临床应用型MR大鼠中枢神经系统成像的初步研究.pdf
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1、中国医学影像技术2 0 0 8 年第2 4 卷第9 期C h i nJM e dI m a g i n gT e c h n o l ,2 0 0 8 ,V o l2 4 N o9 实验研究 P r e l i m i n a r ys t u d yo fM Ri m a g i n go ft h er a tc e n t r a ln e r v o u ss y s t e m Z H A N GH a i q i n ,L JK u n c h e n g ,y UC h u n s h u i ,Q I NW e n ,M AJi a ( D e p a r t m e n to
2、 fM e d i c a lI m a g i n g ,X u a n w uH o s p i t a l ,C a p i t a lM e d i c a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g1 0 0 5 3 ,C h i n a ) A b s t r a c t O b j e c t i v e T oe x p l o r et h ef e a s i b i l i t yo fp e r f o r m i n gM R Ii nr a tc e n t r a ln e r v o u ss y s t e m ( C N S )
3、w i t hc l i n i c a l w h o l e - b o d yM Rs c a n n e r M e t h o d sT e nh e a l t h yL e w i sr a t sw e r es c a n n e dw i t h3 O Ts u p p e r _ c o n d u c t i v ec l i n i c a lw h o l e - b o d y M Rs c a n n e r ( S i e m e n sT r i oT i r a ) w i t haw r i s tj o i n tc o i l T h er a t
4、sw e r ea n e s t h e t i z e da n dp l a c e di n t ot h er a th o l d e ri ns u p i n e p o s i t i o n T h eT 2 一w e i g h t e d T 1 一w e i g h t e da n dG d D T P Ae n h a n c e dT 1 一w e i g h t e d3 Di m a g e sO fb r a i na n ds p i n a lc o r dw e r ea c q u i r e dw i t hv o x e ls i z ei n
5、0 0 6 一O 0 8m i l l 3 T h e nt h ew o r k s t a t i o nw i t hs p e c i a ls o f t w a r ew a su s e df o rt h er e c o n s t r u c t i o ni m a g e so fb r a i na n ds p i n a lc o r do fr a ti nm u l t i p l eo r i e n t a t i o n s R e s u l t sT h eT 2a n dT 1w e i g h t e di m a g e so fr a tb
6、r a i nw i t hh i g h e r s p a t i a la n dc o n t r a s tr e s o l u t i o nc o u l db eo b t a i n e d ,a r i dt h ea n a t o m i c a ld e t a i l so fc o r p u se a l l o s u m ,c e r e b e l l u m ,n e o c o r t e x ,a n d v e n t r i c l e sw e r ec l e a r l yv i s i b l e ,b u tt h ei m a g
7、ec o n t r a s to fs p i n a lc o r dw a sr e l a t i v e l yw e a k T h er e c o n s t r u c t e di m a g e so fm u l t i p i eo r i e n t a t i o n sc o u l dd e p i c tt h ea n a t o m i cd e t a i l so fC N S o fr a tm o r ec l e a r l y C o n c l u s i o nT h eh i g hq u a l i t yM Ri m a g e s
