医用磁共振成像系统（精选七篇）
医用磁共振成像系统 篇1
医用磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是继X射线计算机断层成像、B超等检查技术后又一新的断层成像方法。它具有无辐射损伤、组织分辨力高、多方位多参数成像等优点,因此在临床上得到了广泛使用。从1946年美国科学家Bloch和Purcell发现核磁共振(NuclearMagnetic Resonance,NMR)现象到1980年全身MRI系统研制成功,MRI技术发展迅速[1,2]。随着科技的不断发展,MRI在磁体技术、射频线圈技术和成像技术等方面都发生了翻天覆地的变化[3,4]。但国内MRI技术力量较国外薄弱,各大核心专利技术主要掌握在飞利浦、西门子、GE等大型跨国企业手中。故了解我国医用MRI的专利技术对于企业研发、医院购置设备具有重要意义。
本文利用专利检索的方法,对我国医用MRI领域的专利现状进行了统计分析,有助于国内企业和用户了解医用MRI领域的最新技术热点,也有助于从侧面了解未来国产MRI技术的发展趋势。
1 MRI产业现状
自1980年代全球第一台用于临床的全身MRI系统在Fonar公司诞生后,MRI技术日趋成熟,应用范围日益广泛,行业规模不断扩大。从全球医用MRI行业发展来看,仅2012年全球新增MRI系统就达到了1.5万台,同比增长13.64%,全球医用MRI的总装机量达到了14.68万台[5]。
目前,医用MRI系统主要向中高场强和低场强两极化发展。两类MRI系统的主要特点,见表1。我国中高场强的MRI市场主要被一些跨国企业所垄断,如GE、飞利浦、西门子和几家日资企业。国内产业的发展以及跨国企业的生产转移,使得国内低场强MRI的生产基本能够满足市场需求,但低场强MRI系统存在图像质量较差、成像速度慢等缺点。国内主要有深圳安科、北京万东、沈阳东软、宁波鑫高益等企业,在永磁MRI的中低端市场占据着一定的市场份额,并以生产永磁型低场强MRI为主[6]。近年来,成都奥泰、上海联影等新兴企业的崛起,成为推动国产超导MRI的重要力量。但我国的研发水平和发达国家相比还存在较大差距,高端MRI还依赖于进口。随着医疗体制改革的深入,我国MRI市场潜力巨大。而且随着超导技术、液氦零消耗技术的不断发展[7,8],高场强超导型MRI将是其中一个重要的发展趋势。
2 研究方法
本文采用 关键词和 国际专利 分类号(International Patent Classification,IPC)相结合的检索方法,在中国专利文献数据库(China Patent Database,CNPAT)中进行专利检索,检索年限为1985~2013年。首先,根据MRI技术领域,确定对应的IPC分类号,将分类号的检索结果与MRI技术内容相关的关键词进行“与”、“或”、“非”等逻辑运算,在CNPAT中检索涉及的IPC分类号和关键词,见表2。得到初步的检索结果后,进一步通过人工筛选来获得最终的检索结果。采用此检索策略可以最大程度地保证检索结果的全面性。我国专利制度通常分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利等3类。本研究考虑的是MRI技术方面的相关专利,故在统计时只将发明专利和实用新型专利作为统计对象,未将外观设计专利纳入统计。
3 MRI专利现状分析
3.1 专利申请趋势分析
通过对MRI领域的专 利申请量 进行检索, 得到1985~2013年专利申请情况的数据统计图,见图1。可以看出,我国MRI技术领域专利申请数量总体处于上升趋势,且在进入21世纪后增长速度较快。
我国MRI领域技术专利申请大致可分为4个阶段 :第一阶段为萌芽阶段,大致为1985~1993年,除了在1985年专利制度设立时有12件专利外,其余年份的专利申请量均较少。这表明,此阶段技术较为薄弱,申请量较少。第二阶段为1994~1998年,此阶段初步进入稳定上升期,申请量有一定上升但呈现波动趋势。第三阶段为1999~2004年,这一阶段进入稳定上升期,申请数量有大幅度增长,年均有近100件的申请量。第四阶段为2005年至今,这一阶段进入快速增长期,在2012年达到峰值500件。另外由于从专利申请到专利公开具有一定的时间间隔,故专利申请具有一定的滞后性,因此本研究中得到的2013年的专利申请数量少于实际申请数量。同时,2005年的专利申请数量相比前后几年有一定幅度的增长,这是因为在2004~2005年间,MRI行业确定将3T超高场强的MRI作为临床常规产品。从整体的申请量可以估计,MRI技术领域专利申请量在今后一个时期仍将继续走高。
3.2 专利申请人分析
为了研究MRI领域国内的主要竞争情况,对检索出的专利数据按照申请人进行了统计分析,结果见图2。需要说明的是,本研究对跨国企业下的不同子公司申请的专利进行了合并简化,如对搜索到的上海西门子医疗器械有限公司和西门子(深圳)磁共振有限公司的专利予以合并,在统计结果中统称为西门子公司。排名前三的分别是西门子公司、东芝公司、飞利浦公司,这表明了国外申请人(公司)在MRI领域专利申请中占有绝对的优势,这与其强大的技术研发力量相关。但不容忽视的是,以上海联影和中国深圳先进技术研究所为代表的国内公司和研究机构也占有一席之地,表明我国企业和研究机构在MRI领域有一定的技术研发成果,但是在专利申请数量上与国际大公司还有较大差距。在所有的申请人中,西门子公司、东芝公司、飞利浦公司、GE公司所申请的专利数量远高于其他申请人,表明这几家跨国公司一直注重MRI技术的研究和开发,同时也注重中国市场的专利申请。
3.3 技术分类主题分析
对MRI技术专利热点进行分析有助于我国企业和研究机构找准研究方向,故本研究按照MRI的硬件结构对MRI技术领域进行了划分[1,2,3,4,9,10,11],结果见表3。对专利申请量及所占比例按各技术领域进行了统计分析,结果见图3。
