Gd-DTPA對前列腺3T氫質子波譜影響的初步研究

楊 春 徐 凱 鄭駿年 許 倩 馬 紅 榮玉濤

通過觀察代謝變化可對前列腺病變進行定性診斷[1]。在應用M RS檢查結果進行半定量分析時,首先應對測量體素的MRS譜線質量進行評估。而對比劑是否會影響M RS的結果,一直存在爭議。本研究用高場MR儀研究對比劑釓噴替酸葡甲胺 (Gd-DTPA)是否會影響前列腺氫質子M R波譜(1H-MRS)的線寬 (line width,LW)、抑水率 (water suppression,WS%)及譜線質量。

方 法

1.研究對象

連續選取于2009年6月至2010年4月在我科行前列腺MRS檢查的患者30例,年齡49～79歲,平均年齡62.5歲。

2.儀器設備和藥品

掃描設備使用GE signa HD 3.0T磁共振掃描儀。對比劑釓噴替酸葡甲胺Gd-DTPA為德國拜耳先靈公司生產,用量為 0.2ml/kg,注射速度 3ml/s,注射對比劑后使用20ml的生理鹽水沖洗。

3.3DMRS檢查技術及數據分析

常規軸位抑脂T2WI后,利用T2WI圖像為3D MRS定位像和代謝圖疊加的解剖圖,以體線圈(BODY)為接收線圈,以proseme序列行3D MRS檢查,TR1000ms;TE145ms;FOV11cm2;NEX8;矩陣12×8;掃描時間776s。在定位像上感興趣區(ROI)周圍加飽和帶以消除前列腺周圍脂肪及氣體的影響。靜脈注射對比劑前,1H-MRS掃描行常規預掃描,進行自動勻場,記錄LW及WS%。靜脈注射對比劑5min后,復制1H-MRS,不改動任何參數,行預掃描,進行自動勻場,記錄LW及WS%。

所得1H-MRS數據利用Functool軟件自動后處理。由兩名放射科醫師以盲法判斷1H-MRS譜線的譜線質量,參考佟艷軍等[2]的標準將譜線質量分為如下兩級。

3.1 可用于臨床診斷的譜線:①各代謝物峰尖銳,分界明顯,基線平穩;②波譜中至少有1個體素主要代謝物波譜的信噪比(signal to noise ratio,SNR)≥5;③至少有1個體素沒有受到未能抑制的水和脂肪信號的污染或有脂峰干擾,但不影響枸櫞酸鹽(citrate,Cit)峰的觀察。

3.2 不可用于臨床診斷的譜線:①各代謝物峰分界不清,基線不穩;②波譜中所有體素主要代謝物波譜的信噪比(signal to noise ratio,SNR)均≤5;③所有體素均有脂峰干擾,影響枸櫞酸鹽(citrate,Cit)峰的觀察。

4.統計學處理

采用Stata 10統計軟件進行分析。結果以均數±標準差表示,運用配對資料的t檢驗及秩和檢驗進行數據處理,P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

30例病例中,前列腺增生20例(病理診斷),前列腺癌6例 (病理診斷),未見明顯異常4例 (影像診斷)。增強后LW(14.41±1.78)較增強前 (12.25±1.36)增高(P＜0.05)。增強后WS%(97.75±0.45)與增強前 (97.50±0.25)比較其差異無統計學意義(P＞0.05)。增強前26例病例的波譜譜線可用于臨床診斷,4例不可用于臨床診斷;增強后10例病例的波譜可用于臨床診斷,20例不可用于臨床診斷,增強后其臨床譜線質量降低(P＜0.05)(圖1)。

圖1 增強前、后前列腺波譜對比圖。A.小方框為測量體素,位于外周帶;B.為A中測量體素的譜線(增強前),Cit峰位于約2.60ppm,其SNR≥5(長箭),1.9～2.4ppm區有脂峰,但未對Cit峰產生干擾。C.為A中測量體素的譜線(增強后),Cit峰位于約 2.60ppm,其SN R≤5(長箭),1.9～2.4ppm 區有高聳脂峰。

討 論

1.Gd-DT PA對線寬(linewidth,LW)、抑水率(watersuppression,WS%)的影響

化合物最大峰高的一半處的譜線寬度稱為線寬(LW),與化合物的T2＊馳豫時間和磁場的均勻度有關,決定譜線的頻率分辨率。活體組織中水的濃度比感興趣成分的代謝物濃度大四五個數量級。若將弱的代謝物信號有效的放大,極強的水信號就會使接收機嚴重飽和,造成譜線畸變,所以在獲取MRS時必須抑制水峰[3]。

