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磁化传递技术是什么?

科普小知识2022-07-29 10:39:39
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磁化传递是一种选择性组织信号抑制技术。

原理:人体内水分子有两种不同的状态:*运动的水分子(*水)和大分子蛋白质结合的水分子(结合水)。我们也分别称这两部分为*水池和约束池。由于结合水与大分子结合,其T2值小于1毫秒(通常只有几十微秒),常规磁共振成像技术只能采集*水的信号,但不能采集结合水的信号。

*水的进动频率范围很窄,而结合水的进动频率范围明显大于*水,几乎跨越了*水中心频率+2000赫兹的频率范围。MT的预饱和脉冲是偏离组织共振中心频率的脉冲,其中心频率偏离*水的共振频率1000 ~ 2000赫兹(一般为1200赫兹)。在某些设备上,磁饱和脉冲中心频率的偏差值可以在一定范围内自行设定。这种MT预饱和脉冲被施加到组织,只有组织中的结合水被激发和饱和,而*水几乎不受影响。由于结合水在常规磁共振成像中不产生信号,因此结合水的饱和度不会影响组织的磁共振信号。然而,结合水中的质子和*水中的质子不断进行快速化学交换,并处于动态平衡状态。通过这种方式,饱和的化合水将把从MT脉冲获得的能量转移到*水中的质子,导致*水的饱和。当施加真实的成像脉冲时,这部分饱和*水将不会产生信号,并最终导致组织信号的衰减。这个过程实际上是通过结合水将饱和磁化状态转移到*水,所以它被称为磁化转移或磁化转移。

临床应用:在实际成像脉冲之前对组织施加磁饱和脉冲,富含大分子结构的组织如脑和肌肉具有明显的磁饱和效应,组织信号衰减明显。然而,在包含少量大分子的组织中,例如脑脊液、血液、骨髓和脂肪组织,MT效应非常弱,并且组织的信号仅轻微减弱。换句话说,我们不仅可以利用机器翻译技术增加组织对比度,还可以通过机器翻译技术间接反映组织中蛋白质含量及其变化。

1.用于增加飞行时间磁共振血管成像的对比飞行时间磁共振血管成像技术利用血流流入增强效应,使流动的血液与静止的组织形成对比。因此,抑制背景组织信号非常重要。使用3D飞行时间磁共振血管成像技术,背景组织信号通常没有被充分抑制,并且由于与静态组织的对比度差,具有小直径的血管不能被显示。采用大地电磁技术后,静态组织的信号得到了较好的抑制,但血液信号的衰减程度很小,从而增加了静态组织与血液的对比度,使小血管显示清晰。然而,大地电磁预脉冲需要占用一段时间的时间间隔。应用移动终端技术后,需要将传输速率延长10 ~ 20毫秒,因此传输速率也相应延长。

2.用于增强扫描。磁共振成像技术可以抑制组织信号,而磁共振造影剂可以缩短组织的T1值,其短暂的T1效应作用于游离水,这与磁共振成像技术对组织信号的抑制无关。应用磁流变技术后,强化组织的信号衰减不明显,而未强化组织的信号被抑制,从而增加了两者之间的反差。一些研究已经发现,使用MT技术的单剂量脑增强扫描图像的增强效果类似于不使用MT技术的三剂量脑增强扫描图像的增强效果。

应该注意的是,在对一些病变应用磁共振成像技术后,在注射造影剂之前,它们的相对信号可能增加并呈现高信号,这在应用磁共振成像技术后评估增强图像时应该注意。在增强扫描之前,最好用机器翻译技术进行平面扫描,以便比较。

3.磁化传递率的应用。磁化传递技术还可以间接甚至半定量地反映组织中大分子蛋白质含量的变化。常用指标磁化传递率(MTR): MTR = (m0-Ms)/m0 * 100% (m0为无磁化传递图像上的信号强度值,Ms为加磁化传递脉冲后图像上的信号强度值)。通过这一指标,可以客观地反映脑组织结构完整性的变化。

目前MTR主要用于多发性硬化和阿尔茨海默病的研究。与正常脑白质相比,多发性硬化病变的MTR明显降低,平均约为25%,正常脑白质平均约为40%。对多发性硬化患者T2WI正常信号白质的研究也发现,这些白质的MTR也明显降低。对早期阿尔茨海默病患者的研究发现,阿尔茨海默病患者的海马和海马旁回的MTR明显低于对照组。