2011年1月—2011年12月我院行3.0T磁共振检查病人8 720例, 其中男4 547例, 女4 173例;年龄最小的3 d, 最大的92岁, 平均46.5岁;病人检查部位涉及头部、脊柱、腹部、乳腺、关节、四肢等多个部位。
8 720例病人中, 8 699例积极配合, 顺利完成检查, 图像质量满意, 符合诊断要求;14例紧张恐惧拒绝检查;7例因疾病或其他原因不能配合检查。
热情接待病人, 介绍磁共振检查环境, 扫描时磁体的噪声大、在密闭房间磁体孔狭小病人容易出现恐惧、紧张情绪, 检查过程中和病人沟通, 增加病人的亲切感和信任感, 消除病人的恐惧心理。3.0T磁共振是高场强, 一旦有金属物品进入磁体间后果不堪设想。轻者影响磁场的均匀性, 图像质量差, 影响病变的显示;重者造成病人受伤及机器的损害。进入磁体间前去掉随身携带的金属物品。检查前认真询问病史, 装有心脏起搏器、人工心脏瓣膜、眼球内金属异物、血管术后金属夹严禁做磁共振检查。
在核磁共振成像检查过程中, 幽闭恐惧症时有发生。被检查者进入检查室后或检查过程中出现强烈的恐惧, 极力回避或中断检查, 同时伴有明显的自主神经症状, 如头晕、心悸、胸闷、震颤、出汗、面色苍白等, 只能终止检查。检查前向病人介绍磁共振检查时间及梯度磁场的噪声, 使其相信磁共振检查是安全可靠的, 倾听病人的心理感受, 取得病人的信任。进入磁体孔之前嘱病人闭上眼睛, 让病人没有置于狭长磁体孔的感觉, 减少压迫感。应用心理脱敏技术, 预先带领病人参观磁体间环境, 必要时安排病人观摩检查的全过程, 降低对环境的敏感度[2]。戴上耳机以降低噪声, 检查过程中保持与病人通话, 让家属进去陪同用手抚摸病人的肢体, 增加病人的安全感, 缓解恐惧心理。
在核磁共振成像检查的过程中要保持安静, 头和肢体的摆动或呼吸的不均匀都会产生人工伪影, 图像质量差, 影响正确的诊断。婴幼儿及3岁以下儿童缺乏自制力, 不能配合检查, 需要用镇静剂熟睡后方能进行磁共振检查, 请患儿父母在旁边陪伴, 轻轻抚摸患儿的双脚, 增加其安全感和睡眠深度, 使整个检查在不知不觉中完成[3]。
危急重症病人做核磁共振成像检查前认真评估, 一些抢救设备不能进入磁体间, 对必须借助磁共振检查的急危重病人, 扫描时由临床医生或家属在磁体间监护生命体征。及时与病人和家属沟通, 以减轻焦虑恐惧心理, 使病人得到心理上的安慰。病人有躁动、不配合者, 给予镇静剂。脊柱和胸腹部外伤的急诊要指导家属搬运病人, 减少二次损伤。在扫描过程中通过观察窗观察病人, 检查时尽量用快速扫描序列, 力争一次检查成功, 如病情有变化立即停止扫描并积极抢救。
询问有无过敏史及肾功能情况, 告知造影剂不良反应, 请病人或家属签核磁共振成像增强检查同意书。增强前4 h禁食, 以减少误吸的危险。动态增强注射造影剂压力高、速度快, 宜选择粗、直、弹性好的血管, 减少造影剂外渗, 备急救药品和器械。告诉病人放松配合检查, 注意观察有无反应, 及时与病人沟通, 保证增强扫描的顺利进行。磁共振增强扫描后应观察30 min, 观察穿刺部位有无渗漏和不良反应, 嘱病人多饮水加速造影剂的排泄, 减轻毒副反应。
3.0T核磁共振成像已成为当今医学影像领域最先进的诊断设备, 其优势突显、临床应用范围不断扩大。由于磁共振检查禁忌证多, 检查时间长、噪声大, 容易出现护理问题。对3.0T磁共振检查的病人, 实施行之有效的护理干预, 及时消除恐惧紧张心理, 病人积极配合检查, 保证了病人检查的安全, 使磁共振检查得以顺利进行, 获得高质量图像, 满足诊断需要。因此做好3.0T磁共振检查的护理是保证磁共振检查成功的一个重要环节。
池州市人民医院为“三级甲等”医院,医疗技术及服务水平处于本市领先地位,医院秉承人才兴院、科技强院、质量立院的办院方略,高度重视科研工作,以科研带动临床工作的发展。近三年来共承担市级及以上科研课题50余项;发表学术论文300余篇,获得第三届、第四届、第五届安徽省自然科学优秀论文三等奖以上20篇。通过鉴定的科技成果:省级3项、市级55项;获安徽省科技进步奖1项,池州市科学技术奖5项。
池州市人民医院影像科为医院重点学科,现有专业技术人员46人,其中硕士学位1人、在职研究生在读8人、本科学历19人;高级职称3人,中级职称17人。科室承担全院门诊住院病人、本市及周边地区病人的各项影像检查诊断工作,承担安徽医科大学、皖南医学院本专科临床实习与教学工作,承担进修生带教工作,具有较高的科研能力。近年来相继开展了多排螺旋CT血管造影(CTA)、多排螺旋CT冠状动脉钙化分析(Smartscore)、多排螺旋CT尿路造影(CTU)、磁共振胰胆管水成像(MRCP)、动态增强MRA等各项新技术的应用。历年来在专业核心期刊累计发表论文30余篇,获省市级科研成果4项,院内“三新”技术多项。
我院第一台GE0.2T低场磁共振投入临床应用始于2000年,于2012年报损停用,通过多年临床实践,影像科积累了丰富的磁共振临床诊断经验,获得了临床高度好评,为高场磁共振投入使用打下了
坚实的基础。第二台GE1.5T光纤高场磁共振于2012年底投入使用,由于软硬件设备得到保证,除常规做各项磁共振检查满足临床需求外,心脏磁共振、乳腺磁共振、磁共振波谱分析、LAVA序列多期动态增强MRI、动态增强MRA等各项新技术同步开展,但由于仅有一台磁共振设备,与我院“三甲”医院规模及年门诊住院人次逐年递增相比极不相称,现影像科日磁共振检查人次约50例左右,病人检查难、排队预约现象仍很严重,大量的磁共振常规检查严重制约了影像科各项新技术科研工作的开展,也难以满足支持临床科研工作的需求,因此我院急需再添置一台高场磁共振设备,而且应定位在3.0T高场磁共振,3.0T磁共振与1.5T磁共振相比具有如下优势:
一、3.0T磁共振的信噪比高于1.5T磁共振,使得发现小病灶的能力大大提高。有关数据显示,对于神经系统和体部系统疾病,3.0T可以比1.5T发现更小的病灶,可以提前半年左右时间发现病灶,大大提高了病变的早期诊断水平。
