1.5T MR 3D ASL顱腦灌注最佳反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間的研究

姜黃維 林敏 錢琦 金平

●檢測診斷

1.5T MR 3D ASL顱腦灌注最佳反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間的研究

姜黃維 林敏 錢琦 金平

磁共振（MR）灌注成像技術(shù)是MRI功能成像的一個重要組成部分，對顱腦疾病的診斷具有非常高的臨床應(yīng)用價值[1]。動脈自旋標(biāo)記（ASL）灌注技術(shù)是一種利用動脈血中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑的MRI灌注成像方法，對人體安全、無創(chuàng)，可反映腦實質(zhì)及顱內(nèi)病變的微循環(huán)灌注狀態(tài)。ASL傳統(tǒng)上分為連續(xù)式（CASL）和脈沖式（PASL），近年來，因準(zhǔn)連續(xù)性動脈自旋標(biāo)記成像（pCASL）結(jié)合上述兩者優(yōu)點(diǎn)，越來越被臨床廣泛應(yīng)用。本研究采用3D pCASL技術(shù)，并設(shè)置不同的反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間（TI）對正常成人進(jìn)行掃描，評價不同反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間（TI）對腦灌注血流量的影響，旨在獲得相對理想的腦灌注CBF圖像TI值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選取我院健康志愿者（受試者）30例，其中男17例，女13例，年齡30～45（37.5±7.9）歲。受試者對實驗知情同意，經(jīng)臨床體格檢查均正常，顱腦常規(guī)MRI檢查未見異常信號。

1.2 方法

1.2.1 掃描方法 采用美國通用公司HDXT 1.5T高場MR掃描儀，16通道頭顱相控陣線圈。掃描擺位及采集序列：采用標(biāo)準(zhǔn)頭部成像體位，仰臥位，頭先進(jìn)，雙手置于身體兩側(cè)，人體長軸與床面長軸一致。定位像:3-pl T2×FGRE序列,TR=90ms,TE=6.3ms,層厚=5mm,間距= 1mm,FOV=24.0mm×24.0mm,Matrix=256×128；解剖像: 3D-T1×FSPGR序列,全軸位，不打角度，TR=9.2ms,TE= 7.2ms,Flip angle=20°,層厚=1mm,間距=0.5mm,FOV= 25.6mm×25.6mm,Matrix=256×256；功能像:T2×加權(quán)ASL序列,TR=4 598.0ms,TE=10.5ms,層厚=4mm,掃描層數(shù)=33層,FOV=24.0mm×24.0mm,Flip angle=150°,33層連續(xù)掃描以覆蓋全腦。掃描全過程對志愿者行聽力保護(hù)。上述參數(shù)一致，取1.5T MR推薦TI時間分為3組：即TI=1 025ms（A組），TI=1 525ms（B組），TI=2 525ms（C組）。每組30例，每位受試者分別采用3種不同TI時間進(jìn)行MR 3D ASL掃描，每位受試者總掃描時間為12.4min。

1.2.2 CBF計算方法 將掃描所得原始圖像導(dǎo)入后處理工作站，在每位受試者3種不同TI的ASL圖像上，兩側(cè)基底節(jié)區(qū)各放置3個相同大小的感興趣區(qū)（ROI）,經(jīng)Functool9.0.45軟件計算，獲得CBF值，取6個ROI的CBF均值進(jìn)行分析。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，兩組間比較采用LSD-t檢驗。

2 結(jié)果

3組不同TI獲得的CBF值比較 A組：TI=1 025ms，CBF=23.137±1.651；B組：TI=1 525ms，CBF=47.883± 1.954；C組：TI=2 525ms，CBF=26.764±2.078，如圖1-3。3組CBF值比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=2 715.39, P＜0.05）。CBF值從TI=1 025ms升至1 525ms逐漸增大，但是隨著TI值得增加，CBF值又緩慢降低。當(dāng)TI值在1 525ms時，灌注血流量信號最高，CBF値越大。

3 討論

3D ASL技術(shù)是一種能間接反應(yīng)組織灌注狀態(tài)的無創(chuàng)性灌注成像技術(shù)，它是利用反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖對上游動脈血質(zhì)子進(jìn)行標(biāo)記，經(jīng)過一段通過時間被標(biāo)記的質(zhì)子到達(dá)成像層面，并灌注到腦組織的成像體素中[2-5]，導(dǎo)致該處組織MRI信號發(fā)生變化，從而得到掃描組織灌注信息的灌注圖像。3D ASL技術(shù)對人體完全無害，動態(tài)磁敏感性對比劑增強(qiáng)MRI灌注成像、單光束發(fā)射計算機(jī)斷層攝影術(shù)、正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像等其他灌注技術(shù)所使用的造影劑都有不同程度的毒副反應(yīng)，且價格昂貴。ASL測得的結(jié)果與其他的灌注方法測量結(jié)果盡管存在少量差異，但ASL的測量數(shù)據(jù)與其他技術(shù)有高度一致性[6]。傳統(tǒng)ASL技術(shù)受標(biāo)記率低、易受磁化傳遞效應(yīng)的干擾、信噪比低且覆蓋范圍小等缺點(diǎn)限制，很長時間都不被臨床接受[7]。pCASL采用效率最高的螺旋式采集，并運(yùn)用FSE序列，減少了磁敏感偽影的干擾，與2D ASL相比更加準(zhǔn)確、可靠，能夠更敏感的發(fā)現(xiàn)組織的灌注異常，并實現(xiàn)全腦容積灌注成像。本研究采用pCASL技術(shù)，可以保證研究結(jié)果的可靠性。

