醫(yī)院神經(jīng)外科MRI檢查診療常規(guī)

醫(yī)院神經(jīng)外科MRI檢查診療常規(guī)磁共振成像是利用原子核在磁場內(nèi)共振所產(chǎn)生信號(hào)經(jīng)重建成像的一種成像技術(shù)。磁共振是一種核物理現(xiàn)象。(一)MRI的成像基本原理與設(shè)備【磁共振(MRI)原理】含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電,產(chǎn)生磁矩，有如一個(gè)小磁體。小磁體自旋軸的排列無一定規(guī)律。但如在均勻的強(qiáng)磁場中，則小磁體的自旋軸將按磁場磁力線的方向重新排列。在這種狀態(tài)下，質(zhì)子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉(zhuǎn)，并有自己的磁場。用特定頻率的射頻脈沖(radionfrequency,RF)進(jìn)行激發(fā)，作為小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。停止發(fā)射射頻脈沖，則被激發(fā)的氫原子核把所吸收的能逐步釋放出來，其相位和能級(jí)都恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)。這一恢復(fù)過程稱為弛豫過程(relaxationprocess),而恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)所需的時(shí)間則稱之為弛豫時(shí)間(relaxationtime)。有兩種弛豫時(shí)間，一種是自旋-晶格弛豫時(shí)間(spin-latticerelaxationtime)又稱縱向弛豫時(shí)間(longitudinalrelaxationtime)反映自旋核把吸收的能傳給周圍晶格所需要的時(shí)間，也是900射頻脈沖質(zhì)子由縱向磁化轉(zhuǎn)到橫向磁化之后再恢復(fù)到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)所需時(shí)間，稱Tlo另一種是自旋-自旋弛豫時(shí)間(spin-spinrelaxationtime),又稱橫向弛豫時(shí)間(transverserelaxationtime)反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時(shí)間，稱T2。T2衰減是由共振質(zhì)子之間相互磁化作用所引起，與兄不同，它引起相位的變化。人體不同器官的正常組織與病理組織的是相對(duì)固定的，而且它們之間有一定的差別，T2也是如此(表7Ta、b)o表7-1a人體正常與病變組織的T1值(ms)肝140-170腦膜瘤200-300胰180-200肝癌300-450腎300-340肝血管瘤340-370膽汁250-300胰腺癌275-400血液340-370腎癌400-450脂肪60-80肺膿腫400-500肌肉20-140膀胱癌200-240表77b正常項(xiàng)腦的T1與T2值（ms）組織T1T2月并月氐體38080腦橋44575延髓475100小腦58590大腦600100腦脊液1155145頭皮23560骨髓32080種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是MRI的成像基礎(chǔ)。有如CT時(shí)，組織間吸收系數(shù)（CT值）差別是CT成像基礎(chǔ)的道理。但MRI不像CT只有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T,、T2和自旋核密度（P）等幾個(gè)參數(shù)，其中乃與乙尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的（或T2）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成NX,Ny,Nz……一定數(shù)量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)處理，獲得每個(gè)體素的T1值（或T2值），進(jìn)行空間編碼。