二、3.0T磁共振的成像速度高于1.5T磁共振,其平均扫描速度可以比1.5T磁共振快20%。在某些检查上(例如腹部检查上)可以比1.5T磁共振快一倍的速度。3.0T磁共振拥有更高的信噪比,其图像质量高于1.5T磁共振,因此在很多系统器官的检查上3.0T可以得到1.5T不能得到的效果。
三、3.0T磁共振有更好的频谱成像效果,一些在1.5T磁共振上不能进行的物质成像(例如谷氨酸盐成像,GABA伽玛氨基丁酸成像)都可以在3.0T上完成,同时3.0T磁共振在频谱上的成像速度更快,使得频谱成像的临床应用线T的体部多期动态增强成像效果和1.5T相比有质的飞跃。由于3.0T磁共振的信噪比和成像速度高于1.5T磁共振,因此在体部多期动态增强扫描上,尤其是在肝脏、乳腺等器官的多期动态增强扫描上的效果大大优于1.5T磁共振,能够得到理想的动脉早期,动脉晚期的扫描图像。
五、3.0T磁共振的心血管应用效果大大优于1.5T。由于3.0T磁共振有更高的图像信噪比,因此在心肌灌注成像上比1.5T有更好的成像准确率和空间分辨率,所得到的图像和诊断结果和临床能更好的验证,因此在心肌灌注和活性成像上全面超越了1.5T磁共振;在血管成像上由于3.0T磁共振有很明显的TR延长效果,因此使用TOF(时飞法)成像的血管图像质量明显高于1.5T;在PC法(相位对比法)等使用造影剂成像的血管成像上,由于信噪比高,也能得到更好的细节效果,因此在血管成像上全面超越1.5T。由于信噪比的提高在小FOV成像上,例如颈动脉斑块成像上他的优势是巨大的,利用3.0T可以很好的鉴别颈动脉斑块上的软斑块和硬斑块,是一项突破性技术。
六、在骨关节成像上3.0T拥有全面的优势。由于信噪比的提高,在小FOV成像技术上的革新,3.0T不论是在大关节成像上的图像质量还是在小关节病变上的细节显示上都全面高于1.5T磁共振。
七、在水成像效果上的优势明显,3.0T磁共振的信噪比高于1.5T。因此在水成像上能够得到信噪比更高的图像,在细节显示上是
八、3.0T磁共振的类PET扫描优于1.5T磁共振。由于3.0T磁共振的信噪比高于1.5T磁共振,同时扫描速度高于1.5T磁共振,因此不论是图像质量还是扫描速度都大大优于1.5T,在实际应用上效果好于1.5T磁共振。
九、3.0T磁共振拥有更好的SWI成像效果,由于3T的磁敏感性大于1.5T,所以3T的效果会大大优于1.5T,这一技术对于相关的脑内物质代谢和出血病灶的研究非常有利。
【摘要】目的 探讨3.0T高分辨磁共振在神经纤维瘤病中的应用价值。方法 采用GE SIGNA HDxt 3.0T超导磁共振成像系统,对15例神经纤维瘤病患者行高分辨MRI平扫及增强检查。结果 本组15例神经纤维瘤病患者中15例均能明确、清晰地显示周围神经根、神经纤维瘤以及两者的空间关系。结论 高分辨磁共振有利于发现小的神经纤维瘤病灶,具有很高的临床应用价值。
高场MRI扫描具有分辨率高、速度快、功能强大、多平面多角度显示周围神经根及分支的优点,高分辨磁共振层厚更薄,检出率更高,本研究旨在探讨3.0T高分辨磁共振成像在神经纤维瘤病中的应用价值。
搜集我院2012年10月—2014年6月神经纤维瘤病例15例,其中男性9例,女性6例,
年龄14岁—60岁,平均35岁。临床表现:牛奶咖啡斑4例,触及局限性包块5例,腰腿痛2例,一侧肢体麻木放射样疼痛1例,头痛头晕1例,听力下降1例。
采用GE SIGNA 3.0T超导磁共振成像系统、8通道全脊柱线圈、BODY线圈。对颈段、胸段、腰骶段、盆腔的神经根区进行扫描。主要采用薄层T2脂肪抑制序列。颈部的扫描参数:TR:3100,TE:88.7,视野:30mm×30mm,矩阵:320×224,激励次数:2,层厚2.5,层间距0.5mm。显示周围神经根、神经纤维瘤病及两者关系。
15例神经纤维瘤病的患者磁共振薄层平扫和增强检查均可以很好地显示肿瘤、肿瘤内部的成分及血供情况,对肿瘤的定性诊断非常有帮助。而且可以清晰地显示神经根、神经纤维瘤病及两者的关系。
一、神经纤维瘤病(neurofibromatosis,NF)是周围和中枢神经系统的一种单基因遗传性疾病,以神经嵴细胞的异常增生为特征。常累及中枢神经系统,多伴发皮肤、内脏和结缔组织等多种组织病变,是神经皮肤综合征的一种。分为两型:NF-1型常伴有骨骼、肌肉方面的改变如脊柱的侧凸和后凸畸形;NF-2型90%以上表現为双侧听神经瘤,极少引起骨骼方面的改变。
1.多参数、多方位、多序列能够很好显示病灶的部位、大小、形状、数量、信号、与周围组织的关系,分析信号特点、影像特征、与其他疾病的鉴别点。磁共振增强可以发现平扫难以发现的微小病灶。
2.非神经纤维瘤病的疾病如果出现与神经纤维瘤病类似磁共振表现时,要磁共振增强检查、弥散加权成像等序列加以鉴别。
本研究的优点:与常规磁共振相比,高分辨率磁共振能够发现更多神经纤维瘤病病变,大大提高病灶的检出率,特别是微小病灶的检出率,能够清晰地显示瘤体、神经根的关系,有利于指导临床医生制定更加合理、科学的治疗方案。
本研究的不足之处:(1)层厚、层间距太薄,会出现图像信噪比下降。(2)少数患者是过敏性体质、肝肾功能严重衰竭,无法接受磁共振增强检查,这样微小病灶被漏掉。(3)样本数不多,不足以将所有的高分辨率磁共振表现均作为影像诊断的主要依据,但有些磁共振表现可以作为影像诊断的主要依据。
相信随着我们诊断经验的增多,检查患者数量的增加,层厚和层间距的合理选择,会有越来越多的患者得到正确的诊断,为临床提供更多有价值的信息,高分辨率磁共振已成为诊断神经纤维瘤病的最主要的检查方法之一。
图1、2、5是骶椎旁、盆腔的神经纤维瘤。图3是颈部、颈椎旁的神经纤维瘤。图4是胸椎旁的神经纤维瘤。图6是腰椎、骶椎旁的神经纤维瘤。
李玉华,张永平,薛建平,等神经纤维瘤病的颅脑和脊柱的MRI表现[J].中国医学影像技术,2003,19(6):745-747.
王德杰,刘永顺.累及骨的神经纤维瘤病2例报告[J].中国医学影像技术,2001,17(5):41O.
