兔眼玻璃体内鱼刺异物的磁敏感加权成像实验研究

文宝红 WEN Baohong

程敬亮 CHENG Jingliang

王斐斐 WANG Feifei

张 勇 ZHANG Yong

眼内异物是常见的眼外伤，其中玻璃体内异物是最常见的眼内异物，约占眼球穿孔伤的33%，可引起眼内感染和损伤，容易误诊且并发症多，严重者导致失明，故早期诊断尤为重要。鱼刺为罕见的眼内异物[1]，呈半透明，需在裂隙灯下仔细寻找才能发现，一旦有渗出或积脓不易被发现，因此应尽早取出。磁敏感加权成像（SWI）作为一种新型无创的MRI技术，对磁化率因素极为敏感，在许多疾病的诊断中发挥重要作用，但用于眼内异物的诊断，国内外鲜有文献报道。本研究旨在通过动物实验探讨兔眼玻璃体内鱼刺异物的SWI表现，以提高眼异物的检出率。

1 材料与方法

1.1 实验动物 16只新西兰健康大白兔由河南省实验动物中心提供，合格证号为SCXK（豫）2011-0001，环境条件一级，饲喂全价营养颗粒饲料，体重2.0～3.0kg，雌雄不限。

1.2 模型制作 兔于术前8h禁饮食。用10%水合氯醛0.3g/kg经腹腔诱导全麻。麻醉后侧卧位固定，常规消毒铺无菌巾，使用无菌眼科剪剪开兔眼角膜缘外上方3mm处无血管区的结膜层，暴露瓷白色巩膜，以2.5ml无菌注射器刺破巩膜后[2]，通过有齿眼科镊随机夹持直径0.15～0.2mm、长约1.5～3.5mm的鱼刺缓慢送入玻璃体内，穿刺口用8号可吸收线缝合，用氧氟沙星眼药膏涂抹手术兔眼。将实验动物的左眼玻璃体设为对照，不植入异物。

1.3 MRI检查 采用Siemens 3.0T Verio MRI扫描仪和小关节表面线圈，对实验动物的双眼进行横轴位及冠状位SWI序列扫描，TR/TE 44.0ms/20.0ms，层厚0.2mm，无层间距，空间分辨率0.4mm×0.4mm×0.7mm，视野（FOV）10cm×10cm，翻转角15°，矩阵256×256；扫描范围为双侧眼眶全部，横断位扫描基线垂直于硬腭，冠状位平行于硬腭。

2 结果

16只兔中，12只右眼玻璃体内的2根鱼刺异物在SWI序列上完全显示，2只兔右眼玻璃体内的2根鱼刺异物在SWI序列上各显示1根，2只兔右眼玻璃体内的鱼刺异物在SWI序列上均未显示，检出率为81.25%，未显示的异物直径0.15mm、长1.5mm。所检出的26根鱼刺异物在横轴位或冠状位SWI序列幅值图（图1）、最小密度投影（MinIP）图（图2）及SWI图（图3）上均表现为低信号，呈点状或短线状，相位图上也呈点状或短线状，表现为高信号或混杂高信号（图4），其中18根为高信号，8根为混杂高信号。本组16只兔左眼玻璃体在SWI序列幅值图、MinIP图、SWI图及相位图上信号均匀，其内未见异常信号。

3 讨论

SWI是一种以T2*加权梯度回波（GRE）序列为基础，根据组织间的磁敏感性差异提供对比增强机制的新技术[3]，与传统的T2WI相比具有三维薄层重建、分辨率高、信噪比高等特点。SWI在颅内疾病的诊断中逐渐广泛应用，但应用于眼异物的诊断，文献报道少见。

3.1 SWI成像原理 SWI可充分显示组织间的磁敏感性差异，与常规MRI技术不同，普通的MR扫描仪尚不能直接得到SWI图像，需使用三维采集完全流动补偿薄层重建高分辨率GRE序列扫描，并将其获得的SWI原始图，即幅值图和相位图在复数域中进行重组，在K空间中通过低通滤波消除相位图中磁场不均匀性伪影；制作相位蒙片并与幅值图加权获得SWI图，通过MinIP图显示连续的静脉结构。因此，SWI通过独特的数据采集和图像处理，产生对比强烈的幅度图，对静脉血、出血和铁沉积较敏感[4]。

