V型墊子在動物磁共振掃描中的應用

李鋒華，李孫霍

（1.深圳市金石醫(yī)療科技有限公司，廣東 深圳 518122；2.吉林大學 動物醫(yī)學學院，吉林 長春 130012）

核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是神經(jīng)影像學診斷首選的檢查技術，在臨床診斷和科學研究中均有廣泛應用。目前，磁共振已廣泛應用于各種活體成像檢查，包括人體和動物活體。磁共振的原理是利用磁場、無線電波與極精密的電腦信息科技，通過識別組織器官中所含氫原子（質子）密度的差異，對探測回波信號的頻率、時間順序、相位和強度進行定位分析，并采集相應組織區(qū)域的回波信號進行成像，從而詳細地了解動物體的內部組織結構變化。

磁共振具有無電離輻射性、無生物組織損傷、組織對比度極佳的特點，可良好區(qū)分體內不同組織成分，尤其適用于腫瘤組織與正常組織的鑒別。因此，磁共振在腦部、脊椎等中樞神經(jīng)的檢查中具有重要的應用價值。此外，磁共振在椎間盤、關節(jié)腔以及腹腔臟器等不同部位的檢查中也有廣泛應用。磁共振掃描為病灶的精確觀察和定位提供幫助，從磁共振圖像中可以直接看到脊髓神經(jīng)根、血管和關節(jié)囊等細小結構。

MRI在寵物臨床上的應用對寵物診療行業(yè)的發(fā)展具有劃時代意義。臨床上對動物頭部和脊柱進行磁共振掃描時，使用的接收射頻線圈多為圓筒形的相控陣線圈。掃描過程中發(fā)現(xiàn)檢查部位不能位于線圈中心，頭部長軸在擺位時容易發(fā)生偏移；同時，軀干或脊柱部位掃描時，動物容易發(fā)生傾斜，不易位于線圈中心?？梢栽诰€圈內部放置泡沫墊，填充動物體與線圈的間隙，從而起到固定被檢部位的作用[1]。但是泡沫墊外形差異較大，并不適用于大范圍、多種類的動物掃描，同時泡沫質地較輕和柔軟，無法用于大體型動物軀干的固定。研究顯示，家兔掃描可采取右側臥位，放置在墊平的膝關節(jié)軟線圈中，用海綿墊使其脊柱處于伸直狀態(tài)并位于線圈中心的掃描方法[2]，但這種擺位方法難以使動物脊柱保持在同一平面上，進而難以使脊髓在同一切面上完整顯示。為了從根本上解決此類問題，設計V型墊子來幫助定位掃描。

1 對象及方法

1.1 掃描對象

實驗動物為不同體型的犬和貓，來源于附近動物醫(yī)院的轉診病例。其中，大型犬（體重超過25 kg）5只，中型犬（體重10～25 kg）5只，小型犬（體重小于10 kg）5只，成年貓5只。每只實驗動物測量并記錄頭部和脊柱的尺寸。

1.2 V型墊子的制作

墊子托下緣為半圓形，上方為V型開口（見圖1）。采用多層復合結構，上部使用亞克力材料，表面光滑，易于清潔，不留污垢；下部使用EVA材料，半圓形底面，并進行粗糙化處理，使摩擦系數(shù)增大，易于貼合射頻線圈內表面，并提高擺位的穩(wěn)定性。墊子表面有刻度，便于放置動物時的定位；墊子上面配有水平儀，使用時根據(jù)水平儀上的水準泡來調整旋轉角度使V型墊子處于水平位置（見圖2）。

圖1 V型墊子

圖2 V型墊子在線圈中的放置

1.3 麻醉和掃描方法

磁共振檢查設備使用深圳市金石醫(yī)療科技有限公司開發(fā)的動物專用1.5T vPetMR超導磁共振成像系統(tǒng)。該設備采用射頻自屏蔽技術，不需要額外建設專門的射頻屏蔽房[3]，自屏蔽功能滿足射頻屏蔽檢測標準，設備占地面積??；孔徑達60 cm，與現(xiàn)有人用磁共振的孔徑一樣，可適合不同品種和體積的動物掃描。

動物掃描前進行全身麻醉，即在實驗動物的前肢靜脈預埋留置針，建立靜脈通道，誘導麻醉劑按2.5 mg/kg原液（或與生理鹽水1∶1混合）靜脈注射，注射時間控制在30 s內。注射過程中密切關注動物的麻醉狀態(tài)，當動物出現(xiàn)全身肌肉松弛并喪失意識時，則進入鎮(zhèn)靜狀態(tài)。實驗助手打開動物上下頜，拉出舌頭暴露會厭部，實驗員在喉鏡引導下迅速進行氣管插管。實驗過程中呼吸麻醉機設定的異氟烷揮發(fā)濃度為1.5%，氧流量為130 ml/（kg·min）。麻醉和掃描過程中密切關注動物的呼吸頻率和麻醉狀態(tài)[4]。動物掃描完成后打開前屏蔽門，迅速將其移出掃描孔腔，關閉揮發(fā)罐的同時加大氧流量，密切注意動物眼瞼反射、呼吸、心率等指標。動物出現(xiàn)咽喉反射后，拔出氣管插管，清除動物口腔內的唾液，完成檢查。

