磁化传递增强时间飞跃法磁共振血管成像对脑肿瘤诊断的价值
作者:林祺 沈敏海 罗孙明 杨修
单位:龙岩市 福建省龙岩市第一医院 364000
关键词:磁共振成像;脑肿瘤;评价研究
中华放射学杂志991216摘要:目的 评价磁化传递增强时间飞跃法磁共振血管成像(MRA)对脑肿瘤诊断的价值。 方法 36例脑肿瘤患者,男22例,女14例,全部行该技术检查。所有图像后处理均采用最大信号强度投影(MIP)技术。 结果 32 例患者叠加图像可清楚地显示“肿瘤染色”与邻近血管或病理血管的不同视角三维空间关系。 结论 磁化传递增强时间飞跃法MRA是一种快速、无创、直观的图像叠加技术, 它可作为制定治疗方案的补充手段。
The value of magnetzation trasfer contrast time of flight magneticresonance angiography in the diagnosis brian tumor
, http://www.100md.com
LIN Qi, SHEN Minhai, LUO Sunming, et al.
The First Hospital of Longyan,Fujian Province, Longyan 364000
Abstract Objective To evaluate the diagnostic value of magnetization trafer contrast time of flight magnetic resonance angiography (MTC-TOF-MRA) in the diagnosis of brain tumor. Methods 36 patients of brain tumor (male 22, female 14 ) had MTC- TOF- MRA examination. The images were trageted with maximum intensity projection (MIP). Results 32 patients combined images can clearly demonstrating the three dimensional relationship of the “tumor stain” and close vessel and pathologic vessel. Conclusion MTC-TOF-MRA is a rapid, noninvasive, direct combined images technique.It is helpful not only in establishing the diagnosis but also in planning therapy.
, http://www.100md.com
Key words Magnetic resonance imaging Brain tumor Evaluationstudies
MR多种成像技术的综合应用称为图像叠加,已成为MRI新的研究热点[1]。磁化传递增强法(magnetization transfer contrast,MTC) 是近几年发展起来的新技术,其叠加在时间飞跃法磁共振血管成像(time of flight magnetic resonance imaging, TOF-MRA)上,并注射钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)后可以明显缩短血液T1 值,大大提高血流信号,有效地克服常规TOF-MRA的缺点。
1996年6月至1998年11月间,笔者对36例脑肿瘤的54个病灶进行了磁化传递增强时间飞跃法MRA(MTC-TOF-MRA)检查。结果这种叠加技术可直观地显示各种脑肿瘤的部位、范围、数目和相邻结构的空间关系。现将36例脑肿瘤MTC叠加图像的表现作一分析和总结。
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材料与方法
1.一般资料:36例中,男22例,女14例,年龄7~73岁。36例经手术病理或临床和影像学证实,分别为:垂体瘤5例,转移瘤6例,脑膜瘤6例,胶质瘤7例,生殖细胞瘤3例,听神经瘤和颅咽管瘤各2例,胆脂瘤、骨化纤维瘤、脉络膜丛乳头状瘤、血管母细胞瘤及神经纤维瘤病各1例。
