双绝热反转恢复超短回波时间序列(DIR-UTE)在脑短T2成分成像中的应用及其在多发性硬化症中的诊断价值

针对传统MRI难以特异性检测髓鞘结构的难题，加州大学团队开发了3D DIR-UTE序列，通过双绝热反转脉冲抑制长T2信号，实现全脑短T2成分选择性成像。研究发现多发性硬化(MS)患者白质区域短T2质子分数(SPF)显著降低(5.12%→2.76%)，为脱髓鞘疾病提供了新型生物标志物。

　　

髓鞘作为包裹神经轴突的脂质绝缘层，其完整性对神经信号传导至关重要。多发性硬化症(MS)等神经退行性疾病的核心病理特征就是髓鞘损伤，但临床常用的T₁/T₂加权成像缺乏特异性，难以区分脱髓鞘病变与其他非特异性病灶。更棘手的是，髓鞘相关成分具有极短的T₂弛豫时间(<0.3 ms)和低质子密度，传统MRI序列难以直接检测。

为解决这一技术瓶颈，加州大学圣迭戈分校的研究团队在《NeuroImage》发表了创新性成果。他们开发了3D双绝热反转恢复超短回波时间(DIR-UTE)序列，通过两个优化的绝热反转脉冲(TI₁/TI₂=100/47 ms)抑制长T₂信号，结合32 μs的超短回波时间捕获快速衰减信号。研究采用模体实验验证技术可行性后，对6名健康志愿者和5名MS患者进行扫描，通过短T₂质子分数(SPF)定量评估不同脑区的髓鞘含量差异。

主要技术方法
研究使用3T MRI扫描仪，关键技术创新包括：1)双绝热全通过(AFP)脉冲设计(带宽1150 Hz)实现宽范围T₁值的长T₂信号抑制；2)多激发3D锥形轨迹采集策略，最小回波时间32 μs；3)配套质子密度加权UTE(PD-UTE)序列获取总信号参考；4)建立信号方程计算SPF=(DIR-UTE信号×sinθ)/(PD-UTE信号×sinα×f)，其中f为弛豫校正因子。

研究结果

1. 模体实验证实DIR-UTE在TR=200 ms时，能有效抑制T₁范围135-1470 ms的长T₂信号，残留信号<0.006%。
2. 健康脑白质区域检测到T₂*=0.21±0.01 ms的超短信号，符合髓鞘特征。
3. MS患者病变区SPF(2.76±0.78%)显著低于正常白质(5.12±0.57%，P<0.0001)，灰质也呈现相似趋势。
4. 全脑分析显示MS组平均SPF(3.42±0.38%)低于对照组(4.01±0.35%)，组内相关系数>0.99证实方法可重复性。

结论与意义
该研究首次将DIR-UTE技术成功应用于全脑髓鞘成像，突破性地解决了传统单次反转恢复(IR)技术对T₁值敏感的技术局限。SPF作为新型定量指标，不仅能清晰区分MS病灶与正常组织，还能检测临床"正常表现"区域的微观髓鞘损失。这种20分钟即可完成的扫描方案，相比需要45分钟以上的多组分分析法更具临床实用性，为脱髓鞘疾病的早期诊断和治疗监测提供了重要工具。未来通过加速采集技术和深度学习重建，有望进一步推动该技术向临床常规应用的转化。