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来源：中国医学影像学杂志，Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2017.05.018 回波时间（TE）是指施加射频脉冲到产生回波信号的时间间隔。临床常用的脉冲序列的TE 一般在2~200 ms。在人体组织中，骨皮质、肌腱、韧带等T2*/T2 的时间均比常规序列的TE 短，表现为在射频激励后，其横向磁化矢量迅速衰减至零，因此常规序列在信号采集时已读取不到任何信号，在图像上表现为低信号。为了直接显示这些组织的信号，必须选择更短TE 的序列进行采集。目前，TE 在2 ms 以下的超短TE（ultrashort TE，UTE）序列[1-2] 及零TE（zero TE，ZTE）序列[3-8] 已经开始进入临床磁共振设备。这类序列的出现丰富了图像对比，拓宽了影像视野，为临床提供更多的信息。本文就ZTE 成像技术及最新进展做一综述。 常规脉冲序列的实施通常先施加射频，然后通过射频或梯度场的切换产生信号，与常规序列不同，ZTE 采集过程中先进行梯度场的爬升，而后才施加射频，射频结束后立刻进行信号读取，去除了射频之后的梯度切换，因此实现了TE时间为零的信号采集（图1）[3-8]。实现ZTE 成像需要解决2 个问题：①由于梯度场持续存在，射频激励必须激发梯度场作用的所有范围，否则会引起显著的信号不均、卷绕及位移。通过使用硬脉冲配合较大的采样带宽可实现扫描范围内的准确激发；② ZTE 序列采用快速的放射状K 空间填充方式，但从射频发射到信号采集会占用一定的时间，从而造成填充K 空间中心数据的丢失。要克服这个问题，首先要以高性能的射频尽可能地缩短激励时间。其次，快速的系统切换能力，尤其是高速切换的信号接收线圈是ZTE 成像的基本要求。最后，要通过周边数据的过采样以及后续算法重建K 空间中心的数据[8]。硬件水平的不断提高以及算法的不断改进已经使ZTE 成像成为现实。 与常规序列相比，ZTE 成像有其独特之处[3-8]。① ZTE是3D 采集成像，这是因为读出梯度的启动先于射频激发，无法再施加选层梯度，从而不能进行2D 扫描，但可在完成3D 各项同性采集后进行2D 重建。②在一个重复时间（TR）内信号采集结束以后，读出梯度只需轻微的调整即可以进入下一个TR 的信号采集，而不需要剧烈的梯度场切换，这一变化不但实现了“静音”扫描，同时也显著减轻了涡流效应，保证了K 空间填充的准确性，减轻了磁敏感伪影。③ ZTE序列的TR 也较短，因此与常规序列相比，能明显冻结运动相关的伪影。④由于TE 短，扫描用的线圈甚至周围的衬垫可以在ZTE 上显像。在图像特点方面，因TE 为零，ZTE 主要表现为质子密度加权对比，通过改变射频翻转角或磁化准备模块，ZTE 也可以实现T1 对比。此外，ZTE 已可以实现压脂扫描以及长T2 组织信号的抑制。 图1 ZTE成像序列。成像过程中先进行梯度G的爬升，紧跟着施加短促的RF射频脉冲，然后立即进行信号采集（AQ），因而实现了ZTE采集。Tenc即信号采集时间，TG为下次信号采集前梯度切换的时间，TR=Tenc＋TG。Δ是指系统从发射到接受之间的转换时间 2.1 脑血管成像 临床最常用的脑动脉成像为时间飞跃法（time of flight，TOF）序列，其成像原理是通过连续施加射频脉冲以饱和静止的背景组织，新鲜流入的血液则未受到饱和而实现亮血的效果。然而，TOF-MRA 成像也存在一些不足，如流速较慢的血液也可能会被饱和而表现为低信号，此外，血管走行纡曲的部位如颈内动脉虹吸段，因血流状态由层流变为湍流等复杂形式，也会加速质子失相位而使信号衰减，造成假阳性或夸大病变程度。对于动脉瘤术后放置支架的患者，要评价术后动脉瘤是否被栓塞、病灶旁的血管是否狭窄等，TOF-MRA 因受磁敏感效应的影响，常常无法显示这些结构，在术后疗效评价方面存在不足。ZTE-MRA 结合ZTE和动脉自旋标记技术，标记内源性血流，不受血流状态及磁敏感效应的影响，可以更好地显示上述TOF-MRA 成像效果不佳的情况。Irie 等[9] 对9 例颅内动脉瘤术后放置钢圈的患者分别进行TOF-MRA 及ZTE-MRA 成像，由2 名神经放射学专业医师依据血管显示的清晰程度进行图像质量评分，0 分为不能显示，4 分为显示最佳。