3-1 實驗動物
本實驗使用之實驗兔(紐西蘭大白兔)係採購自行政院農業委員會畜產試驗所，
如圖 3-1 所示。紐西蘭大白兔生長迅速且育成率高，紐西蘭大白兔於義守大學動物 中心飼養照護。實驗兔篩選 6 週齡之正常紐西蘭大白兔 12 隻，僅於左大腿側注入 VX2 腫瘤細胞懸浮液以誘發腫瘤。實驗分組分為左大腿側及右大腿側兩組；左大腿 側為 VX2 腫瘤組，右大腿側則為控制組(正常肌肉組織)，一週後即開始進行實驗。
本研究旨在建立紐西蘭大白兔之腿部 VX2 腫瘤模型，術後腫瘤監測是以非侵 入式磁振 T1-mapping 及 T2-mapping 造影技術長期縱向監測腿部腫瘤的表現、分布 及其成長變化，並探討腿部正常肌肉與 VX2 腫瘤之 T1 遲豫時間及 T2 遲豫時間等 特性參數之變化。MRI 特色與優點為不需侵入活體或犧牲動物，即可直接進行腫瘤 生長的偵測，並可應用於腫瘤的診斷與治療研究。
圖 3-1 紐西蘭大白兔。
3-2 儀器設備
本研究所使用 1.5T Siemens MAGNETOM ESSENZA A Tim＋Dot System 臨床
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全身磁振造影儀進行掃描實驗，並使用 syngo 影像處理工作站進行後處理分析，MR 線圈則使用四通道高解析度 FLEX 線圈(Flex Large 4 A 1.5T Tim coil)。圖 3-2 為 1.5T Siemens MAGNETOM ESSENZA A Tim＋Dot System 磁振掃描儀，圖 3-3 為四通道高 解析度 FLEX 線圈。
圖 3-2 1.5T Siemens MAGNETOM ESSENZA A Tim＋Dot System 磁振掃描儀。
圖 3-3 四通道高解析度 FLEX 線圈。
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A. 3-plane localizer 脈衝序列(3-plane 定位影像)。
執行 3-plane localizer 脈衝序列掃描，以取得軸狀、矢狀及冠狀切面影像後，供 後續定位使用。
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4-2-1 脈衝序列參數最佳化
研究使用之紐西蘭大白兔掃描脈衝序列及參數如表一所示。
表一、掃描脈衝序列及掃描參數
Parameters T1W SPACE T2W SPACE T1-mapping T2-mapping
TE (ms) 9.8 380 12 11~110 (10)
TR (ms) 600 2500 4000 2500
TI (ms) --- --- 400/700 ---
Flip angle (〫) 120 120 90 180
Bandwidth (Hz/px) 545 530 220 220
Matrix 256×256 256×256 128×128 128×128
NEX 2 2 1 2
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圖 4-1 義守大學實驗動物照護及使用委員會批准(IACUC-ISU-103012）。
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4-5 麻醉方式
使用舒泰 50(Zoletil 50,圖 4-2)及 10 mL 若朋 2% (Rompun 2%,圖 4-3)之混合液 將紐西蘭大白兔麻醉後，使用 1.5 T 磁振造影儀配備四通道高解析度 FLEX 線圈進行 掃描以建立動物掃描實驗之 protocol。
動物麻醉劑配製使用 5 mL 舒泰 50、10 mL 若朋 2%與 0.9%南光沙林生理食鹽 水 15 mL 混和成 30 mL 溶液，即混合麻醉劑。實驗時將混合麻醉劑依 1 cc/kg 劑量以 肌肉注射方式進行實驗兔之麻醉。混合麻醉劑注射後，按壓兔子前腳數分鐘同時觀 察其眼瞼反映，注意紐西蘭大白兔有無心跳過快或是呼吸急促的狀況，若紐西蘭大 白兔未出現反射作用即可進行實驗。隨後，將紐西蘭大白兔安置於四通道高解析度 FLEX 線圈之中心點，再送入 1.5T Siemens MAGNETOM ESSENZA A Tim+Dot System 全身臨床磁振造影儀中進行掃描。圖 4-2 為 Zoletil 50 麻醉劑。圖 4-3 Rompun 2% 麻醉劑。
圖 4-2 Zoletil 50 麻醉劑。
24
圖 4-3 Rompun 2% 麻醉劑。
25
4-6 影像資料處理分析
掃描後，將取得的影像資料傳送至Siemens syngo影像處理工作站如圖4-5所示。
