医学影像技术体系 · 第 22 卷 / 共 44 卷
关节规范、骨髓、血管与淋巴管
本卷导读
覆盖肩、膝、髋、骶髂、踝、肘、腕关节的扫描规范与骨髓判读,并讨论头颈、上肢、下肢非增强血管成像、血管壁成像与淋巴管成像。
知识结构
- 肩、膝与髋关节
- 肩关节磁共振扫描规范及临床应用
- (双)髋关节磁共振扫描规范及临床应用
- 骶髂、踝、肘与腕关节
- 磁共振骶髂关节规范化扫描及临床应用
- 腕关节磁共振扫描规范
- 儿童与特殊人群
- 血管成像与淋巴管
- 磁共振血管成像技术概述:血流信号的特点
- MRI淋巴管造影(成像)
肩、膝与髋关节
肩关节是仅次于膝关节中MRI检查第二多的骨关节部位,无论是其解剖结构、摆位及扫描定位都难于膝关节。要想扫描好肩关节图像,需要掌握很多基础知识。
肩关节相关的骨性结构都相对比较简单,大家也比较好识别,而对于很多初学影像解剖的同学来说,比较难的是肩关节其他结构。比如:肌肉、肩袖、韧带、盂唇等。
肩袖是非常重要的,运动损伤中常见的类型就是肩袖损伤。肩袖又叫做旋转袖(rotator cuff),是包绕在肱骨头周围的一组肌腱复合体。
肩袖的主要功能是把肱骨头包绕在关节盂内,保持肩关节稳定。肱骨头上方是冈上肌腱(supraspinatus tendon);前方是肩胛下肌腱(subscapularis tendon);后方是冈下肌腱(infraspinatus tendon)和小圆肌腱(teres minor tendon)。肩胛下肌是肩关节前方的重要屏障,防止肱骨头发生前脱位。冈上肌是重要的下方稳定结构,冈上肌腱也是最常发生韧带撕裂的,90%的病变发生于冈上肌腱,所以识别冈上肌腱是非常重要的。
肩关节的韧带包括:盂肱韧带、喙肱韧带、喙肩韧带。
关节盂唇也是重要的结构,由纤维软骨组成,环绕关节盂的边缘,其作用是加深关节盂,构成肩关节的关节窝。
对于骨关节扫描,最重要的是摆位及固定好。而对于骨关节,则是七分靠摆,位置固定好了,病人舒服,在扫描过程中保证不动则扫描就成功了一半。
有肩关节专用线圈的话摆位就简单了,其实肩关节扫描图像质量的关键是固定好体位。由于肩关节是偏中心扫描,旁边又是胸部,呼吸运动会带过来,所以线圈的放置及患者体位的固定是非常重要的。专用线圈摆位相对简单,但还是有几点要特别注意:
④非检查一侧的肩膀下面可以垫一个三角垫,使得那一侧肩膀稍微上抬,减少呼吸运动对检查侧的影响
⑤为了减少呼吸运动对检查侧的影响,还可以加绑带。
一般肩关节扫描都采用这种体位,但是也有特殊的体位,比如外展外旋位(abduction and external rotation, ABER)。
没有专用线圈则可以采用表面线圈、柔线圈或者体线圈来做肩关节。此时的摆位难度要高于有专用线圈的。
为采用多功能的MSK线圈摆位,该线圈的覆盖范围还是比较大的,把线圈弯曲把肩关节覆盖。然后采用绑带固定,其一是固定线圈,其二是固定患者,其三是减少呼吸运动。
是采用Flex线圈进行肩关节扫描。由于目前飞利浦的设备基本上都是一体化线圈,后部都有线圈单元,所以可以采用Flex L大号的线圈进行肩关节扫描。扫描的时候,摆位可以注意,把两个Flex L线圈交叉一下,都放置在肩关节前部,后部不用去包裹,因为有后片线圈收信号,这样能够保证扫描范围足够大。
肩关节由于偏中心,所以很多时候第一次定位像扫描出来,三个方位可能有一个或者两个方位并不理想,不能得到我们理想的信息。此时可以进行二次定位。
