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      3D-SPGR 序列在血管病變中的應(yīng)用進(jìn)展

      2015-02-22 20:28:38廖如云綜述敏審校
      現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生 2015年15期
      關(guān)鍵詞:門靜脈磁共振梯度

      廖如云綜述,嚴(yán) 敏審校

      (重慶醫(yī)科大學(xué)附屬大學(xué)城醫(yī)院,重慶401331)

      3D-SPGR 序列在血管病變中的應(yīng)用進(jìn)展

      廖如云綜述,嚴(yán) 敏審校

      (重慶醫(yī)科大學(xué)附屬大學(xué)城醫(yī)院,重慶401331)

      血管疾??;磁共振波譜學(xué);序列分析;綜述

      三維損壞性梯度回波序列(3D-SPGR)是在梯度回波序列(GRE)的基礎(chǔ)上演變而來的序列,有掃描時(shí)間短、分辨率高等特點(diǎn)。因其全面直觀、一站式、多方向觀察等特點(diǎn),在關(guān)節(jié)軟骨及滑膜的成像應(yīng)用方面已十分成熟[1-3],較其他序列具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。作者收集近十余年3D-SPGR應(yīng)用于不同部位的相關(guān)文獻(xiàn),就3DSPGR在血管病變及其相關(guān)病變等方面進(jìn)行綜述,總結(jié)該序列在各個(gè)部位、各種病變中對(duì)血管成像應(yīng)用方面存在的優(yōu)缺點(diǎn),明確其優(yōu)勢(shì),總結(jié)存在的不足,以便于指導(dǎo)臨床應(yīng)用,并為臨床研究提供參考。

      1 3D-SPGR

      3D-SPGR是在GRE的基礎(chǔ)上衍生的一種序列,其原理是在GRE成像序列上對(duì)質(zhì)子的相位加以干擾,使其失相位加快,消除前一次脈沖后殘留的橫向磁化矢量。通過對(duì)整個(gè)容積進(jìn)行激發(fā)及采集,縮短成像時(shí)間。其空間分辨率較高,僅需在一個(gè)方位上掃描,通過重建,即可獲得其他方位的圖像。

      1.1 GRE的成像原理[4]梯度回波的產(chǎn)生與SE序列的產(chǎn)生方式不同,是通過梯度場(chǎng)方向的切換而產(chǎn)生。其原理是在射頻脈沖激發(fā)后,在頻率編碼方向上先后施加2個(gè)大小相等、方向相反的梯度場(chǎng),一個(gè)促使質(zhì)子失相位,稱為離相位磁場(chǎng);一個(gè)糾正質(zhì)子的失相位,稱為聚相位磁場(chǎng)。在離相位磁場(chǎng)的作用下,組織的宏觀磁化矢量衰減至零,這樣產(chǎn)生了一個(gè)信號(hào)幅度從零到大又從大到零的完整回波,稱之為GRE。

      當(dāng)GRE序列的TR明顯大于組織的T2時(shí),在下一次脈沖激發(fā)前,組織的橫向磁化矢量幾乎衰減到零,這樣前一次脈沖所產(chǎn)生的橫向磁化矢量不會(huì)影響下一次脈沖激發(fā)產(chǎn)生的信號(hào)。但是,當(dāng)TR小于組織的T2時(shí),前一次脈沖激發(fā)產(chǎn)生的橫向磁化矢量未完全衰減,殘留的橫向磁化矢量將對(duì)下一次脈沖產(chǎn)生的橫向磁化矢量產(chǎn)生影響,這種影響主要以帶狀偽影的方式出現(xiàn),且組織的T2值越大、TR越短、激發(fā)角度越大,帶狀偽影越明顯。

      1.2 損壞性梯度回波序列(SPGR)[5]為了消除常規(guī)GRE存在的帶狀偽影,在GRE的基礎(chǔ)上,在下一次脈沖來臨前對(duì)質(zhì)子進(jìn)行相位干擾,加快其失向位,消除殘留橫向磁化矢量,消除帶狀偽影,即得到SPGR。通過對(duì)整個(gè)容積進(jìn)行激發(fā)、采集和三維重建即獲得其三維圖像(3DSPGR)。

      1.3 GRE的成像特點(diǎn) GRE的共同特點(diǎn)是:(1)采用小角度激發(fā),加快成像速度;(2)采用梯度場(chǎng)切換采集回波信號(hào),進(jìn)一步加快采集速度;(3)反映的是T2*弛豫信息而不是T2弛豫信息;(4)GRE的固有信噪比較低;(5)GRE序列對(duì)磁場(chǎng)的不均勻性敏感;(6)GRE中血流常呈現(xiàn)高信號(hào)。