用轉(zhuǎn)換器將每個(gè)T值轉(zhuǎn)為模擬灰度，而重建圖像。[MRI檢查方法】MRI的成像系統(tǒng)包括MR信號(hào)產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集與處理及圖像顯示兩部分。MR信號(hào)的產(chǎn)生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MR波譜儀，而數(shù)據(jù)處理及圖像顯示部分，則與CT掃描裝置相似。MRI設(shè)備包括磁體、梯度線圈、供電部分、射頻發(fā)射器及MR信號(hào)接收器，這些部分負(fù)責(zé)MR信號(hào)產(chǎn)生、探測(cè)與編碼；模擬轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)、磁盤與磁帶機(jī)等，則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲(chǔ)。磁體有常導(dǎo)型、超導(dǎo)型和永磁型三種，直接關(guān)系到磁場強(qiáng)度、均勻度和穩(wěn)定性，并影響MRI的圖像質(zhì)量。因此，非常重要。通常用磁體類型來說明MRI設(shè)備的類型。常導(dǎo)型的線圈用銅、鋁線繞成，磁場強(qiáng)度最高可達(dá)0.15-0.3T,超導(dǎo)型的線圈用鋁-鈦合金線繞成，磁場強(qiáng)度一般為0.35-2.0T,用液氨及液氮冷卻；永磁型的磁體由用磁性物質(zhì)制成的磁磚所組成，較重，磁場強(qiáng)度偏低，最高達(dá)0.3To梯度線圈，修改主磁場，產(chǎn)生梯度磁場。其磁場強(qiáng)度雖只有主磁場的幾百分之一。但梯度磁場為人體MR信號(hào)提供了空間定位的三維編碼的可能，梯度場由X、Y、Z三個(gè)梯度磁場線圈組成，并有驅(qū)動(dòng)器以便在掃描過程中快速改變磁場的方向與強(qiáng)度，迅速完成三維編碼。射頻發(fā)射器與MR信號(hào)接收器為射頻系統(tǒng)，射頻發(fā)射器是為了產(chǎn)生臨床檢查目的不同的脈沖序列，以激發(fā)人體內(nèi)氫原子核產(chǎn)生MR信號(hào)。射頻發(fā)射器及射頻線圈很像一個(gè)短波發(fā)射臺(tái)及發(fā)射天線，向人體發(fā)射脈沖，人體內(nèi)氫原子核相當(dāng)一臺(tái)收音機(jī)接收脈沖。脈沖停止發(fā)射后，人體氫原子核變成一個(gè)短波發(fā)射臺(tái)，而MR信號(hào)接受器則成為一臺(tái)收音機(jī)接收MR信號(hào)。脈沖序列發(fā)射完全在計(jì)算機(jī)控制之下。MRI設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、處理和圖像顯示，除圖像重建由Fourier變換代替了反投影以外，與CT設(shè)備非常相似。(二)MRI檢查技術(shù)MRI的掃描技術(shù)有別于CT掃描。不僅要橫斷面圖像，還常要矢狀面或(和)冠狀面圖像，還需獲得T1WI和T2WI。因此，需選擇適當(dāng)?shù)拿}沖序列和掃描參數(shù)。常用多層面、多回波的自旋回波(spinecho,SE)技術(shù)。掃描時(shí)間參數(shù)有回波時(shí)間(echotime,TE)和脈沖重復(fù)間隔時(shí)間(repetitiontime,TR)0使用短TR和短TE可得T1WI,而用長TR和長TE可得T2WL時(shí)間以毫秒計(jì)。依TE的長短，T2WI又可分為重、中、輕三種。病變?cè)诓煌琓2WI中信號(hào)強(qiáng)度的變化，可以幫助判斷病變的性質(zhì)。