根据医院的实际情况及厂商场地工程师的现场勘察与监测,选择在原0.5T超导磁共振的旧址上,磁体摆放方向与原磁体构成90垂直(0.5T磁共振于4年前拆卸移走)。主磁体背面到隔墙距离为1.30 m,隔墙后有1.80 m的走廊是0.2T的四肢关节磁共振的操作台。主磁体的前方到操作台隔墙距离为3.85 m,操作室宽2.90 m,其后隔墙是一1.5T超导磁共振的操作室。2台超导磁共振主磁体呈平行安放,两磁体中心的垂直距离为14.65 m,周边20.00 m内无移动金属、变压器等。
必须在主磁体到货前3个月动工,根据磁体重量设计基础承重,用混凝土浇灌基础。本磁体质量7 000 kg,按设计院的要求,基座为2 700 mm×1 300 mm×750 mm,浇灌混凝土。
现在多数MRI设备只做射频屏蔽而不做磁屏蔽[1],本机也只做磁体室的射频屏蔽,使用7.20 m×6.08 m×3.60 m的六面体,采用0.5 mm紫铜板镶嵌于四壁、天花板及地板。其6个面均要密封以构成封闭的屏蔽间,所有屏蔽件均采用非磁性材料制作,各连接处应当叠压并采用氩弧焊、无磁螺钉等工艺。首先,磁体地板表面要平整,并分别预留铝合金磁体地脚垫,铝合金病床地脚垫;其次,按从上到下的顺序,第一层是50 mm厚的水泥砂浆,第二层是防潮油毡,第三层是射频屏蔽铜板。磁体室的门和墙壁间的屏蔽层使用铍氰铜簧片密切配合,进出磁体室的电磁线、信号线均要通过滤波板,以有效抑制射频干扰。所有进出磁体间的空调进风口、回风口和失超管口等穿过射频屏蔽时都制作相应的波导管。
冷水机的作用有两方面:一是冷却梯度线圈及输出级;二是冷却氦压机内的液氦循环介质。磁体的液氦容器中挥发口处有一个冷凝头,温度需要维持在6 K以下[2],当氦气挥发时,遇到冷凝头重新液化成液体回到容器中,可有效降低液氦的挥发。冷凝头采用冰箱原理,用液氦作为循环介质,因此冷水机需要24 h对氦压机进行冷却。冷水机安装在室外,通过管道连接进入室内为氦压机及梯度冷却提供冷水,然后把热交换后的热水循环回去冷却成冷水(循环介质的水是用蒸馏水)。同时,还必须安装备用自来水管,当冷水机出故障时,可把自来水切入系统,替代冷水机提供的冷水,否则,液氦消耗会很快。
MRI系统要求恒温恒湿精密的机房专用空调。磁体室和设备室共用,空调设备必须安装在设备室,但要放置在不同的分割区域,分割区域之间的地面设计拦水沟作为空调区域下水道,可以排出制冷系统管路产生或泄漏的水。空调风道进入磁体室要经过屏蔽波导连接。送风系统采用风道和出风口,回风采用开放式回风,总制冷量15匹,温度控制在20~24℃,温度变化梯度小于5℃/10 min,湿度控制在40%~60%,不得出现冷凝结露。空调出风口的设置需要配合房间所有设备的放置位置,不能正对设备的上方,以防结露滴水造成线)由于磁体室没有做磁场屏蔽,在主磁体励磁时,放置于主磁体背后另一房间的CRT彩色显示器立刻被磁化,全屏变色。该CRT显示器是四肢关节磁共振的操作台,距离主磁体中心4.20 m,该处磁场强度大于5×105T[3]。更换该显示器,用LTD显示器代替。
(2)厂商设计磁体室时只有一扇130 cm宽的门,面对候诊室。考虑到工作人员频繁进出磁体室,所以面对操作室开一扇80 cm宽的门,进出均比较方便。
(3)冷水机进入室内管道连接的可靠性,多处接口均为硬管与软管的连接,虽然也加有紧固件,但长年的运行振动也会松脱导致喷水,危及邻近电子柜电路。因此,要采取预防保护措施,安装时尽可能远离其他电子柜。
(4)空调出风口的设置,在MRI设备到场之前空调系统就预先安装完毕,因此出风口的位置与各电子柜的设计位置要相互协调。所有出风口都不能正对设备上方,特别是南方的夏天,空气湿度大、室内外温差大,若有室外空气进入就会结露滴水。
(5)射频屏蔽设施的施工一定要有资质的专业单位承建,以保证质量,避免因屏蔽工程不合格,为以后的调试工作带来不必要的麻烦。屏蔽工程的验收,也要请有资质的计量单位测试。测试执行标准:美国军标MIL-STD-285或国标GB121901990。RF(射频)从10~100 MHz衰减大于100 dB[3],绝缘电阻大于3 000,接地电阻小于1。
摘要:阐述了3.0T超导磁共振成像系统的安装过程,探讨了选址、场地准备、屏蔽工程、冷水机系统、空调系统的施工及相关问题的解决办法,有效地保障了磁共振成像系统的正常运行。
回顾性分析2010年3月~2011年9月,经病理证实且行3.0T MRI DWI检查的前列腺癌患者38例,年龄45~80岁,平均(66.4±6.8)岁。
统计分析使用SPSS 17.0软件包, P<0.05为差异有统计学意义。
目前,3.0T MR高b值DWI成像在前列腺癌中的研究报道较少,其应用价值还有待于进一步证实。本研究结果表明3.0T MR高b值DWI成像对前列腺癌的诊断和鉴别诊断具有重要的价值。b=1 000 s/mm2 的DWI成像及ADC图比b=2 000 s/mm2时具有更高的敏感性和正确率,与Kitajima等[1]报道相符。两种b值下前列腺周围带的癌组织的ADC 值均低于良性组织低。因此,笔者认为高b值(≥1 000 s/mm2 )DWI成像对前列腺癌的诊断是可行的有价值的,值得进一步研究。
DWI的信号强度决定于两种因素:扩散和T2,b值为扩散敏感系数,b值越小扩散的程度越弱,对信号的影响越小,图像
也越接近T2WI。随着b值的增加,图像的信噪比则相应下降[2-3],而高b值更能精确地反映弥散状况和测量的ADC值[4],可见b值的选取要处理好图像质量和扩散程度间的矛盾。但笔者有理由相信,随着研究的不断深入3.0T MR高b值扩散加权成像在前列腺癌的早期发现、诊断和鉴别诊断中将会发挥更加重要的作用。
[2] 陈再智,杨正汉,吴玉林,等.肝脏局灶病变血供对表观扩散系数的影响[J].中华学杂志,2002,36(10):892.
弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)是一种测量自旋质子的微观随机位移运动的MR功能成像新技术。质子的运动特性可以用弥散敏感梯度方向上的表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)表示。DWI在中枢神经系统的应用比较成熟,对超急性期脑梗塞的诊断价值已经得到充分肯定。当肾脏的组织结构发生一定改变时,通过DWI得到的ADC值也将发生相应变化。然而,DWI在移植肾的应用还处于探索阶段,国内外报道不多,且研究多限于动物实验。本研究的目的在于评价用3.0T MR行移植肾弥散加权成像的可行性,评价ADC值在观察者间及观察者内的可重复性。
在2008年5月~2008年7月至南昌大学第一附属医院复诊的肾移植患者中,选取23例移植肾术后功能正常患者作为研究对象(入选标准:MRI前3月内血清Cr浓度200mol/L且Cr浓度变化20%;无被证实的器官排斥反应),进行磁共振常规(T1WI、T2WI)及弥散加权(DWI)成像扫描。其中,男性18例,女性5例,年龄22~56(中位年龄32)岁。患者一般资料见表1。
由一位医师在原始T1WI、T2WI图像上,分别测量移植肾皮质、髓质(肾门水平)信号强度及噪声标准差,计算皮质、髓质的信噪比(SNR=所测部位的信号强度/噪声标准差)。
由两位有经验的MRI医师在后处理工作站上分别读片,评价T1WI、T2WI和DWI图像质量。采取4分评分法:1分:图像伪影多,变形严重,不能分辨肾脏轮廓;2分:图像伪影较多,有变形,能基本分辨移植肾的轮廓;3分:图像有少量伪影,轻度变形,尚能较清晰分辨移植肾的轮廓及内部结构;4分:图像无伪影,无变形,能清晰分辨移植肾的轮廓及内部结构。