经过了二次定位后,一般会得到比较正的肩膀轴冠矢方位,然后用这几个图像来定位就比较准确。
肩关节扫描还是应该首先把横轴位定出来,这样在横轴位的基础上来定斜冠状位和斜矢状位才准确。也有一些书籍和文献介绍定位方法是先定冠状位。
这里还是推荐先定横轴位。以冠状位图像为主定位像,扫描基线与冈上肌腱走行方向平行,上缘起于肩峰,下缘位于肱骨颈静脉下缘,外缘包括肩部软组织。在横断面扫描定位图上,扫描野应包括全部肩关节及其周围软组织;矢状面定位图上,描基线倾斜角度与肱骨长轴垂直。
这里需要注意,为了尽量减少呼吸运动带来的伪影,一般需要添加一条可自由移动的饱和带。饱和带置于视野周围肺野、胸壁处,一般推荐斜着走形,最大程度遮挡肺部组织,然后不影响扫描成像的视野区。饱和带的主要作用是抑制该带范围以内的质子信号,一般用在血管成像中抑制上游的静脉或下游的动脉以及胸壁及腹壁的呼吸运动伪影。
把前面已经完成了的横断位图像拖拽至主定位像窗格中,在横断面图像上找到冈上肌腱,扫描定位基线平行于冈上肌腱走行方向。在肱骨头与关节盂层面确定扫描的前后范围,前包括关节盂前缘及部分软组织,后包括肱骨头后缘及部分软组织;矢状面和冠状面定位图上,扫描基线倾斜角度与肱骨长轴平行。匀场框和饱和带使用方法和作用同前。
将扫描好的横断位和冠状位都拖拽至定位像窗格中,上下翻动横断位图像,找到很好显示冈上肌腱层面,扫描定位基线垂直于冈上肌腱走行方向,在肱骨头与关节盂层面确定扫描的左右范围,外包括肱骨头外侧缘,内包括关节盂及部分软组织;矢状面和冠状面定位图上,扫描基线倾斜角度与肱骨长轴平行。匀场框和饱和带使用方法和作用同前。
由于肩关节的主要几个扫描方位是:横轴位;有时候会发现,明明扫描的是斜冠状位,怎么出来的是斜矢状位。
很简单,这就是在定斜位置的时候,由于角度过大,角度>45°,系统识别成为另一个斜方位。
还有一种情况,就是有时候肩关节冠状位出来的图像,肱骨头在右侧,有时候在左侧。请注意,这个肱骨头出现在右侧或左侧,与扫描左肩关节或者右肩关节无关,不是对应的哈。
有些斜位置,由于本身倾斜了,观察角度又变了,所以会出现同样是冠状位,有时肱骨头在右侧,有时肱骨头在左侧。特别是左肩关节。
另外肩关节扫描由于采用斜位定位,在骨关节中斜位需要千万注意一种效应或者伪影,就是“魔角效应”(the magic-angle effect)。韧带和肌腱由胶原纤维构成。这种特殊组织表现为各向异性。已经证实,若组织方向与主磁场B0方向夹角为55°时,其T2值就会被延长被导致在T2加权像上为高信号。特别是在肩关节扫描中,冈上肌腱是最常见魔角效应的位置。有时候为了减少魔角效应的影响,会把TE时间延长。
没有特殊说明,常规的肩关节扫描一般就是45个序列,如果序列优化得好,扫描时间一般在68分钟可以得到一个非常好的图像。
需要注意,肩关节扫描有三个方位的序列都需要进行脂肪抑制,脂肪抑制好坏是图像质控的关键。另外一点就是,很多医院推荐采用PDW脂肪抑制,也就是质子加权像,但是有些老师可能不太习惯质子加权像的图像或者只是单纯看到PDW就觉得不舒服。此时有两种解决方案:①不修改序列,修改名字,把PDW改成T2WI(这个有点欺骗嫌疑,但是有时候真的很有用);②采用中间权重,折中一些,把TE稍微延长到40~45ms,同时兼顾PDW和T2WI。
这个中间指的就是介入PD(质子密度)及T2之间的中间。
