磁共振成像新技術及應用 牡丹江醫學院附屬紅旗醫院磁共振科 中樞神經系統磁共振新技術 彌散加權成像 DWI 彌散張量成像 DTI 腦灌注成像 PWI ASL 磁化率敏感成像 SWI 腦血管成像 MRA MRV 波譜分析 MRS 腦功能成像 f MRI 體部磁共振新技術 水成像技術 MRCP MRU MRM 動態增強技術 3D THRIVE 彌散加權成像 DWI 背景抑制彌散加權成像 BS DWI 磁共振血管成像 MRA 全景成像 TIM 磁共振頻譜 MRS 彌散加權成像 DWI DWI是目前惟一能夠檢測活體組織內水分子擴散運動的無創方法原理為射頻脈沖使體素內質子的相位一致 射頻脈沖關閉后 由于組織的T2弛豫和主磁場不均勻將造成質子逐漸失相位 從而造成宏觀橫向磁化矢量的衰減臨床應用 最早用于超急性 急性腦缺血診斷 目前應用不斷擴展至各實質臟器病變診斷 彌散加權成像 DWI DWI是目前惟一能夠檢測活體組織內水分子擴散運動的無創方法原理為射頻脈沖使體素內質子的相位一致 射頻脈沖關閉后 由于組織的T2弛豫和主磁場不均勻將造成質子逐漸失相位 從而造成宏觀橫向磁化矢量的衰減臨床應用 最早用于超急性 急性腦缺血診斷 目前應用不斷擴展至各實質臟器病變診斷 男 49歲 突發右側肢體無力1h 病史 男 73y 右側肢體乏力6h DWI顯示病變范圍較T2WI廣泛 彌散張量成像 DTI 利用組織中水分子彌散的各向異性 anisotropy 來探測組織微觀結構的成像方法腦白質的各向異性是由于平行走行的髓鞘軸索纖維所致 腦白質的彌散在平行神經纖維方向最大 即彌散各向異性FA最大 接近于1這一特性用彩色標記可反映出腦白質的空間方向性 即彌散最快的方向指示纖維走行的方向DTI是一種用于研究中樞神經系統解剖神經束彌散各向異性和顯示白質纖維解剖的磁共振技術 DTI在神經系統疾病 尤其膠質瘤 治療方面的作用術前評估DTI可以清晰地界定腦腫瘤 尤其如膠質瘤 與正常腦組織 瘤周水腫的界限 對于術前確定手術切除范圍具有重要的指導意義 術中導航亦有報道稱通過對手術臺和MR操作設備的聯合設計實現在術中進行DTI 做到精確切除神經系統腫瘤殘留組織術后隨訪腦腫瘤 尤其是膠質瘤 手術以及放化療后狀況的準確評估一直以來是個難題 腦腫瘤的術后復發或殘留因具有較高的細胞密度和細胞外間隙小等原因 其ADC值低于術后殘腔 而DWI信號增高 腦灌注成像 PWI 動態磁敏感增強灌注成像 DSCPWI 是最先用于腦部 反映組織血流灌注情況順磁性對比劑高壓注射后 觀察對比劑通過組織信號變化情況 連續測量 產生時間一信號強度曲線 分析曲線 對每個像素積分運算得到rcBV rcBF MTT TTP圖DSCPWI臨床應用 PWI早期發現急性腦缺血灶 觀察血管形態和血管化程度評價顱內腫瘤的不同類型 PWI可早期發現心肌缺血 還可評價肺功能和肺栓塞 肺氣腫 病史 反復右側肢體乏力 可恢復 PWI顯示左側放射冠血流量有所減低 平均通過時間和達峰時間稍有延長 但血容量正常 提示左側放射冠缺血 腦缺血應用 腦腫瘤應用 病史 左額葉膠質瘤術后3年復查 術區未見異常高灌注區 提示無復發 動脈自旋標記PWI 動脈自旋標記 aterialspinlableing ASL 法是利用動脈血液中的質子作為內源性對比劑 需用特殊設計的脈沖序列對流入組織血液質子進行標記 檢測來反映組織的血流動力學信息 ASL應用現狀 腦缺血 缺血早期 30分 顯示缺血區腦腫瘤 測定腫瘤血流量 對腫瘤分級 鑒別原發與轉移以及評價療效感覺 運動 認知功能研究 研究熱點 左額腦膜瘤 磁敏感成像 SWI 是一個三維采集 完全流動補償的 高分辨率的薄層重建的梯度回波序列通過數據采集和圖像處理最終產生強烈的幅度像對血液 出血非常敏感 對顯示組織微小出血 靜脈 磁性物質 鈣化敏感 磁敏感成像 SWI 臨床應用腦血管早期 微量出血 腦淀粉樣血管病 腦動脈粥樣硬化微量出血 腦血管畸形靜脈竇病變腦外傷 軸索損傷 神經系統變性疾病 鐵質增加 亨廷頓病 阿爾茨海默病 