磁敏感加權(quán)成像檢出兔眼玻璃體內(nèi)自體睫毛異物的實(shí)驗(yàn)研究

王 娟，程敬亮，張 勇，李華麗，李 丹，李彩霞，李建靈

（鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院MRI室，河南 鄭州 450052）

眼內(nèi)異物可持續(xù)性刺激眼內(nèi)組織，從而引起一系列并發(fā)癥，因此，眼內(nèi)異物的早期診斷至關(guān)重要。眼玻璃體內(nèi)異物是最常見的眼內(nèi)異物，約占眼球穿孔傷的1/3，其在眼內(nèi)存留可導(dǎo)致多種并發(fā)癥[1]，應(yīng)盡早取出。眼玻璃體內(nèi)的睫毛異物可能為眼部外傷或眼部手術(shù)時(shí)帶入球內(nèi)，可引起球內(nèi)感染[2]，其早期診斷和及早取出極為重要。磁敏感加權(quán)成像（SWI）是一種新的磁共振成像技術(shù)，它主要應(yīng)用于探測(cè)出血、鐵沉積及靜脈疾病，但作為眼內(nèi)異物的診斷手段，尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。作者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探討高場(chǎng)MRI SWI對(duì)兔眼玻璃體內(nèi)自體睫毛的檢出價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

新西蘭大白兔12只，雌雄不限，體重2.5～3.5kg，由河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 模型制作

術(shù)前8h實(shí)驗(yàn)動(dòng)物禁食禁水。使用10%水合氯醛0.3g/kg腹腔誘導(dǎo)全麻。動(dòng)物麻醉后側(cè)臥位固定，常規(guī)鋪消毒無(wú)菌巾，無(wú)菌眼科剪剪開兔眼角膜緣外上方3mm處無(wú)血管區(qū)的結(jié)膜層，暴露瓷白色鞏膜，無(wú)菌2.5ml注射器刺破鞏膜，有齒眼科鑷夾持自體睫毛，緩慢送入玻璃體腔內(nèi)，穿刺口用8-0號(hào)可吸收線縫合，氧氟沙星眼藥膏涂抹手術(shù)兔眼。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物右眼植入5根長(zhǎng)10mm、直徑0.2～0.3mm自體睫毛，而左眼只穿刺不植入睫毛。所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均于術(shù)后2小時(shí)行SWI序列檢查，并于檢查結(jié)束后處死動(dòng)物行HE染色病理學(xué)檢查。

1.3 MRI檢查

采用Siemens 3.0 Trio TimⅠ-class MR掃描儀和小關(guān)節(jié)表面線圈，行橫斷面及冠狀面SWI序列掃描，掃描參數(shù)為：TR/TE＝29ms/20ms，層厚 0.6mm，空間分辨率 0.2mm×0.2mm×0.6mm，F(xiàn)OV 6cm×6cm，翻轉(zhuǎn)角 15°，矩陣 256×256；掃描范圍包括眼眶全部，橫斷面掃描基線垂直于硬腭，冠狀面垂直于

橫斷面圖像。

1.4 病理學(xué)檢查

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物MRI檢查結(jié)束后立即處死，將取出的眼球用4%多聚甲醛固定，石蠟包埋，5μm連續(xù)切片，HE染色后光鏡觀察。

2 結(jié)果

本組所有12只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物左眼玻璃體在橫斷面及冠狀面SWI序列幅值圖、磁敏感加權(quán)圖及相位圖上信號(hào)均勻，其內(nèi)未見異常信號(hào)。晶狀體在幅值圖及磁敏感加權(quán)圖像上顯示為均勻低信號(hào)，在相位圖上信號(hào)均勻。

本組12只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中，3只右眼玻璃體內(nèi)的5根睫毛異物完全顯示，5只部分顯示（僅顯示2～3根），4只未顯示。3只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物右眼玻璃體內(nèi)的睫毛異物在橫斷面或冠狀面SWI序列幅值圖（圖1）及磁敏感加權(quán)圖像（圖2）上均可明確顯示所有5根睫毛異物，表現(xiàn)為點(diǎn)狀或短線狀低信號(hào)，相應(yīng)層面相位圖上呈線狀高信號(hào)（圖3）。5只右眼玻璃體內(nèi)植入睫毛異物的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在橫斷面或冠狀面SWI序列幅值圖及磁敏感加權(quán)圖像上僅顯示2～3根異物，其也表現(xiàn)為點(diǎn)狀或短線狀低信號(hào)，相應(yīng)層面相位圖上呈線狀高信號(hào)。4只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物右眼內(nèi)睫毛異物在橫斷面或冠狀面SWI序列幅值圖、磁敏感加權(quán)圖像及相位圖像上均未見明確顯示。