本研究在相关研究[2,5]报道的基础上优化参数，将获得的幅值图、MinIP图、SWI图和相位图联合应用于兔眼玻璃体内鱼刺异物的检出，通过动物实验探讨兔眼玻璃体内鱼刺异物的磁敏感加权成像的表现，为临床提供更为丰富的影像信息，以提高眼异物的检出率，拓宽磁敏感加权成像的应用范围。

3.2 兔眼玻璃体内鱼刺异物的SWI表现 SWI 能够提供较为准确的信息以实现更快、更准确的诊断[6]。这主要是因为磁性物质的沉积会导致组织的磁性发生变化，磁敏感性增强，引起局部磁场不均匀，从而使周围空间相位发生改变，故富含这些物质的区域可被SWI 序列非常敏感地显示为低信号[7]。磁感应性是物质在磁场内产生不同程度磁性的属性，表现为对局部磁力线的作用。如果局部磁力线密度下降，则说明磁力线被排斥，称为抗磁性；若局部磁力线密度增加，说明磁力线被吸引，称为顺磁性或铁磁性。Gupta等[8]应用校正GRE相位成像研究证实钙化为抗磁性物质。SWI序列中，钙化在幅值图、MinIP图和SWI图上均呈低信号，在相位图上呈高信号或混杂高信号。

本研究通过向兔眼玻璃体内植入鱼刺制作眼异物模型，结果显示，植入的32根鱼刺异物检出26根，所检出的鱼刺异物在SWI序列上均呈点状或线状，其形状取决于植入异物时的方向和扫描断面；鱼刺异物在幅值图、MinIP图和SWI图上均呈低信号，对应层面相位图上呈高信号或混杂高信号。鱼刺主要化学成分为钙和其他微量元素，而人体内钙化的主要成分为磷酸钙和少量微量元素铜、锰、锌、镁和铁等[9]。鱼刺成分与鱼骨骼成分相同，而鱼刺骨骼类似于人体内骨骼和钙化的构成，所以鱼刺的SWI信号类似钙化。鱼刺及钙化中含铁量较少，不足以引起磁敏感性的变化。植入的32根鱼刺异物中有6根未检出，可能因为植入异物的直径和长度过小，不及SWI序列的分辨率，导致部分异物漏检，需要通过大样本实验在不同的空间分辨率下进行研究证实。

虽然SWI序列可显示能引起组织磁化率变化的物质，但是若异物足够小，其中的矿物质成分微乎其微，尚不能引起磁敏感性变化，达不到SWI序列的分辨率，则将检不出异物。因此当鱼刺异物小到一定程度，本研究提示直径0.15mm、长1.5mm的鱼刺异物在SWI序列不能显示，可能为其所能检出的最小鱼刺异物大小，由于样本量小，尚需大样本研究进一步证实。

综上所述，SWI序列幅值图、MinIP图、SWI图及相位图有助于兔眼玻璃体内细小鱼刺异物的检出，具有一定的临床应用价值。

[1]许嫣. 眼内鱼刺异物一例. 眼外伤与职业性病杂志,1983, 3: 168.

[2]王娟, 程敬亮, 张勇, 等. 磁敏感加权成像检出兔眼玻璃体内自体睫毛异物的实验研究. 中国临床医学影像杂志, 2010, 21(1): 41-43.

[3]Yamada N, Imakita S, Sakuma T, etal. Intracranial calcification on gradient-echo phase images: depiction of diamagnetic susceptibility. Radiology, 1996, 198(1): 171-178.

[4]Haacke EM, Xu Y, Cheng YC, etal. Susceptibility weighted imaging (SWI). Magn Reson Med, 2004, 52(3): 612-618.

[5]Wu Z, Mittal S, Kish K, etal. Identification of calcification with MRI using susceptibility-weighted imaging: a case report. Magn Reson Imaging, 2009, 29(1): 177-182.

[6]王慈, 范国光, 徐克, 等. 磁敏感加权成像定量测量在鉴别诊断帕金森病和血管性帕金森综合征中的应用. 中国医学影像学杂志, 2012, 20(3): 161-165.

[7]Manova ES, Habib CA, Boikov AS, etal. Characterizing the mesencephalon using susceptibility-weighted imaging.Am J Neuroradiol, 2009, 30(3): 569-574.

[8]Gupta RK, Rao SB, Jain R, etal. Differentiation of calcification from chronic hemorrhage with corrected gradient echo phase imaging. J Comput Assist Tomogr,2001, 25(5): 698-704.

[9]Dorozhkin SV, Epple M. Biological and medical significance of calcium phosphates. Angew Chem Int Ed Engl, 2002, 41(17): 3130-3146.