多模态MRI技术介绍

多模态MRI技术是在常规MRI的基础上，对多种功能MRI技术的一种柔性组合[1]。目前用于神经外科手术的多模态MRI主要有常规MRI、血氧水平依赖功能磁共振成像(blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging, BOLD-fMRI)、弥散张量成像(diffusion tensor imaging DTI)、灌注加权成像(perfusion-weighted imaging, PWI)等，多模态MRI技术结合神经导航已经成为神经外科手术的重要辅助工具之一。2012年1月—2014年11月我们利用多模态MRI技术结合神经导航及术中超声对20例大脑枕叶视觉功能区胶质瘤进行显微外科手术，取得了很好的疗效，现总结如下。

1资料与方法

1.1一般资料

回顾性分析2012年1月—2014年11月安徽医科大学附属省立医院神经外科收治的20例大脑枕叶视觉功能区胶质瘤患者的临床资料，所有病例经病理证实为脑胶质瘤，临床、病理资料完整。患者均知情同意并经过医院伦理委员会审核同意(批文号201212)。其中男9例，女11例;年龄27～72岁，平均49.9岁。主要症状为视物模糊9例，癫痫5例，头晕3例，头痛、呕吐等高颅压症状3例。复发胶质瘤3例。均采用多模态MRI技术结合神经导航进行显微外科手术。病例纳入标准：(1)肿瘤位于大脑枕叶视觉功能区，且术后病理确诊为胶质瘤;(2)能配合完成所需要的多模态影像检查，图像质量具有分析价值;(3)临床资料和随访资料完整。排除标准：(1)不能配合多模态影像检查者;(2)图像有运动伪影和其他因素造成质量降低而影响分析者。

1.2多模态影像检查方法

扫描设备为荷兰Philips公司Achieva 3.0T超导型MR扫描仪，16通道标准头线圈进行头部扫描，扫描前佩戴标准3M除噪耳机。

1.2.1常规导航扫描序列

采用FSE序列。T1WI轴位面：TR=250 ms，TE=3 ms;T2WI横断面：TR=3 200 ms，TE =80 ms。层厚均为5 mm，层距1 mm;采样矩阵250×250，激励次数为2。

增强扫描对比剂为钆喷替酸葡甲胺，剂量为0.1 mmol/kg体质量，从肘静脉注入，注射速率0.3 mL/s，获得T1WI导航轴位增强图像，低级别胶质瘤可直接选择T2WI轴位像进行扫描。

1.2.2视觉BOLD-fMRI检查

采用平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列采集，参数：TR=3 000 ms, TE=50 ms，Flip角为90°，FOV 230 mm×230 mm，采样矩阵96×96，重建矩阵128×128，层厚5 mm，层距0.5 mm，激励次数为1。3D-T1采用T1FFE，参数：TR=25 ms，TE= 6.2 ms，Flip角为90°，FOV 230 mm×230 mm，采样矩阵96×96，重建矩阵128×128，层厚0.8 mm，层距0 mm，激励次数为1。

1.2.3视觉刺激模式

采用组块刺激模式，患者采用睁眼闭眼闪光刺激，任务由3个激活期和3个静息期组成，每期持续30 s(图1)。在刺激状态，用于视觉刺激的屏幕上显示闪烁的棋盘格图像，闪烁频率约为8 Hz。患者接受刺激时尽量不要闭眼。

图1视觉血氧水平依赖功能MRI检查1A视觉刺激组块模式图1B在刺激状态时屏幕显示由颜色相反、交替显示的2幅互补图像a和b组成的闪烁棋盘格图像

1.2.4DTI检查

采用单次激发EPI弥散成像脉冲序列，b值取1 000 s/mm2，弥散敏感梯度方向数16个。扫描参数：TR=11 500 ms，TE=55ms，FOV 230 mm×230 mm，采样矩阵128×128，重建矩阵256×256，扫描层数64层，层厚2 mm，层距0 mm，激励次数为1。采用前后连合线定位线总计获取64层图像，覆盖整个大脑半球和脑干;采集时间6 min 51 s。

1.2.5PWI检查

主要针对复发胶质瘤患者。在常规增强序列扫描前扫描，选择脂肪抑制梯度回波-平面回波(SE-EPI)技术，参数为TR=1 400 ms，TE=41 ms，矩阵128×128，翻转角度30°，FOV为230 mm×230 mm，层厚5 mm，激励次数1次;根据常规T2WI上病变范围采用多层采集方式，选择13个层面覆盖整个肿瘤组织，每层面采集50幅图像，成像时间为78 s，共采集650幅灌注原始图像。扫描前自动匀场，使用MR机配套高压注射器，对比剂为钆喷替酸葡甲胺，剂量为0.1 mmol/kg体质量，注射速率5～6 mL/s，套管针经肘静脉注射，随后以相同速率注射20 mL生理盐水冲刷。注射对比剂同步启动PWI扫描。

1.3图像处理与手术计划制定

术前将多模态fMR参数序列(PWI、DTI及BOLD-fMR)影像学资料传输至Brainlab工作站，利用导航系统的iPlan手术计划系统(iPlan Cranial 3.0版本)将图像进行融合。以T1WI像为参考影像，DTI图像及BOLD-fMRI图像为工作影像，采用自动融合模式进行。利用多模态MRI技术(常规MRI、BOLD-fMRI、DTI 和PWI )对大脑枕叶胶质瘤的恶性度、浸润边界、血流灌注、病灶与视皮层及视辐射的毗邻关系(推挤、浸润或破坏)进行全面评估，进行脑结构影像与脑功能影像结合定位，设计手术方案。

1.4术中导航及实时超声

在Brain-Lab导航系统(德国博医来公司，该系统配备超声扇形凸阵探头-型号IGSoniclovs,探头直径25 mm×15 mm，发射频率为5～7.5 MHz)引导下，设计合适的手术入路、界定病灶切除范围。术中实时应用超声检查，协助判断肿瘤切除程度，并对病变周围的视皮层及视辐射进行"预警"。在显微镜下切除病变，当多模态MRI及术中导航提示肿瘤浸润或破坏同侧视辐射时，为减少神经功能的损害而不强求肿瘤全切除。

1.5术后处理及随访方法

术后2周开始放疗，放疗结束后至少完成6个疗程的化疗，化疗药物为替莫唑胺。术后3 d和1、3、6个月及此后每6个月复查MR，并进行视力、视野等神经功能评估。

以手术前、后影像学检查的容积定量分析为标准，评估胶质瘤切除程度：全切除，100%病灶切除;次全切除，90%≤病灶切除<100%;部分切除，病灶切除<90%[2]。

1.6统计学方法

应用SPSS 17.0统计软件处理观察数据。计数资料采用Fisher确切概率法分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1多模态MRI采集与处理

20例患者均顺利完成了多模态MRI采集与处理，图像清晰，实现了脑结构影像与脑功能影像结合定位(图2)。受肿瘤影响，视皮层可见移位和分散;视辐射单纯受推挤共12例、受浸润和/或破坏共8例，见图3、图4。3例复发胶质瘤通过PWI检查与放射性坏死鉴别，确定肿瘤的实体区和高灌注区。