2.检查方法:全部病例在GE-VectraⅡ 0.5 T超导型磁共振机上进行检查,均用头线圈,作横断定位,静脉注入Gd-DTPA(每公斤体重0.1 mmol)。采用磁化传递(MT)软件,技术参数:TR 41毫秒,TE 5毫秒,视野18 cm×18 cm,激励次数1,矩阵160×192,同时选用其他流动补偿(FC)、半波(HE)、斜度脉冲(RF)等技术软件。然后进行MTC-TOF-MRA扫描。最后将采集到的原始图像在工作台上进行三维最大信号强度投影(MIP)重建,可获得矢状、冠状、横断等叠加图像,进行任意视角观察。对其中5例同时做常规TOF-MRA,而另5例做相位对比(phase contrast,PC)MRA,以资对比。
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结果
1.肿块影像表现:本组病例注入Gd-DTPA 后有4例肿瘤无明显强化(胶质瘤3例,胆脂瘤1例),其余各种肿瘤叠加图像的病灶数目、强化程度、瘤染形式表现见表1。表1 32例不同类型肿瘤的强化叠加图像表现 肿瘤类型
例
数
病灶
数目
强化程度
瘤染形状
弱
中
, 百拇医药 强
不规
则
环
状
块
状
结节
状
胶质瘤
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1
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0
1
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脑膜瘤
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听神经瘤
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垂体瘤
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转移癌
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生殖细胞瘤
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血管母细胞瘤
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颅咽管瘤
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骨化性纤维瘤
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脉络膜丛乳头状瘤
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神经纤维瘤病
1
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2.血管影像表现: (1)几种常见肿瘤血管表现:①管腔粗细不均,轮廓毛糙不整。胶质瘤4例(图1),转移瘤3例。②细网状或少簇状分散排列的瘤血管。转移瘤5例(图2),胶质瘤2例。③供血动脉粗大,不规则。脑膜瘤4例,胶质瘤1例。③棉团样或粗细不均的瘤血管,成堆或分散排列。转移瘤3例。④瘤周放射状或毛刺状细血管网。脑膜瘤5例(图3),垂体瘤4例(图4)。 (2)MTC-MRA与常规TOF-MRA及PC-MRA的比较:按显示颈内动脉虹吸部各段、Willis环结构、大脑前中后动脉主干、分支血管、末梢血管及瘤体染色的图像质量,评价为优、良 、一般、差。
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图1 星形细胞瘤Ⅲ级。 肿瘤染色不均匀,瘤周示不规则迂曲小瘤血管影,右侧大脑中动脉及其分支血管粗细不均
图2 来源肺癌的脑转移瘤。 病灶为多发、环状,周围可见少簇状分散排列瘤血管
图3 左大脑镰旁血管瘤性脑膜瘤。 肿瘤染色显著,瘤周有许多迂曲血管丛, 左侧大脑前动脉向右移位,中动脉向后移位
图4 垂体瘤。肿瘤周边示放射状细血管影,Willis结构扩大
评价结果:TOF法显示分支血管及末梢血管差,其余为良或一般;PC法显示瘤体染色差,其余为优;MTC-MRA法显示分支血管和末梢血管良,其余为优。
, 百拇医药
讨论
一、MTC-TOF-MRA技术原理
1989年由Wolff等[2]提出MT新技术,随后许多学者进行了研究,并成功地应用 于临床[2-5],MT是利用检测溶液中分子的化学交换的饱和传递法, 来计算机体组织内自由水的氢原子核和高分子的氢原子核的磁化交换。Pike等[3]利用MT方法, 叠加在TOF-MRA上,进一步改善了图像质量。其原理是利用MT的射频脉冲照射,相对地减少了来自高分子较多的脑组织的信号强度,达到与流过血管内的血液之间产生强对比,从而可显示出更细的血管,克服了常规方法由于质子饱和效应显示缓慢流动血液能力差而不能显示细小动脉的缺点。若注射Gd-DTPA后行该技术检查即MTC-TOF-MRA将更可提高血管优良显示率(图5)。
