颅内肿瘤增强的磁化传递在中低场强机中的应用
【摘要】 目的 重点讨论磁化传递成像(MTI)与钆剂增强的协同作用及其原理，MTI与钆剂增强的合理应用。方法 回顾分析100例病人，其中胶质瘤25例，转移瘤20例，大垂体瘤20例，脑膜瘤15例，听神经鞘瘤20例。各例均用美国Resonex0.5T常导系统正交头颅线圈作常规头颅平扫及注射钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)后T1W扫描和MT扫描。结果 100例颅内肿瘤经增强后MTI，脑实质信号强度普遍降低，而病灶信号强度与未用MTI无明显差别。结论 MTI与钆剂增强具协同作用，合理应用，不失为更安全且经济实惠的一种钆剂显影方法。
关键词 脑肿瘤 Gd-DTPA MTI 磁共振
【文献标识码】 B 【文章编号】 1609-6614(2003)10-0925-02
磁化传递成像(Magnetization Transfer Imaging，MTI)是一种新的成像技术，由于它能改变MRI的组织对比，故又称为磁化传递对比(MTC) [1] 。随着中低场强磁共振机在中小综合性医院的日趋普及，其发挥的作用越来越显优势，为了共同探讨中低场强机在实际中的应用，现将本中心应用上海淮海制药厂生产的钆喷酸葡胺和MTI对100例颅内肿瘤增强的协同作用报告如下。
, 百拇医药
1 资料与方法
1.1 一般资料 本组100例颅内肿瘤，其中胶质瘤25例，转移瘤20例，大垂体瘤20例，脑膜瘤15例，听神经鞘瘤20例。年龄8～83岁，其中男61例，女39例。
1.2 方法 各例均用美国Resonex0.5T常导系统正交头颅线圈作常规头颅扫描，自旋回波程序(SE)横断面、矢状
面、冠状面。T 1 W成像(TR/TE=500ms/70ms)以及PDW和 T 2 W成像(TR/TE=2500ms/25.80ms)。增强后重复上述T1W扫描和MT成像。
我们所用Resonex MR系统磁化传递(MT)脉冲的形式为“1-2-1”二项式脉冲，即为MT“2100100”，MR脉冲频率与组织水中质子共振频率之间的错位为5000赫兹(HZ)。
, 百拇医药
2 结果
2.1 我们在总结38例的基础上又增加了62例。100例颅内肿瘤，增强前在T 1 W图像上，69例病灶信号强度低于脑实质，26例病灶信号强度等于脑实质，5例病灶信号强度高于脑实质。100例中63例病灶周围有不同程度的脑水肿。钆剂增强后，T 1 W图像上，95例呈程度不等、形态各异的强化。增强病灶的SIL0 之比值介于1.17-1.76之间(数值越高，增强效果越佳)。其中以听神经鞘瘤与脑膜瘤的差别为甚，分别为1.45和1.76。
表1 100例颅内肿瘤MTI和0.1mmol/kg钆剂增强效价(略)
2.2 100例颅内肿瘤经增强后MTI，脑实质信号强度普遍降低，而病灶信号强度与未用MTI，无明显差别(表1，相差1.4%～3.6%，P>0.05)。因此，颅内肿瘤在钆剂增强后，MTI T 1 W图像的增强效价为未用的MTI的2.14～5.08倍，病灶与水肿成分的分界更加清楚。例如，15例脑膜瘤在钆剂增强后MTI，其边缘更清楚，具浮雕般感觉，脑膜尾征也显示得更明确。其中3例为桥小脑角区脑膜瘤。20例转移瘤中12例看到钆剂增强后T 1 W图像上未显示的小结节状病灶25个，其中4例钆剂增强后T 1 W图像上仅显示单个病灶。25例胶质瘤中，15例恶性胶质瘤，5例中等度恶性胶质瘤在MTI后病灶显影范围更大，且其边缘和形态也显示更为清楚，增强结节更突出。
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3 讨论
3.1 钆剂增强与增强后MTI效果对比 本组所用钆剂为推荐标准剂量0.1mmol/kg，结果发现注射标准剂量钆剂后，MTI与之有明显的协同作用，增强效价为未用的2.14～5.08倍(见表1)。因此，标准剂量钆剂加用MTI后，使病灶更突出，范围更清楚，并能显示更多、更细小的病灶。据理论分析并有文献报道，MTI与半量钆剂合用的增强效果与双倍剂量(不用MTI)者应相仿 [2] 。综上所述，改善钆剂显影效果的方法，除加大钆剂剂量之外，还应加用更加安全，且经济实惠的MTI一法。
3.2 MTI与钆剂增强协同作用的原理 大分子池中包括在细胞膜中的氢质子、磷脂、蛋白质和其他大分子化合物，以及紧密束缚于大分子的水质子，其质子的T 1 时间极短，故其MR频谱范围甚宽而组织中游离水的T 2 时间较长，(如脑脊液)其MR频谱范围很窄，所以这些质子只能为较小范围频带的射频(RF)脉冲所激励。因此，在MR成像过程中，需要增用一个RF脉冲，即所谓磁化传递(MT)脉冲，并且此脉冲的频率与组织水中质子的MR频率错开，一般错开数百至数千赫兹。这种偏移共振脉冲使大分子中质子饱和而不直接影响游离水中的质子，并且这种大分子池中质子的饱和性，又能快速通过偶极子间的相互作用，传递给组织水中的质子，从而改变了组织的驰豫指标，形成了新的图像对比。实际上是使各种组织的信号强度有所降低 [3] 。 综合上表明MTI与钆剂增强协同作用的原理为:MTI降低背景(脑实质)的信号强度，而病灶信号强度几无变化，从而提高了两者的信号强度差。
