磁共振弹性成像测量脑血管生物力学特性研究
2021-07-30汪灵杰马盛元胡春洪
汪灵杰 马盛元 冯 原 朱 默 胡春洪
血管的生物力学特性与发育、衰老和血管疾病密切相关[1]。对于颅内血管而言,其血管弹性随着弹性蛋白与胶原比例的减少而降低,从而导致脑血管破裂或动脉瘤的发生概率显著增加。磁共振成像技术已被用来研究颅内血管壁和血管病变[2-3],而颅内血管生物力学特性用常规方法难以获得,其体内测量在很大程度上仍未被探索。本研究创新应用3D区域生长算法、三维反演算法,使磁共振血管成像(MRA)图像数据与磁共振弹性成像(MRE)图像数据相配准后再测量颅内血管的生物力学特性,从而为脑血管疾病的诊断提供依据。
方 法
1.临床资料
在2018年至2020年间招募61例患者和63名健康志愿者。这61例患者全部被诊断为腔隙性脑梗死,其中包括28名男性和33名女性,年龄为28~89岁。63名健康志愿者包括33名男性和30名女性,年龄为23~80岁。
2.检查方法
采用3T磁共振(Skyra,西门子,Erlangen,德国)扫描仪。MRA:使用三维时间飞跃(TOF)MRA序列[重复时间(TR)/回波时间(TE)=21 ms/3.4 ms;平面内分辨率=0.3 mm×0.3 mm;层厚=0.7 mm]获得。MRE:使用一种带有软枕驱动器的气动执行器(Resoundant;罗切斯特,MN,美国)用来在大脑中产生剪切波;驱动频率为50 Hz,每波周期采样8个时间点;使用平面回波成像(EPI)序列获取MRE数据(TR/TE=6 720 ms/65 ms;视野=240 mm; 层 厚=3 mm; 体 素 大 小=3 cm×3 cm×3 mm)。本研究得到了苏州大学伦理审查委员会的批准,所有参与者都签署了书面知情同意书。
3.数据处理
配准MRA与MRE图像数据,获得脑血管的弹性模量即生物力学特性。具体数据处理分为3个阶段:首先使用3D区域生长算法获取脑血管掩码(图1A);……