图3表明,涉及磁体系统和梯度系统部分的专利较少,分别占8.58% 和7.57%。磁体目前向着高场强、短腔磁体、开放式及专用机发展。梯度系统向双梯度发展,这在20世纪90年代中期就被提出,但是直到本世纪初才应用于临床,故这两大技术分类在专利申请量中比重不大[12,13]。而计算机数据采集和图像重建部分、射频系统部分所占比例较大,两者总和已超过总数的70%。计算机系统是MRI的大脑,它控制着射频脉冲的激发、信号采集、数据运算和图像显示等。近年来随着计算机硬件处理速度的提高,特别是并行总线技术和并行CPU处理技术的发展,使得磁共振设备可以完成更为复杂的序列扫描,故在MRI技术领域中,计算机数据采集和图像重建部分技术专利申请量最大,达到1157件,占总数的38.77%。射频线圈已从最初的单通道线圈发展为现在的多通道相控阵线圈,配合并行采集技术可以进一步提高MRI的信号采集速度,同时对图像质量也有明显的优化作用[14,15],此技术部分专利申请量也较多,达到954件。上述两部分关键技术发展较快,故专利申请量所占比例较大。其他辅助部分包括检查床、液氦冷却系统、生理监控仪器等硬件设备,同时也含有与MRI配套使用的影像归档和通信系统(Picture Archiving and CommunicationSystem,PACS)软件,专利申请量占13.10%。
总的来说,MRI领域各技术部分专利申请量差别较大。计算机数据采集和图像重建、射频系统部分专利申请比较活跃,而磁体系统和梯度系统部分技术突破难度较大,故专利申请量较少。
4 讨论
本研究利用专利检索的方法对我国医用MRI领域专利现状进行了分析,有助于专利政策的制定和规划,为国内企业和研究机构找准医用MRI领域的研究热点提供导向。
医用磁共振成像设备的安全管理 篇2
1 静磁场系统的安全管理
静磁场系统中的磁体是医用磁共振成像设备的主体, 它能够让人体内的氢原子排列整齐产生纵向磁化矢量, 为产生共振提供必要的条件。因此, 为了能够确保最后的呈现足够的清晰, 磁体的磁场强度必须达到一定的强度。目前医用磁共振成像设备的磁体主要采用的是开放式结构, 其射频发射线圈由螺旋管型改进为平面型, 并且在考虑到射频磁场均匀性和发射效率的基础上, 采用了正交射频发射线圈。在医用NMR设备的实际操作中, 首先要做的就是对磁体系统进行磁场均匀度调整, 用高斯计测出有效视野内各点的磁场强度, 以便对其非均匀性进行调整。磁场均匀度在MRI中要求很高, 磁场不均匀会产生信号丢失以及空间畸变, 图像质量就会降低。现代医用NMR设备引入超导磁体线圈来调节检查腔内达到均匀磁场。结合以上特点, 特提出了如下安全管理措施。
首先, 对于静磁场系统出现的在强磁场作用下, 铁磁性物体以一定的速度投向磁体的问题, 即抛射物效应。这种情况下静磁场的磁体很容易受到损坏, 从而导致磁体所产生的主磁场会延伸到磁体的外界。所以必须绝对禁止患者和操作者身上具有铁磁性物体, 不然就会在磁场的作用下出现位移或者倾倒, 使患者身体受到损害。冷却剂泄漏。超导型MRI设备一般用液氦和液氮作冷却剂, 当发生失超或容器破裂时, 可能造成冷却剂泄漏。正常情况下泄漏的冷却剂有专用管道排出, 但也有可能发生意外而进入检查室, 其危险性有:超低温冷却剂引起人员冻伤;液氦和液氮的直接伤害。液氦本身具有毒性, 液氮虽然无毒但是可引起局部空间氧气含量降低而造成人员窒息。对此两类问题我们可以根据医用NMR设备的相关参数标准时刻观察设备的实际运行参数, 如物体质量参数、物体磁导率参数、磁场的强度参数等来判断是否会产生投射效应, 确保能够第一时间发现问题, 停止设备运转并根据参数对比找出问题原因。
其次, 由于接受线圈收集到射频噪声、磁场强度不均匀、屏蔽不好等因素导致的最终成像出现伪影现象。对于这一问题可以根据原有的扫描数据进行甄别, 最为根本的方法是检查线圈的接口是否完好。如果在线圈接口完好的情况下出现伪影, 那么就需要更换不同的线圈。如果在更换线圈之后伪影现象仍旧存在, 就需要对医用NMR设备及其运行环境进行整体性检查, 如辅助设备是否有异常, 磁体间的温度、湿度等是否达标, 干扰物的存在等。
2 梯度磁场系统的安全管理
梯度磁场是医用核磁共振成像设备的重要组成部分, 其运行状况的好坏与否和图像质量有着最为直接的影响。从理论上来说, 梯度磁场系统其实是静磁场系统的一个子系统, 两者都是磁场系统, 但是由于磁场强度以及稳定性要求的不同, 使得梯度磁场系统成为独立于静磁场系统的磁共振成像设备构件。一般情况下, 梯度磁场系统的磁场强度并不是稳定不变的, 而是会随着空间的变化而变化, 人体组织的不同会对磁场有着细微的影响, 这也是医用核磁共振成像设备能够准确得到人体组织图像的关键所在。从这一特性出发, 梯度磁场系统的安全管理措施如下:
梯度磁场系统最容易出现的问题就是最终的成像一半清楚, 一半模糊, 对于此问题需要对医用磁共振成像设备进行逐一的排查, 把PF所有的测试项目都做一遍, 其中肯定有一项测试指标和标准指标有着明显的区别。例如在其他测试指标完全正常的情况下, 如果在做Mars测试的时候, pci-star测试的结果为not ok的时候, 那么就说明这个部分出现了问题。在确定问题方向之后, 把相关的零件更换一遍, 然后重启机器。主要思路是通过逐一测试来缩小范围, 这种维护方法虽然较为麻烦, 但是如果能够熟悉医用NMR设备的系统结构和工作原理的话, 也是能够迅速地找到故障地方, 从而及时有效地解决问题。
3 射频场系统的安全管理
射频场系统是医用磁共振成像设备的最基本组成部分, 其包括发射和接受两个部分。其中发射部分主要包括发射接收接口板、合成板、发射板等部件, 接收部分主要包括头线圈、体线圈和膝关节线圈等部件。在实际操作中, 由于该系统的电路部件较多, 大功率触点多, 而且切换频繁, 触点容易损坏, 因此出现故障的概率也较高。射频场系统出现故障一般表现在每个新患者的射频校正失败, 常提示没有射频信号。对此问题可以首先用频谱仪检查线圈是否调谱, 中心频率是否存在偏离现象, 中心频率的增益如何。一般来说, 医用磁共振成像设备在经过一段时间的使用之后, 射频场系统的电容电感值都会发生一定的改变, 从而对中心频率造成一定的影响, 导致发射接收效率降低。其次使用频谱仪顺着发射通道检查各部件的衰减情况, 正常情况下从频谱仪发出的信号经过射频系统的各个部件之后, 其信号衰减应当保持在0.6 dB左右, 如果超过了这一数值, 那么就要检查各个接头是否连接紧密。在接头连接紧密的情况下如果信号衰减数值仍旧过大, 那就需要对系统进行分步检查来找到故障点。通过以上两种办法一般来说能够有效解决大多数射频场系统的常见故障问题。保管好射频线圈是一个非常重要环节, 通常可按功能分类保管和按适用范围分类保管, 方便维护和使用。
参考文献
[1]武杰, 袁航英, 严峻, 等.医用核磁共振成像设备的风险因素分析与管理[J].中国医学物理学杂志, 2014, 31 (3) :4918-4919, 4928.
