文摘
背景和目的:众所周知,运动皮层在t2加权像上显示hypointensity在老年患者。本研究的目的是评估信号强度的运动皮层phase-weighted成像进行基于windows的软件程序,我们自己开发的。
材料与方法:所有的研究都是在3 t先生成像。首先,TE phase-weighted图像进行优化;最好的对比电机和其他皮层得到TE的40毫秒。45名健康受试者的研究人群包括(23岁女性,男性22;平均年龄32.1岁)。信号强度的运动皮层分为3年级2神经放射相比与优越的额叶皮质(证监会):年级我,运动皮层是isointense证监会;在二级,运动皮层略hypointense证监会;在三级,运动皮层明显hypointense证监会。
结果:运动皮层分为年级各科II或III比20岁phase-weighted图像。即使在10 - 19岁,年级II或III的外观被发现在14个(88%)的16个运动皮层(8科目)phase-weighted图像。
结论:在青少年,运动皮层hypointense其他脑皮质phase-weighted先生成像,这可能反映了不同的浓度nonheme铁和/或在组织架构。
哈克等1high-spatial-resolution 3 d快速设计角度镜头,成像技术,可以提高的细微差别subvoxel磁尺度。2这种技术被称为susceptibility-weighted (SW)成像。它最初被用来加强静脉血管的可视化,也被报道产生血氧等级相关静脉造影照片。2- - - - - -4最近,西南成像应用于各种疾病如动脉静脉畸形、创伤,5肿瘤,6,7和多发性硬化症。8
先前的研究已经报道,hypointensity t2加权像的运动和视觉皮层在老年患者更明显,和这一发现归因于nonheme铁浓度的差异。9,10电动机的t2加权hypointensity皮质也被报道在一些神经退行性疾病,如肌萎缩性脊髓侧索硬化症,阿尔茨海默病或多系统萎缩。Oba等11报道,肌萎缩性脊髓侧索硬化症患者的组织学分析显示增加nonheme铁沉积在T2缩短。
phase-weighted图像,基于原则类似于西南成像,得到相位和大小的乘法图像通过使用一个基于windows的软件。因为这种技术更高的灵敏度nonheme铁,我们假设phase-weighted图像可以想象运动皮质的hypointensity即使在年轻的学科。因此,我们的研究的目的是评估信号强度的运动皮层在phase-weighted成像3 t先生成像。
材料和方法
先生成像
所有的研究进行3 t MR成像系统(标记激发3 t;通用电气医疗集团,密尔沃基,威斯康星州)通过使用一个专用的8路相控阵线圈(美国仪器,极光,俄亥俄州)。我们phase-weighted成像是一个3 d快速变质gradient-recalled序列,这是执行以下参数:TR女士55岁;TI /成像时间,700/5分钟;翻转20°角;15千赫带宽;22厘米视场;288×128矩阵;2毫米的部分,导致立体像素大小为0.8×0.5×2.0毫米3。在轴面也获得了所有图像。办公室应用程序运行在Windows系统(微软,十分洗)与标准规范的基于英特尔处理器的个人电脑和加载这些图像和phase-weighted图像,是由使用大小和相位图像,正如前面所解释赖兴巴赫等。2相位图像low-pass-filtered(通过使用一个32×128排除low-spatial-frequency信息)删除low-spatial-frequency背景的静态字段大脑的变化。相位掩模是由环境中所有正相位值(0°、180°)之间的统一和规范负相位值从0°- 180°的灰度值线性范围从1到0,分别。这个归一化相位掩模对原始图像大小增加9倍。最后,最小强度投影(phase-weighted形象)/ 2部分进行显示处理后的数据通过使用连续的4毫米的厚部分在横向平面(图1我- - - - - -l)。
比较3种不同的各种测试工程师技术(大小、阶段和phase-weighted成像)在健康志愿者(一个37岁的男人):12级图像与测试工程师(一个)、28日(B),40 (C)、80 ms (D);12个阶段图像与测试工程师(E)、28日(F),40 (G)、80 ms (H);12和phase-weighted图像与测试工程师(我)、28日(J),40 (K)、80 ms (l)。级图像gray-to-white-matter对比(一个- - - - - -D在所有测试)是可怜的。gray-to-white-matter对比的阶段(E- - - - - -H)和phase-weighted图像(我- - - - - -l)增加增加TE (星号与箭头)。电动机之间的高度对比(大箭头)和其他皮层(小箭头)是最明显phase-weighted形象的TE 40 ms (K)。电动机之间的定义(大的箭头)和其他皮层(小箭头)差phase-weighted图像80 ms的TE (l),由于信号强度下降的其他皮质。