多發性硬化 肌萎縮側索硬化等 病史 右側頭痛多年 SWI顯示海綿狀血管瘤 MRA 根據原理分為兩類 1 依靠血液流動特性來實現的MRA 包括時間飛躍法 time of flighttechnique 簡稱TOF 和相位對比法 phasecontrasttechnique 簡稱PC 2 對比劑增強磁共振血管成像對比劑增強磁共振血管成像 contrastenchancedmagneticresonanceangiography CE MRA MRA TOF和PC 由于流動血液的MR信號與周圍靜止組織的MR信號差異而建立圖像對比度的一種技術這種技術可以用于測量血流速度 觀察血管和血流狀態的特征優缺點 1 常規MRA作為一種無創性檢查 不需使用對比劑 流動的液體即是MRI成像固有的生理對比劑 無放射損傷 操作方便 2 掃描時間長 渦流可引起散相位 局部信號降低 層面內血流部分被飽和 信號降低和丟失 經MIP重建后會出現 竹節狀 偽影 小血管分支顯示不佳 MRA TOF MRA PC 左側大腦中動脈狹窄 CE MRA 依賴于Gd DTPA將鄰近的自旋質子的T1時間顯著縮短 使動靜脈血液與周圍組織之間的T1時間產生差別而成像 優缺點 1 掃描快速 多時相顯示 偽影少 減影方法可以去除短T1物質的干擾 無創傷性 對比劑使用劑量小 避免因扭曲血管 湍流及慢血流等所致信號喪失 2 操作相對復雜 要求掃描與注射過程準確配合 才能使K空間中心與對比劑注入中心重疊 CE MRA 左側鎖骨下動脈狹窄 CE MRA 右側椎動脈狹窄 MRV 腦膜瘤壓迫右側橫竇 MRV 運用相位對比 PC法 采集靜脈像應用 1腦靜脈病變 靜脈竇血栓 畸形等2腫瘤與靜脈竇的關系3用PC法測量靜脈血流 MRV 病例 男 27歲 因 頭痛二天 意識不清伴肢體抽搐2小時 急診CT 提示雙側半球見多灶出血 靜脈竇密度增高 MRV MRV 矢狀竇不顯影 T2W 流空不明顯 MRV CT增強掃描 矢狀竇彌漫性充盈缺損 磁共振頻譜分析 MRS 是目前能夠進行活體組織內化學物質無創性檢測的唯一方法 普通MRI提供的是組織的形態信息 而MRS則可提供組織的代謝信息MRS的原理由于所處的分子結構不同造成同一磁性原子核進動頻率差異的現象稱為化學位移現象 以H質子為例 對目標區域施加經過特殊設計的射頻脈沖 其頻率范圍要求含蓋所要檢測代謝產物中質子的進動頻率 然后采集該區域的MR信號 可以是FID信號或回波信號 該MR信號來源于多種代謝產物中質子 由于化學位移效應 不同的代謝產物中質子進動頻率有輕微差別 通過傅里葉轉換可得到不同物質譜譜線的信息 MRS 目前應用于臨床的MRS主要是1H 31P的波譜 一般用于 1 腦腫瘤的診斷和鑒別診斷 2 代謝性疾病的腦改變 3 腦腫瘤治療后復發與肉芽組織的鑒別 4 腦缺血疾病的診斷和鑒別診斷 5 前列腺癌的診斷和鑒別診斷等 6 彌漫性肝病 7 腎臟功能分析和腎移植排斥反應等 腦1HMRS分析的主要代謝產物有 1 NAA N 乙酰門冬氨酸 主要存在于神經元及其軸突 可作為神經元的內標物 其含量可反映神經元的功能狀態 含量降低表示神經元受損 2 肌酸 Cr 能量代謝產物 在腦組織中其濃度相對穩定 一般作為腦組織1HMRS的內參物 常用其他代謝產物與Cr的比值反映其他代謝產物的變化 3 膽堿 CHo 主要存在于細胞膜 其含量變化反映細胞膜代謝變化 在細胞膜降解或合成旺盛時其含量增加 在腦腫瘤時 常有Cho升高和NAA降低 因此Cho NAA升高 尤以惡性腫瘤更為明顯 多發硬化等脫髓鞘病變如果Cho升高 往往提示病變活動 4 乳酸 Lac 為糖酵解的終產物 一般情況下1HMRS無明顯的Lac峰 但在腦缺血或惡性腫瘤時 糖無氧酵解過程加強 Lac含量增高 MRS 右額葉膠質瘤 CHO明顯增高 NAA顯著減低 方法 單體素多體素二維成像 MRS 多形性膠質母細胞瘤二維波譜成像 CHO明顯升高 NAA下降 MRS 二維波譜 雙側額葉彌漫病變 MRS顯示 CHO明顯增高 