      1.4 GRE成像參數(shù)設(shè)置 GRE T1WI序列一般選用較大的激發(fā)角度,如50°~80°,這時(shí)常需要采用相對(duì)較長(zhǎng)的TR(如100~200 ms)。而當(dāng)TR縮短到數(shù)十毫秒甚至數(shù)毫秒時(shí),激發(fā)角度則可調(diào)整到10°~45°。常規(guī)GRE和擾相GRE T1WI在臨床上應(yīng)用非常廣泛,實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)該根據(jù)需要通過TR和激發(fā)角度的調(diào)整選擇適當(dāng)?shù)腡1權(quán)重。

      GRE T2*WI序列一般激發(fā)角度為10°~30°,TR常為200~500 ms。由于GRE序列反映的是組織的T2*弛豫信息,組織的T2*弛豫明顯快于T2弛豫。因此,為了得到適當(dāng)?shù)腡2*權(quán)重,TE相對(duì)較短,一般為15~40 ms。有文獻(xiàn)報(bào)道,3D-SPGR在行顱腦掃描時(shí),其最佳成像參數(shù)為TR 14~15 ms,TE 3.1~3.4 ms,翻轉(zhuǎn)30°[6]。

      2 SPGR在顱內(nèi)血管病變及其相關(guān)病變中的應(yīng)用

      2.1 顱內(nèi)大動(dòng)脈瘤 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是顱內(nèi)常見血管病變,磁共振對(duì)于顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的檢出具有重要的價(jià)值,已能發(fā)現(xiàn)小于3 mm的動(dòng)脈瘤。但對(duì)于較大的動(dòng)脈瘤(>13mm),因瘤腔內(nèi)血流較慢及血栓的影響,可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失[7],從而影響病變的檢出。有研究表示,3D-SPGR增強(qiáng)磁共振血管造影(MRA)對(duì)動(dòng)脈瘤的檢出率與常規(guī)三維時(shí)間飛躍法(3D-TOF)并無明顯差異,但對(duì)于較大的動(dòng)脈瘤(>13 mm),其對(duì)病灶的形態(tài)學(xué)及細(xì)節(jié)部分(如血栓)的顯示更加精確[8]。在該序列上,新鮮血栓常表現(xiàn)為高信號(hào),陳舊性血栓呈稍低信號(hào),未栓塞部分瘤腔呈高信號(hào)。動(dòng)脈瘤頸常因其走形迂曲,需結(jié)合多平面重建(MPR)技術(shù),在平行于動(dòng)脈瘤頸的方向上可得到較好的顯示。

      2.2 腦出血 腦出血是中老年人常見的急性腦血管病,病死率和致殘率都很高,是我國(guó)腦血管病死率最高的臨床類型。常規(guī)磁共振序列中腦出血的信號(hào)變化復(fù)雜,更有利于出血的分期,指導(dǎo)臨床治療。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),在3D-SPGR T2*WI序列,出血急性期病灶呈現(xiàn)不均勻低信號(hào)影,<10 mm的微小出血灶則呈均勻低信號(hào);亞急性期病灶呈中心混雜低信號(hào),外周環(huán)形高信號(hào),最外周低信號(hào)影;慢性期病灶中心呈混雜略高信號(hào)影,外周明顯低信號(hào)影[9-10]。

      急性腦出血常以CT檢查方法作為首選,擾相GRE T2*WI在診斷急性腦出血的敏感性與CT一致,為100%。但對(duì)于亞急性后期及慢性期的出血,其檢出率明顯高于CT,尤其是對(duì)小出血灶的顯示更為敏感。較大范圍的出血,對(duì)血腫范圍的顯示也較 CT掃描清晰[11]。此外,對(duì)于后顱窩、腦干、小腦等部位的出血,SPGR掃描序列的檢出率也明顯高于CT。

      2.3 顱神經(jīng)血管壓迫綜合征 顱神經(jīng)血管壓迫綜合征是指腦血管壓迫相應(yīng)節(jié)段的顱神經(jīng)根所產(chǎn)生的一系列臨床癥狀,根據(jù)血管壓迫的神經(jīng)不同,可在受壓神經(jīng)所支配的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的癥狀。臨床常見的血管神經(jīng)壓迫綜合征有三叉神經(jīng)痛、單側(cè)面肌痙攣、舌咽神經(jīng)痛。