比如,我们常用的骨关节序列,TE大概为25-30ms的时候是PDW;TE大于55ms,一般取60ms的时候为T2。我们要得到中间权重,就在这两个序列之间取一个中间的TE,我经常给客户建议取40~45ms。这样的话,得到的这个序列,既有PD权重序列的特点,显示韧带及肌腱;又有T2权重的特点,对含水病变及组织显示敏感。同时这样的话,又照顾了很多老专家的读片习惯。
斜冠状位由于观察冈上肌腱,为了尽量避免魔角效应,可以把TE延长,这样的话斜冠状位就采用T2WI脂肪抑制。大家要注意,如果在斜冠状位T1WI上看见冈上肌腱高信号,此时要排除魔角效应。
不知不觉写了5230字,内容太多了,本章就先写到这里。
这里推荐一本书,对肩关节 MRI 的扫描方案和诊断讲得比较全面、详细,具体如下:
膝关节是磁共振常用扫描部位,但是却有很多需要掌握的技巧。掌握了这些知识则能够多快好省的做好膝关节检查。
半月板是磁共振膝关节扫描观察的主要部分。运动常见的损失其中就有半月板的损伤及撕裂(Meniscus tears)。
在磁共振中主要是在矢状位和冠状位观察半月板,在主要的几个序列中半月板均表现为黑色的低信号(无信号区)。
矢状位主要是观察半月板的前角、后角,当然也可以根据腓骨出现判断到底是内侧还是外侧。在矢状位中正常半月板多表现为低信号的“三角形”或者“领结形”,前后角可能共同组成一个蝴蝶结形。
冠状位主要观察半月板的体部,也可以更好的辨别内外侧半月板。
冠状位一般在半月板体部可以最大程度显示半月板的形态,还是表现为三角形或者领结形。
是膝关节专用线圈,在摆位的时候大家尤其要注意不是光把膝关节放在线圈孔里就可以了,膝关节线圈一般配套了很多线圈垫,能够保证病人膝关节在一个很舒服的体位,而且膝关节的弯曲角度也刚好合适。
飞利浦1.5T的Multiva可以采用16通道的MSK线圈来进行膝关节扫描,由于通道数比较高,线圈是柔线圈,能够灵活的调整大小尽量贴合人体,扫描效果还是非常不错的。
在进行膝关节扫描的时候,这个附垫是非常重要的。放置好了附垫,能够保证病人非常舒适。
这样病人非常不舒服,膝关节也不自然,屈度、角度也不对,自然得不到好的图像。
为什么推荐膝关节专用线圈呢?除了专用两字,最重要的一点就是,这个摆位刚好保证膝关节的屈度大概在30°左右,这是最理想的显示位置。
就是股骨和胫骨连线角度是150°左右,差不多膝关节屈度是30°。关于膝关节扫描体位、角度问题,中南大学湘雅三院的廖云杰老师有比较深入的研究,他本人也发明了一些膝关节体位固定装置,获得了专利。
非常重要的一点,膝关节专用线圈一般大小固定,理论上大部分病人都可以把腿伸进去。万事都有例外,工程实践中就遇到过一个女患者,220斤,腿太粗,真的是进不去的,这个时候只能换成体线圈。对于腿比较细的人,摆好位置后,由于腿细,膝关节线圈留有大量的缝隙,这个时候最好在膝关节线圈孔空隙里加一些软垫,这个有两个作用:其一,起到填充空间,固定腿的作用。如果是采用柔线圈或者MSK则摆位稍微有所区别。
可以加两个沙袋,一个负责分开两条腿(避免两腿太近,可能卷折),一个沙袋压着小腿或者脚,防止出现运动或者抖动。
这么多摆位的图,大家也发现了,膝关节扫描的体位一般是仰卧位,脚先进。
摆好位置后,激光灯定位一定要标记在髌骨下缘,另外摆位的时候要注意,一定要等病人躺好了看位置。否则,病人趟下,膝关节还会往里走,有可能导致摆位不准,膝关节并不在线圈中心。
膝关节扫描定位并不复杂,不过有一个问题需要说明。这个问题就是矢状位定位。矢状位定位根据角度分为:正矢状位和斜矢状位。
其中,斜矢状位主要是往内侧偏15°,这种定位主要是为了更好的观察前交叉韧带。而正矢状位则是定位线垂直于股骨内外髁的连线。