, 百拇医药
图5 磁化传递增强法(MTC)成像与常规时间飞跃法(TOF)成像比较。 MTC像(右图)显示分支血管及末梢血管优良率明显高于TOF像(左图)
二、MTC与常规TOF和PC-MRA比较
袁越等[5]应用MTC技术在小血管显示及小的动脉瘤、动静脉畸形、 海绵状血管瘤的显示方面较TOF和PC法MRA优越。从本组图像质量评价结果显示MTC像比常规TOF像显示血管更丰富饱满、连续性好,并显示了常规法无法显示的细小末梢血管。而MTC法与PC法比较,在显示分支及末梢血管的完整性上尚稍差,但MTC扫描速度快,不必采集上下、左右、头足方向的血流信号,约比PC法扫描快3倍。此外,由于PC法抑制组织背景较彻底,图像仅显示血管结构,无法显示“染色”瘤体及其他组织背景,因此难于直观地展示病变部位和相邻结构的空间关系(图6)。
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图6同图1病例。 MTC像(右图)不仅显示移位血管,还可显示明显瘤体染色、瘤体形态及大小以及瘤周异常血管影
三、脑肿瘤3D-MTC-TOF-MRA叠加图像特点
本组32例(88.9%)叠加图像同时显示“肿瘤染色”与邻近血管或病理血管关系,使肿瘤、血管、背景融为一体,展示了三维空间视频叠加图像。陈星荣等[6]认为在颅脑病变中应用MT技术加钆剂增强具有协同作用,如用标准剂量增强,就具有2倍、3倍、甚至更多剂量增强效果。因此,这种MTC-TOF-MRA 图像除显示血管影像自身强化外,相应脑组织背景信号明显衰减,而对增强瘤体信号强度影响不大, 以致正常组织或水肿脑组织与增强病灶之间的信号强度差异明显增大,突出显示增强的脑血管影及“染色”瘤体。扫描后获取原始图像经过MIP重建后可多角度、 多方位地观察血管结构与瘤体关系,给临床提供直观性很强的三维空间图像,能反映肿瘤部位、范围、数目、大小及相邻血管的关系(图7,8),为制定治疗方案获取许多重要信息。
, 百拇医药
图7 左侧脑室后角脉络丛乳头状腺瘤。 直观地显示肿瘤染色、增强血管影及组织背景的三维空间关系
图8 神经纤维瘤病。 MTC像能显示肿瘤部位、数目、大小及相邻血管的关系
本组还选择了4例(11.1%)无“染色”肿瘤进行观察,结果,虽然此类瘤体与周围血管结构之间缺少直观性,但各种移位血管和病理血管征象对诊断具有一定的提示性。
四、临床诊断价值
通过本组病例MTC-TOF-MRA叠加图像特点的分析, 我们认为它对脑肿瘤可作进一步诊断,对制定治疗方案也十分有益,尤其图像中的供血动脉、肿瘤血管、引流静脉以及肿瘤染色等表现。例如脑转移瘤可显示粗细不均的血管成堆或分散排列,若同时出现多灶性和环状病灶即为其特点;另一特点是瘤染轻而血管移位明显,这是由于瘤周水肿明显所致。脑膜瘤可见毛刺血管影,而供血动脉达肿瘤部明显增粗,由于其异常瘤周毛刺血管影,供血动脉达肿瘤部明显增粗, 另外由于异常循环慢于脑循环,因此瘤染程度一般较显著。胶质瘤肿瘤区脑血管僵直分开,管腔粗细不均,部分呈包绕征象。瘤周示有少簇状分散排列,走向迂曲不规则的小瘤血管影。 8例鞍区和鞍旁肿瘤显示颈内动脉虹吸部向两外侧推移,Willis环结构明显扩大, 对此临床只选择5例肿瘤作部分手术切除,而另3例作γ-刀治疗, 为减少术中并发症的发生起到重要作用。
, 百拇医药
总之,3D-MTC-TOF-MRA是一种快速、无创、直观的图像叠加技术,是脑肿瘤平扫诸切面的有效补充手段,在临床诊断及治疗方面具有重要参考价值。
参考文献
1 张雪哲,卢延.进一步开展MR新技术.中华放射学杂志,1998,32:581-582.
2 Wolff SD,Balaban RS.Magnetization transfer contrast( MTC) andtissues water proton relaxation in vico.Magn Reson Med,1989,10:135-144.
3 Pike CB,Hu BS, Glover GH, et al. Magnetization transfer time-of-filght magnetic resonance angiography.Magn Reson Med,1992,25:372-379.
4 Graves MJ.Magnetic resonance angiography. Brit J Radiol,1997,70:6-28.
5 袁越,郎志谨,韩玉成,等.磁化传递对比时间飞跃法磁共振脑血管成像.中华放射学杂志,1997,31:642-644.
