用MR看短T2组织结构ZTE技术解析

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短T2物质的成像挑战在于信号衰减快,在常规T1、T2中,都因为TE时间长而无法被显示。

ZTE经营成像技术因为TE趋近于零,从根本上解决了短T2物质的成像挑战。

临床应用:硬脑膜显示、软骨骨膜等病例分享

ZTE不仅能够带来静音模式的成像,还能够带来超出常规T1、T2的全新对比成像,有助于精确显示软骨等结构。

在之前的文章中我们介绍过ZTE技术在血流成像中的优势,回复“ZTE血流”可查看。但是ZTE的临床应用远不止与血流成像。本篇文章将介绍ZTE技术是如何应对短T2物质在MR成像上的挑战的。

短T2物质的成像挑战1

目前磁共振常用的对比度是T1加权、T2加权对比度,应该说这些常用的对比度图像在一定程度上很好的显示和描述了病变的特性,因而对于病变的检出和定性具有重要的临床价值。

但在这些传统的对比度图像无法显示那些具有短T2属性的组织结构,如硬脑膜、骨膜、软骨等,因为其内的氢质子含量较少而同时其内的氢质子又束缚于蛋白质等大分子结构。从T2弛豫机制而言处于这种微环境下的氢质子其周围存在稳定的晶格磁场,而该晶格磁场会促使这些共振的氢质子迅速失相位,所以在以毫秒级为回波时间的T1、T2对比度成像时无法检测到这种短T2的物质结构。

ZTE的解决方案2

在ZTE静音成像技术因为TE趋近于零,这从根本上解决了短T2物质因为TE时间长而导致信号衰减无法显示的限制,使得这些在常规T1、T2对比度成像上无法显示的结构在ZTE成像被成功显示,这对于很多临床病变的诊断、鉴别诊断以及治疗具有深远的指导价值。近年来有文献提出了“液态”MR成像和“固态”MR成像这一理念,也有文献提出长TE、短TE、超短TE以及零TE对比的概念,而之所以提出这些成像理念一则是为了进一步丰富MR的对比度以达到更优异的诊断和鉴别诊度能力,二则也是为了满足PETMR等多设备融合成像的需要。

临床应用举例3

1)脑膜显示及临床应用:ZTE静音成像可以更清晰的显示硬脑膜结构,这对于明确脑膜本身病变以及其他病变是否侵及脑膜提供了更直观的影像学依据。

图1:男性,62岁,肺癌脑转移。

在ZTE静音扫描图像上可以清晰显示病变与脑膜之间的关系如箭头所示。左颞叶病变侵及邻近脑膜,而左顶叶病变与邻近硬脑膜之间有清晰脑脊液相隔。侵及脑膜的转移很容易引起转移沿脑膜播散,因而与非侵及脑膜者治疗方案不同。

图2:女,52岁,左鞍区脑膜瘤。

在常规增强扫描病灶明显强化,而在ZTE静音增强扫描硬脑膜清晰显示,可以明确病变宽基底起源于脑膜及脑膜尾征。

2)清晰显示软骨、骨膜等结构:骨皮质、软骨、骨膜(含临近致密结缔组织)等结构不仅其内氢质子含量少,同样这些氢质子也处于相对固定状态,因而在常规毫秒级TE成像时无法显示这些具有超短T2的结构。在ZTE静音成像则能够比较清晰的显示这些结构。这给临床上精确评价这些细微结构提供了直接征象。

图3:非脂肪抑制和脂肪抑制ZTE静音成像可以清晰显示半月板、软骨、髌韧带等结构。在常规TE扫描无法直接显示半月板等结构,在半月板撕裂时因为撕裂的半月板内会有关节内液体进入因而在常规质子密度加权像上可以见到条形高信号,当然该高信号影会因为半月板撕裂类型不同而有不同表现。但需要指出的是我们在常规PD像上所显示的半月板撕裂实际上看到的是撕裂后液体侵入后的间接征象。在ZTE成像时因为没有信号衰减因此可以清晰显示半月板本身,这和以往所看到的间接征象是完全不同的。

图4:女,69岁,右膝关节骨性关节炎。

常规PD像显示右胫骨骨髓内多发片状高信号,提示骨髓水肿。在ZTE静音成像清新显示胫骨外侧髁软骨磨损中断,胫骨内侧髁可见清晰断裂处,其下方见高信号。

图片5:男,11岁,左股骨占位病变。

常规T2及LAVAFlex增强扫描显示左股骨增粗,骨髓腔内信号不均匀并可见不规则强化改变;在ZTE增强扫描见左股骨骨髓腔内强化病灶并可清晰显示临近骨膜不规则增厚并呈软组织肿块改变,这对于明确病变性质及其浸润范围有重要临床意义。术后:骨肉瘤。

图片6:女,62岁,脑膜瘤术后。

在常规扫描图像上异常改变不明显,而在ZTE颅骨重建成像时清晰的显示颅骨术后缺损改变,对应层面的脑膜成像显示脑膜不规则增厚改变。

临床展望4

ZTE静音扫描技术基于3DSpiral独特的K空间填充方式,结合微动梯度编码及超快速舜切射频技术实现了零回波信号采集。这不仅带来了一种全新的静音模式,更重要的还为磁共振成像带来一种全新的对比。

ZTE对比成像相当于为了打开了一个新的成像领域,以往那些在常规磁共振成像无法显示的结构(如软骨、硬脑膜等)或在常规磁共振显示不好的结构(如流动的血流)在ZTE都可以有全新的影像表现。本文所展示的几个病例在一定程度上已经突出了ZTE的临床优势,但事实上ZTE在未来的临床应用中远不止这些,它实际上为PET/MR的临床化奠定了坚实的基础。

众所周知在PET/CT成像设备中CT成像不仅仅是为PET功能成像提供了一个在同一空间坐标系下成像的定位融合图像,更重要的是CT成像还可以为PET成像提供衰减矫正,这在很大程度上提高PET成像的工作效率。但在PET/MR成像因为两种成像设备的成像原理不同导致了MR成像无法直接用于PET成像的衰减矫正,这在一定程度上限制了PET/MR设备的临床化进程。在人体结构中能够导致γ射线衰减最明显的结构是骨皮质。假设我们能够准确的测量出骨皮质的厚度我们就可以利用已知的衰减函数进行间接的衰减矫正,但遗憾的是在常规毫秒级TE成像却无法清晰、准确地显示骨皮质结构。在ZTE成像,因为可以清晰的显示骨皮质的厚度、位置等信息,因此能为PET/MR提供准确的衰减矫正数据,GE公司即将推向市场的TOF一体化PET/MR正是基于ZTE衰减矫正。

ZTE对比是超出了常规T1、T2对比成像的一个全新的对比,通过这种对比我们能精确的显示软骨等结构,这对于未来软骨病变的治疗评价如软骨损伤后的干细胞种植提供更直接、更精确的评价方法,从这个意义而言ZTE成像的临床意义已经远远超出成像本身的意义。

长按







































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