1、血管空間成效性磁共振成像的原理【關鍵詞】血管空間成效性磁共振成像血氧程度依靠性磁共振成像絕對腦血容量20世紀90年代以來,成效磁共振成像(funtinalagnetiresnaneiage,fri)技能除具有非侵入性、無放射性同位素到場以及可重復查抄等長處外,其明顯的上風在于具有較高的空間和時間區分力,能將剖解和成效圖像融為一體。特殊是比年來清醒靈長類動物圖像的樂成得到,使神經生理學、神經藥理學、神經生理學和病理生理學的活體實行影像研究成為實際，尤其對大腦認知成效的研究做出了宏大的孝敬。如今所舉行的fri研究大多基于血氧程度依靠法bld成像。其根本原理是:當大腦受到某種刺激或實行一項使命時，相

2、應地區大腦皮層活動增長，腦活動的增長陪同局部血流灌注和氧耗的增長，腦成效區皮質微血管的血流量、流速及腦血管容量增長，而細胞耗氧量增長相對并不顯著，兩者增長的不成比例導致成效活動區氧合血紅卵白增長，脫氧血紅卵白淘汰。由于人體血液中的氧合血紅卵白是抗磁性物質，脫氧血紅卵白是順磁性物質，綜合效應導致t2弛豫時間延伸，r信號加強1。但是隨著研究深化，創造bld-fri仍舊存在諸多的不敷之處，好比：在同一激活區內，血紅卵白中氧狀態的變革，不但受激活神經活動地區四周的微血管的信號影響，也受四周大血管的信號影響。這就輕易造成激活信號并不非常正確地定位在灰質上。這種征象在低場強表現得尤為突出，只管在高場強進步

3、區分率的環境下可以進步定位的正確性，但是不克不及真正將神經活動地區內擴張的微血管和大血管內的血液信號完全區分開來2,3。2022年由luhz等初次提出了一種新技能-血管空間成效性磁共振成像vasularspaeupany-dependentfri，vas-fri)4,5，它消除了大血管中的血液信號，從而進步定位的正確性，并且它還能對腦血容量bv)舉行定量檢測，后者對付疾病的診斷和治療有很大的幫助。vas-fri的原理及實現要領大腦血液受雙重供給：一重是大血管，它們受交感神經的調控，對局部的腦血流不起重要作用；另一重是直徑在100-200u的微血管，重要受內環境穩態的影響，好比2,n,前線腺素及

4、k+。腦成效成像不該泉源于大血管，而是由相應腦激活區局部構造微血管和腦本色所產生的。以是，假設消除了大血管內的血液信號，就可以更正確的反響局部腦構造的激活。vas-fri是利用翻轉復興序列ir消除腦大血管信號，然后利用平面回波序列epi舉行bld信號網羅。其原理雷同于短反轉時間的反轉規復序列(shrttiinversinrevery，stir)和液體衰減反轉規復序列fluidattenuatedinversinrevery，flair。在產生信號的90度脈沖前附加一個180度脈沖，兩脈沖隔斷時間稱為反轉規復時間(ti)，按照大血管血液和腦構造t1值差異，選擇差異的ti數值，選擇性的按捺特定構造

5、的信號，如在場強為0.2t時,ti設為90-108s(脂肪t1值的69%),可以按捺脂肪信號;ti設為12001500s(游離水t1值的69%),可以按捺水信號。在大多數的vas試驗中將ti設為710-1106s，就可以按捺大血管血液信號。所用序列為非層面選擇反轉規復序列nsirnn-slie-seletiveinversinrevery，如圖a所示4:兩個90脈沖間的時間隔斷是ts，90和180脈沖間的時間隔斷為ts/2。1由于此序列只能在一次掃描中得到一個圖像，既耗時得到的圖像數目也少，2022年lu等對序列舉行了改進，修改后序列為agi-vasultipleaquisitinsithgl

6、balinversinyling,如圖b所示6:在本來的180射頻脈沖后一連利用三個90脈沖-epi的組合，如許得到的圖像數就是本來的三倍。值得留意的是把ti從936s變為898s，由于在180和180的隔斷之間要得到3層圖像，信號的獵取時間就要做相應的調解，在血液信號消除之前的那層獵取時間要細微短些，而在消除血液信號之后的那層獵取時間要細微長些。以是，將ti設為898s，可以從總體上到達消除血液信號的目的。vas-fri的應用1.腦成效成像利用vas-fri的圖像的定位不是依靠血氧的濃度，而是消除了大血管血液信號后利用腦激活區內的水分子活動來實現定位。2022年lu等在1.5tr掃描機上利用