ADC图像由相应层面DWI图像通过影像后处理工作站自动拟合而成。数据测量:利用Siemens公司数据测量软件包直接在DWI和ADC图像上进行ADC值测量。测量指标:移植肾皮质ADC值(c ADC)、髓质ADC值(m ADC)和同时包括皮髓质的总ADC值(tot ADC)。感兴趣区(ROI)均取肾门平面置放。c ADC、m ADC的ROI置放的方法为同样大小的圆形区放置在肾门平面不同位置,测量3次取其平均值;tot ADC的ROI应包括移植肾的皮质、髓质,同时尽可能避开肾盂、肾盏和可见的血管。由两位医师在DWI和ADC图上分别独立测量c ADC、m ADC和tot ADC值。其中,有10例患者2周后重复DWI检查一次,由一位观察者重复进行测量。
移植肾常规(T1WI、T2WI)及弥散加权(DWI)图像的皮髓质信噪比良好(表2),能够满足成像需求。皮髓质间SNR差异有统计学意义,皮髓质能够清晰分辨。
因1例患者的图像不能满足测量要求,故实际测量患者为22例。测量结果如表3所示,在不同b值下,平均ADC值差异有统计学意义(P0.01),b值越高ADC值越低。随着b值的升高弥散图像信号逐渐降低(表3、图1)。
对能满足测量的22例患者,不同观察者之间在ADC图所测量的c ADC、m ADC和tot ADC比较差异无统计学意义(t=0.018,P0.5);其中10例患者,由同一观察者在2周后重复测量c ADC、m ADC和tot ADC亦无统计学意义(P=0.22)。表明DWI成像所获数据在观察者间及观察者自身的测量上具有可重复性(图2)。
弥散是指分子的随机运动,即所谓的布朗运动。水分子是人体内含量最高、分布最广的分子,它的弥散特点直接与人体各个脏器的功能密切相关。磁共振对水分子的弥散特别敏感,这就成为磁共振弥散成像技术的物理基础。肾脏的主要功能是水的滤过和浓缩重吸收,这些过程主要在肾小球和肾小管中完成。肾脏功能不全、肾动脉狭窄以及输尿管梗阻等病变肾组织,中水分子的运动可有所变化。因此,通过磁共振弥散加权成像可以反映肾脏功能的变化[1]。
磁共振弥散加权成像在正常肾脏中的应用已经获得初步经验,但弥散加权成像对移植肾及其功能的评价中尚刚起步。在动物实验方面,YANG等[2]于2004年通过超高场(7T)获得了大鼠正常和移植肾弥散加权成像的初步数据;临床方面,THOENY等[3]通过1.5T磁共振获得移植肾功能正常患者DWI的初步资料,国内尚少见报道。对于移植肾的磁共振,国内外文献报道多限于常规扫描、磁共振尿路成像(MRU)、磁共振血管成像(MRI)等。移植肾的弥散加权(DWI)及其在移植肾功能评价中的应用,至今尚无较为完整的检查方案及评判指标。为此,本文以3.0T超高场背景,对磁共振弥散加权成像技术进行探讨和评估。
场强的增加能够提高信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、改变组织弛豫时间和对比剂效应、增强磁敏感性和化学位移效应等[4]。超高场强MR成像系统不仅可以提供更优良的常规加权像,更有利于磁共振波谱、弥散加权成像等功能性MRI的应用。因而,这也是我们选用3.0T超高场磁共振设备的初衷。
一般情况下,在进行弥散加权成像的同时都会行常规(T1WI、T2WI)扫描。超高磁场条件下成像的缺点是易产生运动伪影,多次屏气扫描将会增加患者负担。所幸移植肾位置较特殊(位于盆腔内),受呼吸运动的影响相对较小,故本实验常规(T1WI、T2WI)扫描采用2D PACE(预期采集校正)技术自由呼吸(free-breath)扫描,患者无需屏气即可获得高质量的图像(图1)。常规(T1WI、T2WI)扫描不仅可以清楚地显示移植肾在盆腔内的位置及形态,还可以测量肾脏的大小及肾实质的厚度,同时清晰地显示上、中、下盏及穹隆部等细微解剖结构。值得指出的是:肾脏因髓质较皮质含有较多的自由水,因而在T1加权像上,髓质信号低于皮质,其信号差异形成皮髓质分界(CMD)。有研究表明,移植肾CMD不清可说明有肾功能异常的存在,但其不具有特异性,只能提示有排斥反应、环孢素A毒性反应或重度肾积水的可能。本实验中,患者T1WI像中均能见清晰的CMD线。
磁共振弥散加权成像被认为最有可能对移植肾功能异常病因鉴别的非侵袭性的方法[5]。弥散成像的实现的原理是:在常规T2加权序列加入对称的弥散敏感梯度脉冲b(脉冲),弥散敏感梯度脉冲的加入使得在施加梯度场方向的水分子激活,b值越大水分子间的相位离散就越明显,且越接近单纯弥散值-D值(水分子单位时间内自由随机弥散运动的平均范围,单位是mm2/S),就越能够真实地反映组织内水分子的弥散运动。然而,随着b值的增加化学位移伪影、磁敏感性伪影等各种伪影逐渐增多,图像也开始变形,并越来越明显。因此,本文比较了上述移植肾b50、bl OO、b200、b400、b600、b800、b1000的弥散图及信噪比,发现随着b值的升高图像信号逐渐减低,信噪比下降,尤其是高b值时图像质量很差。鉴于腹部较为合适的b值介于300~500之间,本文将b值定为O、50、100、200、400、600。
肾脏的DWI还受多种其他因素的影响,如宏观因素:呼吸、血管搏动、肠道蠕动等生理活动方面的影响;微观因素:体液的流动、细胞的渗透性、温度、毛细血管灌注和细胞膜通透性的方向等。DWI对运动特别敏感,运动会产生伪影,严重影响弥散图像的质量和ADC值的测量,由于许多患者不能很好配合屏气,而本实验所用自由呼吸(free breath)弥散加权成像技术,患者无需屏气,因而获得完全能满足临床测量要求的高质量弥散图象。
关于移植肾ADC值的测量部位(ROI)的置放。根据以往对肾皮质和肾髓质的ADC值进行测量的经验,以及3.0T磁共振得到的弥散加权图具有高质量、移植肾皮髓质清晰可辨等特点,本文将ROI统一置放于肾门水平,测量c ADC、m ADC和tot ADC值。在不同b值下,平均ADC值有所差异,b值越高ADC值越低,随着b值的升高弥散图像信号逐渐降低,这与文献报道相符[1~3],表3、图1示。
本研究结果初步表明,3.0T MR行移植肾脏T1WI、T2WI及DWI成像图像质量均能够达到诊断及测量要求,T1WI、T2WI解剖结构显清晰,能够分辨肾脏的皮质、髓质。DWI上所测数据在不同观察者间和同一观察者内的重复性较好,能够用来进行移植肾功能成像研究。
选用GE Signa EXCITE HD 3.0 T超导磁共振,采用FSE、GRE、EPI等脉冲序列,以八通道腹部线圈行横轴、冠状及矢状位扫T1和T2图像;从所检查患者中统计了40例不同伪影的图像。男性25例,女性15例,年龄为11~70岁。其中胸部为2例,上腹部为20例,盆腔为18例。
腹部的MRI检查由于受到呼吸和心跳等运动的影响,加上成像原理复杂的客观制约,很容易产生各种各样的伪影,尤其将3.0T MRI应用于临床后,腹部的图像质量和伪影引起了人们的高度关注。3.0T MRI的最大优势是图像信噪比(Singnal Noise Ratio,S/N)高,它直接得益于3.0T超高的静磁场强度。磁场强度越高,磁束密度也成比例的增强,因此3.0T MRI的S/N比1.5T MRI增加了1倍,但同时图像的噪声也在增加,从而使一些在1.5T以下设备上表现不明显甚至见不到的伪影,在3.0T上表现明显。
从Larmor频率=B得知,原子核在外磁场中的进动频率由原子核的磁旋比和原子核所接受到的外磁场强度决定。当原子核确定后,磁旋比为常数,只受到外磁场强度对它的影响。原子核处于电子云包围之中,对外磁场有屏蔽作用,使原子核接受到的磁场强度小于外加磁场,进动频率减慢。同一原子核如果所处分子环境不同,接受电子云的屏蔽程度也不相同,进而导致了原子核的进动频率差异,这一现象称为化学位移。人体内脂肪分子甲基中的H以C-H键相结合,而水分子羟基中的H以H-O键相结合,分子环境的不同使2种组织中的氢质子产生3.5%的化学位移。根据Larmor频率可知,水和脂肪的氢质子进动频率在3.0T磁共振上相差(3.5×128)448 Hz。如在X方向频率带宽为32 k Hz,相对应256个体素,每个体素的带宽为125 Hz,从而同一体素水和脂肪的质子共振频率彼此相差(448/1254)4个体素,而1.5T只相差220 Hz约2个体素的差别,并且总是发生在频率方向上。脂肪比水的质子受到的屏蔽要大一些,所以接受到的磁场强度较弱,进动频率也较低,故和水同处一个位置的脂肪就移到了梯度场较低的方向上。所以含水脂较多的结构如肾脏、脊柱的间盘和膀胱等,低场一侧叠加了水和脂肪的信号而呈一条高信号亮带,高场一侧因脂肪信号位移呈现低信号带[1](如图1所示)。从Larmor频率=B看出,磁场强度越高,质子进动频率越大,频率差异越大,化学位移亦越明显;带宽越小,每个体素覆盖的频率宽度也越小,由于相同场强下化学位移频率的大小是不变的,故高场强窄带宽是导致化学位移伪影的主要原因。抑制方法:(1)使用较低磁场强度;(2)增大带宽,但会引起图像噪声的增加;(3)加长回波时间,使脂肪失相位;(4)选用脂肪抑制消除脂肪信号;(5)减少读出方向的编码数使体素增加,却使空间分辨率降低;(6)变换编码方向,化学位移伪影的方向可随之改变,有利于对病变的鉴别。
