王鐵鋼

釓噴酸葡胺及飽和帶對3.0T單體素MR波譜勻場與抑水的影響

王鐵鋼

【摘要】目的探討靜脈注入釓對比劑釓噴酸葡胺及感興趣區(qū)(region of interest，ROI)周圍施加預(yù)飽和帶是否對腦實(shí)質(zhì)3.0 T單體素質(zhì)子MR波譜預(yù)掃描勻場與抑水產(chǎn)生影響。方法30例頭影像學(xué)檢查未見異常的受檢者采用GE Signa Excite HD 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀，八通道相控陣頭頸聯(lián)合線圈采集頭部PRESS序列波譜(TR/TE:1 500/ 30 ms，NSA:64次，ROI:2 cm×2 cm×2 cm)。保持同一感興趣區(qū)位置，在釓噴酸葡胺靜脈注射前后感興趣區(qū)周圍分別施加及不施加飽和帶行MRS自動(dòng)預(yù)掃描，共得到4組(分別為增強(qiáng)前未施加飽和帶組，增強(qiáng)前施加飽和帶組，增強(qiáng)后未施加飽和帶組，增強(qiáng)后施加飽和帶組)波譜預(yù)掃描勻場線寬(full width at half max，F(xiàn)WHM)和抑水(water suppression，WS)數(shù)據(jù)。比較增強(qiáng)前施加飽和帶前后FWHM和WS的變化;靜脈注入釓噴酸葡胺后施加飽和帶前后FWHM 和WS的變化;施加預(yù)飽和組靜脈注入釓噴酸葡胺前后FWHM和WS的變化。結(jié)果增強(qiáng)前施加飽和帶組較增強(qiáng)前未施加飽和帶組WS變好(t=－9.174，P＜0.000)，F(xiàn)WHM［(12.0±4.2) Hz，(12.1±2.9) Hz］差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.173，P=0.866);增強(qiáng)后施加飽和帶組較增強(qiáng)后未施加飽和帶組WS變好(t=－4.580，P＜0.000)，F(xiàn)WHM差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.745，P=0.468);施加預(yù)飽和帶組靜脈注入釓噴酸葡胺后較增強(qiáng)前時(shí)勻場差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=－0.154，P=0.879)而WS均變差(t=3.018，P=0.005)。結(jié)論在靜脈注入釓噴酸葡胺前后均推薦在感興趣區(qū)周圍施加預(yù)飽和帶采集。腦實(shí)質(zhì)MRS預(yù)掃描抑水受到靜脈注入釓對比劑釓噴酸葡胺的負(fù)性影響，但影響較小。

【關(guān)鍵詞】磁共振波譜;單體素;對比劑

MR波譜作為目前惟一無創(chuàng)性檢測活體器官組織代謝、生化變化及進(jìn)行化合物定量分析的方法，其在鑒別中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變中的作用已經(jīng)得到充分肯定［1，2］。為獲得高分辨的波譜圖像，在MRS采集前通常需要進(jìn)行有效地勻場和水抑制。譜線的線寬，亦稱為半高全寬(full width at half maximum，F(xiàn)WHM)可以反映磁場的均勻性。平時(shí)我們可以利用此特性判斷勻場效果，線寬決定譜線的頻率分辨力，線寬越小，基線越平滑光整?；铙w組織中水分子的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于興趣區(qū)代謝物的濃度，想要得到微弱的代謝物的可析信號(hào)，則要排除水分子干擾，所以在進(jìn)行MRS時(shí)必須要抑制水峰。腦實(shí)質(zhì)波譜成像通常先于增強(qiáng)掃描，但是在有些情況下，增強(qiáng)掃描后進(jìn)行波譜采集能更準(zhǔn)確識(shí)別病變并設(shè)定感興趣區(qū)。關(guān)于對比劑是否會(huì)影響結(jié)果，一直存在爭議。本研究選擇頭部磁共振檢查正常的受檢者，在興趣區(qū)周圍施加預(yù)飽和帶及靜脈注入釓類對比劑后進(jìn)行波譜采集，研究是否會(huì)影響頭部3.0 T質(zhì)子MRS預(yù)掃描勻場與抑水，以評(píng)估施加飽和帶的意義及增強(qiáng)掃描后行MR波譜采集的可行性。

1　資料與方法

1.1一般資料隨機(jī)選取30例頭部MR平掃及增強(qiáng)的受檢者(檢查正常并進(jìn)行強(qiáng)化掃描)進(jìn)行頭部MRS檢查，其中男17例，女13例;年齡17～77歲，中位年齡57歲。30例受檢者每人得到4組(增強(qiáng)前未施加飽和帶13組，增強(qiáng)前施加飽和帶29組，增強(qiáng)后施加飽和帶16組，增強(qiáng)后施加飽和帶30組。所有受檢者知情并同意，所有受檢者可隨時(shí)要求終止波譜采集。