8、c a nb e o b t a i n e db y3 O Te l i n i c a lw h o l e - b o d yM Rs c a n n e rw i t hq u a d r a t u r ew r i s ti o i n tc o i l K e yw o r d s M a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g ;R a t s ;C e n t r a ln e r v o u ss y s t e m 临床应用型M R 大鼠中枢神经系统成像的初步研究 张海琴,李坤成。,于春水,秦 文,马佳 ( 首都医科大学宣武医院
9、医学影像学部,北京1 0 0 5 3 ) 摘要 目的探索临床应用型M R 设备进行大鼠中枢神经系统成像的可行性。方法1 0 只健康L e w i s 大鼠麻醉后取 仰卧位在固定装置内完成M R 扫描。应用超导型3 0 TM R 扫描仪( S i e m e n sT r i oT i m ) 及小正交腕关节线圈,分别对大鼠 脑和脊髓行T 2 W I 、T 1 w 1 和G d - D T P A 增强T 1 w 1 的三维容积扫描,体素0 0 6 o 0 8m m 3 。利用工作站专业软件获得脑 和脊髓的多方向重组图像。结果大鼠脑T 2 和T 1 加权像具有较高的空问分辨率和对比度,胼胝体、小
10、脑、新皮质和脑室 等解剖结构显示清楚,脊髓的对比度较弱。多方向莺组图像显示大鼠中枢神经系统解剖细节更佳。结论应用3 0 T 临床 型M R 设备及正交腕关节线圈可以获得大鼠脑和脊髓高质量M R 图像。 关键词磁共振成像;大鼠;中枢神经系统解剖 中图分类号 R - 3 3 2 ,R 4 4 5 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 3 2 8 9 ( 2 0 0 8 ) 0 9 1 3 5 2 0 4 大鼠等啮齿类动物模型是研究多发性硬化( m u l t i p l e s c l e r o s i s ,M S ) 等中枢神经系统疾病影像学表现必备的研究 平台口。 ,磁共振是进行中
11、枢神经系统病变研究的最佳影像学 手段,能在活体上无创伤性动态监测大鼠中枢神经系统疾病 的演变过程口。 。由于啮齿类动物中枢神经系统体积很小,绝 大多数报道都采用高场强动物专用M R I 设备进行研究n 。3 。 本研究初步探索应用3 0 T 临床应用型磁共振设备及其配套 基金项目 北京市自然科学基金( 7 0 4 2 0 2 6 ) ,中外医学磁共振交流基金 ( N 4 - 0 0 2 ) 。 作者简介 张海琴( 1 9 7 5 一) ,女。广东人,博士,主治医师。研究方向:神 经影像学。E - m a i l :h a i q i n z h a n 8 : 1 2 6 c o m 通讯作者
12、 李坤成,首都医科大学宣武医院医学影像学部放射科, 1 0 0 0 5 3 。E - m a i l :l i k u n c h e n g l 9 5 5 y a h o o c o m c a 收稿E t 期 2 0 0 8 0 3 2 7 修回日期 2 0 0 8 0 6 2 7 线圈对大鼠进行脑和脊髓组织成像的可行性。 1 材料与方法 1 1 实验动物健康雄性L e w i s ( L E W ) 大鼠1 0 只,8 1 0 周 龄,体重1 8 0 2 0 0g ,由北京维通利华实验动物技术有限公司 提供。 1 2 磁共振成像检查3 0 T 超导型M R 扫描仪( S i e m e
13、 n s T r i oT i m ) ,梯度场强为4 5m T M 。配用小正交腕关节线圈。 以1 戊巴比妥钠4 8m g k g 腹腔内注射麻醉大鼠,局部保 温,以自制简易装置固定大鼠头部,取仰卧位完成M R 扫描。 大鼠脑和脊髓均采用三维容积成像,脑扫描时将扫描中心定 于中脑水平,扫描范围包括嗅球至上颈段脊髓;脊髓扫描的中 心定位于胸6 水平,扫描范围从小脑至脊髓圆锥水平。经大 鼠尾静脉注射0 2m m o l k g 钆喷替酸葡甲胺( G d - D T P A ) 后 立即进行增强扫描,参数同平扫T I W I 。 万方数据 中国医学影像技术2 0 0 8 年第2 4 卷第9 期C
14、h i nJM e dI m a g i n g I e c h n o 2 0 0 8 V o l2 4 ,N o9 图1 正常L E W 大鼠脑3 0 TM R 的T 2 加权图像A C 分别为三维成像重组所得横断、矢状和冠状位图像。层厚1 m m 。大鼠的灰质与高度髓鞘化白质具有较高对比度。胼胝体( a ) 和小腩白质( b ) 呈“黑色”低信号。充填脑脊液的脑室、脑 池等为高信号。侧脑室( c ) 、第脑事( d ) 。脑灰质为“灰色”等信号。大脑额皮质( e ) 。此外,可见海马( f ) 、丘脑( g ) 和基底 节( h ) 等结构图2 正常L E W 大鼠脑3 0 TM R 的
