1.5T在体兔正常肌肉及VX2软组织肿瘤~1H-MRS成像技术研究

作者单位:430030 武汉, 华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科 实验研究 1 .5 T 在体兔正常肌肉及VX2 软组织肿瘤 1 H-MRS 成像技术研究李勇刚 , 王仁法 , 张伶, 程少容, 高小玲, 夏黎明 , 王承缘 , 胡军武 , 邹明丽【摘要】目的 探讨 1.5 T 磁共振仪行在体兔正常肌肉及 VX2 软组织肿瘤氢质子磁共振波谱(1 H-MRS)检查的可行性及成像技术。 材料与方法20 只新西兰大白兔。 右大腿近段肌肉内注射 VX2 肿瘤组织悬液 0.2 ml, 制成肿瘤模型。 分别于接种前及接种后第 40 d 行正常大腿肌肉及肿瘤MRI 和 1 H-MRS 成像。 波谱成像序列包括单体素和多体素点解析频谱(PRESS)序列, 比较不同成像条件及参数下 1 H-MRS 曲线, 在工作站上测量胆碱(Cho)/肌酸(Cr)及脂质峰(Lipid)/ Cr 比值并进行统计学分析。 结果所有兔正常肌肉及 VX2 肿瘤 1 H-MRS 可见 Cho 峰、Cr 峰及 Lipid峰。与正常肌肉组织相比, VX2肿瘤组织 Cho 峰明显增高, Lipid 峰降低。 肿瘤组织与正常肌肉 Cho/Cr 及 Lipid/Cr比值差异具有统计学意义。

所有兔正常肌肉和 VX2 肿瘤的单体素 PRESS序列成像质量优于多体素 PRESS序列 , 冠状面定位优于横断面。 单体素 PRESS序列半高带宽(FWHM)小于 8 Hz, 多体素 FWHM 小于 12 Hz, 成像质量较好。根据采集兴趣区大小, 调整视野或采集次数可提高波谱成像质量。 实时测定兔体温并设定为波谱成像时的系统温度值可有效避免波峰漂移。 结论 在体 1 H-MRS 检查兔 VX2 软组织肿瘤与正常肌肉 1 H-MRS 表现明显不同,1 H-MRS 有望用于软组织肿瘤的诊断。 优化成像条件与参数可明显提高波谱成像质量。【关键词】软组织肿瘤动物模型磁共振成像磁共振波谱1.5T in Vivo1 H-MR Spectroscopy Technique Study of NormalMuscle and VX2 Soft Tissue Tumors in RabbitsLI Yonggang , WANG Renfa, ZHANG Ling ,et al .Department of Radiology , Tongji Hospital , Tongji Medical College, Huazhong University ofScience &Technology , Wuhan, Hubei Province 430030, P .R.China【Abstract】ObjectiveTo discuss the feasibility and technique of the proton magnetic resonance spectroscopy (1 H-MRS)ofnormalmuscle tissues and VX2 soft tissue tumors in rabbits.Materials and Methods20 Newzealand white rabbits were im-planted with 0.2ml VX2 tumor tissue suspension in the right proximal thighs.We performed MRI and1 H-MRS of normal muscletissue and VX2 soft tissue tumors in all rabbits before implantation and 40 days after implantation respectively.The1 H-MRS se-quences included single voxel and multi voxelpoint resolved spectroscopy(PRESS)sequences.The protonMR spectrums in differ-ent parameters were reviewed.Cho/ Cr and Lipid/Cr were measured on workstation and a statistic test was done.ResultsCholine containing compounds(Cho), creatine(Cr)and lipid peak were seen in the1H-MRS of normalmuscle and VX2 soft tissuetumors in all rabbits.The1 H-MRS in VX2 soft tissue tumors showed prominent Cho peak and decreased Lipid peak.The differ-ences of Cho/ Cr and Lipid/ Cr between VX2 soft tissue tumors and normal muscles were statistically significant.The spectrumquality of single voxel PRESS sequence and based on coronal scout view were superior to that of multi voxel PRESS sequence andbased on axial scout view both in normal muscle and in VX2 soft tissue tumors.When the FWHM was 8Hz in single voxel PRESSsequence or 12Hz in multi voxel PRESS sequence, the quality of MR spectrum was good.Asthe different size of regionof interest-ed(ROI), FOV and acquisitionnumbers should accordingly be adjusted, which could improve the quality of1H-MRS.The drift ofthe peaks of metabolics could be prevented by monitoring the body temperature of rabbits and regulating the system temperature.ConclusionThere is great difference in vivo1H-MRS of the normal muscle andVX2 soft tissue tumor of rabbits, and1 H-MRS isa feasible technique for the evaluationof soft tissue tumors.The optimization of1 H-MRS techniques andparameters can greatly im-prove the imaging quality .【Key words】Soft tissue Tumor Animal model Magnetic resonance imaging Magnetic resonance spectroscopy· 472 ·临床放射学杂志 2006 年第25 卷第 5 期DOI :10.13437/j.cnki .jcr .2006.05.026近年来,氢质子磁共振波谱(1 H-MRS)检查在全身各系统病变诊断与鉴别诊断的应用日益增多 , 尤以中枢神经系统应用最为广泛 [ 1～ 3] 。

