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[分享]MRI之磁化转移(MT)技术

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发表于 2008-9-22 10:50:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
 
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磁化转移(magnetization transfer,MT)是近年来推出的MR成像新技术之一,该技术通过物理方法增加图像对比度或制造一种新的对比。

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1 磁化转移技术的基本原理
      对于一般组织来说,MR成像的对象实际上是水分子中的质子。水分子有自由水和结合水之分。所谓自由水是指不依附于蛋白质分子,且自由运动充分自由的水分子;结合水是指依附于蛋白质,其自然运动受到限制的水分子,即蛋白质水化层的水分子。蛋白质分子及结合水中的质子进动频率范围很宽,且T2值很短,所以对MR图像的信号几乎没有直接贡献。

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      MR成像时,一般都以自由水中的质子进动频率作为中心频率,如果我们在MR成像序列(可以是GRE序列或SE序列)前,给组织施加一个偏离中心频率约1000~1200Hz的饱和脉冲,那么自由水中的质子不被激发,而蛋白质分子和结合水中的质子将受激发而获得能量。蛋白质分子和结合水中的质子从射频脉冲得到的能量将传递给其周围的自由水,我们把这种能量传递称为磁化转移。由于磁化转移,获得能量的自由水将被饱和,当MR成像真正的射频脉冲来临时,这部分水分子将不再能受到能量,未被饱和的自由水才能受到激发几乎各种组织都含有一定量的蛋白质和结合水,由于MT预脉冲的施加和MT现象的存在,这些组织中的自由水将不同程度产生饱和效应,因此组织的信号强度将不同程度降低。各种组织中蛋白质和结合水的含量是不同的,MT效应造成的信号强度衰减程度也将存在差别,这种由于磁化转移现象造成的对比被称为磁化转移对比(magnetization transfer contrast,MTC)。施加MT预脉冲后,正常骨骼肌的信号强度约衰减60%;脑白质约衰减40%;脑灰质约衰减30%;血液约衰减15%。

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     在某些疾病的早期,一些病变中自由水含量变化不大,因此在常规T1WI和T2WI上常无明显的信号异常,但如果病变组织与正常组织间的蛋白和结合水含量出现差别,利用MT技术则有可能发现病变。

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2 MT技术的临床应用M

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目前MT技术在临床上多用于神经系统,主要有以下几个方面。

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(1)用于TOF MRAM

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      TOF MRA技术利用血液流入增强效应制造出流动血液与静止组织之间的对比,因此背景组织信号的抑制非常重要,利用常规TOF MRA技术,背景组织信号往往抑制不充分,直径小的血管因与静止组织间对比较差而不能显示。利用MT技术后,静止组织的信号被更好地抑制,而血液信号衰减程度很小,因此增加了静止组织与血液的对比,使小血管得以清晰显示。但是MT预脉冲需要占据TR间期的一段时间,因此施加MT技术后,TR需要延长10~20ms,从而扫描时间相应延长。
(2)用于增强扫描M

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      MT技术可以抑制组织的信号,但MRI对比剂可以缩短组织的T1值,而且其短T1效应作用于自由水,与MT技术对组织信号的抑制无关。施加MT技术后,增强组织的信号衰减不明显,而未增强组织的信号得以抑制,因此增加了两者的对比,使一些轻微强化的组织得以更好显示。
      有研究发现,施加了MT技术的单倍剂量脑增强扫描图像的增强效果与三倍剂量不施加MT技术的增强扫描图像接近。
      需要指出的是,有些病灶使用的MT技术后,在没有注射对比剂前其相对信号可能增加而呈现高信号,这一点在评价施加MT技术后的增强图像时需要注意。最好在进行施加MT技术的增强扫描前,先进行施加MT技术的平扫,以便对照。

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3 磁化转移率的应用
      在保持其他成像参数完全一致的前提下,进行不施加和施加MT技术的MR扫描,利用感兴趣区对同一部位的信号强度值进行测量,可以计算磁化转移率(magnetization transfer ratio,MTR)。MTR =(SI-SIMT)/SI,式中SI表示未施加MT技术图像上组织的信号强度,SIMT表示施加MT技术后组织的信号强度。也可利用计算机对所有图像进行计算得到MTR图像。
       MTR目前多用于多发硬化(MS)和阿滋海姆氏病(AD)的研究。据研究发现,与正常脑白质相比,MS病灶的MTR明显缩小,平均为25%左右(正常脑白质约为40%)。对MS病人T2WI上表现为正常信号的脑白质进行的研究也发现,这些脑白质的MTR也有明显缩小,可见对于MS的检查MTR比常规MRI更为敏感。对早期AD病人的研究发现,AD患者海马和海马旁回的MTR均较对照者显著下降。

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发表于 2008-9-23 21:31:49 | 显示全部楼层

磁化转移多用于SE和3D TOF。楼主辛苦了!欢迎大家都积极发帖!

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