15、T l 加权图像 A c 分别为三维成像经重组所得横断,矢状和冠 状位图像,层厚1m m 。大鼠灰、白质具有一定对比度,高度髓鞘化的白质呈“白色”较高信号,脑室和脑池呈“黑色”低信 号。a h 所示解剖结构同T 1 加权图像所示图3 正常L E W 大鼠脊髓M R 图像A t C 分别为三维成像经重组所得 T 2 加权矢状位、T l 加权矢状位和T 2 加权横断位J 奎l 像。与脑比较,脊髓厌白质的对比度较弱,仅在T 2 加权横断位图像上 的信号差别较明显 脑扫描具体参数如下:S P A C E ( s a m p l i n gp e r f e c t i o na p - p l i c
16、 a t i o no p t i m i z e dc o n t r a s tu s i n gd i f f e r e n tf l i pa n g l ee v o l u t i o n ) 脉冲序列T 2 W I 矢状位,层厚0 4m m ,T R T E 一 3 0 0 0m s 2 8 3m s ,视野1 0 2m m X8 1 2m m 。扫描矩阵2 0 6 2 5 6 ,再用层面内插值方法将图像显示矩阵增加至4 1 2 5 1 2 , 1 次采集信号,扣描时问1 0m i n2 6s ;F L A S H ( f a s tl o wa n g l e s h o t
17、 ) 脉冲序列T 1 w T 冠状位,层厚0 4m m ,T R T E = 3 0m s 4 9 6m s ,视野1 2 0m m 8 4m m ,扫描矩阵2 2 4 3 2 0 ,图像显 示矩阵4 4 8 6 4 0 ,1 次采集信号,扫描时间9m i n2 7S 。 脊髓扫描参数:S P A C E 脉冲序列T 2 W I 矢状位,层厚 0 4m m ,T R T E = 1 5 0 0m s 1 6 6m s ,视野1 2 0m m 1 2 0m m ,扫描矩阵3 0 3 3 2 0 ,图像显示矩阵6 0 6 X6 4 0 ,2 次采 集信号,扫描时间7m i n3 8S ;F L A
18、 S H 脉冲序列T 1 W I 矢状 位,层厚0 5m m ,T R T E 一3 0m s 5 8 6m s ,视野1 2 0m m 1 2 0m i l l ,扫描矩阵3 2 0 3 2 0 ,图像显示矩阵6 4 0 6 4 0 ,2 次采 集信号,扫描时间7m i n5 9s 。G d D T P A 增强扫描参数M 平 扫T 1 W I 。 在专业图像后处理工作站( S i e m e n sL e o n a r d ov d 3 0 b w o r k s t a t i o n ) 上进行大鼠脑和脊髓冠状位、矢状位和横断位的 图像蕈组,层厚1m m 。 2 结果 2 1 大鼠腑
19、和脊髓M R I 序列的优化本实验尝试选用临床型 1 3 5 3 M R 设备和配用线圈进行小动物中枢神经系统M R I 的研究。 经过序列的筛选和参数的优化最终得到大鼠脑和脊髓组织 T 2 W I 和T 1 W I 的最优化成像序列。大鼠脑T 2 W I 、T l W I 和 脊髓T 2 W I 的扫描体素降低至0 0 6m 3 ,脊髓T l w I 的扫描体 素也降至0 0 8m 3 ,大大提高了图像的窄问分辨率;优化后序 列选用三维成像,单次扣描呵以获得三维图像,经过工作站专 业软件的图像后处理可以获得任意方向脑和脊髓的重组图 像能够更为全面地观察大鼠中枢神经系统的解剖结构细节 及其M
20、R 信号特征;优化后的序列迸一步缩短r 扫描时间, 采用1 戊巴比妥钠( 4 8m g k g ) 腹腔内注射麻醉大鼠的方 法,单次注射麻醉药能够获得大鼠脑和脊髓T 2 W I 、T 1 W I 平 扫和增强T 1 W l 的所有影像信息,实验中途无需追加麻醉,减 少大鼠体动伪影。本研究1 0 只正常大鼠都获得高空问分辨 率和对比度的脑和脊髓组织的M R 影像。 2 2 正常大鼠脑的M R I 表现对扫描所得三维M R 图像应 用专业软件进行图像重组,得到大鼠脑的冠状、矢状和横断位 图像( 图l 2 ) 。在蕈组图像上能清楚区分鼠的大脑、小脑、 中脑、脑桥等解剖结构。T 2 W I 显示大鼠脑
21、灰质、白质的对比 明、显,分辨脑内解剖细节更佳。高度髓鞘化的脑白质( 如胼胝 体、小脑白质) 呈“黑色”低信号脑室、脑池等因充填脑脊液为 高信号,而灰质结构呈灰色。胼胝体、大脑皮质、丘脑、海马、 基底节、小脑脑叶等解剖结构都能清楚显示( 图1 ) 。在T 1 w I 万方数据 1 3 5 4 中国医学影像技术2 0 0 8 年第2 4 卷第9 期C h i nJM e dI m a g i n g F e c h n o l ,2 0 0 8 ,V o l2 4 ,N o9 上,正常大鼠脑庆质与白质之间也有一定对比度,大部分脑实 质呈等信号( 灰色) ,只有高度髓鞘化的白质旱稍高信号( 白 色
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- 关 键 词:
- 临床 应用 MR 大鼠 中枢神经系统 成像 初步 研究
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