7、vas-fri，對17個受試者舉行了黃藍格子變革的視覺刺激腦成效成像實行，并將實行效果與利用傳統bld技能得到的效果舉行了比擬。他們創造bld圖像中激活點的漫衍范疇很大，有13.7%漫衍在腦溝，乃至在上矢狀竇及腦溝的位置都有激活點出現；vas可以明晰的將腦灰質、白質、血液區分開來，尤其是在灰質的定位正確行性可以到達98.6%以上。效果說明，vas在腦成效區激活定位方面比bld越發正確。隨后，lu等別離利用屏氣和過分通氣的刺激方法，對2個男性受試者，別離舉行vas和bld成效成像實行。詳細刺激形式為重復屏氣和自由呼吸6次，時間為20/40s；重復過分通氣和自由呼吸4次，時間是40/40s。實行效

8、果同樣證明了vas激活定位上的上風4,7。2.臨床診斷方面2022年，lu等對h分級ii級以上膠質瘤定位性研究。他們選用39個神經膠質瘤患者作為受試工具，此中ii級包羅低級別星形細胞瘤有9名，iii級有20名，iv級10名。在1.5t場強下利用vas-nsir序列舉行檢測，ti為920s。由于比擬劑范圍在血管腔內，且血腦屏蔽保持完備，以是vas圖像和通例的bv圖像很好的符合。進一步的試驗效果表白vastur表現腫瘤區的vas值可以將ii級星形細胞瘤與高級別星形細胞瘤區別開來，而iii級和iv級之間卻無法區分，但是vasrati表現腫瘤區和對側大腦半球的vas比值可以將ii與iii顯著的區分開來

9、，iii級與iv級之間也可以很好的區分。如許使得對腦膠質瘤的診斷的正確率到達71.8%，以及對差異級別膠質瘤的區分也很有幫助8。3.腦血容量的測定腦血容量bv是一個和腦的活動狀態有著嚴密干系的生理參數，很多病理狀態下都陪同局部腦血容量(rbv)值非常，如急性腦出血、腦腫瘤、阿爾茨海默并消息脈畸形等。因此,bv的測定對付相識腦的生理病理歷程具有很緊張的作用。十九世紀九十年代，seley、sharzbauer和kuppusay等人9利用利用比擬劑的前后ri血管的電位差異來測定局部腦構造的bv。這創始了檢測bv的先河，但是seley所利用的這種要領不克不及在注入比擬劑前后形成最大比擬度，從而信噪比不

10、高，以是沒有得到推廣。信號反響了局部腦血流、血容量和血氧濃度的變革，并且在注入比擬劑后，由于血腦屏蔽的攔截作用，腦構造的t1值不會產生變革，而血液的t1值那么會從險些為0變為最大，因此利用fri技能能在注入比擬劑前后形成最大的比擬度，成為檢測腦血容量的最正確要領。由于去除了大血管血液信號，利用vas技能可以越發正確的定量檢測bv值。2022年，lu等在1.5t的場強下與動態磁敏感比擬dynaisuseptibilityntrast，ds舉行比力，對10名受試者舉行abv的定量試驗。利用nsir序列，在注入比擬劑前后別離對受試者舉行2分12秒的掃描，注入比擬劑后顛末1分鐘來使比擬劑到達不變狀態后

11、，再舉行掃描，ti別離為920s。通過sp數據后處置懲罰由bld信號變革推導出abv變革，從而實現abv值的定量，在灰質為5.5+0.2l/100lbrain而白質為1.4+0.1l/100lbrain。ds技能只能得到bv的值，并且其圖像還會輕度的扭曲10。2022年，gu等在3.0t場強下，利用nsir序列，對受試者舉行測試。試驗分為兩部門，第一部門對5個康健受試者舉行靜息和好壞或白黑方格圖案的循環顧覺刺激。第二部門對4名受試者利用2hz和8hz的閃耀方格刺激。此中ti選889s時網絡信號，試驗測得在靜息狀態下受試者的avb均勻值為5.0+1.5l/100lbrain，在賜與視覺刺激時，a

12、bv就增長到6.6+1.8l/100lbrain。在接納2hz和8hz的差異強度，創造abv在2hz時從4.5+0.4l/100lbrian增長到5.2+0.6l/100lbrian；在8hz時增長到5.9+0.6l/100lbrain。可見abv的增長和刺激強度的增長成正相干。這種要領既不會對受試者產生任何損害，并且具有不變性和可重復性11。結語lu等的研究對vas理論的創立和開端的臨床應用做出了很大孝敬。在他們的研究底子上，不竭有學者進一步探究研究，對vas的不敷如說信噪比力低等加以改進，使之越發美滿。比方，benedikta等對vas的序列舉行革新，利用ir-haste(inversin

13、reveryhalf-furieraquisitinsingle-shtturbspineh)序列，賜與受試者以視覺刺激，試驗效果表現與本來的epi比擬，使信噪比進步43%13。固然vas-fri如今尚未大量應用于科研和臨床，但其在abv的定量測定和在腦灰質的正確定位方面的上風，信賴在將來的研究中會被漸漸熟悉和利用，并將在疾病的診斷、治療和預后中發揮更大的作用。【參考文獻】6.hanzhanglu,peter.vanzijl,jerenhendrikse,xavierglay.ultipleaquisitinsithglbalinversinyling(agi):aultislietehniquefrvasular-spae-upanydependentfri