磁共振成像装置

2024-08-26

磁共振成像装置（精选九篇）

磁共振成像装置篇1

当今磁共振 (MRI) 检查已成为医学影像学的重要诊断手段, 但由于设备的价格昂贵, 所以普及程度不高。美国、日本等先进国家的普及率已达到每百万人30台以上, 而我国仅为每百万人1台的水平。用于人体的磁共振装置依其磁场强度划分, 可分为高磁场与低磁场两大类型。前者一般为1.5T~3.0T, 而后者一般为0.3T。由于我国的国情, 一般区县级医院的配置级别都在低场水平。该级别的MRI装置虽然资金投入较少, 但其功能及应用范围也较局限。如何提高低场磁共振装置的性能, 扩展其功能已成为业界人士研究的热点课题。

在上海浦东新区政府的关怀下, 位于张江海外创新科技园的美时医疗技术公司与上海交通大学生命科学技术学院、上海交通大学制冷与低温工程研究所联合研制成功超高灵敏度的超导线圈。采用此类线圈的低场磁共振装置, 其图像的信噪比约可提升5倍。因此可使低场磁共振装置的性能可达到高场的水平。在2007年12月19日召开的新闻发布会上, 领衔此课题的美时医疗公司行政总裁马启元教授 (美国哈佛大学放射科访问副教授) 在其报告中展示了迄今为止国际上灵敏度最高的超导线圈技术应用与低场磁共振的心脏成像及人体其他部位的超高分辨率成像, 受到与会者的高度重视。在马启元教授的主题报告后, 上海浦东新区张学兵区长致词。张区长在发言中鼓励留学海外的学者在浦东新区孕育具有国际水平的新成果, 把聪敏才智带回来。上海交通大学生命科学院庄天戈教授、上海中医药大学詹松华教授、上海理工大学医疗器械学院曹厚德教授及多位医学影像专家出席会议并在会上即席发言。

与会的专业人士对此项新技术的应用颇受鼓舞, 期望能尽快投入临床应用。 (曹厚德)

磁共振成像序列的机理研究篇2

磁共振成像序列的机理研究

【摘要】1946年，人们最初认识了核磁共振（NMR）现象。之后，NMR很快产生了实际用途。随着时间的推移，NMR技术不断发展，其解析分子结构的能力也越来越强。1973年，核磁共振成像技术（MRI）问世并日趋成熟，被人类广泛应用于各个领域，成为一项常规的医学检测手段。近年来，科学家在磁共振成像序列的机理上不断进行探究，并成功扩充磁共振序列库，对推动医学、神经生理学和认知神经科学的发展做出重要贡献，为人类揭示大脑和生命的奥秘奠基。本文主要介绍了几种常用的磁共振成像序列——SE序列、FSE序列、IR序列、GRE序列和三种杂合序列。

【关键词】核磁共振成像、序列、磁化矢量、弛豫、RF脉冲【正文】

一、磁共振成像的原理及概述

处在磁场中的任何含有奇数质子或中子的原子核会吸收与磁场强度成正比的特定频率的电磁波能量而处于受激高能态。当处于受激高能态的原子核回复到初始低能态时，将会辐射出与激励频率相同的电磁波。这一现象被称为核磁共振（NMR），磁共振设备有：MR设备的场强、MR设备的磁体和MR设备的线圈。

磁共振成像（MRI）是基于核磁共振（NMR）原理的成像技术。依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。核磁共振成像（MRI）已在物理、化学、医疗、石油化工、考古等方面获得了广泛的应用，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。

由于氢为磁化最高的原子核，且氢为人体内含量最多的元素，故MRI中目前只应用氢核成像。在自然状态下，质子是无序的，因此它们不显示磁性。利用磁场使质子规范排列后，质子就会形成一个相应的磁化矢量，该磁化矢量方向与外磁场纵轴的方向相同。然而此时形成的磁力与外磁场相比十分微弱，还不能直接应用与成像技术。质子在外磁场中有特定的自旋方式和“进动”的运动方式。而其“进动频率”与外磁场的场强有关，用Lamor方程可表示为0B0。根据Lamor方程计算出能使氢质子产生共振的射频脉冲（RF脉冲），并向质子施加特定频率的RF脉冲，质子便会吸收RF脉冲的能量发生跃迁，同时变为处于“同相”的质子，形成一个新的宏观磁化量，即横向磁化矢量。此时的MR信号就可以应用成1/4 磁共振成像序列的机理研究

像。

新建立的横向磁化矢量的消失与原来的纵向磁化矢量的恢复过程称为“弛豫”。其中，纵向弛豫时间称为T1，横向弛豫时间称为T2。弛豫时间为一常数：T1=纵向磁化恢复到原来磁化量63%的时间；T2=横向磁化减少到初始的37%的时间。人体中不同成分的组织和结构的弛豫时间不同，正常组织与该组织中的病变组织之间的弛豫时间也不同，这是MRI用于临床诊断的最主要的物理基础。

MR信号与质子密度、T1、T2值、化学位移、相位、运动等因素有关，而这些因素对MR信号的影响收RF脉冲的调节、所用的梯度以及信号采集时刻的控制。因此，MRI成像技术中，有多个成像参数提供丰富的诊断信息，使MRI获得的图像十分清晰精细。且MRI对软组织有较好的分辨力，能够通过调节磁场自由选择所需剖面，对全身各系统疾病的诊断都有很大的价值。