NAA降低 膠質瘤病 腦功能成像 f MRI 原理 脫氧血紅蛋白主要縮短T2馳豫時間 引起T2加權像信號減低 當腦活動區域靜脈血氧合血紅蛋白增加 脫氧血紅蛋白濃度相對減低時 導致T2時間延長 在T2WI上信號增強 所以腦功能成像時 活動區T2WI上表現為高信號 fMRI成像需要高場強結合高梯度場及快速切換率的MR設備 fMRI能對神經活動進行成像 fMRI檢查協助腦外科醫生制定手術計劃 避免術中損傷皮層 精神病學臨床應用正在研究 fMRI可用于評價腦卒中患者的中樞損害及功能重組情況 在指導康復中起重要作用 f MRI 手指運動激活 大腦中央前回明顯激活 f MRI 水成像技術 主要是利用水的長T2特性 此技術對流速慢或停滯的液體 如腦脊液 膽汁 胃腸液 尿液 非常靈敏 呈高信號 實質性器官和流動液體呈低信號 將原始圖像采用最大強度投影法 MIP 重建 可以得到類似于注射造影劑或行靜脈腎盂造影一樣的影像 臨床上常用于磁共振胰膽管成像 MRCholangioPancreatography MRCP 磁共振脊髓成像 MRmyelography MRM 磁共振泌尿系成像 MRurography MRU 磁共振內耳成像 磁共振涎腺管成像 磁共振輸卵管成像等 水成像技術 優缺點 1 安全無創 不需對比劑 不受操作者技術影響等優點 2 水成像一般不作為單獨檢查 應與常規MR圖像相結合 重視原始圖像的觀察 如僅觀察重建后的圖像 可能遺漏管腔內的小病變如膽管內小結石與小腫瘤等 3 注意假病灶的分析 水成像容易出現偽影 MRCP MRU 內耳迷路水成像 動態增強技術 三維容積內插快速擾相T1WI序列 西門子 容積內插體部檢查 VIBE 飛利浦 T1高分辨力各向同性容積激發 THRIVE GE 肝臟容積加速采集 LAVA 特點 層面薄 信噪比高 可兼顧實質成像和三維血管成像根據不同部位可采用屏氣和不屏氣兩種 肝臟THRIVE掃描 肝癌多期增強掃描 前列腺THRIVE掃描 前列腺癌 動脈期快速強化 乳腺THRIVE動態掃描 右乳小結節 8動態增強掃描 繪制時間信號曲線 呈緩升平臺型 為良性結節術后病理 小纖維腺瘤 乳腺THRIVE動態掃描 乳腺增生并纖維腺瘤形成曲線 緩慢上升型 乳腺THRIVE動態掃描 病史 女34歲 右乳浸潤性導管癌 動態增強曲線呈速升速降型 彌散加權成像 最初應用于顱腦疾病 隨著軟硬件技術的進步 目前DWI已在全身廣泛運用體部T2值較短 易受磁敏感影響 b值 500 1000s mm2主要應用有肝膽胰脾 乳腺 前列腺 全身DWI DWI 肝膽胰脾 作用提高對局灶病變檢出率提供局灶病變鑒別診斷價值 區分富水病變與實性病變低b值DWI反映肝臟局灶病變的血供對肝纖維化 肝硬化的評價 DWI 乳腺 乳腺多中心腫瘤 背景抑制彌散加權成像 BS DWI 原理 DWI加背景 脂肪 抑制 大范圍掃描聯合3D處理特點 與常規T1W T2W像結合 空間定位準確檢查過程簡單 重復性好無創 無輻射 無需注射藥物只要約30分可獲得全身掃描結果 背景抑制彌散加權成像 BS DWI BS DWI PET CT 圖1 2為肺癌右鎖骨轉移BS DWI和PET CT對照 圖3為宮頸癌盆腔轉移 增強磁共振血管造影 CE MRA 主動脈成像腎動脈成像下肢動脈成像頸動脈成像 CE MRA 全景成像 波譜成像 1H MRS 前列腺波譜分析乳腺腫瘤波譜分析 波譜分析 紅箭顯示 高聳CHO峰白箭顯示 低矮Cit峰 前列腺增生 藍箭頭示 枸櫞酸鹽峰 MRI造影劑 Gd DTPA 和CT增強掃描比較的優點 對比好 病變檢出率高 顱腦 肝臟 更為安全 同等劑量下 其安全性是CT造影劑的20倍 使用劑量更小 一般為CT造影劑的1 10 可用于碘過敏者腎毒性明顯低于碘對比劑 可由于腎功能不全者 絕對禁止進入MRI室及進行MRI檢查的情況 A 裝有心臟起搏器的病人 B 有眼球金屬異物的病人 C 發熱37 5 以上 重要提示 危險 MRI安全注意事項 體內有大塊金屬植入體的患者 如人