HE染色病理學(xué)檢查：兔眼玻璃體呈大片無(wú)染色區(qū)，玻璃體腔內(nèi)的植入睫毛由毛鱗片層、毛皮質(zhì)層和毛髓質(zhì)層構(gòu)成，毛皮質(zhì)較薄，毛髓質(zhì)呈交叉排列的粗細(xì)網(wǎng)格狀。所有植入的自體睫毛均位于兔眼玻璃體內(nèi)，且玻璃體腔內(nèi)及睫毛異物周圍未見出血灶（圖4）。

3 討論

SWI原理于 2002年由 Haacke博士、Reichenbach博士和Wang博士等首先提出[3]。2002年12月，SWI技術(shù)獲得美國(guó)專利保護(hù)。SWI是一種以T2加權(quán)梯度回波序列為基礎(chǔ)，根據(jù)不同組織間的磁敏感性差異提供對(duì)比增強(qiáng)機(jī)制的新技術(shù)。SWI最初稱為高分辨率血氧水平依賴效應(yīng)（BOLD）靜脈血管成像（HRBV）[4]，但較之于檢測(cè)靜脈疾病，其在探測(cè)出血、鐵沉積等方面的臨床應(yīng)用更為廣泛，因此2002年以后正式命名為SWI。

圖1 SWI序列幅值圖像，兔右眼玻璃體內(nèi)睫毛異物呈線條狀低信號(hào)。 圖2磁敏感加權(quán)圖像，右眼玻璃體內(nèi)睫毛異物亦呈條狀低信號(hào)。 圖3 相應(yīng)層面SWI序列相位圖，右眼玻璃體內(nèi)睫毛異物呈條狀高信號(hào)。 圖4 HE染色光學(xué)顯微鏡下，兔眼玻璃體呈大片無(wú)染色區(qū)，玻璃體腔內(nèi)可見植入的睫毛，睫毛由毛鱗片層、毛皮質(zhì)層和毛髓質(zhì)層構(gòu)成，毛皮質(zhì)較薄，毛髓質(zhì)呈交叉排列的粗細(xì)網(wǎng)格狀。Figure 1～3. Magnitude image(Figure 1),SWI image(Figure 2)and phase image(Figure 3)of SWI sequence of a rabbit with eyelash foreign body in the right vitreous body.The eyelash foreign body in the right vitreous body demonstrates linear-like low signal intensity on magnitude image(Figure 1)and SWI image(Figure 2),and high signal intensity on the corresponding phase image(Figure 3). Figure 4. Hematoxylin and eosin stain light microscope.Both a large non-staining area and implanted eyelashes can be seen in the rabbit vitreous body.The implanted eyelashes in the vitreous body is composed of cuticle,cortex and medulla layer.The cortex layer is thinner,and the medulla layer demonstrates cross-arranged coarse and fine grid-like structure.

3.1 SWI成像原理

SWI是一種三維采集完全流動(dòng)補(bǔ)償薄層重建高分辨率梯度回波序列，可充分顯示組織之間內(nèi)在的磁敏感性差異，如顯示靜脈血、出血、鐵等離子的沉積等[5]?，F(xiàn)有的MR掃描儀必須經(jīng)過(guò)后處理才能得到SWI圖像，首先是以T2加權(quán)梯度回波序列為基礎(chǔ)掃描獲得SWI原始圖像，即幅值圖像和相位圖像，然后進(jìn)行復(fù)雜的后處理。在復(fù)數(shù)域中將幅值和相位圖像重組，相位圖像經(jīng)過(guò)適當(dāng)頻率濾波處理后消除相位圖像中的磁場(chǎng)不均一性偽影，產(chǎn)生相位蒙片，并將其與幅值圖像加權(quán)獲得磁敏感加權(quán)圖像[6]。本研究根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[7]，采用TR/TE＝29ms/20ms， 層厚 0.6mm， 空間分辨率 0.2mm×0.2mm×0.6mm，F(xiàn)OV 6cm×6cm，翻轉(zhuǎn)角 15°，矩陣 256×256 等參數(shù)進(jìn)行掃描，最后經(jīng)過(guò)后處理得出SWI圖像，并將其與幅值圖及相位圖相結(jié)合用于兔眼玻璃體內(nèi)自體睫毛異物的檢出。