因为正矢状位观察半月板是最好的,其二,如果摆位的时候病人膝关节微微外旋,则采用正矢状位一样可以非常好的显示前、后交叉韧带,又兼顾了半月板。
关于外旋,准确的说应该是外旋15°就可以了,但是相信很多人对这个定量都没概念,反而一听这么准确让人无从下手。我一般推荐技术老师告知病人,微微外旋一下就可以了,不用去纠结到底是不是15°。
也有很多医院要扫描两个矢状位,一个正矢状位一个斜矢状位。
矢状位定好后,冠状位和横轴位就相对简单了。这里我再推荐先定矢状位,矢状位好了后,双击定冠状位,冠状位直接和矢状位正交,刚好就是非常准的位置。
膝关节根据检查目的应该因地制宜的选择扫描序列,而如果临床申请单没有特殊说明,则可以采用基本的几个序列来进行扫描。这里推荐很多医院(特别是比较著名的顶级骨关节医院)采用的序列:
三方位定位像,当然有的医院会先扫描一个大的定位像,然后在根据这个定位像再手动推动扫描一次比较清晰和准确的定位像。这样做的优点是不会犯错,左右一目了然,而且第二次定位像出来图像准。缺点就是需要两次定位像。
除了定位像,常规膝关节检查推荐的序列主要是脂肪抑制的 PDW、PDW-SPARI(三个方位),再结合一个正矢状位的高分辨率 T1WI。
有的医院还会跟一个冠状位的T1WI。
没有特殊说明,常规的膝关节扫描一般就是45个序列,如果序列优化得好,扫描时间一般在57分钟可以得到一个非常好的图像。
中南大学湘雅三院的廖老师,他们优化的膝关节4个序列,大概4分钟就可以完成。
这里我先讲的是常规的序列,很多老师会说需要做软骨序列或者需要扫描3D或者甚至需要扫描韧带的。
对于一些老师,他们不习惯采用PDW的脂肪抑制而是习惯看T2WI的脂肪抑制,这个问题怎么解决呢?可以采用类似中间权重的概念。
比如,我们常用的骨关节序列,TE大概为30-35ms的时候是PDW;TE大于55ms,一般取60ms的时候为T2。我们要得到中间权重,就在这两个序列之间取一个中间的TE,我经常给客户建议取45ms。这样的话,得到的这个序列,既有PD权重序列的特点,显示韧带及半月板不错;又有T2权重的特点,对含水病变及组织显示敏感。
原来磁共振扫描很慢的时候,很多医院膝关节扫描采用的是梯度回波的序列,比如FFE序列。当时扫描这个序列是有当时的特殊背景及受限于成像速度。
后来,随着磁共振扫描速度不断加快,发现快速自旋回波序列也能很快的完成扫描,而且图像质量远远好于梯度回波序列,所以现在很少用梯度回波序列扫描去观察半月板。因为出来的图像,总感觉半月板是毛糙的。
这里很多老师可能要问,常规序列就那几个,直接扫描就完了,还有技巧?当然有,要不然为什么有的人4分钟能扫描4个比较好的序列,有的人抱怨一个膝关节扫描得半个小时。
了解了序列的特点,充分掌握了知识,才能合理的缩短扫描时间,达到尽可能不影响图像又能多快好省完成工作的目的。
整体来说膝关节扫描,矢状位的FOV可以选择140160mm,扫描层厚2.53.5mm,1.5T信噪比低一点可以采用3.5或4mm,3.0T一般采用2.5或3mm。扫描的采集体素不同序列不同,T1WI序列可以分辨率做高一点。
T1WI-sag矢状位的序列是最好扫描的,这个序列一般扫描1分半就能得到一个不错的图像。有的老师为了节约时间,把这个序列的相位编码方向设置为AP,这样可以不用过采样,这是可以的。因为不压脂的T1WI序列,一般股动脉搏动不大。
这个序列1分10秒扫描完,图像质量还可以,不过大家看出什么问题没有?