首先進行重建T1圖像及T2圖像，之後針對T1W SPACE影像、T2W SPACE影像、T1- map及T2-map正常肌肉組織與VX2腫瘤部位進行以下各項之量測分析：圖 4-5為 Siemens影像處理工作站syngo影像處理分析軟體之操作介面。
SI。
T1 遲豫時間。
T2 遲豫時間。
影像分割。
影像融合。
圖 4-4 Siemens 影像處理工作站 syngo 影像處理分析軟體之操作介面。
26 腫瘤切面的T1W SPACE、T2W SPACE影像、T1遲豫時間圖像及T2遲豫時間圖像中 正常肌肉組織和VX2腫瘤中之感興趣區(Regions of interest, ROIs)。以取得T1W SPACE影像的平均訊號強度，T2W SPACE影像的平均訊號強度，T1 map的平均T1 遲豫時間和T2 map的平均T2遲豫時間，並分析影像中VX2腫瘤生長情形及其隨時間 的變化。
此外，使用T2W SPACE圖像進行腫瘤圖像分割，於T1遲豫時間圖像及T2遲豫時 間圖像中分割出VX2腫瘤區域之圖像並融合在高解析度T1W SPACE及T2W SPACE 影像上。本研究縱向研究紐西蘭大白兔腿部正常肌肉組織和VX2腫瘤的SI，T1和T2 遲豫時間。比較正常肌肉組織和VX2腫瘤間的SI，T1和T2遲豫時間隨時間的變化。
統計分析則使用SPSS 18.0版統計軟體之無母數Mann-Whitney U檢定進行正常肌肉 組織和VX2腫瘤之間的差異，包括VX2注入後每一時間點的T1遲豫時間圖像中的T1 遲豫時間和T2遲豫時間圖像中的T2遲豫時間，T1W SPACE影像的平均SI及T2W
27
SPACE影像的平均SI。
28
第五章 實驗結果
紐西蘭大白兔經麻醉後，採俯臥姿(Prone)置於 1.5T Siemens MAGNETOM ESSENZ A Tim＋Dot System 臨床全身磁振造影儀中與四通道高解析度 FLEX 線圈中 進行磁振造影掃描，脈衝序列使用 T1W SPACE、T1-mapping、T2W SPACE 及 T2-mapping 及上述脈衝序列之參數進行實驗，以取得軸狀切面之 T1W SPACE 影像、
T2W SPACE 影像、T1 遲豫時間圖像及 T2 遲豫時間圖像。取得影像後，進行影像分
29 TE=11、22、33、44、55、66、77、88、99 及 110 ms。結果顯示 TE 越短，正常肌 肉組織與腫瘤的影像對比越強。
30 [154.36, 165.00]和[43.94, 50.24]的範圍內，標準差則在[6.38, 14.96]和[4.98, 8.14]的範 圍內；而時間序列 T1W SPACE 和 T2W SPACE 影像上 VX2 腫瘤的平均訊號強度在 [136.01, 160.82]和[85.61, 115.41]的範圍內，標準差則在[9.61, 14.00]和[9.66, 13.89]的 範圍內。 T1 和 T2 遲豫時間圖像中正常肌肉組織的 T1 和 T2 遲豫時間在[102.64, 111.66]和[42.47, 45.95]的範圍內，標準差則範圍在[6.87, 13.88]和[3.52, 7.72]內，而 T1 和 T2 遲豫時間圖像中 VX2 腫瘤的 T1 和 T2 遲豫時間在[133.36, 175.74]和[104.89, ,
126.39]的範圍內，標準差則在[15.71, 36.28]和[26.97, 44.56] 的範圍內。
31
(A)
圖 5-1 紐西蘭大白兔腿部 VX2 腫瘤細胞懸浮液注入後第 24 天 MR 之 T1W SPACE 原始影像(I)。
32
(B)
圖 5-1 紐西蘭大白兔腿部 VX2 腫瘤細胞懸浮液注入後第 24 天 MR 之 T1W SPACE 原始影像(II)。
33
圖 5-2 紐西蘭大白兔腿部注入 VX2 腫瘤細胞懸浮液後取得第(a) 3 天，(b)10 天，(c)17 天，(d) 24 天及 (e) 31 天之 MR T1W SPACE 影像，箭頭標記處為 VX2 腫瘤。
34
圖 5-3 VX2 腫瘤細胞懸浮液注入後掃描取得的第(a) 3 天，(b)10 天，(c)17 天，(d) 24 天及 (e) 31 天的序列磁振影像重建後之 T1 遲豫時間圖像，箭頭標記處為 VX2 腫瘤。
35
圖 5-4 VX2 腫瘤細胞懸浮液注入後第(a) 3 天，(b)10 天，(c)17 天，(d) 24 天及 (e) 31 天掃描重建之序列磁振 T1 遲豫時間圖像與高解析度 T1W SPACE 影像之融合影像，
箭頭標記處為 VX2 腫瘤。
36
圖 5-5 (a) T1 mapping 脈衝序列掃描之原始影像(TI=400 ms)。
37
圖 5-5 (b) T1 mapping 脈衝序列掃描之原始影像(TI=700 ms)。
38
圖 5-6 紐西蘭大白兔腿部腫瘤之 T2W SPACE 原始影像(I)。
39
圖 5-6 紐西蘭大白兔腿部腫瘤之 T2W SPACE 原始影像(II)。
40
