MRI 不同序列及参数评价铁氰化锰纳米对比剂对大鼠肝脏强化程度研究

潘冬梅，范国华（通讯作者）

（1 济宁市第一人民医院放射科 山东 济宁 272000）

（2 苏州大学附属第二医院放射科 江苏 苏州 215004）

本文采用MRI 不同成像序列及参数评价新型的铁氰化锰纳米对比剂对正常大鼠肝脏的强化程度及敏感性，以探讨铁氰化锰纳米对比剂对肝脏增强的最佳成像序列及参数。

1 资料与方法

1.1 一般资料

36 只健康雄性SD 大鼠，体重260 ～310g，7 周龄。

1.2 对比剂

由常州柯艾医药科技有限公司研制，所制备的铁氰化锰纳米粒子的主要成分为Mn3[Fe（CN）6]2·13H2O。

1.3 MR 成像方法

取同龄、雄性SD 大鼠36 只，随机分成三组，每组6 只，采用3.6% 的水合氯醛（剂量：1ml/100g 体重）进行腹腔注射麻醉，肝脏部位置于Microscopy 4.7cm 显微线圈中央。MR 成像设备为荷兰Philips 公司的多通道全身扫描仪，场强为1.5T。首先进行肝脏平扫，然后经大鼠尾静脉分别注入25μmol/kg 剂量的铁氰化锰纳米对比剂，注入后20min 进行肝脏扫描，具体扫描参数见表1。

表1 各序列扫描参数

1.4 MR 图像分析

在图像处理工作站上，分别测量三组不同序列增强前后肝脏的信号强度（signal intensity，SI）及背景噪声信号强度的标准差（standard deviation of the noise，SD），测量时，感兴趣区（ROI）选择信号强度相对均匀的区域；每个ROI 测3 次并取其平均值。计算肝脏信噪比（signal to noise ratio，SNR）及信号增强率（signal enhancement ratio，SER）。公式如下：

SNR=SI肝脏/SD；SER=（SNR增强后-SNR增强前）/SNR增强前×l00%。

1.5 统计学方法

采用SPSS20.0 软件进行统计学分析，采用配对样本t检验，分别比较三组序列增强前、后肝脏SNR；采用两独立样本t检验，比较T1WI（TR=310ms，TE=28ms）、T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）序列增强后肝脏SNR及SER，P＜0.05有统计学差异。

2 结果

增强前后三组序列扫描肝脏SNR 及SER 见表2 ～4。增强前，大鼠肝脏T1WI 序列两组不同参数扫描肝脏SNR差异无统计学意义（P＞0.05）；增强后T1WI（TR=310ms，TE=28ms）与T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）序列肝脏SNR与增强前相比均明显增高，且有统计学差异（P＜0.05）。T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）序列肝脏SNR 及SER 均高于T1WI（TR=310ms，TE=28ms）序列，且有统计学差异（P＜0.05），且肉眼观察T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）比T1WI（TR=310ms，TE=28ms）序列强化程度更显著（图1a、1b、2a、2b）。

与平扫比较，增强后T2WI-SPIR 序列肝脏SI 减低（图3a、3b），肝脏SNR 与增强前比较，差异有统计学意义（P＜0.05）（见表4）。

表2 T1WI 序列不同参数增强前后扫描肝脏SNR 比较（±s）

表2 T1WI 序列不同参数增强前后扫描肝脏SNR 比较（±s）

注：列中的t、P 值表示T1WI 不同参数增强后肝脏SNR 比较；行中的t、P 值表示T1WI 同一参数增强前后肝脏SNR 比较。

时间SNR t P T1WI（TR=310ms，TE=28ms）T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）平扫 17.76±1.61 15.71±2.96 5.998 0.000增强 36.28±1.37 43.42±2.57 t 25.510 14.362 --P 0.000 0.000 --

表3 T1WI 不同参数增强后扫描肝脏SER 比较（±s）

表3 T1WI 不同参数增强后扫描肝脏SER 比较（±s）

T1WI（TR=310ms，TE=28ms）T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms） t P 1.06±0.19 1.88±0.77 2.533 0.030

表4 T2WI-SPIR 增强前后肝脏SNR、SER 比较（±s）

剂量 时间 SNR t P SER 25μmol/kg 平扫 6.30±2.16 4.758 0.005 0.61±0.19增强 2.09±0.41

图1 a，1b分别为T1WI（TR=310ms，TE=28ms）增强前、后大鼠肝脏图像。

图2 a，2b 分别为T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）增强前、后大鼠肝脏图像。

3 讨论

扫描序列及不同参数的选择对MRI 图像质量、病变的诊断及鉴别诊断非常重要。本研究中，铁氰化锰纳米对比剂增强后T2WI-SPIR 序列肝脏SNR 较平扫减低，这是因为铁氰化锰中含有铁成分，会产生一定的负性增强效应，因为锰在低注射剂量时对T2WI 序列影响很小[1]，故肝脏信号减低主要是由于对比剂中含有铁的原因。锰在高注射剂量下才能明显引起T2WI-SPIR 信号变化。由于铁氰化锰纳米材料是增强组织T1 弛豫率的阳性对比剂，因而在增强前后采用快速自旋回波TSE 的T1WI 序列作为扫描序列，且TSE 序列的T1WI 成像，组织对比度较好，图像质量高。本研究表明，应用TSE T1WI 序列铁氰化锰纳米对比剂对肝脏增强效果显著。但同时发现，TSE T1WI 序列不同扫描参数反映肝脏强化程度有所不同。本研究结果表明T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）序列是反映铁氰化锰纳米对比剂肝脏强化程度较理想的序列。因为T1WI（TR=100ms，TE=7.6ms）的TE 时间较短，短TE 具有更强的缩短T1 值的作用，该扫描时间短，成像速度快，更适于肝脏对比增强成像。锰是增强组织T1 弛豫率的阳性对比剂，因此临床实验中通常采用SE T1WI 或GRE T1Wl 序列，文献报道[2]GRE T1WI 肝实质强化程度常高于SE T1WI，GRE 序列扫描短，一次屏气即可扫完全肝。叶慧[3]等认为，尽管目前扫描序列与方法多样，根据其体会结合文献报道，扫描应以SE 序列为主，适当增加梯度回波序列，SE 序列虽扫描时间长，但其图像质量较好，仍应作为常规序列[4]。但Halavaara 等[5]认为，SE T1WI 与GRE T1WI 序列优劣难以判断，尚需进一步研究。因为锰的增强效应具有较长的MR 成像时间窗，因此可采用SE TlWI 序列来获取优质图像和更多信息。TSE 序列比SE 成像时间短，可以获得与SE 序列相当的图像，故本实验采用TSE T1WI 序列进行研究。

此外，肉眼观察到的肝脏强化程度（肝脏亮度）即是肝脏SI 的直接反映，但由于MR 信号强度受许多因素影响，如磁场和脉冲的均匀性，重复时间和回波时间的选择等，所以本研究参照范明霞[2]、Murakami[6]、Xing[7]等的测量方法，肝脏强化程度的定量评价指标采用信噪比（SNR）和信号增强率（SER）为研究参数，减少了重复时间和回波时间的选择等对信号强度的影响，尽可能地减少了误差，从而更能反映信号强度变化的规律。