二、磁共振成像的序列

磁共振成像序列可分为多种：

1、自旋回波（SE）序列；

2、快速自旋回波（FSE）序列；

3、反转恢复（IR）序列；

4、梯度回波（GRE）序列；

5、杂合序列。

（1）自旋回波（SE）序列：SE序列是目前MR成像中最基本、最常用的脉冲序列。SE序列包括单回波SE序列和多回波SE序列。单回波序列的过程是先发射一个90°脉冲，间隔一段时间后再发射一个180°脉冲，此后再经过一段时间间隔就出现了回波，即可测量回波信号的强度。其中，90°RF脉冲至测量回波信号之间的时间称为回波时间（TE）。在实际成像过程中，上述过程需要重复，相邻两个90°RF脉冲之间的时间间隔为重复时间（TR）。因此，SE序列组织的MR信号强度可用Bloch方程表示：

SSEf(H)g(V)(1eTR/T1)eTE/T2

从中可知，T1越长或T2越短，则信号越弱；T1越短、T2越长或质子密度越高，则信号越强。成像时通过对TR和TE时间的选择，可获得不同强度的T1、T2和质子密度加权像。

1、选用长TR（1500~2500ms）和短TE（10~25ms）可得到质子密度加权像；

2、选用长TR（1500~2500ms）和长TE（80~120ms）可得到T2加权像；

3、选用短TR（5000ms左右）和短TE（10~25ms）可得到T1加权像。若均选用中等长度的TE和TR，则无法突出对比，从而不适用于医学成像。

多回波序列是在施加90°RF脉冲后，每隔特定的时间连续施加多个180°RF脉冲，使磁化矢量产生多个回波。多回波SE序列可显著缩短成像时间，但因为弛豫的作用，相继

2/4 磁共振成像序列的机理研究

产生的回波信号幅度呈指数性衰减，使图像的信噪比降低。

SE序列具有组织对比良好、信噪比较高、伪影少、信号变化容易解释等特点。常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱等的临床检测与治疗。

（2）快速自旋回波（FSE）序列：在SE序列中，T2加权像的产生所需要的扫描时间较长，FSE则解决了这个问题。FSE序列同多回波SE序列一样，是在施加90°RF脉冲后，连续施加多个180°RF脉冲，形成多个自旋回波。不同的则是FSE序列在每个TR时间内获得多个彼此独立的不同相位编码数据，因此可使用较少的脉冲激励及较少的TR周期形成图像，从而缩短扫描时间。

根据回波链长度（ETL），FSE序列可分为短回波链、中等长度回波链、长回波链三种。其特点有：快速成像、对磁场不均匀性不敏感、组织对比降低、图像模糊、脂肪组织信号强度增高、组织的T2值延长、能量沉积增加等。

（3）反转恢复（IR）序列：IR序列是较早应用的脉冲序列。其RF脉冲激励的顺序与SE序列相反。扫描中，先给一个180°RF脉冲，该脉冲使磁化矢量反转180°，之后磁化矢量依组织的纵向弛豫恢复，经过大约T1的时间后，磁化矢量恢复的量值直接与组织的T1有关，能够有效反应组织的T1差异。但是该信号还不能被测量，需再施加一个人90°RF脉冲，使其出现自由感应衰减信号（FID）。IR序列的信号强度由Bloch方程表示为：

SIRf(H)g(V)(12eTI/T1eTR/T1)eTE/T2

IR序列有两种信号处理方式：量值重建法和相位敏感重建法。所以，IR序列的信号不仅与所选择的TI、TE和TR有关，还与数据重建方式有关。IR序列可形成重T1加权像，在成像过程中完全排除T2的作用，能精细地显示解剖结构，因而在检测灰白质疾病方面有很大的优势。

近年来，以IR序列为基础发展起来的流动衰减反转恢复（FLAIR）序列得到重视。该方法采用长TI和长TE的IRSE序列脉冲，产生液体信号为0的T2加权像，是一种水抑制的成像方法。常用于脑的多发性硬化和脑梗塞等疾病的鉴别诊断，其在癫痫的研究中也越来越受到重视。

（4）梯度回波（GRE）序列：GRE序列又称为场回波（FE）序列，具有扫描时间少、磁敏感效应和三维成像的特点。其采用小于90°的射频脉冲激励和小的翻转角，并使用反转梯度取代180°复相脉冲。MR图像信号强度的大小主要由激励脉冲发射时纵向磁化矢量

3/4 磁共振成像序列的机理研究的大小和纵向磁化矢量翻转到XY平面的横向磁化矢量的大小决定。GRE图像的对比主要依赖于激发脉冲的翻转角，TR和TE三个因素。在三个因素中，翻转角是主要的决定因素。

GRE序列虽采用小于90°的射频脉冲激励，但小角度脉冲的纵向磁化矢量变化较小，使发射前的纵向磁化矢量接近于完全恢复，能形成较大的稳态纵向细化矢量，故能产生较强的MR信号，明显缩短成像时间而又具有较高的图像信噪比。由于GRE序列不使用180°RF脉冲，可减少被检者体内的能量堆积，对被检者有利。目前，GRE已被广发应用在上中腹部脏器检查、血管检查、心脏成像、关节软骨成像、胆系成像中，是目前MR快速扫描序列中最为成熟的方法。

（5）杂合序列：

①梯度自旋回波（GSE）序列：GSE序列是由SE序列和GRE序列组合而成的快速成像序列，又被称为GRASE。该序列恢复了类似自旋回波的磁敏感性特点，又缩短了扫描时间。GRASE的一次激发中包含几个自旋回波，每个自旋回波中又包含了一系列梯度回波。一般情况下，GRASE中所有自旋回波包络叫做快速因子TF，将一个自旋回波包络所笼罩的梯度回波数叫做EPI因子EF。TF和EF都是GRASE的参数。

从广义上讲，TSE和EPI都属于GRASE序列。但在通常情况下，只有TF≠1和EF≠1的序列称为GRASE。当EF=1时，GRASE称为TSE序列；而当TF=1时，GRASE被称为EPI序列。因此，三种序列之间就可以相互转换，GRASE在序列的选择上具有很大的灵活性。