例如，肝血管瘤T1W1呈低信號(hào)，在輕、中、重度T2W1上則呈高信號(hào)，且隨著加重程度，信號(hào)強(qiáng)度有遞增表現(xiàn)，即在重T2WI上其信號(hào)特強(qiáng)。肝細(xì)胞癌則不同，呈稍低信號(hào)，在輕、中度T2WI呈稍高信號(hào)，而重度T2WI上又略低于中度八肌的信號(hào)強(qiáng)度。再結(jié)合其他臨床影像學(xué)表現(xiàn)，不難將二者區(qū)分。MRI常用的SE脈沖序列，掃描時(shí)間和成像時(shí)間均較長，因此對(duì)患者的制動(dòng)非常重要。采用呼吸門控和(或)呼吸補(bǔ)償、心電門控和周圍門控以及預(yù)飽和技術(shù)等，可以減少由于呼吸運(yùn)動(dòng)及血液流動(dòng)所導(dǎo)致的呼吸偽影、血流偽影以及腦脊液波動(dòng)偽影等的干擾，可以改善MRI的圖像質(zhì)量。為了克服MRI中SE脈沖序列成像速度慢、檢查時(shí)間長這一主要缺點(diǎn)，近年來先后開發(fā)了梯度回波脈沖序列、快速自旋回波脈沖序列等成像技術(shù)，已取得重大成果并廣泛應(yīng)用于臨床。止匕外，還開發(fā)了脂肪抑制和水抑制技術(shù)，進(jìn)一步增加MR信息.MRI另一新技術(shù)是磁共振血管造影(magneticresonanceangiography,MRA)血管中流動(dòng)的血液出現(xiàn)流空現(xiàn)象。它的MR信號(hào)強(qiáng)度取決于流速，流動(dòng)快的血液常呈低信號(hào)。因此，在流動(dòng)的血液及相鄰組織之間有顯著的對(duì)比，從而提供了MRA的可能性。目前已應(yīng)用于大、中血管病變的診斷，并在不斷改善。MRA不需穿刺血管和注人造影劑，有很好的應(yīng)用前景。MRA還可用于測(cè)量血流速度和觀察其特征。MRI也可行造影增強(qiáng)，即從靜脈注人能使質(zhì)子弛豫時(shí)間縮短的順磁性物質(zhì)作為造影劑,以行MRI造影增強(qiáng)。常用的造影劑為扎一二乙三胺五醋酸(Gadolinium-DTPA,Gd-DTRA)o這種造影劑不能通過完整的血腦屏障，不被胃粘膜吸收，完全處于細(xì)胞外間隙內(nèi)以及無特殊靶器官分布，有利于鑒別腫瘤和非腫瘤的病變。中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRI做造影增強(qiáng)時(shí)，病灶增強(qiáng)與否及增強(qiáng)程度與病灶血供的多少和血腦屏障破壞的程度密切相關(guān)，因此有利于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷?；贛RI對(duì)血流擴(kuò)散和灌注的研究，可以早期發(fā)現(xiàn)腦缺血性改變。帶有心臟起搏器的人需遠(yuǎn)離MRI設(shè)備。體內(nèi)有金屬7植入物，如金屬夾(但鈦例外)，不僅影響MRI的圖像，還可對(duì)患者造成嚴(yán)重后果，也不能進(jìn)行MRI檢查，應(yīng)當(dāng)注意。[MRI圖像特點(diǎn)】1、灰階成像具有一定T1差別的各種組織，包括正常與病變組織，轉(zhuǎn)為模擬灰度的黑白影，則可使器官及其病變成像。MRI所顯示的解剖結(jié)構(gòu)非常逼真，在良好清晰的解剖背景上，再顯出病變影像，使得病變同解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系更明確。值得注意的是，MRI的影像雖然也以不同灰度顯示，但反映的是MR信號(hào)強(qiáng)度的不同或弛豫時(shí)間T,與凡的長短，而不像CT圖像，灰度反映的是組織密度。MRI的圖像如主要反映組織間T1特征參數(shù)時(shí),為加權(quán)象(Tlw像ghtedimage,T1WI),它反映的是組織間的差別。