6 陈星荣,沈天真,李文彬,等. 脑肿瘤磁化传递成像和钆剂增强协同作用的研究.中国医学计算机成像杂志,1995,1:4-9.
收稿:1999-01-12
修回:1999-07-16, http://www.100md.com
单位:龙岩市 福建省龙岩市第一医院 364000
关键词:磁共振成像;脑肿瘤;评价研究
中华放射学杂志991216摘要:目的 评价磁化传递增强时间飞跃法磁共振血管成像(MRA)对脑肿瘤诊断的价值。 方法 36例脑肿瘤患者,男22例,女14例,全部行该技术检查。所有图像后处理均采用最大信号强度投影(MIP)技术。 结果 32 例患者叠加图像可清楚地显示“肿瘤染色”与邻近血管或病理血管的不同视角三维空间关系。 结论 磁化传递增强时间飞跃法MRA是一种快速、无创、直观的图像叠加技术, 它可作为制定治疗方案的补充手段。
The value of magnetzation trasfer contrast time of flight magneticresonance angiography in the diagnosis brian tumor
, http://www.100md.com
LIN Qi, SHEN Minhai, LUO Sunming, et al.
The First Hospital of Longyan,Fujian Province, Longyan 364000
Abstract Objective To evaluate the diagnostic value of magnetization trafer contrast time of flight magnetic resonance angiography (MTC-TOF-MRA) in the diagnosis of brain tumor. Methods 36 patients of brain tumor (male 22, female 14 ) had MTC- TOF- MRA examination. The images were trageted with maximum intensity projection (MIP). Results 32 patients combined images can clearly demonstrating the three dimensional relationship of the “tumor stain” and close vessel and pathologic vessel. Conclusion MTC-TOF-MRA is a rapid, noninvasive, direct combined images technique.It is helpful not only in establishing the diagnosis but also in planning therapy.
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Key words Magnetic resonance imaging Brain tumor Evaluationstudies
MR多种成像技术的综合应用称为图像叠加,已成为MRI新的研究热点[1]。磁化传递增强法(magnetization transfer contrast,MTC) 是近几年发展起来的新技术,其叠加在时间飞跃法磁共振血管成像(time of flight magnetic resonance imaging, TOF-MRA)上,并注射钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)后可以明显缩短血液T1 值,大大提高血流信号,有效地克服常规TOF-MRA的缺点。
1996年6月至1998年11月间,笔者对36例脑肿瘤的54个病灶进行了磁化传递增强时间飞跃法MRA(MTC-TOF-MRA)检查。结果这种叠加技术可直观地显示各种脑肿瘤的部位、范围、数目和相邻结构的空间关系。现将36例脑肿瘤MTC叠加图像的表现作一分析和总结。
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材料与方法
1.一般资料:36例中,男22例,女14例,年龄7~73岁。36例经手术病理或临床和影像学证实,分别为:垂体瘤5例,转移瘤6例,脑膜瘤6例,胶质瘤7例,生殖细胞瘤3例,听神经瘤和颅咽管瘤各2例,胆脂瘤、骨化纤维瘤、脉络膜丛乳头状瘤、血管母细胞瘤及神经纤维瘤病各1例。