相位图像,相变是映射到一个颜色,,0表示没有颜色和相变增加或减少,分别颜色更改为红色和蓝色。这种颜色变化是覆盖在图像级部分所示图1E- - - - - -H。
优化TE
三个健康志愿者(一个27岁的男人,一个37岁的人,和一个45岁的男人)成像先生接受调查的影响不同的TE gray-to-white-matter与三种不同技术(大小、阶段和phase-weighted成像)。他们给他们的书面知情同意之前的研究。对于每个主题,phase-weighted 12图像序列在不同的测试工程师,28岁,40岁和80 ms;所有其他的成像参数保持不变。
主题
2005年4月至2005年8月,连续的病人被称为大脑成像先生前瞻性评估。phase-weighted成像在我们机构的主要适应症如下:1)检测轻微出血与损伤和慢性高血压,2)筛查的血管畸形,3)评价脑肿瘤。以下标准被用于研究中包含:1)病人的大脑与phase-weighted成像检查3 t先生先生成像系统,2)正常神经检查结果,3)无神经系统疾病史或脑部手术,和4)正常的脑部MR成像结果,确定共识的2神经放射。因此,研究人群包括45例(23岁女性,男性22;平均年龄32.1岁;年龄范围,9-59年;年龄分布,7 - 9年n= 2),10 - 19年n= 8)为20 - 29年n= 11)- 39年n= 10),40至49年n50 - 59岁年= 7),n= 7)实现这些标准。这个研究包括了头痛的临床表现(n= 12),创伤(n= 10)、头晕(n= 5)筛查脑转移(n= 6),发作(n= 4),脖子僵硬(n= 5)和健康志愿者在志愿研究(n= 3)。该研究机构审查委员会批准的,不需要知情同意。
形象的解释
首先,对三种不同的技术(大小、阶段和phase-weighted成像)中执行3个健康的志愿者,2神经放射gray-to-white-matter对比分析在会议根据以下成绩:3、清晰;2,合理清晰;1,贫穷。这些神经放射也评估每个图像对比信号强度的运动皮层和皮层。运动皮层被确认的基础上前面定义的方法。12然后,信号强度的运动皮层(90年45例皮质)与3技术被认为是一个会议获得这两个神经放射的时尚与先前的研究的进行。10优越的额叶皮质(证监会)是用于参考,和信号强度的运动皮层分为3的成绩与证监会:年级我,运动皮层是isointense证监会;在二级,运动皮层略hypointense证监会;在三级,运动皮层先生是香港证监会明显hypointense。每个图像显示和解释在一个高分辨率1560×2048 (Coronis 3议员;Barco公司医学成像系统,yves gijarth,创立比利时)监控。
结果
优化TE
gray-to-white-matter对比的放射科医生得分大小上的所有志愿者形象差(1分)在所有测试工程师(图1一个- - - - - -D)。两阶段的图像(图1E- - - - - -H)和phase-weighted图像(图1我- - - - - -l),gray-to-white-matter对比归类为清晰的TE(3分)80 ms,合理明确的TE(2分)28岁和40 ms,和穷人的TE(1分)12 ms。因此,相位图像和phase-weighted图像,gray-to-white-matter对比增加了增加TE。最好的对比运动皮层和其他皮层得到40毫秒的TE phase-weighted图像(图1K)。对比电机和其他皮质很穷phase-weighted图像80 ms的TE由于信号强度下降的其他皮层(图1l)。因此,选择40毫秒的TE。
信号强度的运动皮层
分级的结果90运动皮层(45例)3图片进行了总结图2。在10岁以下的主题,没有皮质被列为第二或第三级。在所有受试者年龄超过20年的年龄,运动皮层phase-weighted图像的信号强度是hypointense相比之下,香港证监会和归类为II或III级。第二或第三级出现在14个(88%)被发现16运动皮层(8例)10 - 19岁组(图3)。10 - 39岁组三级出现的频率更高的phase-weighted图像(58皮质的45[78%])和相位图像(58)30(52%)比级图像(58)14 (24%)。
分布的信号强度运动皮层phase-weighted根据病人的年龄(一个)、阶段(B)和图像大小(C)。在所有受试者年龄超过20年,运动皮层phase-weighted图像被列为第二或第三级。三级的频率高于phase-weighted图像相位和大小的图像。
级(一个)、阶段(B),phase-weighted图像(C)获得一个14岁的女孩。双边运动皮质的信号强度(箭头)phase-weighted图像(C绝对是hypointense(三级)相比,在其他皮层。
讨论
