1运动敏化驱动平衡技术介绍
运动敏化驱动平衡(motion-sensitizeddriven-equilibrium,MSDE)技术是磁共振黑血成像技术的一种,与亮血成像显示血液信号以观察血管通畅情况不同,黑血成像序列中,血流因被抑制表现为低信号,因此可凸显血管壁的情况,该技术亦可用于某些特定组织的观察,可消除血流引起的干扰信号。MSDE技术的核心在于3个方向上的扩散梯度场,即运动敏感梯度场。它在标准快速自旋回波(turbospin-echo,TSE)序列前增加90x-y-y-90x的4个预备脉冲,利用了移动物体的散相原理进行血流抑制。在预备脉冲磁场下,静止物体的相位无变化,而移动的物体相位发生变化,且幅度与移动的速度有关[1]。在血管内不同的区域的血流速度均不相同,所以在不同位置之间产生了相差,当这个相差足够大的时候,它们之间互相抵消,从而抑制了MR信号的产生,最后达成对随机运动的血液或水分子的信号抑制。由此可以看出,MSDE序列的血液抑制效果既源于血液的流动,还源于水分子的扩散运动。因此,无论血液流速较慢或较快,都能够获得比较理想的血液信号抑制效果。甚至血液流动模式越复杂、流动速度越快,则越容易通过该技术达到抑制效果。该技术自年被首次提出以来,进行了多次改进,年通过增加一个额外的聚焦脉冲和两个额外的梯度来提高信噪比,优化后的技术称为改进的运动敏化驱动平衡(improvedmotion-sensitizeddriven-equilibrium,iMSDE)技术,对血流的抑制作用更强。其结合散相梯度回波(spoiledgradientecho,SPGR)采集方式后被称为三维运动敏化驱动平衡制备的快速梯度回波(three-dimensionalblack-bloodimagingusingmotionsensitizeddrivenequilibriumpreparedrapidgradientecho,3D-MERGE)技术,可得到三维各向同性分辨率血管壁图像,真正实现快速、大范围扫描,后又有研究者通过增加双极性梯度波形进一步优化涡流响应。MSDE及iMSDE技术几乎均可以与所有常规序列相结合,在多个临床及研究领域展现出丰富的应用价值。
2MSDE技术的临床应用
2.1用于颈动脉斑块的评估
颈动脉粥样硬化是颈动脉的一种弥漫性退行性疾病,可引起急性血栓栓塞性血管事件。磁共振黑血序列是非侵入性评估颈动脉斑块的有效手段之一。因此MSDE序列发明之初即被用于颈动脉壁成像,该技术在充分抑制血流的同时可以清晰显示管壁形态和粥样斑块特征,也能检测粥样硬化斑块内的成分,如富脂坏死核[2]等。iMSDE比MSDE具有更好的信噪比,能可视化和量化斑块成分和形态,并有助于患者风险分层。Yuan等[3]首次比较了颈动脉血管壁不同的黑血T2标测序列的准确性,发现iMSDE制备的3D序列在体模中显示出准确的T2测量值,其成像有更大的纵向覆盖范围,更精确的斑块形态学测量以及更高的信噪比。Zhu等[4]的实验证明与传统的双反转恢复(doubleinversionrecovery,DIR)序列相比,小mL值(mt×ms2/m)的iMSDE可实现更好的血液抑制。近年来,3D-MERGE序列已经发展起来,其同样具备以上优势,能评价及识别血管壁的特征[5],也被认为具有鉴别血管壁水肿的能力[6],并且成像时间更短,因此在筛选和监测颈动脉粥样硬化的日常临床实践中具有实用价值[7]。除了对颅外颈动脉进行更彻底的评估,3D-MERGE能够对斑块的纵向范围和分布进行更完整的定位,其多平面重建可以在任何方向进行,而不会造成组织变形,这会得到更准确的颈动脉斑块测量[8],也为颈动脉支架植入或内膜切除术前的外科规划提供了关键信息。
2.2用于多部位的神经显像
年,Kanoto等[9,10]首先将MSDE技术用于颅神经的显示,发现与其他MR成像序列相比,高分辨率MSDE能清晰地显示滑车神经的解剖走行,也可以清楚地判断因邻近血管压迫导致的神经受压情况。蒋延伟等[11,12]利用三维快速自旋回波(3Dturbospinecho,3D-TSE)序列结合预置的脂肪抑制脉冲和iMSDE脉冲,三者一起构成运动敏化驱动平衡制备的磁共振神经成像术(improvedmotion-sensitizeddriven-equilibriummagneticresonanceneurography,iMSDE-MRN),结果表明其对腮腺内面神经及其一级分支、腮腺导管都有较高的空间分辨率及信号强度比,能够清晰显示腮腺肿瘤与其位置关系。后有多个研究者[13,14,15,16]分别将该序列应用于臂丛成像、腰骶丛神经及女性盆腔神经的成像,均证明iMSDE-MRN可以有效抑制脂肪信号以及与神经伴行的血管信号,从而清晰地显示细小神经。定量分析结果显示iMSDE-MRN序列在神经与血管结构接近的部分的成像效果较好。iMSDE预脉冲能带来更好的整体图像质量、更高的神经信号对比度、更少的总体伪影、更少的血管信号伪影以及更好的动脉和静脉信号抑制。Cervantes等[17]在改进的运动和扩散敏感驱动平衡法的基础上,结合特定的梯度设计和定向,提出了正交组合的运动和扩散敏感驱动平衡(orthogonally