②TIR、TIRM序列：TIR、TIRM序列是在快速自旋回波序列前加一个180°准备脉冲组合成的新序列。该序列的工作原理与标注IR序列相似，并具有抑制脂肪信号的作用。如果在射频激励开始时液体纵向磁化的弛豫曲线正好经过零线，就可以抑制水信号。TIR、TIRM序列对观察脑室周围的病变有重大意义，通过对液体信号的压制，脑室周围的高密度病变以及周边的充水结构都能清楚显示。

③STEAM序列：STEAM序列是利用激发回波来取得信号的快速成像序列。STEAM序列采用3个RF脉冲：两个90°脉冲及一组紧随其后的小角度射频脉冲串。采样时，STEAM对每个回波信号分别进行相位编码。

STEAM序列能够克服磁场非均匀性的影响，且其图像不受运动伪影的干扰，还可以运用在扩散成像场合中。然而STEAM对脂肪或蛋白质等短T1组织的成像比较困难，最大信号幅度小，信噪比不高。

4/4 磁共振成像序列的机理研究

三、未来展望

科学家对生命的探究从未停息，人脑的思维方式一直是一个谜。借助MRI技术在脑功能成像方面的发展，有助于人类破译大脑之谜。利用脑功能成像技术研究脑的功能及发生机制是脑科学中最重要的课题。MRI血流成像技术、MRI波谱分析又帮助人类了解生命体的构造。因此，我们没有理由不相信：未来的MRI将成为思维阅读器，将在揭示生命的奥秘这一课题上将发挥更大的作用。

【参考文献】

1、杨正汉——MRI常用序列及其应用

2、万遂人——神奇的医学成像技术

3、百度百科——核磁共振成像

4、《电磁生物效应》北京邮电大学出版社，刘亚宁主编

5、《世界医疗器械》1999年4月

6、赵喜平、郑崇勋——快速磁共振成像序列及其应用

磁共振成像装置篇3

【关键词】磁共振；前列腺增生

【中图分类号】R446.6【文献标识码】A【文章编号】1044-5511（2011）10-0302-01

前列腺增生症（Benign prostatic hyperplasia，BPH）是男性老年人的常见病。有尸检报道60岁以上发病率高达50%[1]。既往诊断主要依靠B超检查，随着医学影像的发展，磁共振成像（MRI）组织分辨率高，无创伤，无辐射，且可多方位成像，在泌尿系统疾病诊断中得到广泛的应用。本研究搜集34例因BHP于我院治疗的患者，所有患者术前均采用MRI检查前列腺及移行带的重量，术后病理检查与之相比较，得到较好的诊断效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2006年6月-2011年4月因BPH入我院治疗的34例患者，年龄58-81岁，平均年龄（67.1±10.3）岁，所有患者均有尿频、排尿困难、夜尿增多症状，部分患者伴有尿急、尿疼、血尿；直肠指诊前列腺增大，质中、中央沟消失13例，质韧16例，触及结节4例，质韧及结节1例。34例患者实验室检查前列腺特异性抗原（PSA）为0.87-4ng/mL，34例患者均行耻骨上前列腺切除术。

1.2 前列腺及异性带的大小测量

前列腺重量（g）=π/6×横径（cm）×前后径（cm）×上下径（cm） ×1.05[2]，计算整个前列腺及移行带的重量。

1.3 磁共振检测方法

采用安科公司生产的0.3T OPENMARK3000 MRI，扫描前清洁肠道并禁食12h。肛门内注气适量以充盈直肠、乙状结肠。留适量尿液充盈膀胱。病人取仰卧位，行T1W和T2W横断位常规扫描。自髂前上嵴至耻骨联合下缘，层厚10mm，间距20%扫描。T1WI TR 600/TE 30MS，T2WI TR1800/TE 90MS，分别采集轴位T1、T2和矢状位T1和冠状位T1像，冠状位T1像向前倾斜使扫描层面与前列腺纵轴平行。

1.4 统计学方法

采用SPSS 17.0统计软件包，计量资料采用以均数±标准差（x-±s）表示，术前MRI测量结果与术后病理检查结果采用直线相关回归分析。

2 结果

2.1 术后病理检查结果显示前列腺中叶严重增生唇状突入膀胱14例，20例患者以两侧叶增生为主，部分中叶增生突入膀胱，其中前列腺包膜欠光滑合并炎症者18例。术前MRI提示包膜欠光滑者术中见均有不同程度的粘连，3例MRI怀疑前列腺癌患者，术后病理证实为BPH。

2.2 34例开放性手术患者术前MRI测量整个前列腺重量30.2-126.9g，平均（63.5±15.4）g；移行带重量20.1-102.5g,平均(42.8±11.2)g。手术切除标本重量16.7-126.9g，平均（46.3±12.6）g。运用直线相关分析两者之间的关系，术前测得前列腺重量、移行带重量与术后腺体的标本重量相关系数r分别为0.885 和0.889，两者均有正相关。

3 讨论

研究结果显示，本组手术切除后测量的前列腺及移行带的实际值与MRI测得的数值具有正相关，MRI更能反映前列腺的实际情况，可以更好的诊断，从而更好的指导临床治疗，值得临床推广应用。

前列腺增生主要是前列腺尿道周围移行带的腺体、结缔组织和平滑肌的增生，增生组织呈多发结节，并逐渐增大。前列腺轻度增生时，大小可不变或轻度增大，超过正常范围，在核磁共振上可显示为中央腺信号异常，若前列腺增生所引起的临床症状较重，则核磁共振可显示为出中央腺体积明显增大。前列腺结节在T1WI加权像上呈均匀稍低信号改变，在T2WI加权像上呈等信号或高、低相间的混杂信号，因外周带受挤压，从而引起组织变薄，故核磁共振上可见一环形低信号假包膜，在T2WI上呈高信号改变。核磁共振可对前列腺进行多平面成像，除准确测量前列腺前后径、上下径外，其矢状面与轴面上还可以明确前列腺中叶增生突入膀胱的情况，为临床大夫手术方式的选择提供参考依据。