[2]毕帆, 李斌.基于专利分析的医用磁共振成像技术成熟度预测[J].中国医疗设备, 2015, 30 (5) :14-17.
医用磁共振成像系统 篇3
1 主工作站方面的故障
1.1 主工作站无法启动, 主显示器屏幕也是黑屏
此时, 用万用表检查主工作站的电源盒是否有输入和输出, 如果电源盒有输入的220 V电压, 说明稳压器上的220 V已输到主工作站电脑上, 再量电脑电源盒的输出, 若无电源输出, 说明电脑电源损坏, 需更换电源盒, 注意该电源盒须有-5 V的输出才能用。如果没有220 V的输入就要检查一下墙上的插座是否有电, 电源线内部是否断线, 电源与主机是否联接牢固。在进行检查的过程中需要严格按照顺序进行, 若将顺序颠倒可能会对故障排除结果产生严重的影响。另外, 在检查电压的过程中, 还需要对其电压值进行测量, 只有电压符合220 V才能保证设备的正常使用。
1.2 在扫描过程中, 主电脑总是重启
(1) 检查主机线路, 在主机这条供电线路上是否有大功率的设备在运转, 若有, 只有避开大功率设备使用或将这台大功率的设备接于其他线路上。另外, 由于该设备是一种用电功率较大的设备, 在进行供电时最好单独设置一条线路, 这样能够保证日常使用中具有充足的电压, 保证设备的正常运行。 (2) 检查机房温度。机房环境温度过高, 机器自动保护, 此时将操作室的空调打开, 然后将主电脑及操作台拆开盖子, 用吹风机或吸尘器将电路板上的灰尘除去, 以便散热。对于机房来说, 其在日常使用中的产热是非常多的, 大量的热量无法挥散将会使主机的温度急剧升高, 影响主机的正常运行, 为了保证主机能够正常运行, 使检查工作更好的持续进行, 需要定期对机房进行清除工作, 然后安装除尘设施, 控制机房内的灰尘数量。 (3) 检查电源盒:电源盒在使用一段时间后, 内部元件老化, 出现功率不够的情况。此时只有重新更换新电源才能彻底解决。另外, 电源盒是一种比较常见的元件, 在日常的使用中也是比较常用的, 但长期的使用容易导致其内连接性能产生问题, 为了保证电源盒的日常使用, 需要定期对电源盒的性能进行测量, 当出现问题后及时进行更换, 防止其影响日常的机器运行[1]。
2 主工作站能达到操作界面, 机器不扫描
到操作界面, 报磁体温度错误, 这时就需要到设备间看磁体的温度, 如果温度不到32℃, 只有等磁体温度升至32℃才能扫描。若温度没有达到规定的要求, 测试的结果往往会存在较大的误差[2]。
到操作界面, 报梯度放大器没准备好。此时应到设备间去检查梯度放大器。首先拆开梯度放大器的后盖, 检查放大器的空气开关是否跳闸, 然后检查X轴、Y轴、Z轴放大器上的电源指示灯是否点亮。如果哪个放大器的指示灯不亮, 那么对应的是这个放大器已损坏。通常情况下都是Z轴放大器容易坏, 因此, 在检查时需要对Z轴的放大器进行重点的检测。把坏的放大器拆开, 就可以闻到焦糊味, 拆开放大器的盒子, 很容易就会发现放大器上的L1、L2线圈, 坏的就是其中的一个。注意这两个线圈的参数要求严格一致, 铁芯磁导率一致、铜皮厚度一致、匝数一致, 否则换上还会再次烧毁。在这些都检查完之后, 再重新运行设备, 若还存在故障, 则需要对其他位置进行检查, 可能是不止一个放大器出现了故障。
3 扫描图像模糊, 看不清
扫描图像模糊、看不清。主要是看扫头、扫体、扫颈、扫四肢的图像是哪个体位的不清。通常情况下体线圈比较容易出问题, 因体线圈活动度大, 其线圈基底部分还要支持患者的重量, 体线圈内的龙骨在使用一段时间后容易折断, 龙骨一断, 强度降低, 保护就没有了, 内部的紫铜皮也跟着断裂。当其断裂时往往会造成线路的短路, 从而导致扫瞄信号出现干扰。对于断裂的情况可以根据具体情况采取不同的处理方法[3]。如果断裂面小, 可以剪一块紫铜皮用烙铁焊上, 就可以继续使用, 且不会对设备造成什么影响, 使用时也很方便。如果断裂面大, 就需要把整块紫铜皮换掉, 否则很容易造成设备的运行出现问题。另外, 在修补铜皮的同时, 也要修补龙骨, 这样才能一劳永逸, 保证设备的正常使用。头和颈部线圈出现的问题多是频率发生改变, 这就要看它是向左偏还是向右偏。根据偏移量的大小在附件包中找出相应的电容, 插到线圈上去, 一般也能校准过来。
4 小结
磁共振成像系统结构复杂, 其维保工作专业性强, 对相关的工程技术人员自身素质要求高。所以磁共振成像系统维修保养技术人员:一是要在不断提高专业技术水平的同时, 有较强的责任心。二是机器一旦出现故障要多思考, 勤分析, 查明故障原因, 判断准确, 才能动手处理, 并做好详细记录。三是要善于与同行们进行交流, 不断总结经验教训。四是要建立设备运行管理和维护档案, 做到故障有案可查。最终, 对医院磁共振成像系统的维保做到最大限度地减少停机情况的发生, 保障医疗设备正常运行。
参考文献
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医用磁共振成像系统 篇4
1 资料与方法
1.1 临床资料:
本组15例患者中男性11例, 女性4例, 年龄25~72岁, 平均年龄 (59±12) 岁, 病程5 d至6个月。临床表现主要为头晕、头痛、肢体无力、走路不稳、视力模糊、记忆力减退、呕吐、饮水呛咳等。患者均无先天性免疫缺陷和后天性致免疫功能低下的疾病及无中枢神经系统以外全身其他系统淋巴瘤病史, 术后病理证实均为B细胞来源的弥漫性大B细胞性淋巴瘤。