ASSET(Array Spatial Sensitivity Encoding Technique,AS-SET)阵列空间敏感性编码技术,或称并行采集技术,有些设备称为SENSE技术。ASSET是利用局部高梯度场,在相位方向上隔行采集K空间来减少采样密度,每个线圈单元采集一半的相位方向的信息,即多个线圈配合起来类似一个大线圈的作用和功能,在小FOV内,应用特殊的计算方式重建,在保证分辨率不降低的情况下缩短扫描时间[2],或者说在扫描时间固定的情况下增加分辨率和扫描层数的快速成像方法。由于它属于隔行采集,又是对每一线圈单元仅采集部分的FOV,故存在明显的相位卷褶,需要利用线圈敏感性数据重建图像并去掉卷褶后重建出完好的图像[3,4]。ASSET伪影类似卷褶伪影,但多出现在图像中心,呈条带状,可使图像信噪比明显降低(如图2、图3所示)。以下情况一般都会产生显著的伪影:(1)FOV太小;(2)Calibration定位偏中心;(3)Calibration扫描范围太小;(4)线)线)Cal/Scan屏气方式不一致。抑制方法:(1)ASSET只能用在多通道相控阵线)增大扫描FOV,phase FOV必须尽量选择1;(3)在使用ASSET扫描序列之前,必须先扫描ASSET Calibration序列(ASSET数据校正),计算出每个接收线圈的敏感性,再用这些数据添充启用ASSET技术扫描的K空间;(4)Calibration的信息与采集的信息不匹配时将会导致伪影的出现,在腹部或胸部扫描ASSET Calibration序列时,必须要求患者屏气扫描;(5)ASSET扫描的图像SNR要下降约30%,如果图像本身SNR就很低,就无需再使用ASSET技术,此项技术往往只用于FSE、FGRE、EPI等序列中。
凡在额外电场作用下产生电偶极矩而形成束缚电荷现象称为电极化,而产生这一现象的物质叫电介质。MR成像中存在较大的电磁场包绕在人体周围,在施加RF时,由振荡电磁波的磁场分量激励人体质子并产生1个振荡的磁场B1,由于人体不同组织的介电常数(Dielectric Constant)不同,又会产生局部磁场B1的叠加所谓的驻波效应,从而导致射频脉冲在人体内分布不均匀,出现信号丢失,形成电介质伪影。电介质效应存在于所有场强的磁共振,场强越高,射频脉冲的频率越高,电介质效应越明显。伪影特点为图像信号强弱不均匀,中心信号偏高,3T腹部、盆腔更为严重(如图4所示)。解决方法:扫描时加用含有二氯化锰和山梨酸钾2种高介电常数物质的电介质垫子,能起到屛蔽B1磁场的作用,使射频在人体组织分布相对均匀,减少信号丢失。
任何物质放入磁场中,由于磁化率或磁性的不同,所受到的磁化程度也就不同。这一性质主要是由组成物质分子周围的电子云决定的,进而把它们分成抗磁性、顺磁性和铁磁性。抗磁性物质没有未成对的电子,磁化率为负值而不显磁性,在外在磁场中产生和主磁场相反的磁场,具有排斥磁力线的作用。人体组织基本具有这种特性,如人体的水分子。顺磁性物质具有不成对的电子,磁化率存在1个小的正值,与主磁场方向排列一致,对外磁场有轻微的吸引作用。稀土元素钆(Gd)有7个未成对电子,是1种强顺磁性物质,脱氧血红蛋白和正铁血红蛋白有5个未成对电子,含铁血黄素具有10 000个未成对电子,是超顺磁性物质。铁磁性物质具有很大的正磁化率,产生与主磁场方向相同的强大的附加额外磁场,并对磁力线有强烈的吸引作用。MR图像是通过施加线性梯度场造成不同位置的质子进动频率从低到高出现差异完成空间定位编码[5]。当有磁性物质干扰时,引起前后磁场相加,使线性梯度变形,原本梯度上的线性频率错乱,要么是没有差异,要么是差异突变,在图像上表现为部分区域信号明显增强并且拉长变形,部分区域信号降低或无信号,这种变形与主磁场强度成正比[6]。3.0T比中低场铁磁性伪影要明显增加。另外,人体自身组织的磁感应性也不相同,尤其在磁感应性差异较大的区域,会存在额外的微弱磁场而引起磁场变形,造成自旋失相而产生信号损失或计算错误,如组织与空气的交界处(如图6所示)。磁化率伪影以EPI、GRE、SE、FSE顺序逐步减少。抑制方法:(1)去除金属物品;(2)使用短TE可减少失相位;(3)用SE替代GRE,SE序列的180脉冲可使由于磁场不均匀而造成的失相位再重聚;(4)减少层厚或增加矩阵可以提高分辨率,降低磁化率伪影对图像的影响。
磁共振成像本身是一种基于时间先后的脉冲序列且成像速度较慢的技术,3.0T高信噪比(SNR)的成像系统在采用高场强、强梯度和其他相关措施来减少成像体素提高空间分辨率的同时,也创造了更容易受运动干扰的物理环境。对运动来说,高场强比低场强的系统更加敏感,特别是在腹部的成像,伪影尤为突出,这也是3.0T在腹部成像所面临的挑战。运动分为周期性运动(也称非自主运动,如心跳、呼吸、血管和脑脊液搏动等,如图7所示)和非周期性运动(也称自主运动,如吞咽等)。运动伪影的产生主要是由于在信号采集过程中解剖位置发生了变化,且在相位方向上表现出明显的伪影,原因是在采集K空间中,频率编码方向的取样时间等于取样间隔乘以频率编码数,以毫秒级为信号采集单位。而相位编码方向的取样时间等于重复时间(Repetition Time,TR)乘以相位编码数,以秒或分为采集单位。频率编码时间明显短于相位编码时间,故运动伪影主要沿相位编码轴分布。周期性运动特点有一定规律,可采用各种技术来减少或克服其对MRI的影响,并且行之有效。非周期性运动具有随机性及不可控性,除吩咐患者配合外没有可行的办法消除[7]。抑制方法:(1)对于非周期性运动,需耐心解释取得患者的配合,对疼痛烦躁者应镇静止痛,使用快速序列以尽量缩短扫描时间;(2)对心脏大血管搏动和呼吸运动可采用门控技术,在大血管搏动的上游施加饱和带,使流入的质子得到饱和,以减轻伪影,通过增加TR、相位编码数和采集次数(NEX)可加大伪影间隔;对慢血流如脑脊液搏动可采用流动补偿技术(FC);(3)由于人体组织结构是固定的,而伪影却是随机的,通过增加NEX可使正常结构的信号叠加增强,使伪影平滑;(4)脂肪抑制可去除对运动敏感的脂肪信号;(5)通过切换编码方向可进行病变和伪影之间的鉴别,但不能减少伪影。
带状伪影主要由真实稳态自由进动(Fiesta)序列产生。该序列在层面选择、相位和频率编码方向均施加了梯度大小相同,方向相反的梯度场,使3个方向上的矢相位都得到了纠正,达到了真正地稳态。其对磁场的均匀性要求比较高,当磁场不均匀或RF存在偏共振时,稳态将会受到严重的影响。由于对磁场不均匀且比较敏感,容易出现磁敏感性效应而产生带状伪影,特别是在气体与组织的交界处以及FOV的周边区域(如图5所示)。TR越长、主磁场越高,伪影越明显;TE=TR/2时,可消除由于磁场频率偏移导致的偏共振影响;在执行这一序列前,先进行局部区域的匀场,可有效地减轻伪影的产生。
无论是诊断医生,还是工程技术人员,最终展示的结果都是要以优质的图像为基础,故掌握MRI伪影产生的原因、预防和解决措施较学习成像原理和病变的表现显得更为重要。在选择扫描序列时,需权衡利弊,有预见性和目的性地修改每一项参数,切不能将低场的方法套用于3.0T上,只有扬长避短,才能充分发挥3.0T在腹部方面的优势。
[6]韩鸿宾.临床磁共振成像序列设计与应用[M].北京:北京大学医学出版社,2003:181-191.