1.2波譜采集方法設(shè)備為3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀(GE Signa Excite HD)，采集線圈為八通道相控陣頭頸聯(lián)合線圈。每位受檢者行頭部常規(guī)MRI掃描后執(zhí)行單體素PRESS(point-resolved spectroscopy，點(diǎn)分辨波譜分析法)序列。參數(shù)均為重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR) :1 500 ms，TE:30 ms，NSA (number of signal acquisition，信號(hào)采集次數(shù)) :64次，ROI:2 cm×2 cm× 2 cm采集時(shí)間2.2 min使用T2WI圖像作為軸位定位相，結(jié)合冠狀位圖像，選擇基底節(jié)位置放置感興趣區(qū)。在靜脈注射Gd-DTPA前、后感興趣區(qū)周圍分別施加及不施加飽和帶行MRS自動(dòng)預(yù)掃描程序，保持感興趣區(qū)位置不變，共得到4組(分別為非增強(qiáng)未施加飽和帶，非增強(qiáng)施加飽和帶，增強(qiáng)未施加飽和帶，增強(qiáng)施加飽和帶)波譜勻場(FWHM)和抑水(WS)數(shù)據(jù)。FWHM越大代表勻場效果越差，WS越高代表抑水效果越好。飽和帶的放置為體素的周圍6個(gè)方向。對比劑為釓噴替酸葡甲胺，用量為0.1 mol/kg。見圖1。

圖1　掃描流程圖

1.3觀察指標(biāo)30個(gè)受檢者共88組頭部波譜FWHM和WS數(shù)據(jù)。由于獨(dú)立樣本數(shù)據(jù)受個(gè)體因素的影響大，因此本研究僅對配對樣本數(shù)據(jù)比較。(1)增強(qiáng)前施加飽和帶前后FWHM和WS的變化; (2)靜脈注入釓噴酸葡胺后施加飽和帶前后FWHM和WS的變化; (3)施加預(yù)飽和組靜脈注入釓噴酸葡胺前后FWHM和WS的變化。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以±s表示，采用t檢驗(yàn)，相關(guān)性采用直線相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1靜脈注入釓類對比劑釓噴酸葡胺及飽和帶對頭部MRS勻場和抑水的影響統(tǒng)計(jì)(1)增強(qiáng)前施加飽和帶組較增強(qiáng)前未施加飽和帶組WS變好(t= －9.174，P＜0.000)，F(xiàn)WHM間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.173，P= 0.866); (2)增強(qiáng)后施加飽和帶組較增強(qiáng)后未施加飽和帶組WS變好(t=－4.580，P＜0.000)，F(xiàn)WHM間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.745，P= 0.468); (3)施加預(yù)飽和帶組靜脈注入釓噴酸葡胺較增強(qiáng)前勻場FWHM差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=－0.154，P= 0.879)，而WS差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t= 3.018，P=0.005)。見表1。

表1　靜脈注入釓類對比劑釓噴酸葡胺及飽和帶對頭部MRS勻場和抑水的影響統(tǒng)計(jì)描述

2.2典型病例女，74歲，圖為注入對比劑釓噴酸葡胺后選取左側(cè)基底節(jié)區(qū)為感興趣區(qū)，周圍加飽和帶的橫斷位圖，增強(qiáng)后MRS勻場和抑水的情況為FWHM 11 Hz，WS 97。本例增強(qiáng)后未施加飽和帶時(shí)FWHM 13 Hz，WS 94;增強(qiáng)前未施加飽和帶時(shí)FWHM 13 Hz，WS 95;增強(qiáng)前施加飽和帶時(shí)FWHM 11 Hz，WS 98。見圖2。

圖2　注入釓噴酸葡胺后感興趣圖和橫斷位圖

2.3FWHM與WS散點(diǎn)圖及相關(guān)分析采集所獲全部FWHM與WS數(shù)據(jù)繪制散點(diǎn)圖，由散點(diǎn)圖可知FWHM和WS呈現(xiàn)負(fù)性相關(guān)的趨勢，提示勻場的效果越好則抑水越有效。FWHM和WS呈負(fù)相關(guān)(r=－0.638，P＜0.000)。見圖3。

圖3　FWHM和WS散點(diǎn)圖

3　討論

3.1FWHM的影響因素［3，4］不同化學(xué)基團(tuán)內(nèi)氫原子所處的化學(xué)環(huán)境不同，從而導(dǎo)致共振頻率存在差別，MRS就是根據(jù)這一特性獲得相應(yīng)基團(tuán)的濃度信息。當(dāng)外部環(huán)境及掃描條件相同時(shí)，同一化學(xué)基團(tuán)內(nèi)氫原子所產(chǎn)生的譜線位置及線型固定，根據(jù)譜線峰高或峰下面積可以獲得該化學(xué)基團(tuán)的濃度信息。當(dāng)局部有順磁性粒子存在時(shí)，則其周圍磁場的均勻性周到影響，導(dǎo)致測量譜線展寬而無法準(zhǔn)確對單一峰進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合，故計(jì)算此峰下面積時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差。選取受外部磁環(huán)境影響較小的代謝物的峰高作為比較代謝物濃度的標(biāo)準(zhǔn)，此峰的寬度即譜線FWHM。FWHM越小，基線越平滑光整，可以根據(jù)此特性判斷勻場效果，也可以用來比較不同樣品所處的化學(xué)環(huán)境的差別。FWHM與T2*弛豫時(shí)間和磁場均勻度有關(guān)，決定譜線頻率分辨力。