定位定得靠下了,中心应该定到髌骨下缘,扫描的FOV可以适当往上移一点,这样构图也美观。
T1WI-sag有时候可能会产生FID伪影,这个伪影非常微弱,不仔细看,可能发现不了。
两边是修改参数后的,修改后FID伪影消失,扫描时间也基本上不变。能看得出来那一边是有FID伪影的吗?左边,还是右边?
T1WI-sag序列观察软骨也还是不错的,当然要扫描软骨有专门的软骨序列,不过可以利用该序列进行粗略的观察。
原来写报告的时候,观察半月板形态和信号有无异常,有老师觉得看PDW脂肪抑制或者T2WI脂肪抑制更好。我个人习惯先在T1WI上确认,如果T1WI上发现信号异常,则加深了诊断信心。
比较难扫描的序列是矢状位的PDW-FS(FS表示脂肪抑制),这个序列也是膝关节扫描中最关键的序列,扫描时间占得最长。
由于进行了脂肪抑制,则在进行矢状位PDW的时候,如果相位编码采用AP,则后方的血管搏动伪影非常大。必须把相位编码方向改为FH,增加一些过采样。
有时候即使编码方向FH,也会发现有些搏动伪影,这个时候可以配合饱和带。
如果定位得当,扫描层厚适中,则能够非常好的显示整个前、后交叉韧带的走形。如果要仔细观察,可以采用3D序列或者专门进行韧带的扫描。
的序列扫描时间是1:45min,速度不错吧,整个膝关节非常清晰,脂肪抑制均匀,所以摆位好了,参数设置合理,扫描就是一件非常简单的事。
冠状位的PDW-SPAIR一般就比较简单,如果想图像质量高,还是推荐将相位编码方向设置为FH。如果想节约时间,可以设置为RL。
横轴位无论是扫描和定位都非常简单,主要是显示髌骨及其韧带的。横轴位有些老师扫描的血管搏动伪影很大,或者在前后或者在左右。
飞利浦系统的膝关节横轴位还比较稳定,几乎很少看见血管搏动伪影。如果发现比较大,可以双侧加饱和带。
以上横轴位脂肪抑制图像,有1.5T做的,有3.0T做的,他们的共同特点是扫描时间都不超过1:50min,最慢的1:49min,最快的1:21min。
现在看来是不行了,道德是用来防君子的,不是用来防小人的。
这两种序列基本上是常规序列,可以观察软骨,但是效果一般。
后来各大公司都采用了专门的观察软骨的序列进行膝关节软骨扫描及病变评价。
飞利浦公司主要采用3D_Wats,也就是Proset水激发序列或者mFFE多回波序列。
在飞利浦原始序列中,可以在骨关节文件夹里找到选择性水激发的序列。其中,3D_WATS则是选择性水激发的缩写。WATS means Water Selection。
如果是选择性脂肪激发(抑制水),则原始序列是FATS,it meansFat Selection。
知道会问:在图中3D_WATSc和3D_WATSf有什么区别呢?