圖1 TI=1025ms，6個ROI的CBF均值為23.132

圖2 TI=1525ms，6個ROI的CBF均值為47.886

圖3 TI=2 525ms，6個 ROI的CBF均值為33.662

選擇合適的TI對提高灌注圖像質(zhì)量非常重要，對CBF值的可靠性極為關(guān)鍵。本研究表明，TI=1 525ms時，3D ASL圖像信噪比最為理想，腦組織灌注血流信號最高，CBF值最大。有學(xué)者報道[8],ASL灌注成像TI值對腦灰質(zhì)的影響甚微，而對腦白質(zhì)的影響非常明顯。究其原因是由于生物血流動力學(xué)的特點(diǎn)，血液在不同組織的血流速度不盡相同，從而導(dǎo)致不同組織傳輸通過時間的多樣性，被標(biāo)記質(zhì)子因傳輸通過時間的多變性，使得到達(dá)掃描層面的標(biāo)記血質(zhì)子數(shù)量以及TI弛豫程度的不穩(wěn)定，從而帶來測量數(shù)據(jù)的誤差[9]。由于腦灰質(zhì)和腦白質(zhì)血流速度的差異，不同TI值測量所得CBF就會產(chǎn)生差別。標(biāo)志血質(zhì)子在腦灰質(zhì)區(qū)血流速度快，傳輸通過時間短，較長的TI很容易到達(dá)成像層面被采集，從而得到較為準(zhǔn)確的灌注信號，當(dāng)選擇適當(dāng)短的TI值時，標(biāo)記血質(zhì)子因快速血流有足夠的時間到達(dá)采集層面，故也能測得準(zhǔn)確的灌注信號。TI值的長短在一定范圍內(nèi)對腦灰質(zhì)的灌注CBF值的影響不大，因此，在一定范圍之內(nèi)改變不同TI值產(chǎn)生CBF的差異主要原因是不同TI，標(biāo)記血質(zhì)子對腦白質(zhì)的灌注存在差別。在本研究中，腦白質(zhì)的腦灌注信號低，CBF值不如腦灰質(zhì)區(qū)敏感。當(dāng)TI降到800 ms以下時，CBF值為5.3。隨著TI值從1 025 ms增加到1 525ms，CBF值逐漸增大，這表明隨著TI值的升高腦白質(zhì)區(qū)的灌注逐漸改善并趨向均勻。有學(xué)者認(rèn)為[10-12]，是因為標(biāo)記質(zhì)子在腦白質(zhì)區(qū)血流速度慢，腦白質(zhì)的TI弛豫與血液的TI弛豫差別相對較大，當(dāng)TI設(shè)置過短時，標(biāo)記血質(zhì)子還沒在腦白質(zhì)區(qū)形成灌注就開始采集，結(jié)果導(dǎo)致標(biāo)記血質(zhì)子部分信號丟失，所得灌注CBF值低估了腦實質(zhì)的灌注。但隨著TI的增加，CBF值反而逐步下降，當(dāng)TI值超過2 525ms時，CBF值與TI=1 025ms時的CBF值接近，圖像變形嚴(yán)重。其原因是由于TI延長到一定程度，被標(biāo)記的質(zhì)子由于TI弛豫，縱向磁化矢量逐漸恢復(fù)，導(dǎo)致信號衰減。MR 3D ASL對患者無毒性，無輻射損傷，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于腦腫瘤和腦缺血等神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷，且逐步被應(yīng)用于腎臟、心臟、骨骼肌等其他系統(tǒng)，具有非常廣闊的臨床應(yīng)用前景。目前，MR 3D ASL只能對CBF進(jìn)行定量檢測，對于血流平均通過時間、血流灌注容積還少有研究。本研究表明，不同的TI值可以影響腦灌注血流量的CBF值，因此選擇合適的TI值對于顱腦灌注的CBF值的可靠性極為關(guān)鍵。本研究認(rèn)為，在1.5T MRI中，當(dāng)TI=1 525ms時，可獲得相對滿意的全腦灌注圖像，但ASL的標(biāo)記時間還與主磁場的強(qiáng)度、磁場穩(wěn)定性、梯度線圈的性能有關(guān)，因此，在選擇TI時，還應(yīng)結(jié)合自身條件作適當(dāng)調(diào)整。

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2014-12-01）

（本文編輯：章潔）

浙江省自然科學(xué)基金項目（LY12H22001）；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