2.检查方法:全部病例在GE-VectraⅡ 0.5 T超导型磁共振机上进行检查,均用头线圈,作横断定位,静脉注入Gd-DTPA(每公斤体重0.1 mmol)。采用磁化传递(MT)软件,技术参数:TR 41毫秒,TE 5毫秒,视野18 cm×18 cm,激励次数1,矩阵160×192,同时选用其他流动补偿(FC)、半波(HE)、斜度脉冲(RF)等技术软件。然后进行MTC-TOF-MRA扫描。最后将采集到的原始图像在工作台上进行三维最大信号强度投影(MIP)重建,可获得矢状、冠状、横断等叠加图像,进行任意视角观察。对其中5例同时做常规TOF-MRA,而另5例做相位对比(phase contrast,PC)MRA,以资对比。
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结果
1.肿块影像表现:本组病例注入Gd-DTPA 后有4例肿瘤无明显强化(胶质瘤3例,胆脂瘤1例),其余各种肿瘤叠加图像的病灶数目、强化程度、瘤染形式表现见表1。表1 32例不同类型肿瘤的强化叠加图像表现 肿瘤类型
例
数
病灶
数目
强化程度
瘤染形状
弱
中
, 百拇医药 强
不规
则
环
状
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胶质瘤
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神经纤维瘤病
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2.血管影像表现: (1)几种常见肿瘤血管表现:①管腔粗细不均,轮廓毛糙不整。胶质瘤4例(图1),转移瘤3例。②细网状或少簇状分散排列的瘤血管。转移瘤5例(图2),胶质瘤2例。③供血动脉粗大,不规则。脑膜瘤4例,胶质瘤1例。③棉团样或粗细不均的瘤血管,成堆或分散排列。转移瘤3例。④瘤周放射状或毛刺状细血管网。脑膜瘤5例(图3),垂体瘤4例(图4)。 (2)MTC-MRA与常规TOF-MRA及PC-MRA的比较:按显示颈内动脉虹吸部各段、Willis环结构、大脑前中后动脉主干、分支血管、末梢血管及瘤体染色的图像质量,评价为优、良 、一般、差。
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图1 星形细胞瘤Ⅲ级。 肿瘤染色不均匀,瘤周示不规则迂曲小瘤血管影,右侧大脑中动脉及其分支血管粗细不均
图2 来源肺癌的脑转移瘤。 病灶为多发、环状,周围可见少簇状分散排列瘤血管
图3 左大脑镰旁血管瘤性脑膜瘤。 肿瘤染色显著,瘤周有许多迂曲血管丛, 左侧大脑前动脉向右移位,中动脉向后移位
图4 垂体瘤。肿瘤周边示放射状细血管影,Willis结构扩大
评价结果:TOF法显示分支血管及末梢血管差,其余为良或一般;PC法显示瘤体染色差,其余为优;MTC-MRA法显示分支血管和末梢血管良,其余为优。
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讨论
一、MTC-TOF-MRA技术原理
1989年由Wolff等[2]提出MT新技术,随后许多学者进行了研究,并成功地应用 于临床[2-5],MT是利用检测溶液中分子的化学交换的饱和传递法, 来计算机体组织内自由水的氢原子核和高分子的氢原子核的磁化交换。Pike等[3]利用MT方法, 叠加在TOF-MRA上,进一步改善了图像质量。其原理是利用MT的射频脉冲照射,相对地减少了来自高分子较多的脑组织的信号强度,达到与流过血管内的血液之间产生强对比,从而可显示出更细的血管,克服了常规方法由于质子饱和效应显示缓慢流动血液能力差而不能显示细小动脉的缺点。若注射Gd-DTPA后行该技术检查即MTC-TOF-MRA将更可提高血管优良显示率(图5)。
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图5 磁化传递增强法(MTC)成像与常规时间飞跃法(TOF)成像比较。 MTC像(右图)显示分支血管及末梢血管优良率明显高于TOF像(左图)
二、MTC与常规TOF和PC-MRA比较
