超急性期脑梗塞1.5T磁共振化学交换饱和转移成像
发布时间：2020-08-23 07:54
【摘要】：背景及目的 脑梗塞是各种原因引起的脑部血管供应障碍,使局部脑组织发生不可逆性损害,导致脑组织缺血、缺氧性坏死。早期的诊断、及时的溶栓治疗可减低脑梗塞的致残率,提高生存率。在脑梗塞超早期,常规的CT及MR往往无特异表现,PWI及DWI可表现出信号的改变,但并不代表缺血半暗带,因此寻找出能够迅速诊断疾病及预测缺血半暗带方法具有十分重要的临床意义。化学交换饱和转移(Chemical exchange saturation transfer,CEST)技术是一种对pH值变化敏感的新型的成像技术,我们知道当神经组织缺血缺氧时,神经细胞便发生代谢性改变,以无氧酵解供能产生乳酸,使细胞内酸碱平衡紊乱。pH敏感的CEST序列对梗塞的脑组织成像可反映出神经组织因缺血缺氧产生的代谢性改变。所以我们尝试用这种新的成像方法在临床1.5T磁共振上对梗塞的脑组织成像,希望能发现脑梗塞超早期病灶,且找出其与缺血半暗带间的关系。 方法 通过线栓法,对12只体重2.4~2.8公斤的猫进行左侧大脑中动脉梗塞的脑缺血造模,然后将其置于临床1.5T磁共振扫描仪上,进行常规T1WI,T2WI,DWI序列及自设计的CEST序列扫描,CEST运用的是SE-MT偏离水质子峰3.5ppm的激发偏置脉冲进行扫描。最后将获得的CEST图像与临床T1WI,T2WI,DWI序列的图像比较。 结果 在12只脑梗塞模型的动物中,我们发现有7只是在DWI图像上还没出现信号改变时,而在CEST图像上可发现病灶侧低信号改变,另外5只动物在CEST图像及DWI图像上同时发现病灶,而且发现CEST图像上病灶最暗的区域与DWI图像上最亮的区域相对应,这可能表示的是脑缺血最严重的区域。另外在CEST图像上所显示的病灶区域要大于DWI图像上所显示的病灶区域。在脑梗塞超急性期,T2WI及T1WI图像始终未表现出信号异常。 结论 在脑梗塞的超急性期,CEST图像有着独特的明显优势,有时DWI还未显示出信号时,在CEST图像上即可观察到病灶区低信号。从脑血流量分析,神经细胞内发生pH值改变的血流量水平接近脑缺血半暗带阈值,这表明CEST图像所显示的病灶范围接近于缺血半暗带。运用化学交换饱和转移序列不但在诊断超急性期脑梗塞方面有很大优势,而且很可能在预测缺血半暗带方面也具有重要的临床意义。
【学位授予单位】：汕头大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R743.3;R445.2
【图文】：
图 1-1 细胞糖代谢过程[5]Fig 1-1 Glucose metabolism in mammalian cells跨医学、物理、化学、电子学及计算机等学科，是一个多学列的开发及设计，图像的重建及后处理，缺血模型的选择及建人[6]对磁化传递（Magnetization transfer，MT）的研究，到发现 CEST 现象，经过连续地锤炼和改进，到今天，CEST 及其研究活跃，有望应用于临床。
CBF 降至正常的 15-20％水平称为膜衰竭阈值，也即神经细胞开始死亡或脑梗死的阈值。此前人们常把 DWI 所显示的病灶边界作为膜衰竭的边界，把 DWI 高亮区作为梗死的核心，并与 PWI（灌注成像）结合在一起，把 PWI-DWI 之间的差异区作为脑梗塞的缺血半暗带[18,19]，来指导溶栓治疗[13]。事实上，PWI 所显示的病变区包括了良性缺血区（无需治疗神经细胞亦可自行恢复），缺血半暗带及缺血核心区。而 DWI 图像的高信号区是否一定代表着不可逆的损伤现在仍然是存在争议（国外部分研究表明 DWI 高亮区部分神经细胞功能还是可以恢复正常的[20]）。由此可见，将 PWI-DWI 不吻合区作为脑缺血半暗是十分含糊的边界，而以此为标准进行指导溶栓治疗也是十分不可靠的[21]。相对而言，CEST 图像反应的是神经细胞发生缺血缺氧的代谢性改变，当脑血流量降至 40%（血流量约为 20～25ml/100g/min）时，细胞内的 pH 值发生改变，它便能被 CEST 图像探测出来。它与脑血流量 30%（约为20ml/100g/min）电衰竭的关系是很密切的。所以用 CEST 成像来预测脑缺血半暗带及指导治疗可能要更加准确及可靠。