搜集我院2012年4月 -2013年8月7例静脉性脑梗死患者影像资料,所有病例均符合IDBAIH等的诊断标准[2]。男1例,女6例;年龄23~63岁,平均38.3岁;妊娠分娩史3例,流产1例,其他3例; 临床表现头痛、恶心和呕吐,伴抽搐5例,意识不清3例,肢体活动障碍2例。
原始图像传输至工作站,观察常规MR、DWI及MRV图像上病 变及静脉 窦信号改 变 , 观察Min IP-SWI序列上病灶周围小静脉情况及静脉窦信号改变。所有图像均经两名高年资诊断医师进行分析,遇到意见不一致时,协商解决。
7例静脉性脑梗死患者发生于额叶2例 (图1A~F),顶叶3例,丘脑1例(图2A~F),颞叶1例;单侧2例,双侧5例,6例均在MRV上静脉窦可见充盈缺损改变,其中上矢状窦4例,直窦2例,横窦4例,乙状窦5例,大脑大静脉2例,窦汇4例,1例静脉系统未见明确充盈缺损。
常规MR上脑梗死病灶T1WI呈等或低信号, T2WI呈高信号,边缘模糊,伴脑肿胀,少量水肿,并出血时,T1WI边缘可见高信号,2例病灶复查病灶范围缩小。DWI图像上大部分有异常信号改变,其中均匀稍高信号2例,混杂稍高信号5例。SWI图像上显示出血灶较常规序列多,SWI示小出血灶为低信号,Min IP-SWI可显示病灶周围增多、扩张的小静脉,其他序列未见此征象。
A~F:女 40 岁,头痛 3 d,言语不清伴右侧肢体无力 10 h。1 周前因功血住院治疗,出院后出现头痛,双颞部为主,呈发作性,难忍,伴恶。A:横轴位 T1WI,双侧丘脑及左侧基底节区可见片状略低信号,直窦走行区可见高信号;B:横轴位 T2WI,双侧丘脑及左侧基底节区可,直窦走行区可见低信号;C:横轴位 T2WI/FLAIR,双侧丘脑及左侧基底节区可见片状高信号,直窦走行区可见低信号;D:横轴 DWI,双侧丘脑可见片状稍高信号,直窦走行区可见低信号;E:横轴位 SWI,双侧丘脑及左侧基底节区可见片状低信号,病灶邻近小静脉扩,胼胝体左侧可见结节样低信号,直窦走行区可见低信号;F:CE-MRV,直窦内可见多发结节样低信号充盈缺损。
A~F:女 25 岁,剖宫产后间断抽搐 4~5 次,伴意识不清。A:横轴位 T1WI,双侧额叶可见条片状略低信号,上矢状窦走行区可见稍高信;B:横轴位 T2WI,双侧额叶可见片状略高信号,上矢状窦走行区可见低信号;C:横轴位 T2WI/FLAIR,双侧额叶可见片状略高信号,上矢状窦;D:横轴位 DWI,双侧额叶可见片状稍高信号,上矢状窦走行区可见略高信号;E:横轴位 SWI,双侧额叶及顶叶可见片状及,病灶邻近小静脉扩张,上矢状窦走行区可见低信号;F:CE-MRV,上矢状窦内可见条带状低信号充盈缺损。
静脉性脑梗死是一种少见的发生于脑静脉系统的缺血性脑血管疾病,占脑血管病的1%[3],脑静脉系统血栓形成与静脉性脑梗死发生密切相关,大约50%的脑静脉血栓形成将发展为静脉性脑梗死[4]。脑静脉无瓣膜结构,异常的静脉回流易形成血栓,此外,各种原因引起的血液高凝状态、低颅压等引发的血管壁牵拉、变形、扩张以及血液淤滞均可诱发静脉窦和皮层静脉血栓形成,血管堵塞。本组病例4例为产妇或近期有流产病史患者,其中1例合并感染,孕产妇容易导致静脉窦血栓形成的原因可能为:1分娩后大量出汗、失血导致血液黏稠度升高、凝血因子增多,血小板功能亢进;2产妇体质弱,产后感染,均容易诱发血栓形成;3分娩时盆腔静脉丛血栓形成并脱落,经静脉系统至颅内静脉[5];4产妇一般卧床休息,活动较少,血液循环慢,以上这些因素均容易导致静脉血栓形成。此外,静脉窦解剖变异导致局部血流动力学改变,促进血栓形成。静脉系统血栓形成后,静脉系统回流障碍,静脉压力升高,血管内充血, 出现血管源性水肿,DWI表现为等、低或稍高信号, 随着病情进一步发展,颅内压升高,脑灌注压下降, 脑血流量下降,脑能量供应不足,钠泵功能受损,出现细胞毒性水肿[4],DWI表现为高信号。本组病例中DWI序列大多呈现以高信号为主的混杂信号。若静脉完全闭塞,则静脉压进一步升高,可导致静脉破裂、出血、坏死,形成出血性静脉性脑梗死。因脑静脉系统有着广泛的侧枝循环,其在闭塞初期对血液回流起代偿作用,故静脉性脑梗死发展比较慢[6]。
根据脑梗死分布与静脉栓塞的对应关系,分4型[7]:1表浅型:最常见,上矢状窦是栓塞最好发部位,脑梗死分布于血栓邻近的脑实质内,已发生皮层及皮层下出血;2深部中央型:栓塞常位于直窦、大脑大静脉、大脑内静脉,可引起双侧基底节区及丘脑脑梗死,出血少见;3深部基底型:少见;4孤立皮层型:少见,单纯大脑皮层静脉栓塞,梗死发生于阻塞静脉引流区,常见灶性实质出血。本组病例显示栓塞部位以上矢状窦多见,横窦次之,深静脉系统血栓相对少见。
静脉性脑梗死病灶部位表浅,常累及邻近皮质及白质,部分呈对称分布,与动脉性梗死分布不一致。本组病例大部分位于表浅部位,仅1例位于深部;病灶信号T1WI序列表现为低信号或等信号, T2WI呈高信号,边界欠清(见图1),出血时T1及T2序列均表现为出血信号,长或短T1信号,短或长T2信号,病灶邻近静脉窦内可见血栓信号,大部分表现为短T1等或短T2信号,本研究6例静脉系统均可见明确血栓形成,以上矢状窦多见,MRV表现为充盈缺损改变,不受血栓时期的影响[8]。本组病例发现多个病例出现上矢状窦在内的多个静脉窦血栓形成,而病灶仅局限在额叶或顶叶,且多发双侧(见图2),原因可能为上矢状窦最先受累,血栓常顺血流方向延伸,首先发生血栓的部位容易造成脑实质损害,而延伸累及的部位不宜造成脑实质损害[9]。本组病例仅1例右顶叶出现静脉性脑梗,但3DCEMRV示邻近静脉窦未见明确血栓形成征象,可能原因为皮层浅静脉出现栓塞,图像未显示或血栓已机化再通。在临床工作中,MRV诊断为阴性,仍不能排处静脉窦血栓的诊断,需进一步行DSA检查[10]。
DWI早期表现为等低信号,合并出血可表现为高信号,进展期表现为高信号,后期表现为低信号, 病灶内信号不均匀,周围水肿不明显。静脉性梗死多呈可逆性,短期复查病灶范围明显缩小或完全消失,很少遗留软化灶,DWI表现阴性[11],本组2例随访病灶明显缩小。