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3.3 MTI与钆剂增强的合理应用 增强效果取决于病灶与背景的信号强度差，差值愈大，效果愈好 [4] 。因此在应用此项技术时应注意以下几种情况。
3.3.1 背景为脑实质，而肿瘤血管无血脑屏障或不完整者，两者协同作用较佳。如转移瘤、脑膜瘤、恶性胶质瘤等。
3.3.2 背景为血管缺乏血脑屏障者(如脑垂体)。钆剂进入背景甚快，而肿瘤内(如垂体微腺瘤)于成像时尚无甚钆剂，而形成负性增强。此类肿瘤，特别是体积小者，则应该加大钆剂剂量或加用MTI时两者信号相差更大。
3.3.3 本来信号就较低而MTI后无甚影响的背景，有脑脊液、颅骨等，MTI与钆剂增强几无协同作用。如桥小脑角区小肿瘤。
3.3.4 血脑屏障无明显破坏的肿瘤(如良性胶质瘤)，常规剂量不增强，加大钆剂量亦无益，加用MTI的效果则更差。
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同时我们还注意到MTI对非肿瘤性病变(如炎性病变，轻微血管畸形，MS的活动性评估等)也有良好效果，一定程度上节约了费用，同时充分发挥中低场强机的功能，为诊断提供更多信息。
参考文献
1 陈星荣，沈天真.脑肿瘤磁化传递成像和钆剂增强协同作用的研究.中国医学计算机成像杂志，1995，1:4-8.
2 查云飞.脑瘤的磁化传递半量钆剂增强MRI:与传统对比增强MRI比较.国外医学·临床放射学分册，1999，22(1):37.
3 Elster AD，Hathews Vp，king JC，et al.Improved detection of gadolinium enhancement using magnetization transfer imagiug.Neuroimaging Clinics of North America，1994，4:185-192.
4 龚小娅，蒋飚，何传良.磁化传递对比成像技术及其应用.上海医学影像，2000，9(3):140-142.
作者单位:213002江苏大学附属武进医院磁共振室
(编辑 罗彬), http://www.100md.com(郑建刚)
关键词 脑肿瘤 Gd-DTPA MTI 磁共振
【文献标识码】 B 【文章编号】 1609-6614(2003)10-0925-02
磁化传递成像(Magnetization Transfer Imaging，MTI)是一种新的成像技术，由于它能改变MRI的组织对比，故又称为磁化传递对比(MTC) [1] 。随着中低场强磁共振机在中小综合性医院的日趋普及，其发挥的作用越来越显优势，为了共同探讨中低场强机在实际中的应用，现将本中心应用上海淮海制药厂生产的钆喷酸葡胺和MTI对100例颅内肿瘤增强的协同作用报告如下。
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1 资料与方法
1.1 一般资料 本组100例颅内肿瘤，其中胶质瘤25例，转移瘤20例，大垂体瘤20例，脑膜瘤15例，听神经鞘瘤20例。年龄8～83岁，其中男61例，女39例。
1.2 方法 各例均用美国Resonex0.5T常导系统正交头颅线圈作常规头颅扫描，自旋回波程序(SE)横断面、矢状
面、冠状面。T 1 W成像(TR/TE=500ms/70ms)以及PDW和 T 2 W成像(TR/TE=2500ms/25.80ms)。增强后重复上述T1W扫描和MT成像。
我们所用Resonex MR系统磁化传递(MT)脉冲的形式为“1-2-1”二项式脉冲，即为MT“2100100”，MR脉冲频率与组织水中质子共振频率之间的错位为5000赫兹(HZ)。
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2 结果
2.1 我们在总结38例的基础上又增加了62例。100例颅内肿瘤，增强前在T 1 W图像上，69例病灶信号强度低于脑实质，26例病灶信号强度等于脑实质，5例病灶信号强度高于脑实质。100例中63例病灶周围有不同程度的脑水肿。钆剂增强后，T 1 W图像上，95例呈程度不等、形态各异的强化。增强病灶的SIL0 之比值介于1.17-1.76之间(数值越高，增强效果越佳)。其中以听神经鞘瘤与脑膜瘤的差别为甚，分别为1.45和1.76。