      SPGR血管成像時(shí),因靜態(tài)組織反復(fù)被激發(fā)而處于飽和狀態(tài),組織信號(hào)低。而成像容積內(nèi)的血管,因血液的流動(dòng),新流入的血液未收到前一次脈沖的激發(fā),具有較高的縱向磁化矢量。因而在下一次脈沖激發(fā)時(shí)即可差生較高的信號(hào)。因此,血管始終呈現(xiàn)高信號(hào),而與周圍組織形成良好的對(duì)比[6]。三維梯度回波序列采用薄層掃面,腦血管呈高信號(hào),腦實(shí)質(zhì)和顱神經(jīng)呈等信號(hào),腦脊液表現(xiàn)為低信號(hào),形成良好的組織對(duì)比,可顯示腦血管、神經(jīng)等細(xì)微結(jié)構(gòu)。采用MPR結(jié)合磁共振重建技術(shù),顱內(nèi)神經(jīng)節(jié)段與鄰近血管的位置關(guān)系可清楚地顯示[12]。在有關(guān)三叉神經(jīng)痛、面肌痙攣、舌咽神經(jīng)痛等的相關(guān)研究中,均得出了相應(yīng)的結(jié)果佐證[13-14],認(rèn)為3D-SPGR可能為顱神經(jīng)壓迫綜合征患者的微血管減壓手術(shù)做出療效預(yù)測(cè),尤其在微小血管的顯示方面明顯優(yōu)于常規(guī)磁共振[15]。然而,由舌咽神經(jīng)、迷走神經(jīng)、副神經(jīng)等組成的后組腦神經(jīng)因其解剖較復(fù)雜、較纖細(xì),在3D T1 SPGR的顯示有時(shí)不如FIESTA序列清晰[16]。

      2.4 顱內(nèi)腫瘤 顱內(nèi)腫瘤是神經(jīng)系統(tǒng)的常見病,CT和MRI是其主要的檢查方法,又因磁共振的多參數(shù)、多序列成像,組織分辨率高,且無骨偽影干擾,對(duì)顱內(nèi)腫瘤的檢出較CT更為敏感。

      在SPGR掃描序列與SE掃描序列的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn),SPGR對(duì)顱內(nèi)腫瘤的顯示優(yōu)于SE序列,尤其是對(duì)小病灶的檢出明顯高于SE序列。對(duì)病灶與周圍組織的界限、水腫范圍、腫瘤血管及瘤周血管的顯示,SPGR都明顯優(yōu)于SE序列[17]。3D-SPGR增強(qiáng)掃描可同時(shí)滿足臟器實(shí)質(zhì)和三維血管成像的需要,能較清楚地顯示病變與周圍組織之間的關(guān)系,還可顯示腫瘤的供血?jiǎng)用}及引流靜脈[18-19],為臨床提供更多的有效信息。

      2.5 顱內(nèi)其他病變 胡軍武等[6]的研究還指出,顱內(nèi)囊蟲病及轉(zhuǎn)移瘤患者,增強(qiáng)3D-SPGR較增強(qiáng)SE T1WI的檢出率更高,能發(fā)現(xiàn)更多的病變細(xì)節(jié),如出血降解物及環(huán)形病變中的小附壁結(jié)節(jié)。

      2.6 顱內(nèi)應(yīng)用的缺點(diǎn) 3D-SPGR MRI檢查的缺點(diǎn)是對(duì)MRI系統(tǒng)要求高,移動(dòng)偽影較敏感,對(duì)圖像的采集和數(shù)據(jù)分析比較復(fù)雜,有一定的假陽性率。對(duì)于血流較慢的血管,顯示較差,對(duì)于部分由于靜脈壓迫所致的顱神經(jīng)血管壓迫綜合征,普通的3D-SPGR陽性檢出率較低。李長(zhǎng)青[17]還認(rèn)為,SPGR信號(hào)強(qiáng)度較SE低,重建血管清晰度較三維時(shí)間飛躍法磁共振血管成像(3D-TOF)差。

      3 SPGR在腦外血管病變及其相關(guān)疾病中的應(yīng)用

      3.1 主動(dòng)脈病變 主動(dòng)脈病變?nèi)缰鲃?dòng)脈夾層、動(dòng)脈瘤等屬高危病變,一旦出現(xiàn)破裂,常危及患者的生命。有研究表明,采用三維梯度回波序列行3D CE-MRA檢查,可清楚顯示各種動(dòng)脈瘤的部位、形態(tài)、病變細(xì)節(jié)及其與鄰近動(dòng)脈分支的關(guān)系,其所測(cè)參數(shù)與數(shù)字減影血管造影(DSA)高度一致[20]。結(jié)合常規(guī)MRI、MPR、最大密度投影法(MIP)等技術(shù),還可清楚顯示受累動(dòng)脈分支情況、腔內(nèi)血栓,基本可取代有創(chuàng)的DSA檢查。