圖 5-7 紐西蘭大白兔腿部注入腫瘤細胞懸浮液後第(a) 3 天，(b)10 天，(c)17 天，(d) 24 天及 (e) 31 天掃描之序列磁振 T2W SPACE 影像，箭頭標記處為 VX2 腫瘤。
41
圖 5-8 VX2 腫瘤細胞懸浮液注入後掃描取得的第(a) 3 天，(b)10 天，(c)17 天，(d) 24 天及 (e) 31 天的序列磁振影像重建後之 T2 遲豫時間圖像，箭頭標記處為 VX2 腫瘤。
42
圖 5-9 注入 VX2 腫瘤細胞懸浮液後第(a) 3 天，(b)10 天，(c)17 天，(d) 24 天及 (e) 31 天掃描重建之序列磁振 T2 遲豫時間圖像與高解析度 T2W SPACE 影像之融合影像，
箭頭標記處為 VX2 腫瘤。
43
(a) TE = 11 ms
(b) TE = 22 ms
(c) TE = 33 ms
圖 5-10 T2 mapping 脈衝序列固定 TR，改變 TE 掃描之原始影像(I)。
44
(d) TE = 44 ms
(e) TE = 55 ms
(f) TE = 66 ms
圖 5-10 T2 mapping 脈衝序列固定 TR，改變 TE 掃描之原始影像(II)。
45
(g) TE = 77 ms
(h) TE = 88 ms
(i) TE = 99 ms
圖 5-10 T2 mapping 脈衝序列固定 TR，改變 TE 掃描之原始影像(III)。
46
(j) TE=110 ms
圖 5-10 T2 mapping 脈衝序列固定 TR，改變 TE 掃描之原始影像(IV)。
47
圖 5-11 MRI 影像之 ROI 圈選量測示意圖，(A)背景值、(B)正常肌肉與(C)VX2 腫瘤 組織。
48
圖 5-12 實驗流程圖。
49
5-13 T1W SPACE 影像 ROI 圈選量測的時變平均訊號強度柱狀圖。
50
圖 5-14 T2W SPACE 影像 ROI 圈選量測的時變平均訊號強度柱狀圖。
51
圖 5-15 T1-Map 圖像 ROI 圈選量測的時變 T1 遲豫時間柱狀圖。
52
圖 5-16 T2 Map 圖像 ROI 圈選量測的時變 T2 遲豫時間柱狀圖。
53
第六章 討論
本論文使用 3D T1W SPACE、3D T2W SPACE、T1-mapping 和 T2-mapping 等 技術長期縱向監測 NZL 大白兔腿部 VX2 腫瘤的進展和分佈情形。VX2 腫瘤細胞懸 重建成圖像。傳統 T1-mapping 技術係使用自旋回訊[40, 41]、快速自旋回訊[42]採用 固定 TE，改變數個 TR，然而，反轉回復自旋回訊[43, 44]或反轉回復快速自旋回訊
54 回訊回訊平面影像(gradient-echo echo-planar images, GE-EPI)與一個參考影像為基準 的快速 T1 遲豫時間圖像技術被提出[52]。該結果與傳統的多次 TIs 方法相符，可以 在幾秒鐘內獲得 T1 圖像。
近年來，T1 和 T2 遲豫時間之量測在各種 MRI 應用上逐漸扮演重要的角色，
如動脈自旋標記灌注影像(ASL）[23,24]，磁量轉移影像(magnetization transfer , MT）
[53]和溫度監控[26] 均需量化 T1 遲豫時間。ASL 的臨床應用增加，允許早期和更準
測溫術(thermometry)亦需要量測 T1 和 T2 遲豫時間[59-63]。文獻已經證實 T2 遲豫時間的變化能夠準確估計皮下脂肪中的局部溫度[35]。熱療可能會導致不可逆 的組織損傷，而 T1 和 T2 遲豫時間的變化亦可反映組織的特徵，所以精確的 T1 遲 豫圖像技術方法能用以監測熱療。T1 熱遲豫圖像技術的品質取決於 T1 遲豫時間量 測的精確度。文獻發現 T1 和 T2 遲豫時間會隨溫度線性增加，不同組織的依賴程度
55
MicroRNA 表達譜能夠產生 VX2 腫瘤的標誌且與病變之嚴重程度相關[68]。他 們首次發表三種 miRNA (miR-923，miR-1275 和 miR-1308)表達對於兔子 VX2 腫瘤 的創新研究，並結論於 VX2 腫瘤中高度表達的 miRNAs 可以作為分子生物標誌。研
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第七章 結論
本論文縱向評估並量測正常肌肉組織和 VX2 腫瘤的 T1 和 T2 遲豫隨時間之變化，
T1 遲豫時間圖像和 T2 遲豫時間圖像技術已被證實可有效監測 VX2 腫瘤之進展情形。
T1 和 T2 遲豫時間圖像在病理進程中可被視為一個重要的生物標記和預測指標。T1 遲豫時間圖像和 T2 遲豫時間圖像技術可以進一步應用於其他動物腫瘤模型或其他 病變之診斷。
57
第八章參考文獻
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