目前 , 以 31 P-MRS 较多应用于肌肉软组织病变的 MRS 检查 , 有关 1 H-MRS 的应用报道较少 [ 4～ 6] 。笔者通过对兔大腿正常肌肉及 VX2 软组织肿瘤的 1 H-MRS 研究 , 探讨这一方法用于软组织肿瘤诊断的可行性及成像条件与参数的设置 。1材料与方法1.1 实验动物与模型建立新西兰大白兔 20只(由华中科技大学同济医学院实验动物中心提供),雌雄不限, 体重 2～ 3 kg 。利用盐酸异丙嗪注射液(5 mg/kg 体重)与盐酸氯安酮注射液(25 mg/kg 体重)的混合溶液肌注将兔麻醉后,在兔大腿近段肌肉内注入配置好的VX2 肿瘤组织悬液 0.2 ml 。于接种后第 40 d 行 MRI 及 1 H-MRS扫描 。1.2 影像学检查采用GE Signa 1.5 T CV/I ,NV/I 磁共振扫描仪行MRI 及 1 H-MRS 检查, 使用可屈曲表面线圈或头线圈 。成像时兔麻醉方法同前 。分别于接种前及接种后 40 d 行正常肌肉及肿瘤 MRI 及 1 H-MRS 检查 。MR扫描序列包括 :横断面自旋回波(SE)T 1 WI(TR500 ms, TE 15 ms), 快速自旋回波(FSE)T 2 WI(TR3000 ms, TE 102 ms)及冠状面短时翻转恢复序列(STIR)(TR3000 ms,TE 37ms,翻转时间 150 ms)。

1 H-MRS 检查采用单体素和多体素点解析频谱(point re-solved spectroscopy ,PRESS)序列进行氢谱数据采集 。分别在冠状面 STIR 及横断面 T 2 WI 上选定正常大腿内侧肌肉组织及肿瘤中心层面实质区域为MRS 测定中心区 。扫描参数为 TR 1000 ms, TE 35 ms 和144 ms,矩阵 18 cm ×18 cm, 层厚 10～ 20 cm 。检查前、检查中及检查完毕后实时检测兔直肠温度 ,并调整系统温度值。检查完毕后将荷瘤兔处死并取出肿瘤,用 10%甲醛固定 , 于光学显微镜下观察肿瘤组织的结构特点。1.3 图像处理与数据统计学分析将MRI 及 1 H-MRS 图像传送至 AW4.0 工作站 ,应用 Functool 软件进行分析 , 分别测量肿瘤及正常肌肉组织的脂质峰(Lipid)、含胆碱化合物(Choline-containing compounds, Cho)和肌酸峰(Creatine , Cr)峰高值,Cho/Cr 及 Lipid/Cr 比值 。采用 SPSS11.0 统计软件包, 对 20 只兔大腿 VX2 肿瘤组织和正常肌肉组织的 Cho/Cr 及 Lipid/Cr 比值分别进行配对 t 检验 ,显著性水平取 α=0.05。

紫峰大厦东至中央路，西至北京西路，周边区域有玄武湖、北极阁、鼓楼、明城墙等历史文物古迹。新鲜的牛肉：肌肉呈均匀红色，有光泽，脂肪洁白或呈乳黄色。挑选海参：优质海参参体为黑褐色、鲜亮、呈半透明状，参体内外膨胀均匀呈圆形状，肌肉薄厚均匀，内部无硬心，手持参的一头颤动有弹性，肉刺完整。

表 1兔大腿 VX2肿瘤与正常肌肉单体素 PRESS序列(TE 144 ms)Cho/Cr 及Lipid/Cr 测量测量指标 肿瘤组织 正常肌肉 P 值Cho/Cr 1.7572±0.3478 0.6432±0.1763 <0.01Lipid/Cr 1.2209±0.3412 7.6723±2.7864 <0.01所有兔大腿正常肌肉及VX2 肿瘤单体素 PRESS序列谱线基线均比对应区域多体素 PRESS 序列稳定 。兔大腿正常肌肉及 VX2 肿瘤冠状面定位区域较横断面大, 匀场后半高带宽(FWHM)低于横断面,成像质量也优于横断面定位 。单体素 PRESS 序列匀场后 FWHM 低于 8Hz, 多体素 PRESS 序列低于12Hz时 ,图像质量较好 。正常组 3 例及VX2 肿瘤组7例采集兴趣区(ROI)<1.5 cm ×1.5 cm, 单体素PRESS 序列增加采集次数至 256 次 , 成像质量优于128次 。多体素 PRESS 序列取视野(FOV)为 16 cm×16 cm ,成像质量优于 FOV 为 24 cm ×24 cm 。