织对比度[5,6]。2 磁化传递技术的原理解释组织中的质子分两个池，如下图 1，A 池代表自由池，是可移动的质子（如水质子其波谱线较狭窄、T2 较长，为常规磁共振成像提供大量信号。B 池为结合池，包含与蛋质、其他大分子、膜结合的质子，其质子的波谱线较广阔，T2 弛豫较快，信号无法被常成像技术所测到，故在磁共振上不显示图像。但此池质子可通过一定机制影响周围水质的 T1 和 T2 可间接成像。大分子影响周围水分子的机制，包括物理化学过程，如偶极子的磁化传递，化学交换，水与大分子分界线上特定位点的相互作用及自由水自旋扩散等磁化传递技术就是应用磁化传递饱和脉冲，选择性地饱和大分子池（B 池），使 B 池纵磁化接近零[7]，适当的条件下（适宜温度、pH 范围）这些质子会和周围水质子（A 池）生化学交换，进而将部分饱和转移到 A 池，最后，通过采集到的 A 池信号可以反映出磁传递效应的强弱效果。不同的组织磁化传递量不同。
本文编号：2801275
【学位授予单位】：汕头大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R743.3;R445.2
【图文】：
图 1-1 细胞糖代谢过程[5]Fig 1-1 Glucose metabolism in mammalian cells跨医学、物理、化学、电子学及计算机等学科，是一个多学列的开发及设计，图像的重建及后处理，缺血模型的选择及建人[6]对磁化传递（Magnetization transfer，MT）的研究，到发现 CEST 现象，经过连续地锤炼和改进，到今天，CEST 及其研究活跃，有望应用于临床。
CBF 降至正常的 15-20％水平称为膜衰竭阈值，也即神经细胞开始死亡或脑梗死的阈值。此前人们常把 DWI 所显示的病灶边界作为膜衰竭的边界，把 DWI 高亮区作为梗死的核心，并与 PWI（灌注成像）结合在一起，把 PWI-DWI 之间的差异区作为脑梗塞的缺血半暗带[18,19]，来指导溶栓治疗[13]。事实上，PWI 所显示的病变区包括了良性缺血区（无需治疗神经细胞亦可自行恢复），缺血半暗带及缺血核心区。而 DWI 图像的高信号区是否一定代表着不可逆的损伤现在仍然是存在争议（国外部分研究表明 DWI 高亮区部分神经细胞功能还是可以恢复正常的[20]）。由此可见，将 PWI-DWI 不吻合区作为脑缺血半暗是十分含糊的边界，而以此为标准进行指导溶栓治疗也是十分不可靠的[21]。相对而言，CEST 图像反应的是神经细胞发生缺血缺氧的代谢性改变，当脑血流量降至 40%（血流量约为 20～25ml/100g/min）时，细胞内的 pH 值发生改变，它便能被 CEST 图像探测出来。它与脑血流量 30%（约为20ml/100g/min）电衰竭的关系是很密切的。所以用 CEST 成像来预测脑缺血半暗带及指导治疗可能要更加准确及可靠。
织对比度[5,6]。2 磁化传递技术的原理解释组织中的质子分两个池，如下图 1，A 池代表自由池，是可移动的质子（如水质子其波谱线较狭窄、T2 较长，为常规磁共振成像提供大量信号。B 池为结合池，包含与蛋质、其他大分子、膜结合的质子，其质子的波谱线较广阔，T2 弛豫较快，信号无法被常成像技术所测到，故在磁共振上不显示图像。但此池质子可通过一定机制影响周围水质的 T1 和 T2 可间接成像。大分子影响周围水分子的机制，包括物理化学过程，如偶极子的磁化传递，化学交换，水与大分子分界线上特定位点的相互作用及自由水自旋扩散等磁化传递技术就是应用磁化传递饱和脉冲，选择性地饱和大分子池（B 池），使 B 池纵磁化接近零[7]，适当的条件下（适宜温度、pH 范围）这些质子会和周围水质子（A 池）生化学交换，进而将部分饱和转移到 A 池，最后，通过采集到的 A 池信号可以反映出磁传递效应的强弱效果。不同的组织磁化传递量不同。
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王宏伟;磁化传递成像技术与神经系统疾病[J];国外医学(临床放射学分册);2002年03期
2 吴仁华;沈智威;宁立波;邱庆春;;磁共振pH成像的研究[J];国际医学放射学杂志;2010年05期
3 陈卫松;朱晓钢;;线栓法制作大鼠大脑中动脉阻塞模型的研究[J];江西医学院学报;2009年08期
4 倪红艳,张文波,祁吉,李鹏,张华宁;磁化传递技术在中枢神经系统磁共振成像中的应用[J];中华放射学杂志;1998年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 宁立波;基于化学交换饱和转移机制的磁共振pH成像脉冲序列设计[D];汕头大学;2010年
本文编号：2801275
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