3.2勻場和抑水的關(guān)系本研究采用CHESS技術(shù)抑水，為頻率選擇脈沖法。CHESS技術(shù)的缺點(diǎn)是與水信號(hào)同頻的其他信號(hào)也被抑制，且如果飽和脈沖的頻帶發(fā)生偏差，可能使水信號(hào)抑制不徹底，或者抑制了水附近的代謝物信號(hào)［5－8］。先選用一個(gè)與水峰帶寬相當(dāng)?shù)恼l率帶寬把水信號(hào)激發(fā)，然后再用一個(gè)強(qiáng)散相梯度再把水信號(hào)消除，在水信號(hào)剛開始恢復(fù)還不能被再次激發(fā)前，再用脈沖激發(fā)和測量感興趣成分的信號(hào)。從散點(diǎn)圖及相關(guān)分析可知，由散點(diǎn)圖可知FWHM和WS呈負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，提示勻場的效果越好則抑水越有效。磁場不均勻可以導(dǎo)致水的頻率范圍較大，從而中心頻率不易確定，影響抑水。

3.3飽和帶對勻場和抑水的影響分析波譜的自動(dòng)勻場為有源勻場。采用有源勻場線圈時(shí)，調(diào)節(jié)各組線圈的電流值產(chǎn)生特定方向的線性或高階梯度場來修正磁場空間分布，故范圍越大場強(qiáng)越高越難勻場。預(yù)飽和帶是指在脈沖序列被激發(fā)前施加一個(gè)額外的射頻脈沖，使非興趣區(qū)域組織的縱向磁化全部被飽和，被飽和的組織無法產(chǎn)生磁共振信號(hào)［9］。預(yù)飽和帶縮小了勻場范圍，因此勻場效果更好，從而亦能達(dá)到更好的抑水效果。施加飽和帶組與非施加飽和帶組相比，F(xiàn)WHM非增強(qiáng)時(shí)差異為0.1 Hz，增強(qiáng)時(shí)差異為0.3 Hz，CHESS技術(shù)對飽和脈沖敏感，因此抑水在增強(qiáng)前后均出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)的差異。

3.4靜脈注入釓類對比劑對勻場和抑水的影響分析［10－14］Gd-DTPA主要成分為釓噴酸葡胺，本身不產(chǎn)生MR信號(hào)，具有很強(qiáng)的順磁性，通過改變周圍氫核的磁性起作用。Gd能顯著縮短T1、T2的弛豫時(shí)間，可引起鄰近原子的磁場不穩(wěn)定，進(jìn)而影響原子的共振頻率，并且影響局部磁場的均勻性，理論上可以影響結(jié)果。在本研究中增強(qiáng)后的影響主要考慮釓類對比劑影響磁場的均勻性，從而導(dǎo)致線寬的增加。在神經(jīng)系統(tǒng)的研究中，有的作者認(rèn)為釓類對比劑對波譜的影響在臨床上能夠忽略，可以在增強(qiáng)后進(jìn)行采集。Joe等［13］對25個(gè)乳腺癌患者在靜脈注入釓類對比劑后研究，發(fā)現(xiàn)僅有2個(gè)勻場出現(xiàn)差別，23個(gè)勻場未見差別。我們的研究我們在靜脈注入釓類對比劑后用完成橫斷和冠狀面和矢狀面掃描后進(jìn)行MRS預(yù)掃描，約增強(qiáng)后6 min進(jìn)行預(yù)掃描，此時(shí)抑水的差別出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)的意義。但水抑制絕對差值僅為0.4%。頭部的血腦屏障限制對比劑的通過，因此對比劑對其影響小，有待于后續(xù)研究進(jìn)一步探討。

本研究發(fā)現(xiàn)，在靜脈注入釓類對比劑釓噴酸葡胺前后均推薦在感興趣區(qū)周圍施加預(yù)飽和帶采集。腦實(shí)質(zhì)MRS預(yù)掃描抑水受到靜脈注入釓類對比劑的負(fù)性影響，但影響較小。

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【中圖分類號(hào)】R 445.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1002－7386(2016) 02－0203－03

doi:10.3969/j.issn.1002－7386.2016.02.012

作者單位:063000河北省唐山市中醫(yī)院磁共振室

(收稿日期:2015－06－11)