前列腺正常情况下，因外周带多为腺体组织，且组织结构较规则，故外周帶在MRI上强化程度相对较低且较均匀。核磁共振增强扫描时，因含腺体、间质、平滑肌的比例不同，其强化常不均匀[3]。另外前列腺增生很少发生在外周带，临床患者较少，本组病例中仅有1例为外周带增生。前列腺增生结节的血供多于正常前列腺，特别是纤维血管型增生结节，多有较为明显不均匀强化，本组病例中增生结节多为轻中度强化，强化程度低于中央腺体，囊变坏死区仍无强化。另外本组病例中有4例患者T1WI上边缘较粗糙，精囊角增大、模糊，个别患者前列腺与直肠之间脂肪间隙较模糊，提示有前列腺周围炎症存在；再次，可根据T2WI扫描结果中根据薄膜是否完整，边缘是否整齐，双侧后角是否对称及静脉丛是否存在与前列腺癌相鉴别[4]。

从本文结果看，分析BPH的MRI信号特征可以初步判断前列腺及移行带的大小，有助于临床选择合理的治疗方案和估计预后，从而可以更好的诊断，为治疗提供依据，值得临床推而广之。

参考文献

[1]顾方六. 前列腺增生和前列腺癌在中国发病情况的初步探讨. 中华泌尿外科杂志, 1993, 10(15):5.

[2]吴阶平主编. 泌尿外科. 第一版. 济南: 山东科技出版社, 1993. 938-948

[3]张兴伟, 周康荣, 陈祖望. 快速序列动态增强MRI对前列腺癌的诊断价值. 中华放射学杂志, 2000, 34:393.

磁共振成像装置篇4

1 资料与方法

1.1 一般资料:

收集2003—2012年在我院首次就诊发现并在本院或外院手术或活体组织检查证实的15例GC患者, 其中男性8例, 女性7例;年龄33~69岁, 平均 (47±22) 岁。本组10例患者以慢性头痛为主要临床表现, 癫痫5例, 轻瘫2例, 精神障碍及性格改变1例。实验室检查脑脊液正常或蛋白轻度升高。脑电图呈弥漫性慢波, 偶见棘波。

1.2 检查方法:

采用德国Siemens超导1.5T磁共振扫描仪进行检查, 15例患者均常规行横断、矢状面扫描, 扫描参数:TlWI (TR 500 ms、TE 10 ms) 、T2WI (TR 4 000 ms TE 89 ms) 、液体衰减反转恢复 (FLAIR) 序列 (TR 8 110 ms、TE 122 ms、翻转角180°、TI 2 500 ms) , 层厚5 mm, 层间距1 mm, 矩阵256×256, 视野 (FOV) 18 cm×24 cm。脑血管成像 (MRA) 采用时间飞跃法 (TOF) 。常规MRI扫描结束后对病变区及正常脑实质区做单体素氢质子MRS, 扫描参数:TR 1 500 ms、TE 135 ms、激励次数192、体素1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm, 经匀场、基线矫正、水抑制后采用MR自带软件进行波谱分析并计算各物质的峰下面积。观察N-乙酰天门冬氨酸 (NAA) 、肌酸 (Cr) 、胆碱复合物 (Cho) 、乳酸 (Lac) 、脂质 (Lip) 峰的改变及NAA/Cr、Cho/Cr、Cho/NAA比值变化。所有病例均行钆喷酸葡胺 (Gd-DTPA) 增强扫描。

2 结果

MRI及MRS表现:MRI显示病变范围广泛, 累及大脑两叶以上, 病变以白质改变为主, 所有病例均累及颞叶。其中10例伴有枕叶受累, 4例顶叶受侵, 10例显示胼胝体受累增厚, 6例显示基底节、丘脑等灰质受累。病变呈弥漫性斑片状, TlWI呈低或等信号, T2WI呈高或混杂高信号, FLAIR像呈高或混杂高信号。受累区域脑组织轻度肿胀, 脑沟变浅、变平或消失, 脑室变窄, 无囊变、钙化和肿块, 占位效应不明显, 中线结构无明显移位, 周围正常组织结构仍可辨识。MRA脑部血管未见明显狭窄闭塞。增强扫描10例无明显强化, 3例表现为轻度斑片状强化, 1例结节样强化, 1例呈线样轻度强化。MRS显示病变区域NAA峰降低, Cho峰增高, 未见明显Lac及Lip峰;Cho/Cr和Cho/NAA比值较正常脑实质区升高, 平均分别为1.2、1.8;NAA/Cr比值降低, 平均为0.7。 (图1) 。

3 讨论

图1男性, 53岁, 胶质瘤病MRI和MRS结果 (a:MRI显示右侧枕颞叶、双侧丘脑区见不规则片状T1WI低信号;b:T2WI病变呈高信号;c:FLAIR像病变呈高信号, 并可见胼胝体压部受累;d:T1WI增强扫描可见病灶内见点状或小片状轻度强化;e:病变区MRS可见Cho峰升高、NAA峰降低, 无明显Lip及Lac峰)

GC是一种神经上皮组织肿瘤中来源未定的胶质肿瘤, 为恶性肿瘤。2007年世界卫生组织 (WHO) 分级为Ⅰ至Ⅲ级, 以神经胶质细胞弥漫性瘤样增生而原有解剖结构保持完整为特征的原发性脑瘤[1,2]。CG分为2型:Ⅰ型是经典型, 表现为弥漫性、浸润性生长, 无明显肿块形成。Ⅱ型可能由Ⅰ型发展而来, 表现为伴随弥漫型病变的肿块, 极为罕见[3]。本组病例均表现为弥漫型, 未见肿块的形成, 与样本量有关。