1.2 检查方法:
采用美国GE公司Signa excite1.5T MRI系统, 最大梯度场38 m T/m, 梯度切换率120 m T·m-1·ms-1, 头颈联合八通道相控阵列线圈。常规MRI包括:平扫包括T1WI矢状位和横断位、T2WI横断位, 并根据肿瘤的部位加扫T2WI矢状位或冠状位;T1WI增强扫描包括矢状位、冠状位和横断位。扫描参数:SPGR序列:T1WI TR 135 ms, TE 1.8 ms, 层厚7 mm, 间隔1 mm, 视野 (FOV) 24 cm×24 cm, 矩阵256×192, NEX 1;FRFSE序列:T2WI TR 4 160ms, TE 103.8 ms, 层厚7 mm, 间隔1 mm, FOV 24cm×24 cm, 矩阵320×192, NEX 1;FLAIR序列:T2WI TR 8 002 ms, TE 108.4 ms, 层厚7 mm, 间隔1mm, FOV 24 cm×24 cm, 矩阵192×128, NEX 1;SE-EPI序列:弥散加权成像 (DWI) :b=0、1 000 s/mm2, TR 5000 ms, TE 78.2 ms, 层厚7 mm, 间隔1 mm, FOV 24 cm×24 cm, 矩阵128×128, NEX 2;增强检查SPGR序列:T1WI TR 170 ms, TE 4.2 ms, 层厚7mm, 间隔1 mm, FOV 24 cm×24 cm, 矩阵256×192, NEX 1;增强检查对比剂为钆喷酸葡胺注射液 (GdDTPA, 马根维显) , 剂量0.1 mmol/kg, 速率2 m L/s。
2 结果
2.1 病灶的位置、数目、形态及大小:
15例中共发现19个病灶, 单发病灶13例 (图1, 2) , 多发病灶2例。幕上14例, 病灶分别位于额叶5例 (图1) , 颞叶2例, 顶叶1例, 额颞叶1例, 额顶叶1例, 基底节区2例, 丘脑1例, 胼胝体1例。幕下5例, 小脑半球4例 (图2) , 蚓部1例。病灶多分布在脑表面和近中线部位。8例病灶呈不规则形或分叶状, 4例病灶呈类圆形, 3例为结节状。病变大小1.4 cm×1.9 cm~5.1cm×5.9 cm。
2.2 MRI表现:
淋巴瘤结节T1WI呈等或稍低信号 (图1a、2a) , T2WI及FLAIRC呈等或稍高信号 (图1b、2b) , 弥散加权成像 (DWI) 呈高信号 (图1c) 。部分瘤结节内可见坏死区, 其在T2WI、FLAIR呈高信号 (图1b、2b) 。瘤结节周围脑白质伴有中度水肿8例 (图2b) , 轻度水肿5例 (图1b) , 无水肿2例。增强扫描瘤结节呈结节状或团块状明显强化 (图2c~e) , 1例呈延迟明显强化 (图1d~f) , 其中均匀强化11例, 不均匀强化4例 (图1、2) , 3例侵犯胼胝体 (图1f) 。8例“握拳征” (图1d、e) , 9例“尖角征” (图1f) , 3例“硬环征” (图2c~e) , 2例“脑膜尾征”。
3 讨论
3.1 临床与病理:
弥漫性大B细胞淋巴瘤是一种成人淋巴瘤, 占所有非霍奇金淋巴瘤的30%~40%, 发病高峰年龄在60岁左右[3]。本组15例PCNSL均为弥漫性大B细胞淋巴瘤, 平均年龄约为 (59±12) 岁, 与文献[3]相符。由于脑内既无淋巴循环, 又无淋巴组织聚集, 国内外学者对于PCNSL的发生机制仍有争论。由于病变早期瘤细胞围绕血管排列, 多数学者认为PC-NSL可能来自血管周围未分化的多能细胞, 推测其机制如下: (1) 同种移植的抗原刺激可增加肿瘤细胞的产生; (2) 免疫抑制剂可能抑制抗淋巴瘤的正常防御机制; (3) 免疫抑制剂破坏了免疫监视机制, 导致肿瘤病毒的出现[4]。
3.2 MRI表现:
PCNSL在免疫状态健康人群中以单发为主, 而在免疫功能缺陷患者中则以多发常见[5]。病灶多分布在脑表面和近中线部位, 通常幕上发病率 (73.7%) 高于幕下 (26.3%) , 分布比较广泛, 易侵犯基底节、胼胝体及丘脑等近中线部位, 可侵及多个脑叶, 甚至可跨叶生长[6], 少数可累及脑膜[7]。本组有2例累及脑膜, 增强扫描可见“脑膜尾征”。瘤周水肿及占位效应一般较轻, 占位效应与肿瘤大小常不成比例, 本组15例中轻度水肿5例 (33%) , 中度水肿8例 (53%) , 无水肿2例 (13%) 。囊变、坏死及钙化较少见, 本组15例中具有囊变、坏死4例 (27%) , 瘤内未见钙化。
由于病理上PCNSL细胞密度较高, 有很高的细胞核/细胞质比, 瘤细胞多围绕血管周围呈多中心浸润、“嗜血管生长”特性。因此MRI信号特征主要有: (1) 大多呈T1WI低信号, T2WI等或高信号 (与灰质相比) [8]; (2) DWI呈高信号 (与灰质相比) , 表观弥散系数 (ADC) 图上是等信号至低信号。MR波谱 (MRS) 上脂峰显著升高具有特征性[9]; (3) 增强后肿块多明显均匀结节状或团块状强化, 累及胼胝体者可呈“蝶形”, 肿瘤位于大脑半球多靠近蛛网膜下腔时, 典型的可见“抱拳征”及“尖角征”, 病理与瘤细胞围绕血管呈“袖套状”浸润有关。部分呈延迟强化, 可能与一些因素导致对比剂进入和廓清均相对缓慢有关; (4) MRI随访观察肿瘤可自发性消失或在短期内明显缩小、异位复发较具有特征性, 有助于与颅内其他肿瘤相鉴别[6,10]。