      3.2 門靜脈病變 有較多學(xué)者利用3D DCE-MRA結(jié)合SPGR研究肝細(xì)胞癌、肝硬化門靜脈的改變,通過與門靜脈造影術(shù)對(duì)照分析發(fā)現(xiàn)在該序列上檢測(cè)門靜脈、肝靜脈及下腔靜脈有高度的一致性[21-23],對(duì)肝癌細(xì)胞侵襲血管的診斷準(zhǔn)確率較高。肝硬化門靜脈高壓患者使用該檢查技術(shù)可清楚顯示門靜脈主干及其肝內(nèi)左右分支級(jí)數(shù),對(duì)側(cè)支循環(huán)包括食管胃底靜脈、腹壁靜脈、冠狀靜脈等曲張,脾腎分流及臍靜脈重開等均可有良好顯示,對(duì)于評(píng)估曲張靜脈的分布范圍及程度有極好的作用,可精確顯示門靜脈、肝靜脈解剖關(guān)系[24-25]。該檢查方法對(duì)肝門靜脈及其分支有很好的顯示作用,但當(dāng)門脈細(xì)小分支閉塞或嚴(yán)重受壓包埋時(shí),血管的顯示仍存在一定困難。

      3.3 肝內(nèi)小結(jié)節(jié) 闞松林等[26]采取3D-FSPGR動(dòng)態(tài)增強(qiáng)聯(lián)合DWI對(duì)56例肝內(nèi)小結(jié)節(jié)進(jìn)行三期增強(qiáng)掃描,發(fā)現(xiàn)3D-FSPGR動(dòng)態(tài)增強(qiáng)可突出強(qiáng)化的細(xì)小血管、病灶與正常組織的對(duì)比,提高結(jié)節(jié)的檢出率,并可顯示結(jié)節(jié)供血?jiǎng)用},但未提到肝內(nèi)其他血管的顯示。

      3.4 胰腺腫瘤 胰腺腫瘤常為惡性腫瘤,易對(duì)胰周組織形成侵犯,及早發(fā)現(xiàn)病變、明確病變性質(zhì)及病灶與周圍組織、血管的關(guān)系,對(duì)治療方案的確定有指導(dǎo)作用。有研究發(fā)現(xiàn),胰腺病變的患者使用增強(qiáng)3D-SPGR掃描,可極好地顯示病灶各期的變化,通過三維重建,還能顯示病灶與血管的關(guān)系,顯示其微環(huán)境,為病灶切除術(shù)前的評(píng)估提供可靠的證據(jù)[27-29]。但仍有研究發(fā)現(xiàn),少數(shù)胰周靜脈受累時(shí),其檢出結(jié)果與術(shù)中觀察結(jié)果存在差異[30]。

      4 小 結(jié)

      3D-SPGR因其采用小角度激發(fā)成像,成像速度快,掃描時(shí)間縮短。采用三維成像技術(shù),空間分辨率較高,對(duì)小病灶的檢出率較高。在該序列上,血管顯像呈高信號(hào),使得各種血管病變得以清楚地顯示。

      綜上所述,3D-SPGR序列對(duì)各種顱內(nèi)外血管性病變、非血管性占位性病變與責(zé)任血管的關(guān)系均有較好的顯示,對(duì)臨床診斷、治療具有臨床價(jià)值。但3D-SPGR對(duì)磁場(chǎng)均勻性要求較高,移動(dòng)偽影較敏感,對(duì)于部分血流較慢的血管顯示較差,檢出率較低,仍是值得研究與改進(jìn)的地方。

      3D-SPGR在腦部以外的組織、器官血管性研究的文獻(xiàn)報(bào)道較少,而且劃分及總結(jié)沒有腦部細(xì)致,大多數(shù)文獻(xiàn)無3D血管成像分析及病灶與血管空間關(guān)系分析。因此,使用3D-SPGR對(duì)腦部以外血管性病變的顯像有待進(jìn)一步研究。

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      10.3969/j.issn.1009-5519.2015.15.020

      A

      1009-5519(2015)15-2304-03

      2015-03-14)

      廖如云(1989-),女,重慶萬州人,在讀碩士研究生,主要從事影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)方面研究;E-mail:476532115@qq.com。

      嚴(yán)敏(E-mail:924452572@qq.com)。

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