如主要反映組織間T2特征參數(shù)時(shí)，則為T2加權(quán)像(T2weigh-tedimage,T2WI)。因此，一個(gè)層面可有T1W1和T2WI兩種掃描成像方法。分別獲得T1WI與T2WI有助于顯示正常組織與病變組織。正常組織，如腦神經(jīng)各種軟組織間義差別明顯，所以有利于觀察解剖結(jié)構(gòu)，而T2WI則對(duì)顯示病變組織較好。在T1WI上，脂肪T1短，MR信號(hào)強(qiáng)，影像白；腦與肌肉T1居中，影像灰；腦脊液T1長；骨與空氣含氫量少，MR信號(hào)弱，影像黑。在八朋上，則與不同，例如腦脊液T2長，MR信號(hào)強(qiáng)而呈白影。表7-2是列舉幾種組織在T1WI和T2WI上的灰度。表7-2人體不同組織T1W1和T2W1上的灰度腦白質(zhì)腦灰質(zhì)腦脊液脂肪骨皮質(zhì)骨髓質(zhì)腦膜T2WI白灰里八、、白里八、、白里八、、T2WI白灰白白灰里八、、灰里八、、2、流空效應(yīng)心血管的血液由于流動(dòng)迅速，使發(fā)射MR信號(hào)的氫原子核離開接收范圍之外，所以測(cè)不到MR信號(hào)，在中均呈黑影，這就是流空效應(yīng)(flowingVoid)o這一效應(yīng)使心腔和血管顯影，是CT所不能比擬的。3、三維成像MRI可獲得人體橫面、冠狀面、矢狀面及任何方向斷面的圖像，有利于病變的三維定位。一般CT則難以做到直接三維顯示，需采用重建的方法才能獲得狀面或矢狀面圖像以及三維重建立體像。[MRI分析與診斷】觀察前，要先了解MRI設(shè)備的類型、磁場強(qiáng)度和掃描技術(shù)條件，如TR與TE的長短，因?yàn)樗鼈冎苯佑绊憟D像的對(duì)比度，還有助于分辨T1W1和T2W1O觀察MRI時(shí)，需要對(duì)每幀圖像進(jìn)行分析，要結(jié)合冠狀面、矢狀面和橫斷面圖像進(jìn)行觀察，以便獲得立體的概念，便于對(duì)病變位置乃至起源作出判斷。要結(jié)合T1W1和T2W1,尤其對(duì)輕重不同的T2W1進(jìn)行分析，因?yàn)楸容^兩個(gè)加權(quán)像上病變的信號(hào)強(qiáng)度變化，有助于對(duì)病變性質(zhì)的判斷。MRI顯示解剖結(jié)構(gòu)清晰而逼真，可很好地觀察器官大小、形狀和位置等方面的情況，所以，引起器官形態(tài)變化的疾病有可能作出診斷。在良好的解剖背景上顯示病變是MRI診斷的突出優(yōu)點(diǎn)。在觀察病變時(shí)需注意病變的位置、大小、形狀、邊緣輪廓和同有關(guān)器官的關(guān)系等，還要觀察病變乃、凡的長短或MR信號(hào)的強(qiáng)弱與均勻性，因?yàn)檫@有助于病變性質(zhì)的判斷。例如腦水腫表現(xiàn)為長T1、長T2,多數(shù)腦瘤為長T1、長T2,含脂類病變表現(xiàn)為短T1和不同程度的長T2。血管由于流空效應(yīng)而顯影，故可分析病變同血管的關(guān)系?！緞?dòng)態(tài)MRI]動(dòng)態(tài)MRI是在持續(xù)注射增強(qiáng)劑的同時(shí)進(jìn)行MRI檢查的方法，可以提高垂體微腺瘤的檢出率。垂體微腺瘤在MRI上表現(xiàn)垂體內(nèi)部的低信號(hào)，由于垂體前葉組織的血運(yùn)較垂體微腺瘤的血運(yùn)豐富，所以垂體前葉的增強(qiáng)早于垂體微腺瘤，而垂體微腺瘤的信號(hào)與組織的灌注、細(xì)胞外空間大小以及增強(qiáng)劑的穿透性有關(guān)。普通增強(qiáng)MRI是在注射增強(qiáng)劑以后進(jìn)行掃描，不能捕捉到垂體微腺瘤與垂體組織增強(qiáng)的時(shí)間差，而動(dòng)態(tài)MRI是在持續(xù)注射增強(qiáng)劑的同時(shí)掃描，能顯示出這一時(shí)間差。垂體組織開始增強(qiáng)的時(shí)間是注射增強(qiáng)劑后的1分鐘。