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二次灌注对全定量脑磁共振灌注成像血流动力学影响的初步研究

更新时间:2016-07-05

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)用以反映组织微血管分布和血流灌注情况[1],其不但能够提供组织的血流动力学信息,而且还能对某一血管的血流动力学进行客观有效的评价[2]。其中脑血流量的精确测定对于缺血性脑血管病、脑肿瘤的诊断和治疗方案的制订以及治疗效果的评估具有重要的临床价值[3-4],最新研究结果显示磁共振灌注成像对评价神经退行性疾病和神经精神性疾病也有极大的帮助[5]。但是其为半定量,所得出的灌注相关数值都不准确。因此,全定量磁共振灌注成像(self-calibrated epi perfusionweighted imaging,Scale-PWI)应运而生,其是一种新的灌注方式,对比于常规灌注它可以对灌注值进行一个相对完全定量,得出比较准确的灌注值,其准确性也得到了一定验证[6],正在临床进行推广。和常规灌注一样,Scale-PWI也要把握一定的注药时期,过早就会存在对比剂的二次灌注[7-8](对比剂首次进入靶组织血管到完全流出血管需要一定时间,在此期间含有对比剂的血液回流至心脏后可到达兴趣区靶组织内,而此时扫描并未结束,从而形成对比剂的第二次灌注)。二次灌注会使信号曲线与实际有明显偏差[7],最终会对灌注参数有影响。笔者的目的就是探索Scale-PWI的最佳注药时期,得到较准确的灌注参数,更好地应用于临床,其次就是探索二次灌注对Scale-PWI血流动力学的影响。

1 材料与方法

1.1 一般材料

无脑血管疾病志愿者100名,男40名,女60名,年龄37~65岁,平均(50.13±8.32)岁。对所有志愿者进行详细询问,均无心脑血管及其他疾病等。100名志愿者的MR常规扫描图像均无陈旧性脑出血、脑梗死、血管畸形及颅内肿瘤,均符合标准,纳入统计。将志愿者分为5组,每组20名,分组兼顾性别和年龄的均衡性,所有志愿者均签署磁共振增强知情同意书。

举荐人才或者教育晋地后学,成就晋地学术人才,是仕晋名宦的重要贡献之一。 如政和元年(1111年)任芮城令的邵伯温,就成就了一位大人物赵鼎(1085-1147年)。 《宋史·赵鼎传》:“赵鼎少从伯温游。” 元代国子祭酒欧阳玄:“公(指赵鼎)师邵伯温,友胡寅,其问学源委,措诸行事。” (《赵忠简公祠记》,《山西通志·艺文》)后赵鼎为相,在当时声望极高,“论者谓中兴贤相,以鼎为称首”。(《宋史·赵鼎传》) 任相期间,推崇洛学,出现了儒学兴盛的局面,这一时期亦被学界称为“小元祐”。 他又上《乞追赠邵伯温状》奏议,请求追录伯温功绩。

1.2 MR检查及方法

应用德国 Siemens公司Verio 3.0 T超导磁共振扫描仪,扫描范围为全脑。T1WI sag,TR 440 ms,TE 2.48 ms,FOV read 230 mm×230 mm,FOV phase 100%,矩阵320×320,层厚5 mm,层间距1 mm;T2WI tra,TR 4900 ms,TE 92 ms,FOV read 230 mm×230 mm,FOV phase 100%,矩阵320×320,层厚5 mm,层间距1 mm;T1WI tra,TR 250 ms,TE 2.67 ms,FOV read 230 mm×230 mm,FOV phase 100%,矩阵320×320,层厚5 mm,层间距1 mm;T2WI FLAIR,TR 8000 ms,TE 94 ms,FOV read 230 mm×230 mm,FOV phase 90.6%,矩阵256×256,层厚5 mm,层间距1 mm;灌注成像序列采用Sacle-PWI进行扫描,扫描范围与前述轴位扫描范围一致。扫描参数:TR 1620 ms,TE 36 ms,反转角度为90°,连续扫描50期,FOV read 230 mm×230 mm,FOV phase 100%,矩阵128×128,层厚5 mm,层间距1 mm,扫描层数为20,覆盖全脑范围,扫描时间为2 min 19 s。对比剂采用马根维显,0.2 mmol/kg。由本科护理人员于右手肘窝处肘正中静脉或贵要静脉留置20号BD留置针,高压注射器以4 ml/s的流率注射对比剂。5组患者分别在Sacle-PWI序列扫描的第3期、第5期、第7期、第9期、第11期注射对比剂。

