基于梯度回波序列的化学交换饱和转移成像于超急性脑梗塞中的运用

摘要

背景及目的：
　　脑血管病是威胁人类健康的最严重的疾病之一,其发病率、致死率及致残率高,并随着现代都市生活节奏加快,呈不断发展趋势。脑梗塞致死率虽不如脑出血疾病高,但其病后致残率高,给幸存患者生活质量带来极大的威胁,也给社会及家庭带来沉重的负担。而改善患者预后,关键在于早期诊断、早期干预及治疗,特别是缺血半暗带及早恢复再灌注。影像在脑梗塞的早期诊断及疗效评估上方法多样,但对缺血半暗带的评估及范围预测目前仍存在争议。磁共振化学交换饱和转移(chemicalexchangesaturationtransfer,CEST)成像是一种近十多年来新提出的磁共振成像方法,它可以探测机体内代谢物及内环境的变化,因此能在解剖结构尚未发生改变时,便检测出内环境及代谢物变化情况,从而对疾病进行更早期的诊断。由于化学交换饱和转移效应小(大约小于5％),所以对化学交换饱和转移成像中特定模型进行成像参数优化,是成功进行CEST成像的基本条件。本实验基于本实验室戴卓智等人前期所研发“基于梯度回波序列化学交换饱和传递成像”技术,利用7.0T高场动物磁共振扫描仪,对前期试管扫描参数进行优化,并成功在活体大鼠超急性脑梗塞模型上进行化学交换饱和位移成像,探讨其在超急性期脑梗塞诊断中的价值。
　　方法：
　　通过线栓法,对体重为190-210g的大鼠行右侧大脑中动脉梗塞的脑缺血造模(MCAO),在Agilent7.0T动物磁共振扫描仪上先对基于梯度回波序列的化学交换饱和转移成像试管扫描参数(包括:梯度回波序列中TR值、TE值、FA值,预饱和脉冲中FA值及T值、激发次数及RO×PE)进行调试、优化,找出最优在体脑梗塞模型成像参数,并运用最优参数对超急性期SD大鼠脑梗塞模型脑部进行信号采集,然后使用MATLAB软件进行相应后处理,获得脑部APT图像,并与常规ADC、DWI比较,对比同层面脑梗塞后各序列的图像差异及早期变化情况。
　　结果：
　　SD大鼠超急性期脑梗塞模型中,ADC图、DWI图及APT图均出现明显异常信号区,其中ADC图、DWI图中异常信号面积基本相符,APT图中异常信号面积较前两者小,而常规T1WI及T2WI图像在超急性期时未表现出信号异常。随访至7天时,ADC图及DWI图异常面积较前缩小,而常规T2中出现异常信号区,其面积与我们所观察到的早期DWI图基本相仿。
　　结论：
　　在超急性脑梗塞中,运用我们的自行研发基于梯度回波序列的化学交换饱和转移成像技术所得APT图及常规DWI图、ADC图都能探测到异常信号,三者敏感性相当。APT图面积较ADC图和DWI图小,APT出现的异常低信号区往往是ADC值下降最明显的区域,APT图中的异常信号带与DWI不匹配,这有可能预测急性期脑梗塞的发病初期真正梗死中心区域,判断缺血半暗带存在与否,指导正确的治疗方案及疗效的评估。

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第1章 绪论

1.1概念及流行病学

1.2 病理生理

1.3 脑梗塞的影像学诊断

1.4 缺血半暗带的影像评估

第2章 化学交换饱和转移成像及其在脑梗塞的应用

2.1磁化传递(MT)及化学交换饱和转移(CEST)的概念及基本原理

2.2 化学交换饱和转移与pH成像关系

2.3 APT成像在急性脑梗塞诊断中的运用

第3章材料与方法

3.1 实验材料与器械

3.2 MCAO模型的制作

3.3 MRI扫描

3.4运用所得最优参数，在大鼠急性MCAO模型上进行APT成像

第4章 实验结果

4.1 Z谱绘制

4.2 频率编码×相位编码的选择

4.3 Average与CEST效应关系

4.3 TR值优化

4.4 GRE中fa值优化选择

4.5 Duration 值优化

4.6 Pre-saturation中FA值最优化选取

4.7试管扫描参数与SD大鼠急性脑梗塞扫描参数对照表

4.8 活体SD大鼠扫描图像

第5章 实验讨论

第6章 研究总结与展望

参考文献

综述

参考文献

致谢

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