SWI是一种三维梯度回波序列,对血液代谢产物的磁敏感性比较高,3.0 T较1.5 T能发现更多小的出血灶,还可显示梗死区邻近小静脉的扩张[12]。本组7例SWI上均可见扩张的小静脉,脑静脉血栓形成后静脉压力升高及脱氧血红蛋白浓聚是小静脉扩张的原因[13]。
此外,静脉性脑梗死可出现脑膜强化,可能与静脉窦充血或通透性增加有关,部分与炎症刺激有关[14]。
3.3.1动脉性脑梗死起病急,梗死部位与动脉分布区一致,累及皮质及皮质下白质,多呈三角形, DWI呈高或稍高信号,可合并出血,出血较晚,往往呈脑回样。
3.3.2颅内占位性病变可见瘤体信号,周围水肿及占位效应明显,不同种类肿瘤强化特点不同。
3.3.3脑炎有临床病史,早期仅表现为脑肿胀,增强邻近脑膜可出现强化,结合临床病史、体征以及脑脊液检查,容易区别。
颞下颌关节(Temporal Mandibular Joint,TMJ)是人体中最复杂的小关节之一,也是人体颌面部唯一的可动性关节,它形态小、骨质结构多样,其中关节盘在颞颌关节功能运动中起着重要而特殊的作用。但是TMJ的临床成像困难,以往的常规X线平片、体层摄影片、关节腔造影、CT片等都不能很好地显示出关节盘及其与周围组织结构的关系[1]。磁共振成像(Magnetic Resonance Image,MRI)方式与前面提到的不同,MRI扫描序列很多,不同的序列对各组织结构的成像侧重点不同,即具有很高的软组织分辨能力。MRI检查的目的在于检测引起临床症状或体征的颞颌关节盘及周围组织的解剖与病变损伤情况,以尽早确定治疗方案,尽可能恢复TMJ的功能。
由于TMJ处于体表,信号比较强,线圈的选择要求不是很严格,不一定非要TMJ专用线圈,所以我们选择PHILIPS敏感度编码(SENSE)头部线圈或SENSE头颈部线圈。如果选择“默认线圈连接”,系统将自动检测用于所选线圈的连接器。如果发生线圈冲突,将使用扫描卡片内接管机制,在扫描卡片首个序列下修改为所使用的线 病人体位的摆放
TMJ MRI检查应包括闭口位和张口位2次检查。让患者平躺仰卧,通过和受检者耐心沟通消除其紧张恐惧心理,并让其选好舒适的位置,体位和常规头部检查位置一样,力求头部左右对称。将线 cm处,并尽量使线圈平面与主磁场保持平行。给患者开口器,让其根据自己的张口程度选择一合适的开口位置(尽量张开口到最大),并嘱咐患者在听到指令开口过程中,尽量保持头部不动,尽可能避免吞咽动作。固定位置后,将病人送到磁场中心。
在TMJ MR扫描中,横断位扫描多是作为斜矢状位扫描和斜冠状位扫描的定位图像。执行扫描前一定要匀场,使主磁场达到最大均匀度,并以颞颌关节处为磁场中心区。
(1)横断位扫描。先行颅脑常规横断位、矢状位、冠状位3个方向的定位扫描,再以外耳孔为中心扫横断位。在TMJ横断位的基础上,扫描其斜冠状位和斜矢状位。定位同常规头部检查,扫描范围应覆盖全部关节范围。
(2)矢状位扫描。TMJ斜矢状位是显示颞下颌关节盘最主要的方位。在TMJ横断面的中心层面上(髁突显示最好的层面),将扫描中心对准一侧颞颌关节,并使扫描线垂直于髁突的长轴,即基本平行于下颂骨体部。且应有2组采集包,左右两侧对称扫描。
(3)冠状位扫描。TMJ斜冠状位用于观察关节盘左右移位的情况。也是在TMJ横断面的中心层面上(髁突显示最好的层面),将扫描中心对准一侧颞颌关节,并使扫描线平行于髁突的长轴。且应有两组采集包,左右两侧对称扫描。
TMJ病变多表现为关节盘的形态和位置的异常,所以扫描序列的选择应该以能够显示解剖位置和软组织层次为首要原则。由于自旋回波(SE)或快速自旋回波(TSE)序列的软组织层次对比明显优于梯度回波(GRE)序列,所以TMJMRI都使用TSE序列。关节盘为纤维结缔组织,在常规T1WI与T2WI序列成像中均显示为黑色无信号影,尤以T2WI为重,对于关节盘的形态显示较好,但对于关节本身的病变如盘变性、损伤等则不如质子加权成像(PDWI)显示得详细[2]。在T2WI序列图像上,炎性渗出显示为高信号,可以明确渗出液的部位和范围,对明确病变有意义。PDWI序列同时兼顾T1信号和T2信号的特点,因此TMJ闭口和张口扫描都要扫描此序列。脂肪抑制技术可以提供关节积液、肿瘤、炎症或水肿等相关信息;频率选择反转恢复衰减(SPAIR)是飞利浦公司较有特色的脂肪抑制技术,频率选择180反转脉冲,其脂肪抑制效果较好且均匀,故笔者选择SPAIR脂肪抑制技术。扫描参数设定时,闭口位和张口位都应该选择相对高分辨力的扫描参数,视野(FOV)设置为150 mm×120 mm,层厚为3 mm,层距为0.3 mm,NSA=2。所有序列的SENSE都要打开,扫描时间缩短因子(reduction)设置为2,可以大大减少扫描时间。扫描序列和参数,见表1~2。
飞利浦磁共振仪所使用的应用软件可以接管几何形状,自动将多个成像参数从一次扫描带至下一次扫描,例如将斜矢状位T1W-aTSE扫描定义的参数带至斜矢状位PDW-HR步骤。从一次扫描带至另一次扫描的参数有:患者方位、患者位置、线圈类型、容积选择匀场的设置、均匀性校正的设置、恒定水平呈现(CLEAR)叠块偏中心值和角度。
(1)采用以上扫描方法,28例受检者均能够很好地配合检查,得到很好的MR图像,TMJ的解剖形态显示清晰完整。所使用成像序列组合均能够显示关节盘、关节窝、关节间隙、髁突骨质形态、盘周组织以及翼外肌等。
(2)在所统计的病例中,经MR诊断为TMJ关节盘移位的有7例(其中不可复位性移位2例,可复位性移位5例),关节积液5例,炎性病变3例。
3TMR由于主磁场场强高、组织本身磁豫差异大,组织分辨力进一步提高;同时扫描速度快,结合快速成像技术-并行采集技术,使检查时间成倍减短,并可以采用更薄的层厚与更小的层间距;同时由于3TMR采用许多新技术,如更完全的脂肪抑制技术和高分辩力成像技术,可以克服生理运动产生的伪影和局部磁场不均匀产生的磁化伪影,可以更好地显示TMJ的骨性结构病变与非骨性结构的改变情况[3]。