1.3 Scale-PWI

图1,2 均为灌注时间-信号强度图,横坐标为时间,纵坐标为信号强度。图1与图2比较,其信号强度下降到最小值,再上升到最大值后,其信号强度又存在一次明显的下降,说明图1存在明显的二次灌注,图2则没有 图3~5 分别表示各感兴趣区(图中圆圈内部分)具体测量部位,图3为额叶,图4为丘脑,图5为小脑 图6~11 分别表示额叶白质、背侧丘脑、小脑的不同时期CBV、CBF灌注测量值的均值方差图,从图中可以看出存在二次灌注的第3期、第5期的灌注测量最大值、均值、方差都大于第7期、第9期的灌注测量最大值、均值、方差 Fig. 1,2 Figure 1 and figure 2 are the perfusion time-signal strength graph, the horizontal coordinate is time, and the ordinate is the signal strength.Compare figure 1 with figure 2, its signal strength drops to the minimum value, and then rises to the maximum value. There is another significant drop in intensity, indicating that there is significant secondary perfusion in figure 1, and figure 2 does not. Fig. 3—5 Figure 1 and figure 2 respectively represents the specific measuring parts of each interest area (in the circle). Figure 3 is the frontal lobe; figure 4 is thalamus; figure 5 is the cerebellum.Fig. 6—11 Respectively represents the frontal white matter at different times, dorsal thalamus, cerebellum CBV, CBF perfusion measurement variance figure, can be seen from the figure in the existence of secondary perfusion perfusion measure the maximum value of stage 3, 5, the mean and variance are greater than 7, 9 issue of perfusion measure the maximum, the mean and variance.

表1 不同时期各部位CBV、CBF测量值( ±s) Tab. 1 Different parts at different periods of CBV, CBF measured values ( ±s)

注:11期由于注药时期过晚,灌注成功率较低,数据无统计意义

注药时期及兴趣区 CBV (ml/100 g) CBF (ml/min·100 g) 注药时期及兴趣区 CBV (ml/100 g) CBF (ml/min·100 g)3期 7期额叶(右) 2.72±0.45 38.45±5.17 额叶(右) 1.81±0.49 27.05±6.42额叶(左) 2.69±0.40 38.83±4.89 额叶(左) 1.64±0.35 25.68±4.41丘脑(右) 4.55±0.65 124.53±12.87 丘脑(右) 2.61±0.95 64.98±25.62丘脑(左) 4.40±0.38 128.53±9.61 丘脑(左) 2.53±0.88 62.81±22.34小脑(右) 3.20±0.29 49.16±4.55 小脑(右) 2.04±0.71 28.93±6.81小脑(左) 3.24±0.34 50.14±3.00 小脑(左) 1.98±0.57 27.93±5.45 5期 9期额叶(右) 2.51±0.39 39.61±6.22 额叶(右) 2.02±0.10 26.63±4.43额叶(左) 2.61±0.32 40.20±6.16 额叶(左) 1.96±1.13 25.40±2.62丘脑(右) 3.87±0.83 110.21±19.43 丘脑(右) 2.77±0.39 60.55±13.39丘脑(左) 3.74±0.69 112.19±17.48 丘脑(左) 2.68±0.20 61.97±12.02小脑(右) 2.99±0.56 45.50±10.54 小脑(右) 2.18±2.89 30.38±3.17小脑(左) 3.04±0.53 44.07±7.35 小脑(左) 2.06±0.10 29.02±1.90