WATSc:Water Selected cartilage,用于做软骨成像。WATSf:Water Selected fluid,用于显示液体。
该序列是一个3D的梯度回波序列,所以扫描层厚比较薄。可以进行横轴位、冠状位或者矢状位多方位扫描。
一般横轴位主要是观察髌骨后缘软骨情况,矢状位则是显示股骨髁软骨情况,冠状位用于进行胫骨平台软骨的显示。
该序列一般扫描层厚是3mm(重建层间距-1.5mm),矢状位扫描50层,扫描时间大概为3.5~4.5分钟。
西门子公司则采用3D_DESS序列或者3D_Medic序列进行软骨扫描,效果也非常不错。膝关节软骨病变的评估主要采用ICRS分级标准,即国际软骨修复协会(International Cartilage Repair Society),主要分为以下几个级别:
Ⅱ级:软骨缺损,但是缺损小于50%
Ⅲ级:软骨缺损,缺损大于50%。上述评估主要是通过观察软骨形态、特征进行,粗略的测量软管厚度。当然我们还可以定量的对软骨病变进行评估。这种方法一般会用到磁共振定量技术,T2 mapping。
T2 mapping是 关节生理性定量磁共振的重要成像方法,体外实验揭示T2值有望成为关节炎早期诊断和病情检测的敏感指标。
膝关节3D扫描理论上可以节约扫描流程,并且有利于后期重建。比如,采用3D的PDW_SPAIR序列,进行各向同性扫描,体素可以采用0.74mm×0.74mm×0.74mm,扫描时间大概4分多钟。扫描完后可以任意方位重建,理论上扫描一个既可以替代原有的常规序列,即三个方位的PDW_SPAIR序列。
3D薄层扫描更有利于显示韧带,比如前、后交叉韧带。因为进行2D扫描,一般层厚是3~4mm,在矢状位上一般最多只有1层或者2层能够显示韧带走形。而采用3D扫描,重建层厚是小于1mm,则非常利于观察。
采用3D PDW-SPAIR扫描,矢状位采集,扫描时间3:49min,扫描完后可以进行多平面重建。
3D序列由于其特点,血管流空非常明显,几乎很少产生血管的搏动伪影。
进行3D各向同性扫描,还是希望能够进行任意方位多平面重建,这样避免了扫描时候角度不同产生的不同观察视角。
3D扫描后,还可以进行其他方位的重建,不限于韧带。
磁共振基本序列及图像对比度(权重)。磁共振中的弛豫:纵向弛豫和横向弛豫及T1、T2值。相位对比血管成像技术原理及临床应用。MRI基本原理的难点突破--K空间。磁共振前列腺规范化扫描方案及临床应用讲座。髋关节MRI扫描是除膝关节和肩关节外,检查频率第三高的MSK相关部位。注意题目中特别有括号标注是(双)。
别认为双髋关节扫描很简单,国外还专门有很多书籍讲髋关节的磁共振成像的。
还是老规矩,先简单介绍一些相关解剖结构。学习影像学,除了断层解剖,大体解剖和系统解剖也同样重要。
髋关节是由髋臼表面和股骨头组成的双面关节。髋臼呈半球形,其负重区被关节软骨覆盖。关于髋臼盂唇如何扫描,在单髋关节扫描方案中写了。
需要知道的是单纯的髋关节解剖是非常简单的,髋关节(hip joint)实际上又叫做球窝关节。这个球指的是股骨头(球)(ball),这个窝当然指的是髋臼(acetabulum)表面形成的凹面。股骨头关节面占头面积的2/3,嵌入髋臼内。