表1 100例颅内肿瘤MTI和0.1mmol/kg钆剂增强效价(略)
2.2 100例颅内肿瘤经增强后MTI，脑实质信号强度普遍降低，而病灶信号强度与未用MTI，无明显差别(表1，相差1.4%～3.6%，P>0.05)。因此，颅内肿瘤在钆剂增强后，MTI T 1 W图像的增强效价为未用的MTI的2.14～5.08倍，病灶与水肿成分的分界更加清楚。例如，15例脑膜瘤在钆剂增强后MTI，其边缘更清楚，具浮雕般感觉，脑膜尾征也显示得更明确。其中3例为桥小脑角区脑膜瘤。20例转移瘤中12例看到钆剂增强后T 1 W图像上未显示的小结节状病灶25个，其中4例钆剂增强后T 1 W图像上仅显示单个病灶。25例胶质瘤中，15例恶性胶质瘤，5例中等度恶性胶质瘤在MTI后病灶显影范围更大，且其边缘和形态也显示更为清楚，增强结节更突出。
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3 讨论
3.1 钆剂增强与增强后MTI效果对比 本组所用钆剂为推荐标准剂量0.1mmol/kg，结果发现注射标准剂量钆剂后，MTI与之有明显的协同作用，增强效价为未用的2.14～5.08倍(见表1)。因此，标准剂量钆剂加用MTI后，使病灶更突出，范围更清楚，并能显示更多、更细小的病灶。据理论分析并有文献报道，MTI与半量钆剂合用的增强效果与双倍剂量(不用MTI)者应相仿 [2] 。综上所述，改善钆剂显影效果的方法，除加大钆剂剂量之外，还应加用更加安全，且经济实惠的MTI一法。
3.2 MTI与钆剂增强协同作用的原理 大分子池中包括在细胞膜中的氢质子、磷脂、蛋白质和其他大分子化合物，以及紧密束缚于大分子的水质子，其质子的T 1 时间极短，故其MR频谱范围甚宽而组织中游离水的T 2 时间较长，(如脑脊液)其MR频谱范围很窄，所以这些质子只能为较小范围频带的射频(RF)脉冲所激励。因此，在MR成像过程中，需要增用一个RF脉冲，即所谓磁化传递(MT)脉冲，并且此脉冲的频率与组织水中质子的MR频率错开，一般错开数百至数千赫兹。这种偏移共振脉冲使大分子中质子饱和而不直接影响游离水中的质子，并且这种大分子池中质子的饱和性，又能快速通过偶极子间的相互作用，传递给组织水中的质子，从而改变了组织的驰豫指标，形成了新的图像对比。实际上是使各种组织的信号强度有所降低 [3] 。 综合上表明MTI与钆剂增强协同作用的原理为:MTI降低背景(脑实质)的信号强度，而病灶信号强度几无变化，从而提高了两者的信号强度差。
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3.3 MTI与钆剂增强的合理应用 增强效果取决于病灶与背景的信号强度差，差值愈大，效果愈好 [4] 。因此在应用此项技术时应注意以下几种情况。
3.3.1 背景为脑实质，而肿瘤血管无血脑屏障或不完整者，两者协同作用较佳。如转移瘤、脑膜瘤、恶性胶质瘤等。
3.3.2 背景为血管缺乏血脑屏障者(如脑垂体)。钆剂进入背景甚快，而肿瘤内(如垂体微腺瘤)于成像时尚无甚钆剂，而形成负性增强。此类肿瘤，特别是体积小者，则应该加大钆剂剂量或加用MTI时两者信号相差更大。
3.3.3 本来信号就较低而MTI后无甚影响的背景，有脑脊液、颅骨等，MTI与钆剂增强几无协同作用。如桥小脑角区小肿瘤。
3.3.4 血脑屏障无明显破坏的肿瘤(如良性胶质瘤)，常规剂量不增强，加大钆剂量亦无益，加用MTI的效果则更差。
, 百拇医药
同时我们还注意到MTI对非肿瘤性病变(如炎性病变，轻微血管畸形，MS的活动性评估等)也有良好效果，一定程度上节约了费用，同时充分发挥中低场强机的功能，为诊断提供更多信息。
参考文献
1 陈星荣，沈天真.脑肿瘤磁化传递成像和钆剂增强协同作用的研究.中国医学计算机成像杂志，1995，1:4-8.
2 查云飞.脑瘤的磁化传递半量钆剂增强MRI:与传统对比增强MRI比较.国外医学·临床放射学分册，1999，22(1):37.
3 Elster AD，Hathews Vp，king JC，et al.Improved detection of gadolinium enhancement using magnetization transfer imagiug.Neuroimaging Clinics of North America，1994，4:185-192.
4 龚小娅，蒋飚，何传良.磁化传递对比成像技术及其应用.上海医学影像，2000，9(3):140-142.
作者单位:213002江苏大学附属武进医院磁共振室
(编辑 罗彬), http://www.100md.com(郑建刚)