一个新的灌注序列,可以对脑灌注区域进行全定量灌注,得出相对准确的灌注值。其序列组成为在注射药物前先行T1 map扫描,然后行常规PWI灌注扫描,最后再行T1 map扫描(扫描层面与第一次同层)。然后分别测量出打药前后T1 map序列的脑白质和血池(矢状窦)中的T1值,再代入公式,计算出稳定的脑白质稳态脑血容量(steady state cerebral blood volume,CBVss)。再通过静态组织T1的变化和纠正血管内水的交换,从而对CBVss进行纠正,得出定量的脑白质CBV (quantitative cerebral blood volume for white matter,qCBVWM),基于与qCBVWM相同的脑白质ROI (体积测量方法)得出脑白质的相对量CBV(relative cerebral blood volume for white matter,rCBVWM),然后把qCBVWM/rCBVWM的比值作为一个缩放因子,再得出定量的CBV和脑血流量(cerebral blood flow,CBF)[9];测出的最终灌注值要除以10,才得出最终值。

1.4 图像处理

Scale-PWI 扫描完成后,首先将灌注数据通过常规PWI后处理软件得出时间-信号强度图,分析其是否存在二次灌注(图1,2)。其次Scale-PWI扫描完成后会自动生成CBV、CBF的函数图像,在此函数图像上进行测值,其测值大小与初始水平线下与曲线所围成面积大小呈正相关。测值感兴趣区设置为圆形,测值兴趣区面积均为1 cm2,测值的部位分别为额叶白质、灰质及丘脑(左右对称),测量时注意避开血管周围间隙[10]。将测量值记录分析,具体测量部位见图3~5。

索尼A900搭载了具有2460万有效像素的全画幅CMOS传感器,可以拍摄最高达6048×4032分辨率的图片。机身内置SteadyShot光学稳定系统,可以不受镜头制约,提供恒久的光学防抖效果。两块Bionz影像处理器的应用使A900拥有更加强大的运算速度。它的感光度范围ISO200-ISO3200,并可扩展至ISO100-ISO6400。A900支持CF卡和记忆棒双卡存储照片。虽然索尼A900在对焦系统以及高感光度拍摄效果方面与对手相差不少,但是它的低感光度画质、色彩输出的容宽度以及影调润透度都达到了相当的高度。

1.5 数据分析

[3]Luo ZM, Ding XS. Ischemic cerebrovascular pathology. Beijing:People's Medical Publishing House, 2011: 30-37.罗祖明, 丁新生. 缺血性脑血管病学. 北京: 人民卫生出版社, 2011:30-37.

1.6 统计学方法

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2 结果

100名志愿者不同注药时期组(3、5、7、9、11期)的两侧额叶白质、丘脑及小脑的CBF和CBV值进行左右对比无明显统计学差异(P>0.05;图6~11)。不同注射时期组两侧额叶白质、丘脑及小脑各灌注参数值得大小结果见表1。从表1可见,存在明显二次灌注的第3期、第5期的各感兴趣区灌注CBF、CBV灌注值明显大于第7期、第9期无明显二次灌注的各感兴趣区灌注CBF、CBV灌注值;第11期注射时机相对较晚,数据无统计学意义。

3 讨论

目前,MRI可采用PWI或不用对比剂的动脉自旋标记技术(arterial spin labeling,ASL)获得脑血流量、脑组织局部血流量结果[11-13]。ASL是无需静脉注射对比剂的无创性灌注成像技术[14],此方法因可以简单、快速地获得脑血流量灌注值而备受关注[15],但是其对仪器的性能要求较高,大多数机器都无法实现应用,无法快速得到普及。动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast-enhanced,DSC)灌注技术是一种通过静脉注射钆剂获得对比剂与时间变化曲线的成像技术[16],现目前该技术的应用相对比较成熟,空间分辨率高,其在脑肿瘤[17]和脑梗死[18]方面的应用最为广泛,其与扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)结合对诊断急性缺血性脑卒中的敏感性可达到97.5%[19]。但是其定量方式为半定量,不能对脑组织灌注值进行绝对定量,后期还要通过复杂的计算才能得出大概的灌注值。针对这些缺点,西门子公司设计了一个全新的序列Scale-PWI,该序列可以对脑组织灌注值进行完全定量,得出准确的灌注值,而且大多数的机型通过调试都可以很好地应用。