在進行MRS掃描前必須常規預掃描,進行自動勻場,所得到的線寬值越小,抑水率越高則MRS譜線各代謝物峰越尖銳,分界更明顯,基線更平穩。本實驗發現靜脈注入對比劑Gd-DTPA后,使得線寬值增高。這主要是由于對比劑Gd-DTPA是順磁性物質,在無順磁性物質的情況下,組織的馳豫是由質子之間的偶極子-偶極子相互作用,形成局部磁場波動所引起的;在有不成對電子的順磁性物質存在時,由于電子的磁化率約為質子的657倍,從而產生局部巨大磁場波動。對比劑Gd-DT PA導致磁場的不均勻性使得更難于得到均勻的磁場,表現為線寬值增高。而Gd-DT PA對抑水率的影響無統計學意義,這可能是由于本研究采用CHESS技術抑水,為頻率選擇脈沖法。主要原理為選擇一個與水峰帶寬相當的窄頻率帶寬去激發水信號,然后用一個強離散梯度來消除被激發的水信號,在水信號剛開始恢復還不到能被再次激發前,再用脈沖激發和測量感興趣成分的信號[4],因此Gd-DT PA對抑水率無明顯影響。

2.Gd-DTPA對譜線質量的影響

M RS的原理是同一原子由于周圍空間結構不同而共振頻率不同,因此,其代表的不同物質在譜線中的不同位置依據濃度不同以高低各異的波譜形式表現出來。靜脈注入對比劑Gd-DT PA后,使得線寬值增高,線寬增加到一定程度,將導致各代謝物峰分界不清,基線不穩,其譜線質量降低。本實驗結果顯示靜脈注入對比劑Gd-DT PA后,各代謝物峰分界不清,基線不穩;波譜中主要代謝物波譜的SNR降低并存在脂峰干擾,影響Cit峰的觀察。本實驗得到結論為對比劑Gd-DTPA影響前列腺MRS的譜線質量,而這與張凱等[5]的研究結果相悖,張凱等對22例顱內腫瘤患者分別于對比劑Gd-DTPA注射前后行MRS檢查,比較掃描前后兩次的膽堿復合物、肌酸、N-乙酰天冬氨酸的峰下面積及其比值,發現對比劑不會影響MRS的結果分析。探究其可能的原因,我們認為這一現象可能與腦組織與前列腺組織的結構不同有關。靜脈注射對比劑后,Gd-DTPA分子通過毛細血管壁進入細胞外間隙[6],不進入細胞內,在機體組織內造成不均勻磁場。Gd-DT PA不能進入毛細血管屏障功能完整的組織,如腦、脊髓、眼、睪丸等,但能進入毛細血管屏障結構因病變而受破壞的區域或無血管屏障結構的組織。前列腺組織不僅沒有血管屏障結構,而且其周圍的靜脈叢將使得對比劑Gd-DT PA局部積聚,影響磁場均勻性及代謝物譜線。這與Smith等[7]的研究結果是相吻合的,其在對腦腫瘤進行波譜分析時,并未發現增強前后代謝物峰下面積的明顯變化。而在體外模型中將對比劑的濃度逐漸加大,由于體外模型中并無血腦屏障的限制,釓劑與周圍化合物距離很近,發生了偶極—偶極作用,引起周圍化合物的馳豫時間縮短,引起Cho峰的顯著降低。

綜上所述,鑒于對比劑Gd-DTPA影響了前列腺MRS的線寬及譜線質量,提示在注入對比劑前對前列腺進行波譜采集。

1.王霄英,周良平,丁建平,等.前列腺癌的MR波譜定量分析:與系統穿刺活檢病理對照研究.中華放射學雜志,2004,38:268-272

2.佟艷軍,王霄英,李飛宇,等 .前列腺中央腺體MR波譜譜線的信噪比研究 .中華放射學雜志,2007,41:1213-1216

3.譚紹恒,梁長虹,鄭君惠,等 .Gd-DTPA對不同器官質子3.0T MR波譜預掃描的影響.中國醫學影像技術,2010,26:571-573

4.梁長虹,徐 莉,劉再毅,等.在體肝臟3.0T1H-MR波譜勻場及抑水影響因素探討 .中華放射學雜志,2009,43:739-742

5.張 凱,李傳福,劉 影,等 .對比劑對 3T氫質子波譜的影響 .中華放射學雜志,2006,40:1095-1097

6.楊 春,路 欣,程 麗,等.SPIO與Gd-DTPA增強對裸鼠腎癌移植瘤顯影價值對照研究.中國醫學計算機成像雜志,2009,15:542-545

7.Smith JK,Kwock L,Castillo M,Effects of contrast material on single-volumeproton MR spectroscopy.AJNR,2000,21:1084-1089