高场强的安全性也是值得所有工作人员重视的,扫描时的噪声会随着场强的提高而增加。另外,场强越高,磁性越强,这意味着在磁体间里的金属物品在高场强下更加危险。
在高场强条件下,由于射频沉积的增加,仪器更容易达到最大许可的特殊吸收率(SAR值)。我们可以通过以下方式降低SAR:提高重复时间、减少层数、减少翻转角或翻转角扫描的使用、降低B1幅度、使用SENSE、减少TSE链长度(TSE因子)等[4,5]。
在3.0T系统中,噪声会随着场强的提高而增加。检查人员在检查前首先一定要消除受检者的恐惧心理,可以预先给受检者戴耳机或耳塞,告知受检者接下来的检查会听到强烈噪音(高场强的噪音更为强烈)。让受检者身体呈水平仰卧,并保持头部左右对称;嘱咐其一定要找到自己感觉舒适的体位,同时在整个检查过程中尽量不要有吞咽的动作,因为受检者轻微的移动都会造成图像伪影的产生,从而影响图像的质量。保持受检者头部平放,不可垫的过高,以防止关节周围韧带与主磁场夹角近55时出现魔角效戍[6,7,8]。还有在使用开口器开口过程中,受检者的头部应尽量保持不动。
TMJ病变多表现为关节盘的形态和位置的异常,所以扫描方位的选择非常重要。一定要在TMJ横断面髁突显示最好的层面,斜矢状位扫描线垂直于髁突的长轴,斜冠状位扫描线平行于髁突的长轴,都要行双侧对称扫描。
对TMJ张口位扫描参数的设计应充分考虑受检者的耐受能力,即应该通过优化扫描参数尽量缩短张口位扫描时间。因为受检者长时间保持开口时,其涎液会积聚于喉部,再加上心理紧张等因素,非常容易引起吞咽动作,继而引发运动伪影。
TMJ的磁共振检查影像最常见的伪影为运动伪影和磁性材料伪影。受检者的身体运动是导致伪影的一个最主要的生理原因。在成像过程中,身体的运动会导致相位和幅度的不连续,使图像出现模糊和伪影。这些伪影出现在相位编码方向,与运动的方向无关。铁磁性材料或金属材料会导致图像中金属材料周围信号丢失。人体内植入的铁磁性金属材料导致磁场变形,另外梯度转换在非铁磁性金属材料中会导致涡流。所以,进行检查前一定要消除任何种类的铁磁和金属材料的影响,常见的包括病人的假牙、病人衣服上的金属钮扣和拉链等。
3TMR检查在没有任何辅助药物或器材的情况下,可以对TMJ多方位、多层面、任意角度成像;并且成像参数多样,所得图像具有很好的软组织对比分辨力,可以充分而详细地显示出TMJ的病变情况与解剖关系。
笔者通过TMJ MR的检查实践,认为该检查中受检者的体位以及扫描方位的选择是整个检查过程的重点;再结合3T高场强磁共振扫描序列的选择和扫描参数的优化,尽量缩短扫描时间,进行TMJ斜矢状位和斜冠状位扫描,更有助于显示TMJ的关节盘、关节窝、关节间隙、髁突骨质形态、盘周组织以及翼外肌等;所得MR图像解剖位置清晰,软组织层次丰富,可以给临床提供直观有效的、可靠的影像,有助于疾病的诊断和治疗。也就是说,使用优质成像设备、加上受检者的配合以及检查者对扫描参数的优化选择,完全可以得到用于疾病诊断的优质图像。
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DWI采用单激发平面回波技术, b值设定为0、300、500、700 s/mm2, TR 5 900, TE 83, 激励次数5, 层厚4mm, 间隔0.8 mm, 扫描层数15, 视野380×285, RF pulse type选择Low SAR模式, 并开启高阶匀场。DWI信号强度及ADC值的测量选用机器自带测量软件, 同一病例甲状腺双叶不同b值各取一感兴趣区 (ROI) , 感兴趣区选择依据常规磁共振 (MR) 的T1WI及T2WI图, 避开钙化、出血、囊变、坏死, 取病灶实性部分。SNR计算:SNR=SI组织/SD背景, SI组织为甲状腺组织感兴趣区信号强度的平均值;SD背景为图像相位编码方向上视野内组织外取感兴趣区的信号强度的标准差, 感兴趣区避开伪影干扰。
采用SPSS 13.0统计分析软件包, 统计方法采用完全随机设计资料的方差分析, 以P0.05为差异有统计学意义。
DWI是一项能反映水分子弥散运动的磁共振功能成像技术, 是对常规磁共振成像 (MRI) 的有利补充。活体组织的空间结构、细胞的密集度、细胞膜、基底膜等膜结构的分布、核质比以及胞质内大分子物质如蛋白质的分布均影响组织内水分子的弥散[1,5], 从而形成了不同性质病变组织的扩散系数的差异, 也是DWI对不同性质病变诊断及鉴别诊断的病理基础。
由于头颈部结构及成分复杂, 磁场极不均匀, 易产生磁敏感、化学位移及运动等伪影, 3.0 T磁共振虽然软硬件技术有很大的改进, 但受大血管搏动、呼吸、吞咽及磁场不均匀的影响增加, 与1.5 T磁共振成像相比成像难度增大。本试验采用Siemens Verio3.0 T超导扫描仪, 采用头、颈部相控阵线圈, 取头先进仰卧位, 应尽量使双肩下垂, 避免肩部对扫描的影响;而扫描前的呼吸及吞咽的训练也是成像的关键因素。本试验采用单激发平面回波技术, 与1.5 T MR扫描仪不同, 3.0 T扫描仪RF pulse type及Gradientmode均选Normal模式时成像效果极差, 选择Low SAR及Fast模式并开启高阶匀场, 能达到较好的成像效果。
扩散敏感因子 (b值) 是DWI成像的重要影响因素, b值越高, DWI对水分子的运动越敏感, 但图像的SNR亦显著下降[1,6]。本研究的结果也证实了这一点。在甲状腺疾病中b值的选择一直存在争议[4,6,7], 越高的b值导致组织信号衰减越明显, 故有些国内学者主张不必强求高b值以真实地反映组织的实际扩散系数。而较小的b值得到的图像信噪比较高, 但对水分子扩散运动的检测不敏感, 且受甲状腺内丰富的组织血流灌注影响较大。表明甲状腺组织信号强度、SNR及ADC值的变化在不同b值区间具有一定的规律, 这或有助于在甲状腺成像中b值的合理选择。
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