3.3 鉴别诊断:
累及双脑半球的胼胝体肿瘤 (即蝶形肿瘤) , 其鉴别诊断主要包括淋巴瘤和胶质母细胞瘤。淋巴瘤在MRI DWI多呈高信号, 在ADC图呈等信号至低信号;而胶质母细胞瘤在MRI DWI和ADC图上通常呈高信号, 有助于两者鉴别。此外, MRS上显著升高的脂峰被认为是淋巴瘤的重要标志[9]。发生于基底节区的淋巴瘤需与生殖细胞瘤相鉴别:生殖细胞瘤大多发生于一侧, 常可累及丘脑, 肿瘤边界较清晰, 常有囊变、坏死;而淋巴瘤囊坏死少见, 增强扫描常见“抱拳征”及“尖角征”。靠近脑表面的淋巴瘤需与脑膜瘤相鉴别:脑膜瘤典型的MRI表现为等T1、等T2信号, DWI多呈等低信号, 多以广基底与脑膜相连, 相邻颅板增厚, 肿瘤有假包膜征, 肿瘤钙化较常见, 增强扫描常有“脑膜尾征”。而淋巴瘤多有颅骨的破坏。多发淋巴瘤需与转移瘤和脱髓鞘假瘤相鉴别:转移瘤好发于中老年人, 多有原发肿瘤病史, 肿瘤多为多发, 多位于皮层下区, “小肿瘤大水肿”是其特征。脱髓鞘假瘤病灶强化常见“开环征”, 环形开口对着侧脑室, DWI显示病灶有轻微或无信号增高, 激素治疗后病灶快速缩小, 症状明显好转是脱髓鞘病变特征性表现[11]。
参考文献
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医用磁共振成像系统 篇5
超导是指某些导体在一定温度条件下(一般为-269℃)电阻为零的性质。人们把处于超导状态的导体称为超导体,超导体电阻为零,电流流经超导体时不会发生热损耗,且可以毫无阻力地在导线中形成强大电流,进而产生强大磁场。超导磁共振使用液氦作为制冷剂,铌、钛合金作为导体,超导体制成的线圈在液氦制造的超低温环境下,通过几百安培的强大电流,使之在超导体中不停流动,此时为零电阻效应,电流无任何消耗,进而形成稳定的超导磁场。超导磁共振失超是磁体的超导线圈失去了超导电性能,线圈导体从零电阻变成大电阻,从而产生热量把液氦汽化蒸发,同时大电流趋于零电流,磁场消失。
回顾性分析我院某品牌3.0T超导磁共振成像系统6次失超的系统工作状态,查找与失超相关的各因素工作状态。
1 6次失超状态回顾
该磁共振成像系统于2006年5月安装,6月投入临床应用,至2014年1月共发生6次失超。设备工作日志每天8:00按时记录系统工作状态的各参数数据,包括液氦液面显示百分比、氦压机工作压力、梯度线圈水冷机工作压力及回水温度、梯度放大器水冷机工作压力及回水温度等,见表1。
第1次失超发生于2009年4月11日。由表1中失超前液氦液面63%可知,尚未接近最低液氦极限(50%)[1],氦压机输出压力330 psi(1 psi=6.895 k Pa),属正常压力范围(300~360 psi),梯度线圈水冷机压力60 psi,梯度线圈回水温度20℃,距离上一次添加液氦时间已有155 d,排除本次添加液氦的操作技术和液氦的质量问题,上一次添加液氦前液氦液面值为60%,也未接近最低液氦极限。第1次偶然失超,厂商、院方都高度重视,厂商调集强劲的工程师团队到现场检测排查,针对失超前系统的工作状态及运行的各个参数逐一进行核查,甚至对周围环境的磁场干扰也进行了不同时间段的检测,均未发现明确影响磁体失超的因素。
注:1 psi=6.895 k Pa
第2次失超发生于2010年6月19日。表1中各参数未发现异常数据。
第3次失超发生于2011年1月10日。失超前液氦液面97%,距上次添加液氦时间只有4 d,怀疑上次添加液氦的操作技术或液氦的质量,但查对上一次添加液氦的记录,操作程序也是规范的,同一批次的液氦其他用户也在添加,并未发生异常,因此也未发现明确影响磁体失超的因素。
第4次失超发生于2012年1月7日。表1中各参数也未有异常数据。前4次失超当时均无人在现场,或为夜间或为周末。
第5次失超发生于2012年6月25日。失超前液氦液面96%,距上次添加液氦时间只有15 d,可以怀疑上次添加液氦的操作技术或液氦的质量,同样查对上一次添加液氦的记录,也是严格按照操作规程进行的,同一批次的液氦其他用户也在添加,均未发生异常。本次失超发生在夜间零点,邻近病房值班护士看见“冒白烟”,以为是火灾,马上报告院总值班室,院总值班室通知保卫科及放射科,赶到现场时“白烟”已经消失。失超时液氦汽化通过失超管排到室外溢出口[2],约有3 min,如果此时溢出口下方有人或其他生命物质,则立刻会被冻伤,因为该气体为-269℃,因此,溢出口下方50 cm左右应设置一块挡板,失超时可以保护挡板下方的生物,但应注意不能阻碍氦气的正常溢出,“白烟”是液氦瞬间挥发产生的雾气。
第6次失超是2014年1月13日9:55,当时正在检查患者。该患者是检查脑垂体进行平扫加增强,平扫已经结束,正准备打造影剂时,护士在磁体室听到“嗞嗞嗞”的气体泄漏声,告诉操作室的技师,于是技师进磁体室把患者退出,此时磁体室通向操作室的门是打开的,患者及护士、技师均未有不舒适的感觉[3],约3 min该声音消失。查看液氦液面显示只有15%,过几分钟后降到7%保持不变。从表1失超前系统运行的数据看均在正常范围,并且该数据是失超前2 h记录的(每天早上8:00上班时先记录系统运行状态,登记相关数据)。
2 失超原因分析及解决方法
