diǎn)明顯改善，嗅球周圍的腦脊液信號(hào)較高，襯托出嗅球的低信號(hào)影，但嗅球的邊界欠清晰，特別是與腦脊液的邊界比較模糊，這種腦脊液的高信號(hào)很容易造成容積效應(yīng)。T1WI-IR序列，圖像噪點(diǎn)得到明顯控制，嗅球呈均勻的等信號(hào)影，信號(hào)強(qiáng)度接近于大腦皮層，嗅球邊緣銳利，與周圍結(jié)構(gòu)的分界較T1WI和T2WI序列清晰。同時(shí)，對(duì)于T1WI序列，層厚為2 mm時(shí)，圖像的噪點(diǎn)比較大，嗅球與周圍結(jié)構(gòu)的分界不清。層厚為3 mm時(shí)，噪點(diǎn)明顯減少，嗅球的分界較為清楚。

叢狀細(xì)胞通常被當(dāng)作小型的僧帽細(xì)胞，但新近的研究表明，按其遺傳決定因子、生理學(xué)和神經(jīng)化學(xué)方面以及它們的軸突側(cè)支和投射通路的特點(diǎn)來(lái)判斷，叢狀細(xì)胞與僧帽細(xì)胞是兩類細(xì)胞。在嗅球內(nèi)有兩類主要的中間神經(jīng)元。位于小球周圍的是球旁細(xì)胞（periglomular cell，PG cell）的胞體，它們的樹突伸入小球內(nèi)，軸突側(cè)向聯(lián)絡(luò)于小球之間的區(qū)域。另一類中間神經(jīng)元是顆粒細(xì)胞，其胞體密集在一起形成顆粒層（granule layer，GL），位于僧帽細(xì)胞體層更深處，它們有中央樹突和伸向EPL內(nèi)形成分支的周圍樹突，這些樹突帶有許多突脊（spine）。顆粒細(xì)胞（如同視網(wǎng)膜無(wú)足細(xì)胞）都沒有軸突。此外，還有第3種中間神經(jīng)元是短軸突細(xì)胞，它們還有若干亞型，分散于顆粒層和小球?qū)覽5]。endprint

嗅球接收很多來(lái)自腦的其他部分的離心纖維的神經(jīng)支配，主要有3種類型：①來(lái)自前嗅核（anterior olfactory nucleus）和別的嗅皮層的纖維，其功能如同感覺信息加工中的反饋回路；②來(lái)自斜角帶的水平支核（nucleus of horizontal limb of diagonal band，NHLDB），屬于支配前腦的基底膽堿能系統(tǒng)的一部分；③來(lái)自中腦的纖維，屬于支配前腦的去甲腎上腺素能和5-羥色胺能系統(tǒng)的一部分。這些纖維終止在嗅球內(nèi)的不同水平的細(xì)胞層。

從藍(lán)斑和縫際核（raphenucleus）的離心纖維分別包含去甲腎上腺素和5-羥色胺，而從NHLDB來(lái)的離心纖維則含有乙酰膽堿。在嗅球內(nèi)研究得最清楚的是顆粒細(xì)胞，在其與僧帽細(xì)胞間的樹-樹突觸是以GABA為遞質(zhì)的。在小球?qū)觾?nèi)，某些球旁細(xì)胞是GABA能的，另一些球旁細(xì)胞是多巴胺能的，這兩種遞質(zhì)可能既存在于樹-樹突觸，又存在于軸-樹突觸。僧帽細(xì)胞和叢狀細(xì)胞的遞質(zhì)尚不清楚，最可能的遞質(zhì)“候選者”是谷氨酸和天冬氨酸[6]。在時(shí)間模式上，一個(gè)給定的僧帽細(xì)胞的閾反應(yīng)既可能是興奮性的（產(chǎn)生慢的放電反應(yīng)）也可能是壓抑性的（自發(fā)放電中斷）。當(dāng)增加氣味氣體的濃度時(shí)，興奮性反應(yīng)變?yōu)槎檀傩缘姆烹姴⑽搽S著一個(gè)壓抑時(shí)相。具有這些性質(zhì)的僧帽細(xì)胞被認(rèn)為參與了傳遞關(guān)于特殊類型氣味分子的特征信息，并以放電的時(shí)程和頻率來(lái)對(duì)這種分子的濃度編碼。壓抑性反應(yīng)對(duì)所有氣味濃度都呈現(xiàn)壓抑作用，具有這種性質(zhì)的細(xì)胞可能屬于廣泛的抑制性周邊的一部分。這種壓抑作用有利于新的氣體的檢測(cè)。許多方法被用于嗅球內(nèi)細(xì)胞活動(dòng)空間模式的研究，包括電生理記錄、慢性氣體刺激引起的神經(jīng)元變性方法等，其中2-脫氧葡萄糖方法所得結(jié)果最令人滿意[7]。