3.1 临床特点:

临床表现无特异性, 本组病例主要表现为慢性头痛, 较轻的临床症状和体征与影像学中枢神经系统弥漫性受累不一致。脑脊液和其他实验室检查也不能提供可靠的诊断依据。

3.2 MRI表现:

GC在组织学上表现为“结构性生长”, 由于MRI的软组织分辨率高、并可多方位成像, 所以能够清晰显示病变的范围和形态。以此病理学改变为基础, GC在MRI上表现为两叶以上脑叶弥漫性受累, 皮层及皮层下白质均可受累, 但以白质受累为著, 常累及联合结构, 最常见胼胝体, 并有学者认为胼胝体弥漫性肥大具有诊断价值[3]。本组病例可见颞叶均受侵犯, 同时可累及顶叶、枕叶、基底节、丘脑等部位。对于GC的诊断可提供一定依据。病灶呈斑片状, 信号较均一, T1WI病灶呈低或等信号, T2WI及FLAIR像呈高或混杂高信号。由于神经胶质细胞只是弥漫性瘤样增生, 保存了原有的神经解剖结构, 因而病变多无明显灶性出血及坏死[3]。增强检查由于血脑屏障无明显破坏, 病灶区域通常无明显强化或仅轻微强化[4]。本文增强扫描10例无明显强化, 与文献[3-5]报道一致。陈楠等[6]提出该类肿瘤出现局灶性坏死或结节状强化, 表明血脑屏障破坏, 提示该肿瘤恶性程度增高, 但本组1例结节状强化患者与其他患者恶性程度未见表现出明显差异, 可能与本组病例数少有关。

3.3 MRS表现:

MRS是磁共振近年来发展的新技术, 它能提供组织代谢物的化学信息, 无创性研究脑组织的病理生理改变[7]。MRS可用于GC的诊断, 提高了磁共振技术对GC的诊断价值[8,9]。有关MRS研究表明GC中Cho峰增高、NAA峰降低;Cho/Cr和Cho/NAA的比值上升, NAA/Cr比值降低。这与神经元细胞被异常增生的胶质细胞取代而造成NAA降低, 以及肿瘤细胞增生引起Cho上升有关[4,5,7,8]。另外有学者认为肿瘤中Lac及Lip峰的出现提示病变恶变;且Cho/Cr、Cho/NAA比值升高程度与肿瘤分级有一定的关系[4,5]。病灶强化、Cho/Cr、Cho/NAA比值明显升高多提示肿瘤恶性程度高。本文的Cho/Cr、Cho/NAA相关比值平均为1.2、1.8, 较文献[4]低, 这与文献中比值采用峰下面积计算有关, 其易受基线状况、匀场是否均匀、采样区域位置及大小等因素影响。且本组病例未见明显Lip峰和Lac峰, 可能和样本量、病变的组织分型、波谱采样部位等有关。因为GC呈弥漫性浸润性生长, 病变范围较大, 本文采用单体素MRS只显示一个较大区域的平均值, 其内可能包括低级别肿瘤成分、间变肿瘤成分和正常脑组织, 所以肿瘤不同部位的采样区MRS相关比值可存在差异, 且含量较少的Lip和Lac峰可能被忽略。NAA降低、Cho上升的程度也可能被低估。文献[5]报道MRS比MRI更能准确地反映肿瘤浸润的真实程度, 在T2WI显示正常区域MRS可表现异常, 并可见镜下肿瘤细胞的浸润。另外多体素波谱成像在空间分辨率上较单体素有一定优势, 可以分析病灶内多个小区域的谱线, 分析对比不同部位的病理生理改变, 对于判断病灶的边界和确定穿刺点有一定的帮助。但多体素存在采样时间较长、信噪比较单体素差等不足。

3.4 鉴别诊断:

①多中心胶质瘤:系脑内同时发生于2个以上部位的原发性胶质瘤, 表现为多个病灶彼此分离, 相互间无联系, 病理类型可以相同或不同, 且多中心胶质瘤常形成明显的肿块, 大小不一, 信号不均, 占位效应明显, 增强扫描有不同形式的明显强化, 不同于胶质瘤病弥漫浸润性生长, 强化不明显[3]。②感染性病变:如病毒性脑炎, 主要累及颞叶, 予以抗生素及激素治疗有效。GC病灶范围广泛、边界不清、临床症状较轻, 影像学检查提示病灶进行性增大、占位效应逐渐出现。MRS可表现为肿瘤性病变波谱特征, 有助于鉴别诊断。③弥漫性脑白质病变:病变多发生于侧脑室周围白质内, 以邻近中线结构对称性弥漫性病灶常见, 病情常反复波动, 病理上主要为神经纤维脱髓鞘。④大面积脑缺血:大面积梗死临床症状较重, 占位、水肿表现明显, MRA显示相应部位部分血管狭窄闭塞。GC常表现为弥漫性大片长T1、长T2信号, 占位效应不明显, 病灶分布与供血区域不一致, 血管显示正常, 并随病情进展MRI及MRS可表现出肿瘤性病变特征。

综上所述, MRI是目前诊断GC的首选影像学方法, 但缺乏特异性表现。MRS是GC的重要补充检查方法, 并结合临床症状和体征可进行相关的鉴别诊断, 从而对本病作出比较正确的诊断。

