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磁共振肺通气功能成像的初步研究

胡吉波  
【摘要】: 评价肺通气功能对评价肺病严重程度、制定治疗方案、了解患者手术可行性及预后十分重要,然而长期以来缺乏一种理想的肺通气功能成像方法。临床常用的肺容量测定法、体积描记法、一氧化碳弥散能力测定法等肺功能测定方法无法直观的显示肺局部或整体的通气功能。放射性核素检查是目前唯一常规用于肺通气一灌注功能评价的显像方法,但由于其空间分辨率和时间分辨率差,且需放射性物质,应用受到极大的限制。近来国外有人研究吸入~3He和~(129)Xe惰性气体进行磁共振肺通气成像,取得良好成像效果,但其价格昂贵、需特殊的磁共振成像系统,且不适用于肺功能较差的病人。CT虽然能直接显示肺的异常,但无法直接评价肺的功能。 随着磁共振硬件和软件的发展,特别是磁共振快速成像序列的发展,磁共振肺功能成像成为可能。自1996年Edelman等首次报道应用氧气增强磁共振成像评价肺局部通气功能以来,国外在这一领域进行了广泛研究。近年来国外文献报导以氧气作顺磁性对比剂应用反转恢复半傅里叶采集单次激励快速自旋回波成像序列能获得良好空间分辨力和时间分辨率的肺功能图像,直观地反映肺局部的通气功能及肺功能受损的范围和分布。国内对此未见报道。 1、研究目的 通过比较11例志愿者在不同的反转恢复时间(inversion time TI)吸空气和吸高浓度(100%)纯氧后肺磁共振信号强度(signal intensity SI)的变化,探讨应用反转恢复半傅里叶采集单次激励快速自旋回波成像序列(IR-SSFSE)氧增强磁共振肺通气成像的最佳反转恢复时间。采用最佳反转恢复时间的IR-SSFSE序列对31例志愿者吸空气和吸高浓度纯氧(100%)后肺磁共振成像,研究吸纯氧前、后肺组织磁共振信号强度的变化,评价吸高浓度纯氧对肺组织磁共振 信号强度的增强效果及获得肺通气图象的难易程度。通过5例临床病例研究, 初步评价其临床意义。 2、材料和方法 门 例志愿者在不同反转恢复时间下行吸空气和吸 100%纯氧肺磁共振成 像,测量肺磁共振信号强度,绘制吸空气和吸 100%纯氧肺组织磁共振信号强 度随了”I时间变化的曲线图。应用汉一SSFES序列,冠状面扫描。 采用上述研究获得的最佳反转恢复时间的 IR-SSFSE序列对 31例志愿者行 吸空气和吸 100%纯氧后磁共振检查,冠状位扫描。其中 9例同时行 TI=0时的 吸空气和吸 100%纯氧后的磁共振检查。选取感兴趣区(ROI)置于左右两侧肺 上野、中野和下野,工作站分析软件自动绘制出信号强度一时间曲线。测量吸 空气和吸 100%纯氧后肺组织磁共振信号强度,通过公式计算肺组织信号强度 增强百分率。通过吸空气和吸 100%纯氧后磁共振肺通气图像的减影,获得磁 共振月通气图像。根据公式Signal intensity一M*卜Zexp-T*T;刀计算出T;加权时 间,比较吸空气和吸纯氧肺组织T;驰豫时间。对吸空气和吸100%纯氧后肺磁 共振信号强度改变采用参数检验t检验法和非参数秩和检验正态近似法11检验 法进行检验。吸空气和吸 100%纯氧后 T;加权时间的比较采用参数检验 t检验 法。 对5例肺癌患者(其中一例左上肺肺大泡,右上肺肺癌)采用上述研究获 得的最佳反转恢复时间的 IR-SSFSE序列行吸空气和吸 100%纯氧后肺磁共振成 像。感兴趣区(ROI)置于病灶中心和附近正常肺组织,工作站分析软件自动 绘制出信号强度一时间曲线。通过吸空气和吸 100%纯氧后磁共振肺通气图像 的减影,获得磁共振肺通气图像,评价病灶区和正常肺组织的通气功能。 3、实验结果 11 例志愿者采用 IR-SSFSE序列行肺磁共振成像,反转恢复时间(TI)不 同肺组织信号强度不同,吸空气和吸纯氧后肺组织信号强度改变不同,TI: 800-1400msec吸纯氧前、后肺组织信号强度改变相对较明显,其中*:1000msec 时最明显,是氧增强磁共振肺通气成像最佳反转恢复时间。 31例志愿者吸空气和吸 100%纯氧后测得的肺磁共振信号强度有差异,吸 100%纯氧后肺组织磁共振信号强度有明显增强。吸 100%纯氧后肺磁共振信号 二 强度增强百分率为 19.4士 9刀%。经统计学分析吸 100%纯氧后肺磁共振信号强 度增强有意义。9例志愿者TI=1000msec时吸空气和吸100%纯氧后肺磁共振T; 加权时间经统计学分析两者有差异,吸氧后T;加权时间小于吸空气时T;加权时 间。 5例肺癌患者肺癌病灶中心、肺大泡中心吸 100%纯氧后磁共振信号无增强 或增强不明显,而附近正常肺组织吸 100%纯氧后磁共振信号增强明显。肺癌 病灶区、肺大泡区肺通气功能差。 4、讨论和结论 随着磁共振硬件和软件的发展,特别是磁共振快速成像序列的发展,使磁 共振肺功能成像成为可能。氧气作为一种弱的顺磁性物质,它产生的局部磁场 能缩短邻近血液内氢核的驰豫时间,明显缩短T;值。 选择恰当的TI时间能获得最佳氧气增强肺磁共振图象,不恰当的TI时间 氧气增强的效果可不明显甚至无增强。应用新的磁?


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