(3)含L-阿拉伯糖的NGM培养基:配制L-阿拉伯糖浓度分别为5、10、15、20、40 mmol/L,然后按1:1与线虫混合,再涂布到含葡萄糖的NGM培养基,得到L-阿拉伯糖的终浓度分别是2.5、5、7.5、10、20 mmol/L。

在行Scale-PWI检查时,注药时期的把握是比较重要,如果注药时期过早,会导致较多的药物循环后,进行第二次灌注,从而会导致灌注的相关参数值发生变化。如果注药时期过晚,灌注结果将毫无意义。由于该序列在国内是一个比较新的序列,其应用相对较少,笔者就是探索二次灌注对该序列的血流动力学影响并从中得出该序列的最佳注药时期。因此,笔者将注药时期分成了5个时期,其中第3期、第5期注射药物存在二次灌注的概率分别为95%、80%;第7期、第9期注射药物存在二次灌注的概率为10%、5%;第11期注射药物的时机较晚,多数灌注扫描无法完成,灌注成功率较低,数据无统计意义。比较第3期、第5期、第7期、第9期所测得的灌注函数值,结果显示第3期、第5期所测得的灌注函数值明显大于第7期、第9期所测得的灌注函数值。其原因为,第3期、第5期由于注药时期过早,导致其出现明显二次灌注,从而使得初始水平线下与曲线所围成的面积增大,从而可能导致所测得的灌注函数值偏大。综上所述得出结论为:Scale-PWI的最佳注药时期为第7~9期,可得到较准确的灌注参数值;二次灌注会导致Scale-PWI的灌注函数值偏大。

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参考文献 [References]

综上所述,对于L5S1椎间盘突出的患者,尤其是在节段位于椎间孔或椎间孔外型突出者,在应用脊柱内镜经椎间孔入路的时候,要在术前仔细判明髂棘高度以及突出间盘所在的位置,从而决定在术中是否行椎间孔成形术以及是否需要进行更确切的“靶点穿刺”。

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将所有5期测值首先行期内左右对比,后再将所收集的5期数据,分析二次灌注对脑灌注成像的影响,并从中得出Scale-PWI的最佳注药时期。

选取2017年1—12月在我院产科行分娩的220例瘢痕子宫再次妊娠孕产妇作为瘢痕组,年龄22~37岁,平均年龄为(29.1±3.1)岁,孕周38~42周,平均孕周(39.8±0.5)周;同时选取同期行分娩的220例初次分娩孕产妇作为初产组,年龄21~39岁,平均年龄为(28.8±3.3)岁,孕周39~42周,平均孕周时长为(39.6±0.8)周。不同组孕产妇一般资料间比较差异无统计学意义(P>0.05)。

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缪斯是希腊神话中文艺和科学女神的通称。她们以音乐和诗歌之神阿波罗为首领,分别掌管着历史、悲剧、喜剧、抒情诗、舞蹈、史诗、爱情诗、颂歌和天文。古希腊的诗人、歌手都向缪斯呼告,祈求灵感。

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对统计的5期不同注射时期的各感兴趣部位的数值采用均数±标准差表示,使用配对t检验和单因素方差分析对5期不同时期各感兴趣区灌注参数值进行统计学分析。上述所有数据检验均采用SPSS 17.0统计软件进行统计学处理,P<0.05表示有统计学差异。

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保险柜在书房里,他匆忙把那些东西收起来,锁好,起身正要离开,看到了电脑桌上的红色外套的苹果手机,那是妻子的。看到妻子的手机,他不由得想到了妻子对手机小心谨慎的样子。睡觉时她必需把手机放在自己的枕头底下,同时迅速瞥一眼尹爱群。出门时必要随身携带,从来没有人机分离的情况。这个现象让尹爱群一直感到奇怪,难道妻子的手机里藏着什么隐秘?可是现在,妻子的手机就在自己的手里,可以随意查看,是妻子有意为之还是一时疏忽?

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谢欢,张玉龙
《磁共振成像》 2018年第05期
《磁共振成像》2018年第05期文献

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