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[目的]:探讨回波时间(echo time,TE)、重复时间(repeated time,TR)、场强以及激励次数(number of excitation,NEX)对扩散张量定量指标的影响。
[方法]:对7只成年恒河猴(平均年龄4.2±0.6岁,范围4—6岁,体重5—7公斤)进行扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)数据采集和分析。成像方案包括:①TE组:分别在1.5T和3.0T中固定NEX和TR,改变TE值(范围:75ms—160ms),共采集12组不同TE值的图像。②TR组:在3.0T中固定TE和NEX,TR的变化范围为500-10000ms,共25个采样点。③NEX组:在3.0T中固定TE和TR,改变NEX(1—32次),共32个采样点。采用Pearson相关系数评价脑灰质和白质各扩散张量指标——包括平均扩散系数(mean diffusivity,MD)、分数各向异性(fractional anisotropy,FA)、主本征值(main eigenvalues,λ1)和横向本征值(transverse eigenvalues,λ23)——与TE、TR和NEX的相关性,并采用重复资料的双因素方差分析比较不同场强下这些指标的差异。
[结果]:在脑灰质区,MD与TE正相关(1.5T,r=0.853,P<0.001,3.0T:r=0.932,P<0.001),而与TR和NEX无统计学相关性(P>0.05)。1.5T和3.0T的MD均值分别为7.17±0.25×10-4 m㎡/S和6.64±0.22×10-4 m㎡/S,方差分析发现它们有显著差异(P<0.001)。在脑白质区,MD与TE、TR以及NEX均无相关性(P>0.05);FA与TE呈正相关(1.5T:r=0.98,P<0.001;3.0T:r=0.99,P<0.001)、与TR及NEX无相关性(P>0.05);λ1与TE呈正相关(1.5T:r=0.66,P=0.022,3.0T:r=0.99,P<0.001);λ23与TE呈负相关(1.5T:r=-0.98,P<0.001;3.0T:r=-0.96,P<0.001).1.5T和3.0T的MD值分别为7.05±0.22×10-4m㎡/s和6.65±0.11×10-4 m㎡/s,重复资料的方差分析显示它们有显著差异(P<0.001):FA值分别为0.59±0.04和0.66±0.03,也有统计学差异(P<0.001);λ1值分别为12.45±0.29×10-4 m㎡/s和12.62±0.41×10-4m㎡/S,无统计学意义(P=0.136);λ23值分别为4.35±0.37×10-4 m㎡/s和3.67±0.23×10-4 m㎡/s,有统计学意义(P<0.001)。
[结论]:本研究表明脑组织中DTI指标可能受TE和场强的影响。在临床定量研究特别是多中心合作时,建议使用相同场强的设备,而且最好选择设备能提供的最小TE值以获得高SNR图像。并且保证TE值尽量一致,从而提高结果的可靠信。此外,本研究发现,只要SNR足够,TR和NEX不会对DTI指标产生影响。因此,在DTI临床和研究中,我们可以通过调节TR和NEX来提高图像的采集效率。