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目的
(1)研制磁共振弹性成像(Magnetic reson8nce elastograptly,MRE)技术,实现MRE的成像;
(2)研究MRE技术在正常人脑的应用;
(3)探讨MRE在术前评价脑肿瘤硬度的价值。
材料与方法
(1)研制外部激发装置,设计成像脉冲序列,制作模拟人体软组织的体模。激发装置由序列控制,在体模表面产生低频率剪切波。脉冲序列采用梯度回波序列,在X、Y或Z轴上施加运动敏感梯度(Motion sensitizing gradient,MSG)。剪切波导致的介质内的周期性移位可使接收信号产生周期性相位位移,从测得的相位位移就能计算出每个体素的移位值,直接显示介质内机械波的传播。相位图经局部频率估算法(Local frequency estimation,LFE)处理后获得的弹性模量图。实验采用浓度为1.0﹪和1.5﹪不同弹性的琼脂凝胶体模,激发频率分别采用150Hz、200Hz、250Hz和300Hz。
(2)研制用于人脑的激发装置。激发装置固定于头线圈上,并与志愿者头部固定,产生低频率振荡经颅骨传至颅内,引起剪切波在脑组织内传播;采用实验中研究的脉冲序列,获得相位图像显示,从而显示脑组织内剪切波的传播。相位图像经LFE处理后获得弹性图像显示。激发频率采用100Hz、150Hz和200Hz。
(3)14例常规影像检查确定为实性脑肿瘤患者(男5例,女9例,年龄范围16-63岁)接受脑MRE检查。获得所有患者的知情同意。采用正常人脑实验中的激发装置和脉冲序列及图像处理方法,获得患者的脑MR_E相位图像和弹性图像。激发频率150Hz。肿瘤的硬度在术中与相对正常的脑白质相比由手术者分为偏软、中等和偏硬。将MRE的评价结果与手术结果作对照。
结果
(1)MRE的相位图清楚显示了剪切波在体模内的传播,剪切波的波长随激发频率和体模弹性变化。波长与激发频率呈反比,与体模弹性呈正比。剪切波的波长在不同激发频率和不同浓度体模之间呈比例关系。计算出的弹性模量图清楚显示了两种弹性介质的弹性对比。
(2)MRE的相位图清楚显示了剪切波在脑组织内的传播,剪切波从脑表面向中心传播。在不同激发频率,剪切波的波长变化明显,波长与激发频率呈反比。剪切波的波长在脑灰白质之间有变化,在脑白质内的波长大于灰质内的波长;弹性图像显示脑白质的弹性模量大于脑灰质的弹性模量。
(3)病例组MRE结果显示1例肿瘤的弹性模量低于正常的脑白质,11例肿瘤的弹性模量高于正常脑白质,2例肿瘤的弹性模量与正常的脑白质相似。术中1例肿瘤硬度显示为偏软,11例显示为偏硬,2例肿瘤硬度为中等。14例中由MRE评估的肿瘤硬度均与手术结果相符。
结论
(1)MRE可以对介质的弹性进行成像,相位图可显示剪切波在介质内的传播,波长随激发频率和介质弹性变化,MRE的弹性模量图可显示介质的弹性。
(2)MRE可以无创性地评价脑组织的弹性特征,相位图可以显示剪切波在脑组织内的传播,弹性图像显示了脑灰、白质之间的弹性变化。
(3)MRE可以无创性地显示脑肿瘤的弹性,在术前对脑肿瘤的硬度进行评价。