垂體微腺瘤在普通平掃M(jìn)RI的陽性發(fā)現(xiàn)率在60%,增強(qiáng)MRI掃描可以提高垂體微腺瘤的陽性發(fā)現(xiàn)率5%-10%,而動(dòng)態(tài)MRI可提高陽性發(fā)現(xiàn)率約5%-20%,使垂體微腺瘤的MRI陽性發(fā)現(xiàn)率達(dá)到80%-90%0在分析垂體微腺瘤的動(dòng)態(tài)MRI圖像時(shí)，應(yīng)注意垂體病變和周圍垂體組織增強(qiáng)的差異性，低信號(hào)病灶的均勻程度，以及病灶邊界的清晰程度。以便術(shù)中能更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)病變。由于病變較小，當(dāng)垂體微腺瘤位于垂體前葉中央或靠近中央時(shí)，病變往往為圓形或橢圓形，而當(dāng)病變位于垂體前葉的側(cè)方時(shí)，病變多表現(xiàn)為與周圍相適應(yīng)的不規(guī)則形狀，如靠近海綿竇時(shí)，出現(xiàn)三角形。（三）腦功能磁共振技術(shù)【磁共振波譜】磁共振波譜（magneticresonancespectros-copy,MRS）是一種利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用，進(jìn)行特定原子核定量分析的方法。其基本原理與磁共振成像（MRI）一致?；瘜W(xué)位移和自旋耦合現(xiàn)象使含有同一種原子核的不同化合物中的不同分子集團(tuán)在頻率軸的不同位置被分別表示出來，它們構(gòu)成了波譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)，而分析這些波譜的特征、變化和相互關(guān)系等，據(jù)此推測(cè)人體的病理生理信息，構(gòu)成了醫(yī)學(xué)波譜分析的主要內(nèi)容。MRS是一種無創(chuàng)性的新型腦功能影像學(xué)檢查方法。目前，利用MRS已經(jīng)對(duì)多種原子核進(jìn)行過測(cè)定，并已逐漸在臨床上取得了一定進(jìn)展。其中，應(yīng)用最多的是1H和31P。MRS在腦功能研究方面主要應(yīng)用于：癲癇灶的定位、腦卒中、腦腫瘤、出血、創(chuàng)傷、白質(zhì)病變、感染性疾病、AIDS、新生兒腦病、代謝及系統(tǒng)性疾病、精神神經(jīng)性疾病等。該技術(shù)尚存在操作時(shí)間長、空間定位方法待改進(jìn)、數(shù)據(jù)后處理復(fù)雜等缺點(diǎn)，并且，譜線變化的意義也有待進(jìn)一步深入探討。因此，我們相信，這種新興的磁共振檢查項(xiàng)目與傳統(tǒng)磁共振影像相結(jié)合，將顯示巨大的發(fā)展?jié)摿??！敬殴舱駨浬⒊上窦夹g(shù)】磁共振彌散成像技術(shù)是增加采集方向，克服成像結(jié)構(gòu)內(nèi)的水各向異性擴(kuò)散特征的成像方法，是目前在活體上測(cè)量水分子彌散運(yùn)動(dòng)與成像的惟一方法，最常用的MRI彌散成像技術(shù)主要包括彌散加權(quán)成像（DWI）和彌散張量成像（DTI）ODWI成像速度快，圖像信噪比高，其對(duì)早期和超早期腦梗塞的診斷價(jià)值已得到充分肯定。DWI結(jié)合MRS可對(duì)顱內(nèi)腫瘤性病變和非腫瘤性病變進(jìn)行鑒別診斷，同時(shí)能夠指導(dǎo)腦內(nèi)腫瘤的分級(jí)。此外，DWI對(duì)鑒別良、惡性腦膜瘤也有一定的價(jià)值，還可對(duì)腦腫瘤治療后是否存在腫瘤殘留或復(fù)發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià)判斷。DTI目前主要用于腦白質(zhì)束成像。由于采集方向增加和分辨力提高，可獲得三維的白質(zhì)束圖像。DTI可了解正常人白質(zhì)纖維束隨年齡變化的特點(diǎn)，以及病變?cè)斐傻陌踪|(zhì)纖維束受壓、移位、變形、浸潤與破壞。對(duì)腦白質(zhì)營養(yǎng)不良及脫髓鞘病變、外傷后記憶喪失、腦梗死后