该机运行3 a后于2009年4月第1次发生失超,到2014年1月共发生了6次失超。每一次失超都会造成约100万元人民币的经济损失(需重新填补液氦、励磁、匀场等),停机1周,影响了正常的医疗秩序。在6次失超中,厂商、医院都予以高度重视,充分查找各种外界因素引起失超的可能性,都逐一被否定,最终认为设备失超的根本原因在于磁体内超导线圈的控制开关出现损坏导致工作的不稳定。建议更换磁体以彻底解决设备的失超问题。经厂商、医院充分论证后决定更换磁体进行升级改造(约需700万元人民币),2014年5月实施,6月完成,随即投入临床应用。更换磁体升级改造至今,尚未发生再次失超或严重故障。
超导磁共振成像系统在其生命周期内,如果超导磁体频繁出现失超,又查找不到明确引起失超的外界因素,要果断做出更换磁体升级改造的决定,以免多次失超造成更大的浪费及影响正常的医疗秩序。
3 小结
超导磁共振成像系统磁体失超的概率极低,据国内液氦公司提供的参考资料,失超概率约万分之五,在其生命周期内发生6次失超非常罕见。磁体的升级改造是耗资耗时的系统工程,磁体的更换升级致其对应的附属设备也要更新升级。本机射频系统更新为多源发射,计算机主机系统、重建处理器、图像采集系统、图像显示器及软件版本等高技术部件全部置换到新。升级后的系统是一台具备多源发射、16通道高端全新的3.0T超导磁共振成像系统;具备最新的操作系统、扫描软件以及专业工作站;配备16通道神经血管线圈、大号体部线圈、8通道膝关节线圈、7通道乳腺线圈等。升级后的新3.0T设备,可延长生命周期5~8 a,加快扫描速度达30%左右;图像质量方面,16通道高端线圈提高了信噪比,多源发射有效地解决了抗电伪影,特别是在腹部、乳腺部位能够获得更佳图像。
摘要：<正>0引言超导是指某些导体在一定温度条件下(一般为-269℃)电阻为零的性质。人们把处于超导状态的导体称为超导体,超导体电阻为零,电流流经超导体时不会发生热损耗,且可以毫无阻力地在导线中形成强大电流,进而产生强大磁场。超导磁共振使用液氦作为制冷剂,铌、钛合金作为导体,超导体制成的线圈在液氦制造的超低温环境下,通过几百安培的强大电流,使之在超导体中不停流动,此时为零电阻效应,电流无任何消耗,进而形成稳定的超导磁场。
关键词：3.0T超导磁共振成像系统,磁体,失超状态
参考文献
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医用磁共振成像系统 篇6
1 资料与方法
1.1 一般资料
男性2例,女性17例;年龄18～48岁,平均(27.5±2.8)岁;病程1～9年。所有病例经临床和实验室检查,均符合美国风湿病协会(ARA)1982年修订的诊断标准。患者均有不同程度神经、精神损害临床表现,并除外原发性神经精神疾病、其他器官病变、使用药物等间接引起的神经精神症状。其中抽搐、癫痫发作9例,精神异常8例,偏侧运动障碍4例,颅内压增高1例,14例合并神经系统外症状,如发热、皮肤损伤、狼疮性肾炎等。所有患者在症状出现后2周至3个月内行头部MRI检查。
1.2 方法
使用Siemens Magnetom Vision 1.5T磁共振扫描仪,扫描序列采用轴位自旋回波(SE)T1WI[脉冲重复时间(TR)390 ms,回波时间(TE)14 ms,90°]、快速自旋回波(TSE)T2WI(TR 3400 ms,TE 90 ms)、液体衰减反转恢复序列(FLAIR)T2WI(TR 600 ms,TE 15 ms,15°)、磁共振弥散加权成像(DWI)(b=1 000),并适当作冠状、矢状面扫描。
2 结果
MRI检查19例,阳性率为100%,主要表现为:(1)脱髓鞘样改变,表现为大脑、小脑半球深部白质、基底节区或脑干内长T1、长T2异常信号,病灶常多发,呈斑片状或条状,周围无水肿及占位效应,其中双侧基底节区见对称性蝶翼状长T1、长T2异常信号12例(图1),占63%(12/19)。(2)脑梗死改变,脑实质内片状长T1、长T2异常信号,病灶大小不等,单发或多发,边界不清(图2)。(3)脑出血改变,MRI上以出血时间不同而表现不同,多数呈短T1、长T2异常信号(图3)。(4)脑炎样改变,脑实质内片状略长T1、长T2异常信号,临近脑组织肿胀。(5)脑萎缩改变,表现为局限性或弥漫型脑沟、脑池增宽加深,脑室不同程度扩大。
图1弥漫型CNS-SLE(a:T1WI;b:T2WI;c:FLAIR T2WI,同时显示双侧大脑半球、丘脑区广泛斑片状高信号影;d:DWI;不同序列分别显示基底节区蝶翼状异常信号影,蝴蝶征)
3 讨论
3.1 临床病理基础
CNS-SLE的发病率较高,仅次于狼疮性肾病和继发感染,是SLE患者活动期死亡的主要原因。发病机制尚不十分明确,一般认为与免疫损伤有关[2,3]。CNS-SLE患者中有多种抗体水平增高,如:抗神经元抗体、抗心磷脂抗体等,抗体直接作用于神经节苷脂GM1受体或浆膜中相对分子质量50 000的抗原,使电冲动与神经递质发生改变而引起中枢神经系统不同类型的广泛性免疫损伤。另外,免疫复合物沉积在脑部小的动静脉及毛细血管,引起血管炎性狭窄或闭塞,从而造成脑组织的变性、肿胀、梗死、出血、坏死、软化等系列改变[4,5]。该病复杂的病理改变决定了MRI表现的多样性。
3.2 主要MRI表现
