7.0T磁共振关节软骨T2弛豫时间图与量化分析的实验研究

目的建立超高场强磁共振关节软骨T2弛豫时间图成像技术和量化分析方法。方法用7.0T微磁共振机,采用多回波SE序列对琼脂糖凝胶体模和家猪髌骨扫描,获得T2加权图像,测定体模与髌骨软骨的信噪比。重构T2弛豫时间图,人工画感兴趣区测量T2值。结果琼脂糖凝胶体模和家猪髌骨T2加权图像清晰,对比度好,无异常伪影,信噪比高,重复性好。琼脂糖凝胶体模的T2值随浓度降低而增加。髌骨软骨呈分层状表现,软骨表层T2值高于中间层、深层、钙化层和软骨全层,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论T2弛豫时间图可量化测定关节软骨,是可行的、敏感的、特异的软骨分子成像技术。

家猪体外胰蛋白酶消化关节软骨：7.0TMR T1ρ加权成像与量化分析

背景:T1ρ驰豫时间是探测软骨生化改变的最具吸引力的新的磁共振参数。早期骨关节炎主要表现为蛋白多糖的丢失以及胶原的轻微改变。目的:应用T1ρ成像技术与弛豫时间图量化分析方法,评价体外胰蛋白酶消化与未消化家猪髌骨软骨T1ρ驰豫时间的改变。设计、时间及地点:同体对照观察,于2007-02/2008-01在丹麦奥胡斯大学医院骨科与磁共振研究中心完成。材料:丹麦雌性长白猪10头,左右侧髌骨共20个。方法:选择10头家猪,取右侧髌骨10个为对照组,浸泡于PBS中4h后取出。取左侧髌骨10个为消化组,浸泡于含有胰蛋白酶的PBS溶液中,4h后取出。利用7.0T磁共振机,分别采用自旋锁定自动补偿脉冲簇的三维SE序列进行扫描,获得关节软骨的T1ρ加权图像。重构T1ρ弛豫时间图,测定关节软骨T1ρ值。取两组髌骨软骨标本行番红O/固绿染色进行组织学观察。主要观察指标:①T1ρ弛豫时间图量化分析结果。②两组软骨标本组织学结果。结果:经酶诱导消化的体外家猪髌骨关节软骨T1ρ加权图像成像清晰,呈分层状表现,对比度好,无异常伪影。大体观察两组关节软骨T1ρ加权图像,见局部的信号异常改变。重构T1ρ弛豫时间图并量化测定分析显示,消化组软骨表层T1ρ值高于对照组,差异具有显著性意义(P<0.05),其全层、深层与钙化层之间的比较差异无显著性意义(P>0.05)。结论:经胰蛋白酶诱导消化可引起退变软骨T1ρ驰豫时间改变,特别是在软骨的表层变化明显,提示T1ρ驰豫时间是较敏感、特异性的检测指标,可进一步应用于关节软骨退变的早期诊断。

家猪体外胰蛋白酶消化关节软骨的7.0T磁共振T2弛豫时间图与量化分析

目的应用超高场7.0T磁共振T2加权成像技术、弛豫时间图和量化分析的方法评价体外胰蛋白酶消化与未消化家猪髌骨软骨T2弛豫时间的改变。方法选择10头家猪,各取左、右侧髌骨。左侧髌骨10个为实验组,右侧髌骨10个为对照组,分别浸泡于含有胰蛋白酶的PBS溶液及PBS中,4h后取出。利用7.0T磁共振机,分别采用多回波SE序列进行扫描,获得离体家猪髌骨关节软骨的T2加权图像。用自行编制的软件重构T2弛豫时间图,人工标注感兴趣区,分层定量测定关节软骨的T2值。结果经酶诱导消化的离体家猪髌骨关节软骨T2W成像清晰,呈分层状表现,对比度好,无异常伪影。对照组与实验组关节软骨T2WI关节软骨未见局部信号异常改变。与对照组比较,实验组软骨全层、表层、中间层T2值差异有统计学意义(P<0.05),而两者的深层与钙化层差异无统计学意义(P>0.05)。结论经胰蛋白酶诱导消化可引起退变软骨T2弛豫时间改变,在软骨的表层及中间层变化明显,提示T2弛豫时间是较敏感、特异的检测指标,可进一步应用于关节软骨退变的早期诊断。

超极化磁共振波谱的原理和应用

通过动态核极化(dynamic nuclear polarization,DNP)的方法使原子核自旋极化达到热平衡之上来增强分子磁共振10,000倍以上的信号,这一过程称为超极化(hyperpolarization,HP)。溶解性DNP允许超极化分子以液体形式转移至生物体内,可实时观测体内的生物灌注、代谢产物的运输和代谢反应。该技术的发明克服了传统磁共振信号低,不能实时监测体内代谢过程的缺点。本文旨在介绍动态核极化的定义和技术、常用的超极化生物探针、超极化磁共振波谱图像的结果分析以及初步的动物实验和临床试验结果。

7．0TMR关节软骨自旋锁定三维自旋-晶格弛豫时间成像与量化分析的实验研究

目的建立MR关节软骨自旋锁定旋转坐标系中的自旋-晶格弛豫时间（T1ρ）三维成像技术和量化分析方法。方法用7．0TMR机和内径为6cm的圆柱形鸟笼23Na—H射频线圈，采用自旋锁定自动补偿脉冲簇和三维自旋回波序列，自旋锁定时间（spin—lockingtime，TSL）分别为0、10、20、30、40和50ms，自旋锁定频率带宽为440Hz（自旋锁定磁场BSL），对6个不同浓度（1％～6％）琼脂糖凝胶体模和8个猪髌骨分别进行自旋锁定T1ρ成像扫描，建立自旋锁定T1ρ成像技术并评价其重复性。在VnmrJ图像终端上，利用自行编制的软件进行三维重组自旋锁定T1ρWI，并重构T1ρ弛豫时间图；采用人工标注的方法画感兴趣区，分别测定体模与髌骨软骨T1ρWI的信噪比（SNR）与T1ρ值。T1ρ值在各组间的对比，行单因素方差分析；软骨组织与琼脂糖体模SNR随时间对比关系的假设检验，行多因素方差分析。结果关节软骨T1ρWI的SNR值、短自旋锁定时间采集图像的SNR值明显高于长自旋锁定时间采集的图像。在不同自旋锁定时间髌骨软骨T1ρWI，SNR值在48±8～95±8之间；不同自旋锁定时间，正常软骨SNR与1％琼脂糖体模的对比关系不同，当自旋锁定时间〈30ms时，琼脂糖体模的图像SNR均低于正常软骨；〉30ms时，正常软骨的图像SNR均低于1％的琼脂糖体模。随着琼脂糖浓度减少，不同自旋锁定时间采集的图像SNR值逐渐增加。各浓度琼脂糖凝胶体模T1ρWI值测量的变异系数均小于10％，显示重复性好。髌骨关节软骨全层、表层、中间层、深层、钙化层T1ρ值测定结果分别为（68．9±6．3）、（80．7±12．8）、（65．7±7．0）、（82．4±7．7）、（69．7±6．4）ms（F=6．436，P〈0．05）。T1ρ值在软骨表层和深层明显高于中间层、钙化层和软骨全层。结论三维自旋锁定T1ρ成像技术是可行的、敏感的、特异的软骨分子成像技术，T1ρ弛豫时间图可量化测量关节软骨的分层状结构。