袁越等[5]应用MTC技术在小血管显示及小的动脉瘤、动静脉畸形、 海绵状血管瘤的显示方面较TOF和PC法MRA优越。从本组图像质量评价结果显示MTC像比常规TOF像显示血管更丰富饱满、连续性好,并显示了常规法无法显示的细小末梢血管。而MTC法与PC法比较,在显示分支及末梢血管的完整性上尚稍差,但MTC扫描速度快,不必采集上下、左右、头足方向的血流信号,约比PC法扫描快3倍。此外,由于PC法抑制组织背景较彻底,图像仅显示血管结构,无法显示“染色”瘤体及其他组织背景,因此难于直观地展示病变部位和相邻结构的空间关系(图6)。
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图6同图1病例。 MTC像(右图)不仅显示移位血管,还可显示明显瘤体染色、瘤体形态及大小以及瘤周异常血管影
三、脑肿瘤3D-MTC-TOF-MRA叠加图像特点
本组32例(88.9%)叠加图像同时显示“肿瘤染色”与邻近血管或病理血管关系,使肿瘤、血管、背景融为一体,展示了三维空间视频叠加图像。陈星荣等[6]认为在颅脑病变中应用MT技术加钆剂增强具有协同作用,如用标准剂量增强,就具有2倍、3倍、甚至更多剂量增强效果。因此,这种MTC-TOF-MRA 图像除显示血管影像自身强化外,相应脑组织背景信号明显衰减,而对增强瘤体信号强度影响不大, 以致正常组织或水肿脑组织与增强病灶之间的信号强度差异明显增大,突出显示增强的脑血管影及“染色”瘤体。扫描后获取原始图像经过MIP重建后可多角度、 多方位地观察血管结构与瘤体关系,给临床提供直观性很强的三维空间图像,能反映肿瘤部位、范围、数目、大小及相邻血管的关系(图7,8),为制定治疗方案获取许多重要信息。
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图7 左侧脑室后角脉络丛乳头状腺瘤。 直观地显示肿瘤染色、增强血管影及组织背景的三维空间关系
图8 神经纤维瘤病。 MTC像能显示肿瘤部位、数目、大小及相邻血管的关系
本组还选择了4例(11.1%)无“染色”肿瘤进行观察,结果,虽然此类瘤体与周围血管结构之间缺少直观性,但各种移位血管和病理血管征象对诊断具有一定的提示性。
四、临床诊断价值
通过本组病例MTC-TOF-MRA叠加图像特点的分析, 我们认为它对脑肿瘤可作进一步诊断,对制定治疗方案也十分有益,尤其图像中的供血动脉、肿瘤血管、引流静脉以及肿瘤染色等表现。例如脑转移瘤可显示粗细不均的血管成堆或分散排列,若同时出现多灶性和环状病灶即为其特点;另一特点是瘤染轻而血管移位明显,这是由于瘤周水肿明显所致。脑膜瘤可见毛刺血管影,而供血动脉达肿瘤部明显增粗,由于其异常瘤周毛刺血管影,供血动脉达肿瘤部明显增粗, 另外由于异常循环慢于脑循环,因此瘤染程度一般较显著。胶质瘤肿瘤区脑血管僵直分开,管腔粗细不均,部分呈包绕征象。瘤周示有少簇状分散排列,走向迂曲不规则的小瘤血管影。 8例鞍区和鞍旁肿瘤显示颈内动脉虹吸部向两外侧推移,Willis环结构明显扩大, 对此临床只选择5例肿瘤作部分手术切除,而另3例作γ-刀治疗, 为减少术中并发症的发生起到重要作用。
, 百拇医药
总之,3D-MTC-TOF-MRA是一种快速、无创、直观的图像叠加技术,是脑肿瘤平扫诸切面的有效补充手段,在临床诊断及治疗方面具有重要参考价值。
参考文献
1 张雪哲,卢延.进一步开展MR新技术.中华放射学杂志,1998,32:581-582.
2 Wolff SD,Balaban RS.Magnetization transfer contrast( MTC) andtissues water proton relaxation in vico.Magn Reson Med,1989,10:135-144.
3 Pike CB,Hu BS, Glover GH, et al. Magnetization transfer time-of-filght magnetic resonance angiography.Magn Reson Med,1992,25:372-379.
4 Graves MJ.Magnetic resonance angiography. Brit J Radiol,1997,70:6-28.
5 袁越,郎志谨,韩玉成,等.磁化传递对比时间飞跃法磁共振脑血管成像.中华放射学杂志,1997,31:642-644.
6 陈星荣,沈天真,李文彬,等. 脑肿瘤磁化传递成像和钆剂增强协同作用的研究.中国医学计算机成像杂志,1995,1:4-9.
收稿:1999-01-12
修回:1999-07-16, http://www.100md.com