本组19例CNS-SLE患者中,出现双侧基底节区对称性异常信号12例,占63%。主要表现为略长T1、长T2异常信号,FLAIR及DWI表现为高信号,该异常信号首先出现于双侧尾状核头部,以后逐渐扩大至豆状核、丘脑,在横轴位像上形似蝴蝶,本文称之为“蝴蝶征”(图1),认为是CNS-SLE较特征性的MRI表现,可作为CNS-SLE诊断及鉴别诊断的重要依据。“蝴蝶征”的形成基础主要与钙化和脱髓鞘有关。文献[6]报道,SLE患者的脑内钙化,主要分布于尾状核头部、丘脑、壳核,少数出现大块状钙化。但钙化的原因及与CNS-SLE的关系仍不清楚。脑梗死也是CNS-SLE的较常见征象,表现为大小不等的斑片状长T1长T2异常信号,颅内较小的梗死灶常位于皮髓质交界区及基底节区(图2),T2WI、FLATR及DWI序列可明确显示脑白质病变及较小的梗死灶,并可将二者鉴别。脑出血改变及脑炎样改变虽较常见但缺乏特异性,脑出血时间不同MRI信号差异较大,多表现为斑点状、条状短T1长T2异常信号(亚急性期,图3)。脑炎样改变表现为大小不等的片状长T1、长T2异常信号。脑萎缩相对少见,表现为弥漫性或局限性脑萎缩,多见于病程较长的患者,为脑内小血管病变引起脑组织的长期慢性缺氧所致。本组有脑萎缩表现者6例,病程最短者7年。Kozora等[7]对20例无中枢神经系统受累的SLE患者进行MRI定量分析发现,激素治疗、疾病活动期及慢性病程与脑萎缩有关,多表现为以额叶、颞叶为主的局限性脑萎缩。
3.3 临床表现与MRI表现的关系
CNS-SLE的临床表现复杂多样,按照其临床症状和体征的不同,可大致分为弥漫型和局限型两大类[8]。弥漫型者临床常表现为头晕、头痛、癫痫及精神症状。MRI表现为多发的斑点状、片状、条状长T1长T2异常信号,边界清晰,无周围水肿,主要分布于大脑皮层、基底节等灰质区(图3)。而局限型者临床多表现为颅神经损害、偏瘫、偏侧性感觉障碍、脑膜刺激征或同时伴头痛、癫痫或精神异常。MRI常表现为斑点状、片状长T1、长T2信号(梗死)或短T1长T2信号(亚急性期出血,图3)。根据CNS-SLE的不同MRI表现,本文将其分为弥漫型(病灶多发、分布较广泛,图1,2)和局限型(病灶单发、发生于大脑半球者范围不超过单侧的1个脑叶,图3)。
3.4 鉴别诊断
MRI可以多角度、多平面并可不同参数成像,尤其对小脑、脑干的病变显示明显优于CT,对CNS-SLE诊断有着重要的临床价值。但由于CNS-SLE MRI表现复杂多变,“蝴蝶征”虽具一定特异性,但出现率相对较低(12/19)。笔者发现,CNS-SLE的准确的MRI诊断,有赖于将其MRI表现与临床和实验室检查资料密切结合、综合分析。CNS-SLE需与脱髓鞘疾病、多发性脑梗死及单纯疱疹病毒性脑炎等相鉴别[9,10]。当非CNS-SLE患者出现认知功能障碍或损害时,MRI检查虽有一些类似的阳性表现,但常缺乏临床及实验室检查资料的支持。MRI表现与临床及实验室资料相结合的综合分析,是CNS-SLE诊断和鉴别诊断的关键。值得注意的是,SLE患者所出现的精神神经症状并不一定原发于SLE。长期使用激素和免疫抑制剂治疗,可引起SLE患者免疫功能低下,易造成感染,出现炎性脑病,应注意排除。另外,当肾脏受损出现尿毒症和电解质紊乱时,也可出现精神症状。如低钙时可出现四肢抽搐,肾性高血压时可造成脑血管意外而出现偏瘫等。所以当SLE出现神经精神症状时,需进一步检查排除以上疾病。
摘要：目的 探讨中枢神经系统系统性红斑狼疮脑病(CNS-SLE)的磁共振成像(MRI)诊断及鉴别诊断。方法 收集符合SLE临床诊断标准且有脑部MRI检查资料的患者19例,对其脑部不同MRI表现进行回顾性分析。结果 脑部MRI检查阳性率为100%,并有多种MRI表现:脱髓鞘样改变,脑梗死改变,脑出血改变,脑炎样改变,脑萎缩改变。其中双侧基底节区蝶翼状异常信号是CNS-SLE较特征性的MRI表现。根据CNS-SLE的不同MRI表现可将其分为局限型和弥漫型。结论 MRI检查对CNS-SLE有很高的敏感性,结合临床资料可以早期明确诊断并指导临床治疗。
关键词：狼疮血管炎,中枢神经系统,磁共振成像,诊断,鉴别
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医用磁共振成像系统 篇7
1 一般资料与方法
1.1 原理分析
MRS成像技术能够对活性细胞的新陈代谢活动进行记录,且在检查过程中具有无创性,能够保证频谱的精确性,因此在脑血管疾病与中枢神经变性疾病中具有良好的诊断效果。目前医院常用的方法为点分辨波谱法与激励回拨探测法两种,通过N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、乳酸(Lac)、胆碱(Cho)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)、NAA/Cr等数值指标判断患者病情情况[1]。
1.2 临床应用
MRS成像技术在脑血管疾病、中枢神经变性疾病的临床应用中具有显著的疗效,本文通过我院临床资料对其进行分析。
1.2.1 脑血管疾病
采用MRS成像技术可以及时发现脑血管疾病中的脑出血、脑梗死以及短暂性脑缺血发作的3种情态。