動物頭部掃描時，尾部朝向掃描孔，俯臥于檢查床。頭部完全放入頭線圈中，并對齊線圈通道。頭顱與線圈之間放置V型墊子，使頭顱保持水平，且掃描部位位于線圈正中心。同時在動物身體兩側用泡棉將動物軀干墊平，使其頭部和軀干保持在同一水平面。掃描前根據(jù)動物體重選用不同尺寸的接收線圈，掃描序列包括3個平面的T1WI SE、T1WI FSE、T1WI 3D GRE ISO、T2WI FSE、T2*WI GRE、FLAIR、CISS等。成像參數(shù)FOV覆蓋整個頭部，層厚3 mm，層間隔為0.3 mm[5]。掃描范圍前后從鼻頭至枕骨后緣，左右從左外耳道至右外耳道，上下從顱頂至下頜骨下緣。根據(jù)掃描范圍調節(jié)FOV和成像矩陣，提高圖像分辨率。定位線角度根據(jù)頭部結構設定，橫切面的定位線與硬腭垂直，且與兩眼球連接線平行。矢狀面的定位線中間層應為正中矢狀面，垂直雙眼球連接線。冠狀面掃描分別與橫切面和矢狀面垂直，定位線與雙眼球連接線平行，與硬腭平行（見圖3）。

圖3 大體型動物頭顱掃描使用V型墊子輔助擺位

動物脊柱掃描時，尾部朝向掃描孔，仰臥于V型脊柱線圈或圓柱形頭線圈內。當圓柱形頭線圈作為接收線圈時，動物脊柱底下施加V型墊子。SSA-spine線圈（長度約為60 cm）和LHA-頭線圈對應的動物為小型犬或貓；LSAspine線圈（長度約為110 cm）對應的動物為中型犬、大型犬。同時將FLA-表面線圈覆蓋在脊柱線圈上進行聯(lián)合掃描，提高遠端區(qū)域的信號。掃描部位位于檢查孔中心，使用泡棉墊平身體兩側，依次對實驗動物的頸椎、胸椎和腰椎等部位進行掃描，序列包括T1WI FSE、STIR、T2WI FSE、3D-CISS等。掃描切面包含矢狀面和橫切面，冠狀面圖像作為二次定位使用。矢狀面圖像FOV中心位于掃描部位中心，范圍包含掃描部位，并覆蓋前后相鄰的一個錐體，頻率編碼方向為水平方向（見圖4）。

1.4 圖像評價方法

圖像位于掃描FOV中心，橫切面時左右對稱，雙外耳道在同一水平面，正中矢狀面時大腦嗅球和近段脊髓都能顯示完整視為擺位良好。圖像扭曲，結構不對稱，脊髓中心無法顯示在同一個切面上視為擺位不良。

2 掃描結果

2.1 動物頭顱掃描結果

使用V型墊子前，頭顱擺位容易發(fā)生傾斜，頭顱橫切面顯示結構左右不對稱，且圖像無法位于FOV中心，見圖5左。使用V型墊子后，頭顱擺位居中，橫切面圖像左右對稱，雙側下頜關節(jié)在同一水平線上，見圖5右。

圖5 動物頭顱掃描使用V型墊子前后橫切面成像效果對比

使用V型墊子前，頭顱擺位發(fā)生傾斜，正中矢狀面無法顯示嗅球等結構，見圖6左。使用V型墊子后，頭顱擺位平直，正中矢狀面同時顯示嗅球和脊髓等結構，見圖6右。

圖6 動物頭顱掃描使用V型墊子前后矢狀面成像效果對比

2.2 動物軀干掃描結果

使用V型墊子前，脊柱矢狀面掃描擺位易發(fā)生傾斜扭曲，導致脊髓無法完整顯示在同一矢狀面上，見圖7左。使用V型墊子后，脊柱矢狀面掃描擺位居中，脊柱平直，脊髓正中線可完整顯示在同一個矢狀面上，見圖7右。

圖7 動物脊柱掃描使用V型墊子前后矢狀面成像效果對比

3 討論

V型墊子使掃描動物部位的擺位更加規(guī)范，特別有助于動物頭部、軀干、脊柱等的擺位，圖像上各結構的顯示更加完整，能夠提高圖像的可讀性。此外，能夠幫助快速擺位定位，節(jié)約準備時間；再加上1.5T動物專用超導磁共振比永磁磁共振掃描速度快，整體可降低動物麻醉的風險。