嗅球與前顱窩骨質(zhì)關(guān)系密切，篩竇氣-骨交界的部分容積效應(yīng)也限制了CT對(duì)嗅球的應(yīng)用。隨著影像技術(shù)的進(jìn)步，特別是高強(qiáng)磁場(chǎng)MRI系統(tǒng)和特殊掃描序列的出現(xiàn)為腦內(nèi)核團(tuán)等細(xì)微結(jié)構(gòu)的研究提供了新的途徑。MRI可以清楚顯示嗅球、嗅束，對(duì)于疾病診斷有著其他影像學(xué)手段無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。1989年Suzuki等[8]首先報(bào)道MRI可以顯示嗅球及嗅束，冠狀位顯示嗅球最佳。Yousem等[9]認(rèn)為通過(guò)前顱窩的冠狀掃描是嗅覺傳導(dǎo)系統(tǒng)檢查的常規(guī)檢查平面。Mueller等[10-11]應(yīng)用三維結(jié)構(gòu)性干預(yù)穩(wěn)態(tài)序列成像（3D constructive interference in steady state，3D-CISS）來(lái)顯示嗅球，該序列有著很高的T2和T2*敏感性及良好的腦脊液/神經(jīng)對(duì)比，十分適合于高分辨腦脊液成像，其缺點(diǎn)在于軟組織間缺乏對(duì)比，因此不能很好地顯示周圍無(wú)腦脊液存在的神經(jīng)[12]。

該研究發(fā)現(xiàn)，在T1WI序列上，嗅球表現(xiàn)為扁的、橢圓形額的等信號(hào)影，其信號(hào)強(qiáng)度與灰質(zhì)接近，嗅球與周圍薄層腦脊液的灰黑色形成了比較較明顯的對(duì)比，但邊界仍欠清晰。T2WI序列，高的腦脊液信號(hào)影具有很強(qiáng)的容積效應(yīng)，特別是嗅球上緣的腦脊液較多，嗅球的邊界不易區(qū)分，上界更是模糊不清，這對(duì)嗅球的顯示非常不利。與常規(guī)SE序列相比，T1WI-IR序列具有更強(qiáng)的鑒別不同組織的能力，對(duì)嗅球的顯示優(yōu)于常規(guī)T1WI及T2WI序列，更適合顯示灰質(zhì)核團(tuán)。

通過(guò)前顱窩的冠狀掃描（層厚3 mm）是嗅覺傳導(dǎo)系統(tǒng)檢查的常規(guī)檢查平面[8]。較薄的層厚會(huì)導(dǎo)致噪音的增加，而加大層厚可能會(huì)由于部分容積效應(yīng)的影響而使嗅球顯示欠佳，因此我們?cè)O(shè)定了3種層厚：1 mm、2 mm和3 mm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同條件下無(wú)論采用何種序列，層厚為1 mm的圖像噪點(diǎn)都非常大，嗅球邊界不易辯認(rèn)，給測(cè)量工作帶來(lái)困難。同時(shí)，該研究1 mm層厚需要增加掃描層數(shù)，掃描時(shí)間也隨之增長(zhǎng)。因此，我們著重對(duì)比了2 mm 和3 mm 層厚的圖像，結(jié)果表明，層厚為3 mm的圖像噪點(diǎn)較小，這也與Yousem等[3]的研究一致。該組資料顯示，層厚為3 mm的圖像噪聲小，T1WI-IR序列對(duì)嗅球的顯示優(yōu)于T1WI及T2WI序列。對(duì)于體積很小的嗅球，MRI檢查宜采用3 mm層厚的T1WI-IR序列，以清晰顯示嗅球的解剖和病變。

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（收稿日期：2014-03-03）endprint

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