摘要：目的探讨磁共振成像 (MRI) 结合磁共振波谱成像 (MRS) 对大脑胶质瘤病的诊断价值。方法对15例经活体组织检查或手术病理证实的大脑胶质瘤病患者的临床表现及MRI平扫、增强, MRS影像学资料进行回顾性分析。MRI常规行T1WI、T2WI及FLAIR序列, 采用时间飞跃法 (TOF) 的磁共振血管成像 (MRA) , T1WI增强扫描。氢质子MRS采用单体素STEAM序列, 并分析N-乙酰天门冬氨酸 (NAA) 、肌酸 (Cr) 、胆碱复合物 (Cho) 等物质峰值改变。结果所有病例均侵犯2个或2个以上脑叶, 以颞叶、枕叶、胼胝体、基底节和丘脑等部位侵犯受累常见。病变区T1WI呈低或等低信号、T2WI呈高或混杂高信号、FLAIR上为高信号, 未见明显坏死、钙化, 受累区域脑组织肿胀, 占位效应轻。注射钆喷酸葡胺增强扫描示10例无明显强化、3例斑片状强化、1例结节状强化、1例线状轻度强化。病变区域MRS表现为不同程度NAA降低, NAA/Cr比值降低;Cho上升, Cho/Cr和Cho/NAA的比值上升。结论 MRI结合MRS对大脑胶质瘤病的诊断及鉴别诊断具有临床价值, 是目前诊断大脑胶质瘤病的首选影像学方法。

关键词：肿瘤, 神经上皮,磁共振成像,磁共振波谱成像

参考文献

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磁共振成像装置篇5

1 资料与方法

1.1 临床资料:

收集昆山市第一人民医院2012年1月至2013年12月临床确诊的脑梗死的患者36例,所有患者先经CT排除急性脑出血,后行常规MRI检查及DWI和MRA检查。36例中男性26例,女性10例,年龄40～94岁,平均67岁。临床表现为偏瘫、肌力下降、失语、意识障碍等。既往有高血压病史23例,糖尿病史10例。

1.2 检查方法:

使用Philips Achieva 1.5T MR扫描仪,Philips Viewforum后处理工作站。SE序列T1WI和T2WI、FLAIR横断位平扫,DWI横断位采用单次激发平面回波序列,取2个弥散梯度因子b值(0 s/mm,1 000 s/mm),并重建表观弥散系数(ADC)图。TR/TE=2 801/104 ms,激励次数1,矩阵:152×113,层数18,层厚5.5 mm,层间距0,视野(FOV)23 cm,扫描时间34 s。MRA采用三维时间飞跃(3D-TOF)法,TR/TE=25/6.9 ms,激励次数4,矩阵396×226,层数140,层厚20 mm,层间距10 mm,视野(FOV)20 cm,扫描时间285 s。

1.3 图像分析:

由2位高年资医师单独分析、评估常规MRI及DWI对急性脑梗死病灶的显示,分析MRA图像对血管的显示程度,意见分歧时通过相互讨论达成一致意见。MRA评价标准:MRA表现异常分为3种类型:①动脉闭塞,表现为动脉血流中断,远端血管无显示。②动脉狭窄,表现为动脉腔节段性变细,其远端动脉显影差或分支减少、稀疏。③动脉硬化,表现为动脉管壁毛糙,管径粗细不均,走行僵硬。

2 结果

2.1 DWI表现:

36例患者中,19例先行CT平扫均未见异常,7例见稍低密度影,3例见局部脑沟变窄。其中起病在6 h以内的5例怀疑超急性期脑梗死患者在CT、常规MRI T1WI,T2WI及FLAIR上均未见明显异常信号,其余病例T2WI及FLAIR图像上表现为略高信号,T1WI略低信号,而DWI扫描均出现大小不等异常高亮信号,ADC图呈低信号,DWI检出率为100%。其中大脑中动脉供血区大面积急性脑梗死7例,额顶叶、枕叶多发急性脑梗死10例,基底节区9例,小脑2例,丘脑、桥脑6例,延髓2例。

2.2 MRA表现:

36例患者的MRA有6例显示大脑中动脉主干局限性血流信号丢失和远端分支血管不显影,2例显示颈内动脉闭塞,远端血管不显影,22例显示大脑中动脉走行僵硬,管壁毛糙,局部狭窄,远端分支血管稀疏,6例显示后循环血管管径变细,局部狭窄,分支血管不显影(图1～6)。

3 讨论

目前,头颅MRI在缺血性脑卒中诊疗和研究中正发挥日益重要的作用,对于急性期或超急性期脑梗死患者,由于头颅CT扫描结果多阴性,临床参考价值低,特别是桥脑、延髓梗死灶,在CT扫描图像上骨伪影重,更加无诊断价值。常规的FLAIR、T1WI和T2WI成像在急性脑梗死病灶确定位置、损伤程度等方面敏感性、准确性也较差,特别在鉴别急性和非急性脑梗死方面价值非常有限。而MRI检查中的DWI和MRA具有独特的优越性,在发现超急性期脑梗死和小梗死灶、桥脑甚至延髓梗死灶,判断病变范围、损伤程度等方面具有重要价值[2-3],本组病例DWI病灶检出率100%,MRA均显示脑动脉不同程度硬化甚至狭窄、闭塞。

既往研究表明,脑缺血数分钟后即可引起脑神经细胞能量代谢异常,致细胞Na+-K+-ATP酶功能丧失,大量的钠和水移向细胞内,致细胞内水分子增多,细胞肿胀,而细胞外间隙变小,导致细胞毒性水肿,而水分子在细胞内的弥散速度比细胞外慢[3,4,5]。DWI是目前唯一能反映分子弥散特性的成像方法,对水分子弥散运动的敏感性达88%～100%,特异性达86%～100%,尤其是在超急性期脑梗死中,可以发现梗死灶中常规MRI不能发现的缺血半暗带[4],本组病例中,T2WI和FLAIR诊断阳性率仅为69%(25/36),而DWI诊断阳性率达100%,表明DWI在急性脑梗死的诊断中具有重要临床应用价值。