结果TOF-MRA 评分为1.44±0.46，而ZTE-MRA 得分为3.44±0.53，两者有显著差异，表明ZTE-MRA 在评价颅内动脉瘤钢圈置入后疗效方面比TOF-MRA 更有优势（图2）。 图2 颅内动脉瘤术后。DSA成像，可见术后小瘤颈残留（箭头，A）；ZTE-MRA（B）；TOF-MRA成像（C）。因术后放置钢圈引起的磁敏感效应，TOF不能很好地显示术后血管的状况，ZTE-MRA则不受磁敏感效应的影响，对术后血管的显示明显优于TOF，接近DSA结果[9] 2.2 骨质成像 在骨肌系统中，骨皮质、肌腱、韧带及软骨等均属于短T2*/T2 组织，因此UTE 和ZTE 的应用也很广泛[10-12]。Weiger 等[10] 尝试采用ZTE 序列观察牛骨的骨小梁结构，在7T 成像系统进行空间分辨率为56 μm 的等体素成像，骨小梁结构显示清晰，不受小梁间空气及脂肪磁敏感效应的干扰，和μCT 显示结果相当，提示骨小梁结构的显示有助于观察骨基质的信号变化，进一步认识骨质病变的生理及病理过程。和UTE 类似，ZTE 也可对骨质的矿化过程进行定量，但比UTE 的信噪比和对比度更高。 2.3 牙科成像 临床牙齿成像方式主要是X 线和CT。常规MR 可以显示牙齿周围软组织，但不能显示牙齿本身及牙冠等周围结构，而ZTE 对短T2*/T2 组织的显示能力受到关注。Hoevener 等[13] 采用快速自旋回波、UTE 和ZTE 分别对牙齿进行成像，结果发现快速自旋回波仅能显示软组织成像，而UTE 和ZTE 均可以清晰显示牙本质、牙骨质及牙髓，并且在7T 和9.4T 成像系统上分辨率可以达到150 μm3。此外，ZTE 还可以显示牙釉质结构，而UTE 则显示不佳。研究得出结论，ZTE 不仅能显示牙齿周围软组织，还能显示牙齿的固体成分，因此可以作为辐射检查的替代手段。Weiger 等[14]对游离牙齿分别进行μCT 及ZTE 成像，结果表明ZTE 可以清晰显示牙骨质和牙釉质的边界，成像效果可与μCT 相当。另外，对于有汞剂填充的牙齿，μCT 有明显的放射状伪影，而ZTE 则不受干扰。ZTE 在显示早期去矿化及龋齿方面更有优势。在下牙槽植牙或拔智齿时，需要确定下颌神经管的位置，以防手术过程中损伤其内的下牙槽神经。以往的辅助影像检查以CT 为主，但CT 对比不佳并且存在电离辐射。Kang 等[15] 进行了牙槽ZTE 成像，清楚地显示了下牙槽牙齿及下颌神经管的位置，并可以准确测量牙根距离神经管的位置，提示在口腔植牙或拔牙时，ZTE 可作为CT 的一种替代手段。 2.4 肺部成像 肺部氢质子含量低，横向弛豫时间短，常规序列均表现为极低信号。同时，肺内的空气会引起明显的磁敏感伪影，再加上呼吸运动的影响，使得磁共振肺成像的应用价值受到限制。ZTE 序列的出现有望突破这一成像禁区[16-20]。Weiger 等[16] 采用常规梯度回波及ZTE 序列进行小鼠肺部成像，结果表明，在没有呼吸控制的条件下，常规梯度回波序列成像肺部信号很低，而且有明显的运动伪影，而ZTE 成像则无明显呼吸运动伪影。在添加呼吸门控的情况下，ZTE 能显示更多的细节，并且成像质量稳定。Bianchi 等[17] 使用UTE、ZTE 序列及μCT 对大鼠肺气肿模型进行成像分析，结果表明ZTE 可以进行3D 各向同性成像，其分辨率可达到400 μm，可以获得高质量的肺部图像，并且扫描过程在自由呼吸状态下完成，无明显呼吸运动伪影。另外，与正常对照相比，肺气肿模型大鼠组在ZTE 序列上的图像信噪比显著下降，推测ZTE 可望成为一种无创评价肺气肿形态及病理改变的检查方法。 此外，ZTE 序列在骨膜、脑膜的成像也有报道。既往研究显示，由于ZTE 序列的高稳定性，可以代替常规扫描开始前的定位扫描，可以省去预扫描确定中心频率以及匀场的过程，提高扫描效率。当然，ZTE 也存在一些固有不足，如上所述组织激发时需要很大的带宽，特殊吸收率值会显著高于普通序列。 综上所述，与传统的T1、T2 及质子密度加权成像相比，ZTE 成像是MRI 领域的又一突破。目前，由于ZTE 成像的硬件要求较高，其临床应用尚未完全开展， 但ZTE 在不断发展，其激励方式以及重建算法也在不断改进[21]。随着技术进步及人们认识的不断深入，这一技术将在临床上发挥越来越重要的作用。 参考文献 [1] Holmes JE, Bydder GM. 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