脑出血分为两种情况,即脑水肿或脑出血后血-脑屏障破坏。这两种情况的出现说明水肿刺激因子的存在或者是神经元发生了损伤。由此,专家Kobayashi在指数表观弥散系数(1HMRS)的基础上对壳核出血、丘脑出血或尾状核头出血的高血压性脑出血患者资料进行了研究与分析,在出血后立即检查NAA与Cr的比值,看其脑出血周围的该比值是否出现下降的趋势[2]。检查持续到第二周时,观察NAA/Cr与运动缺失、临床预后的相关性。其检查结果为NAA/Cr在脑出血周围的数值比呈持续下降的倾向,其与临床预后成正相关,与运动缺失的相关性成反比。根据Kobayashi的研究,我们便可以对脑出血的预后进行评估,对血肿周围损伤程度进行判断。在脑出血后,水肿区会出现局部缺血,这是由于Lac峰出现造成的,这提示代谢障碍存在于水肿区[2]。
脑梗死是脑血管疾病中极为常见的一种形式,已成为疾病谱中死亡率较高的一种疾病,因此应对病患进行及时治疗。MRS成像技术具有无创定量分析的技术特点,对脑梗死不同阶段的病理变化均有记录。缺血半暗带一般出现在梗死灶的周围,郎鸿志教授发现随着时间的变化,这个区域也会发生动态变化,因而能够及时发现脑组织的缺血程度与情况[3]。Lac峰是检验脑梗死的重要依据。通过对患者资料进行分析,可以发现1HMRS的变化,如果1HMRS显示Lac峰呈现水平升高的趋势,那么MRS成像技术提示的便是轻度高信号。在轴索以及神经元中也发现NAA的存在,并成为神经元的标志。由于患者的线粒体能量代谢出现障碍,因此合成NAA的酶类活性碱也随之下降,从而使合成NAA的功能受到限制。NAA的加速水解是导致脑梗死急性期NAA持续下降的主要原因。
小卒中的学名为短暂性脑缺血(Transient Ischemic Attack,TIA),主要症状有感觉性障碍、瘫痪以及短暂性失语症[4,5]。
1.2.2 中枢神经变性疾病
多发性硬化疾病、阿尔茨海默病与帕金森病均为中枢神经变性疾病的类型。
帕金森病(Parkinson's disease,PD),又被称为震撼麻痹。对此病症进行诊断的过程中,需要观察其病理改变,如果中脑中的黑质过多,则可能导致多巴胺的浓度增加,使神经元出现变形、脱失以及形成路易小体的症状。一般情况下,这种病症早期很难被发现,因此到我院就诊的患者多为中期或已经出现瘫痪症状的患者[6]。
阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)属于慢性神经系统变性疾病,主要表现为进行性痴呆。出现轻度认知功能障碍则表明患者病症处于临床前期,只有在这个阶段以及AD早期进行有效治疗才能够控制患者病情的发展。采用MRS成像技术可以及时检查出患者在颞叶海马萎缩前的异常改变并为其病症类型的鉴别提供诊断依据。
多发性硬化(Multiple Sclerosis,MS),是一种自身免疫性疾病,MS在发作过程中病程缓慢,具有多发性与复发性等特点,因此MRS成像技术虽然在其诊断过程中具有优势,但是也仅能在临床实践中进行诊断[7]。
1.3 统计学分析
首先进行数据分析,选用的软件为SPSS17.0。其次采用假设检验方法即卡方检验进行计数资料的对比应用。再次应用Student t检测方法进行计量资料的对比应用,如P<0.05,差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 脑血管疾病的诊断结果
2.1.1 脑出血诊断结果
我院研究资料显示,脑出血患者迟发性水肿区的MRS区Lac峰数值发生改变,NAA/Cr出现下降,说明此区域缺血严重且神经元已经受损。
2.1.2 脑梗死诊断结果
我院利用大鼠作为实验对象,观察大鼠在不同时间段内一侧大脑的动脉栓塞模型的代谢情况。其中1 h后,NAA数值基本正常,3~6 h后NAA下降程度较为明显,1~3 d后NAA持续下降至消失,此时的状态即可判定为脑梗死。
2.1.3 TIA患者诊断结果
在我院研究中的60例TIA病患中,有50例病患的NAA峰值未发生变化,10例出现下降,这说明TIA患者神经元功能受到损害的程度较轻。这些患者中Lac峰值呈现上升状态,表明其脑部缺氧情况严重,而低血流灌注的区域则为脑梗死的病发区域。
2.2 中枢神经变性疾病诊断结果
2.2.1 PD患者诊断结果
按照随机抽取法将我院收治的40例PD患分为实验组和对照组,实验组采用MRS成像技术进行诊断,对照组采用常规诊断方式进行诊断,每组病患各20例。根据诊断发现对照组患者黑质区中的NAA/Cr明显高于实验组,这说明MRS成像技术能够较早的发现患者病理的改变,具有预防性作用。
2.2.2 AD诊断结果
我院采用对比分析法对有轻度认知功能障碍期的前期组患者与MRS成像技术进行检查的AD组患者进行对比分析,发现轻度认知功能障碍期的前期组患者颞顶联合区的ml/Cr数值增高,NAA/Cr值未发生改变,而AD组患者NAA/Cr值下降,因此MRS成像技术能够较早的发现AD的病理改变情况。
2.2.3 MS诊断结果
采用回顾性分析法对我院收治的30例病患进行1HMRS的诊断,发现患者的NAA值降低,肌醇(m I)、Lac、Cho值升高,Cho/Cr、m I/Cr值呈上升趋势,NAA/Cr呈下降趋势。
3 讨论
MRS成像技术的优点包括无辐射性、无创性、重复检查等,在检查、诊断、监测病情的过程中起到了巨大的作用[8,9,10]。
MRS技术的应用提高了画面成像的分辨率,对脑血管疾病患者与中枢神经变性疾病患者的病情能够做出及时诊断、及时制定治疗方案、提高诊断率,为脑科研究提供了新的技术手段,具有良好的临床诊断疗效。
参考文献
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