脑血管成像技术主要有时间飞跃法(time of flight,TOF),相位对比法(phase contrast,PC)和增强MRA(CE-MRA)法。TOF血管成像应用最广,无需引入任何对比剂,就可获得较高质量的MRA影像,而且操作简便易行,对患者无任何创伤性,分为二维时间飞跃(2D-TOF)法和3D-TOF法2种[6]。本研究均采用3D-TOF法,这是由于与相位对比(PC)法相比,3D-TOF法分辨率较高,对较大和较小血管分支的阻塞均能清晰显示。本组大面积脑梗死主要以动脉闭塞为主,MRA直接显示动脉闭塞8例,小面积梗死显示动脉狭窄为主共22例,6例显示血管壁毛糙,局部纤细或分支稀疏。本组患者以大动脉病变为主,均清晰显示了病变与大血管之间的关系,为临床溶栓治疗提供了有力依据,但对深部小梗死灶的小血管显示方面尚有一定局限性。有资料显示,MRA检查时当动脉狭窄严重度达75%时,有过高评价倾向[6]。因此,在临床研究时不可过分依赖某一种检查方法,要综合其他相关材料全面分析。

总之,对于临床怀疑急性脑梗死患者要及早CT排除急性脑出血,尽快行磁共振检查,DWI有助于明确早期脑梗死病变的范围、损伤程度,判断有无溶栓治疗时间窗,MRA能直接显示病变供血动脉闭塞或狭窄情况,2种方法联合使用对急性期脑梗死的诊断及预后判断都具有重要临床应用价值,为临床溶栓治疗提供有力依据,也有利于早期治疗方案的制定,对疗效判断也具有一定帮助[5,6]。联合应用DWI和MRA能提高急性脑梗死的检出率,并能提供更多支配动脉病变信息。

参考文献

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磁共振成像装置篇6

关键词：脑梗死,磁共振成像,弥散磁共振成像

脑血管病是临床工作中的常见病,有较高的致残率及死亡率。可分为缺血性与出血性,文献报道约70%的脑血管病为缺血性[1]。脑缺血性脑病早期的确诊、及时的溶栓治疗,特别是6 h内的溶栓治疗对超急性脑梗死的预后起关键性作用,可提高抢救成功率,降低致残率及病死率,提高病愈后的生活质量[2],而CT检查在脑梗死的超急性期及发病24 h内绝大数为阴性,磁共振的磁共振扩散加权成像(DWI)及磁共振血管成像(MRA)技术对脑梗死的早期诊断并及时治疗提供可行性。

1 资料和方法

1.1 临床资料:

收集40例我院2012年3月至2015年12月临床和影像诊断的超急性脑梗死患者,男性24例,女性16例,年龄39~74岁,平均(61.0±1.3)岁,所选患者均做急诊CT检查排除脑出血且做磁共振成像(MRI)检查(包括DWI)加MRA检查。所选条件:(1)患者2~6 h内检查MRI。(2)DWI的高信号病灶截面径>3 cm且与临床检查体征相符。

1.2 设备检查方法:

利用西门子公司Avanto1.5T型的磁共振,头颅正交线圈,行轴位扫描。常用序列为:(1)FEST2WI,TR:4 000 ms,TE:94 ms,矩阵384×256,视野(FOV):24 cm×18cm,ELT:13。(2)FLAIR TR/TE:8 400/78 ms,TI:2 500 ms。(3)DWI采用(FES-EPI):TR/TE:3 000/102 ms。矩阵130×128,FOV:24cm×24 cm。选用2个扩散梯度场(b1=0和b2=1000),扩散梯度时取X,Y及Z 3个方向,以上所有扫描序列层厚、层距分别为6 mm及1 mm。扫描19层。(4)MRA:用3D-TOF法,TR/TE:39/7 ms层厚0.8mm,扫描完毕至工作站进行最大密度投影(MIP)后处理得三维脑血管图像。

1.3 病灶部位及分型:

以前循环(颈内动脉、大脑前动脉和大脑中动脉)及后循环(椎-基动脉、大脑后动脉和小脑动脉三支)来区分DWI上高信号病灶。MRA血管以(1)颅颈动脉管径最窄处小于邻近正常管径一半为动脉血管狭窄;(2)颅颈动脉管腔全程不显示为动脉血管闭塞;(3)颅内动脉管壁的迂曲不整,粗细不均为动脉硬化。

2 结果

2.1 MRI图像显示:

常规T2WI结合FLAIR显示高信号或稍高信号者7例,约为17.5%。且就病灶面积、数目都小于DWI的病灶显示。

2.2 DWI图像分布:

DWI上与临床相符的高信号灶,额叶3例,额颞叶4例,额顶叶7例,颞叶4例,枕叶3例,胼胝体2例,半卵圆中心4例,桥脑8例,脑干3例,小脑半球4例,单发38例,多发2例。前循环区有27个病灶,后循环区有15病灶。

2.3 MRA图像分布:

MRA显示血管狭窄或闭塞的有38例,颈内动脉动病变3例,大脑前动脉病变6例,大脑中动脉病变17例,椎-基底动脉病变9例,大脑后动脉病变6例,单发35例,多发3例。

2.4 DWI及MRA图像分析:

DWI上高信号病灶于前循环的27例,其MRA示颈内动脉狭窄伴大脑中动脉闭塞3例,大脑中动脉闭塞17例,狭窄3例,大脑前动脉闭塞4,狭窄3例。DWI上高信号病灶于后循环上15例,其MRA示椎-基动脉闭塞8例,狭窄1例,大脑后动脉闭塞4例,椎-基动脉狭窄合并大脑后动脉闭塞2例。其中2例DWI高信号,虽未显示明显狭窄或闭塞,但前循环脑动脉硬化明显。1例并有左侧大脑前动脉闭塞,但DWI上未见明显高信号,可能与侧支循环形成有关。通过本组病例可见DWI病灶的责任血管与MRA的血管异常有良好的对应关糸,为临床早期治疗提供切实可行的影像学资料(图1)。