3.2 SWI在兔眼玻璃體內(nèi)自體睫毛中的檢出價(jià)值

磁感應(yīng)性是物質(zhì)的物理特性，是物質(zhì)在磁場(chǎng)環(huán)境下產(chǎn)生不同程度磁性的特點(diǎn)，表現(xiàn)為對(duì)局部磁力線的作用。如果磁力線被排斥，表現(xiàn)為局部磁力線密度下降，稱為抗磁性；而當(dāng)局部磁力線被吸引時(shí)，表現(xiàn)為局部磁力線密度增加，稱為順磁性或鐵磁性。Gupta等[8]應(yīng)用校正梯度回波相位成像研究證實(shí)鈣化為抗磁性物質(zhì)。SWI序列中，鈣化在相位圖上為高信號(hào)或以高信號(hào)為主的混雜信號(hào)，在重建后的磁敏感加權(quán)圖像上為低信號(hào)。此外，SWI是利用BOLD和局部不同組織間磁敏感性的差異而成像的技術(shù)。血液中血紅蛋白的降解過(guò)程依次經(jīng)過(guò)氧和血紅蛋白、脫氧血紅蛋白和高鐵血紅蛋白的形式，最終由巨噬細(xì)胞吞噬高鐵血紅蛋白形成組織內(nèi)含鐵血黃素沉積。由于在后3種物質(zhì)中鐵原子含有不配對(duì)的電子，導(dǎo)致他們具有順磁性。因此，在SWI序列中，出血在相位圖像及重建后的磁敏感加權(quán)圖像上均表現(xiàn)為低信號(hào)。

本實(shí)驗(yàn)研究中筆者通過(guò)植入自體睫毛制作兔眼玻璃體內(nèi)異物的模型，兔睫毛主要化學(xué)成分為鈣，其次是鋅、磷、鎂，僅含有少量鐵和錳。而人體內(nèi)病理性或生理性鈣化的主要成分為磷酸鈣和少量的銅、錳、鋅、鎂及鐵[9]。另外，毛發(fā)所含鈣為結(jié)合鈣。由此可見，睫毛類似于人體內(nèi)鈣化的構(gòu)成成分，導(dǎo)致其SWI信號(hào)特點(diǎn)類似鈣化。鈣化的磁敏感效應(yīng)比鐵弱，但是足以產(chǎn)生可觀測(cè)到的磁敏感性變化。雖然兔睫毛及鈣化中均含有鐵，但其含量較少，難以引起磁敏感性的變化。在幅值圖像及重建后的磁敏感加權(quán)圖像上鈣化均呈低信號(hào)，相位圖像呈高信號(hào)。正如本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中共有8只兔眼玻璃體內(nèi)睫毛異物可在幅值圖像及磁敏感加權(quán)圖像上呈條狀低信號(hào)，該低信號(hào)在相同層面相位圖像上呈條狀高信號(hào)。但本組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中并非所有兔眼玻璃體內(nèi)睫毛異物均被檢出，其原因可能為植入兔眼玻璃體內(nèi)的睫毛異物直徑為0.2～0.3mm，而SWI序列掃描空間分辨率為0.2mm×0.2mm×0.6mm，導(dǎo)致部分異物在掃描層面間漏檢。

由于SWI是利用不同組織間磁敏感性差異產(chǎn)生圖像對(duì)比，因此，所有能引起組織磁化率改變的物質(zhì)，如順磁性、強(qiáng)磁性及抗磁性物質(zhì)均可在SWI序列圖像上顯示。脫氧血紅蛋白有4個(gè)不成對(duì)電子呈順磁性，造成順磁性的脫氧血紅蛋白及抗磁性的鈣化在幅值圖像及磁敏感加權(quán)圖像上均表現(xiàn)為低信號(hào)，單靠?jī)烧唠y以區(qū)分鈣化與出血。此時(shí)相位圖像顯得尤為重要，由于出血在相位圖像上表現(xiàn)為低信號(hào)，而鈣化在相位圖像上呈高信號(hào)，以此可鑒別出血與鈣化。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，對(duì)應(yīng)于幅值圖像及磁敏感加權(quán)圖像相同層面的相位圖像上可見到高信號(hào)異物的存在。此外，所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物病理結(jié)果也證實(shí)了兔眼玻璃體內(nèi)睫毛異物的存在，而玻璃體腔內(nèi)及睫毛周圍未見出血。

綜上所述，兔眼玻璃體內(nèi)睫毛異物在SWI序列幅值圖、磁敏感加權(quán)圖及相位圖上具有特征性的信號(hào)表現(xiàn)，聯(lián)合應(yīng)用磁敏感加權(quán)圖像、幅值圖及相位圖有助于兔眼玻璃體內(nèi)自體睫毛異物的檢出。

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