在较高的静态字段,相位图像可以提供一个额外的源图像的对比。13,14灰质和白质边界的敏感性增加,由于增加susceptibility-induced相移当使用gradient-echo (GE)在高技术领域。Abduljalil等15评估phase-weighted成像在8 t关于大脑解剖结构和报道,相位图像可以显著提高灰质和白质结构之间的对比标准的通用级成像技术。phase-weighted图像3 t的研究还表明,相位图像增强的gray-to-white-matter对比不明显的相应大小的图像。因此,皮质gray-white-matter接口的定义是优秀phase-weighted图像获得的,因为他们是乘法的相位图像和图像大小。
在这项研究中,gray-to-white-matter对比增加了增加的TE阶段形象。相位图像包含直接背景磁场和化学位移的信息组织。使用阶段进行光谱信息的能力取决于消除背景场的相位和部分容积效应与其他组织有不同的化学位移。16在这个理论中,长te通常需要获得足够的权重依赖阶段,减轻对信号强度的变化与邻近组织损失部分体积效应。此外,不同物质的信号强度比邻近的组织变得脆弱的感情与邻近组织阶段在足够长的测试工程师。
大脑通常包含几个基本金属。铁是最常见的顺磁物质健康的大脑,它通常出现在浓度足以影响先生的图片。17,18Bizzi等18有报道称,在t2加权像的灰质信号强度的变化是由于铁含量的差异。Hallgren和Sourander19报道,铁染色法观察了在运动皮层比其他皮层(额叶、颞叶和顶叶)。这些报告是符合目前的发现。
先前研究的量化与年龄相关的测量nonheme铁在人脑中指出,铁染色已经观察到的运动皮层诞生以来,随着年龄的增加。19平井一夫等10评估在t2加权像上运动皮质的信号强度与常规旋转回声序列在1.5 t和报道,运动皮层的hypointensity相比,香港证监会在近30%的受试者在21-50岁。的视觉分级运动皮层,年级II或III的外观被发现在35 35例(100%)受试者20 - 59岁。此外,等级II或III外观是88%,10 - 19岁。这些结果可能是因为phase-weighted图像敏感性的变化极其敏感如铁含量与其他序列。另一个主要原因可能是perineuronal网的浓度。亚斯兰Karaarslan和20.评估perirolandic皮层的信号强度在涡轮fluid-attenuated反转恢复图像神经健康人群在1.5 t和报道,降低信号强度的运动皮层在年轻患者观察到更加突出。的精确机制结果尚不清楚;然而,作者假定perineuronal网的浓度可能会影响大脑皮层的信号强度。各种因素如脑组织的含水量,运动皮层的细胞成分,形成血管也会影响susceptibility-induced阶段转变。
映射的中央前回(运动皮层)为神经外科医生提供了重要信息关于运动皮层组织的功能性组织,特别是在手术方法的规划路线大规模病灶切除或由癫痫引起的组织。21,22此外,最近,纤维tractography通过弥散张量成像,无创允许可视化功能连通性的神经通路,应用临床评估脑部肿瘤。23,24在许多先前的报道,这一过程称为纤维跟踪技术已经完成2手动分割的区域利益的基础上大片的已知的解剖分布。感兴趣的两个区域的皮质脊髓束跟踪通常放置在大脑脚和运动皮层,25- - - - - -27;因此,它可能是重要的确定精确的解剖位置的运动皮层。
我们的研究也有一些局限性。我们只评估对象与正常大脑先生成像的结果。在脑部肿瘤位于perirolandic地区,往往很难确定运动皮层先生因为沟的地标是模糊图像在质量效应的存在和水肿。因此,可能需要进一步的研究来确定phase-weighted图片可以证明运动皮层等大脑皮层之间的对比患者脑部肿瘤。对于视觉运动皮质的评分,我们执行运动皮层之间的比较的基础上,证监会只前面定义的方法。最近,T2值显著变异人类大脑皮层灰质中,如初级听觉皮层和脑岛皮层记录。28我们的研究将受益于扩大超出了证监会包括其他皮层进行了比较。在这项研究中,运动皮层被2神经放射共识。一个自信的识别运动皮层是可能的在几乎所有的科目;然而,一个给定的运动皮层的诊断可能是不正确的在有限的科目。此外,部分体积效应会影响大脑皮层信号强度的可视化图像部分邻近皮质区,和那些导致皮层信号强度的不正确的假设。在健康志愿者的研究中,我们任意选择四种TE(12, 28岁,40和80 ms)进行调查的影响不同的TE phase-weighted形象。因此,40毫秒的TE可能不一定是最优的评价gray-to-white-matter对比。
结论
总之,优化TE的phase-weighted图像展示了对比运动皮层等大脑皮层甚至在青少年。因此,因此,phase-weighted成像可能会提供额外的有价值的信息创建皮层映射时在半球肿瘤患者外科手术规划或癫痫,尤其是对儿童或年轻人。
引用
- 收到了2007年10月29日。
- 接受修订后2007年12月26日。
- 版权©神经放射学的美国社会