图1患者,男,63岁,左侧肢体瘫痪、失语3 h(a:头颅CT未见明显异常;b:T2WI亦未见明显异常;c:抑水T2FLAIR未见明显异常;d:DWI上见右额颞叶大片状新鲜梗死灶;e:右侧大脑中动脉水平段闭塞)

3 讨论

DWI是观察微观的水分子流动扩散现象,在实际应用中,常用表观弥散系数(ADC)来描述水分子的运动受限的程度。在弥散加权成像中,b值选得越大,不同弥散状况造成的信号差别就越大[3],常分别选择b=0 s/mm和1 000 s/mm。脑缺血的短时期内、尤其6h内,DWI高信号对检测变化中的脑局部缺血的征象很敏感。目前文献[4]认为,在脑梗死超急性期和急性期,脑缺血后细胞膜钠-钾ATP酶功能失调,水分进入细胞内,细胞内液含量增多,细胞内线粒体肿胀,内质网、高尔基体扩张,核固缩,细胞内外水分子含量发生变化,细胞肿胀、体积增大,水分子扩散运动受限,弥散受限,即所谓的“细胞毒性水肿”。DWI能够显示细胞毒性水肿,DWI对急性期脑梗死的敏感度较高,早期即可判定梗死的范围、部位。超早期脑缺血水分子弥散加权成像表现为与神经体征相对应区域的高信号影,即“灯泡征”[5]。在脑缺血后3~6 h内缺血的脑细胞尚未坏死,在6 h内行溶栓治疗可完全或部分恢复缺血的脑细胞功能。本组所选病例发病均在6 h内,DWI高信号灶远高于T2WI结合FLAIR高信号灶的检出率,发现病灶的数量也高于后者,并能区分出病灶的陈旧性与急性,DWI已成为超急性脑梗塞必不可少的检查方法。

三维时间飞跃法磁共振血管成像是将靶血管部位施加饱和脉冲,使扫描区内所有组织均处于饱和的状态,无磁共振信号产生,血管内的血液在流动,流入未饱和的血液,则有磁共振高信号产生,周围不流动的组织无信号或信号很低[6],所以经后处理3D TOF-MRA能清晰显示血管形态。由于管腔内流动血液产生高信号似增强效应,能显示颅内1.0 mm左右的血管的形态,亦能显示清晰颅内稍大动脉或动脉干血管狭窄和闭塞。

3 D TOF MRA着重分析颈内动脉(ICA)颅内段、大脑前动脉(ACA)A1段、大脑中动脉(MCA)M1和M2段、大脑后动脉(PCA)P1和P2段,椎动脉(VA)颅内段及基底动脉(BA)相对较大血管[7]。本组病例中40例均能良好显示血管的主干及分支,MRA能快速、无创检查,重建血管后可类似数字减影血管造影(DSA)多角度旋转观察血管的异常情况。

在急性期脑缺血患者中,DWI检查有较高的敏感度,及时行DWI及MRA检查,不仅可以观察梗死面积的大小、部位,还可以根据具体的梗死区域指导临床判定梗死的可能血管分支,并根据梗死的特征大致判定梗死的可能病因,指导临床选择动脉或静脉来溶栓治疗,行动脉溶栓与行静脉溶栓比较[8],动脉溶栓剂量小、超选择性溶栓局部药物浓度高,有较高的血管再通率及全身不良反应少。因此结合临床表现早期行DWI及MRA的检查,可以大致明确具体病变血管分支,为动静脉溶栓的入选提供了影像学资料,从而指导急性期的治疗动静脉溶栓的选择。

脑动脉梗死范围与脑血管狭窄和闭塞关系。日常工作中注意到脑梗死横截面直径<3.0 cm,大部分MRA显示异常血管欠佳,而提示脑梗死为细小动脉闭塞所致。因为细小动脉的闭塞不仅在MRA上,即使在空间分辨率更高的脑血管DSA图像中,也难以识别。在梗死截面径>3.0 cm病例中,绝大部分MRA可清晰显示动脉干狭窄与闭塞,表明脑较大面积梗死的原因是动脉干的闭塞或狭窄,也说明脑组织梗死的部位和面积与血管病变有较好的对应关系。

总之,DWI与MRA对急性脑梗死的早期诊断十分敏感,联合检查可同时显示脑实质灶和脑血管病变情况,能快速发现6 h内的缺血性脑组织的部位与范围且可评估脑动脉血管狭窄或闭塞的临床程度,提供可靠早期溶栓治疗明确诊断信息与丰富可行的影像学资料,可明显提高急性缺血性脑血管病的诊断和治疗效率,明显改善患者愈后,提高患者的生活质量。

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肌肉骨骼磁共振成像诊断篇7

(高元桂张爱莲程流泉主编2013年1月出版)

本书共计180多万字、MR图像2636帧, 分11章, 第1章介绍磁共振成像的物理基础和与肌肉、骨骼有关的磁共振成像技术新进展。其中6章为骨盆、髋关节和大腿, 膝关节, 小腿、踝和足, 肩关节和上臂, 肘关节和前臂以及腕关节和手。该部分内容主要介绍这六个部位的肌肉、肌腱、韧带、软骨和关节囊的正常MRI表现, 这些微细解剖结构和组织的外伤和与运动有关病变的MRI表现和诊断。关节镜和微创外科的迅猛发展, 希望影像学清晰地显示上述微细解剖结构的正常表现和病变。而在各种影像学方法中, 只有MRI能满足上述要求。另有4章讲述骨和软组织肿瘤、感染、关节病变和骨髓病变。本书体现了肌肉、骨骼磁共振成像诊断和技术国内外新进展, 图文并茂, 实用性强。适合于从事影像学诊断的专业人员、临床医师及医学院校师生学习参考。本书定价:398.00元;书号:978-7-5091-6323-8。