MRI扫描双髋关节除了看球窝关节的结构,其周边及骨盆的结构也是需要关注的,包括:骨盆(pelvic bone)、髋骨(hip bone)、耻骨(pubis)、股骨(femur)、骶骨(sacrum)、尾骨(coccyx)、耻骨联合(pubis symphysis)。
双髋关节扫描主要针对的病变还是髋关节结构和骨性病变,包括:发育性髋关节疾病(主要是髋关节发育不良、股骨头骨骺滑脱)、髋关节外伤及运动损伤病变、(早期)股骨头坏死、髋关节术后MRI评估等。
髋关节扫描由于位置和盆腔差不多,所以准备工作和盆腔类似。
被检查者不需要做额外的准备工作,包括禁食禁饮,这些都不需要。注意MRI安全相关就可以。
患者体位一般采用仰卧位,头先进和足先进都可以,由于髋关节位置靠下,采用足先进则患者头部在磁体孔外,可能更容易配合。
线圈一般采用体部线圈就可以,和盆腔扫描基本一致。
线圈的中心对准股骨粗隆,如果是3.0T扫描下腹部和线圈之间加用电解质垫,束紧前后片线圈压迫小腹,既可减轻电解质伪影又可减轻呼吸运动的影响。
脚尖并拢并外固定,保证冠状面股骨头及股骨颈显示在一个平面上。扫描髋关节平扫大概10分钟,增强扫描大概15~18分钟,检查时间不短,因此患者可以排空膀胱。
双手可以上举或者抱于胸前,两手不要形成环路,两手尽量不要放置于身体两侧,放置相位编码方向左右时发生卷褶或者必须加大FOV。
激光灯定位的时候对准盆腔中心或者髂嵴,送入磁体等中心即可。
髋关节扫描线圈及摆位和盆腔几乎相同。线圈要放置精准,保证线圈的有效范围能够覆盖需要检查的髋关节上下界限。线圈重的话可以加一个线圈支撑桥架,这样患者不会感觉过度压迫。
髋关节扫描定位中心位于耻骨联合或股骨大粗隆,三平面定位图像尽可能包括髋关节前后、上下范围解剖结构,FOV包括整个盆腔。扫描结束后注意观察图像,检查股骨头是否位于扫描中心,图像信号是否均匀,如有必要可用“双定位”法重新扫描定位像进行更清楚的二次定位。
双髋关节扫描主要的方位是斜冠状位和斜横轴位,所以定位以这两个方位为主。冠状位扫描是髋关节检查的一个重要方位,对于反映双髋关节的整体形态及骨盆特点有很大的帮助。
理论上定位像出来之后,先定横轴位比较容易,因为冠状位可能是斜冠,最好在扫描出来的横轴位图像再来定冠状位这样比较准。
首先扫描横断面。扫描完定位像后,自己加载定位像,主定位像一般放冠状位的图像(这样方便定横轴位)。在冠状面定位图上,扫描基线与双髋臼上缘连线平行,扫描野上缘包括髋臼,下缘包括大转子,正中矢状线与人体正中矢状线重合;在横断面定位图上扫描野应包括髋关节及周围软组织;矢状面定位图上扫描基线与身体长轴垂直。
需要注意,有的医院是先定冠状位,实际上髋关节冠状位很重要,要求冠状面股骨头及股骨颈显示在一个平面上,因此一般是斜冠状位。最好推荐在横轴位图像上定斜冠状位,否则由于角度不准,不能够准确的扫描出需要的斜冠状位。
双髋关节扫描相对比较简单,常用扫描序列每个医院可能有所不同,但是主要的序列应该类似。包括冠状位的脂肪抑制和横轴位的几个关键序列。
冠状位扫描是髋关节检查的一个重要方位,对于反映双髋关节的整体形态及骨盆特点有很大的帮助。
无论是冠状位和还是横轴位,双髋关节平扫,至少要保证有一个脂肪抑制序列。另外斜冠状位还会推荐一个分辨率相对高的T1WI。国外有指南推荐冠状位采用STIR进行脂肪抑制,这是因为冠状位视野大,STIR脂肪抑制清晰。
STIR这种脂肪抑制技术,不光抑制脂肪,和脂肪组织T1接近的也会被抑制掉,特别是盆腔内的出血病变。理论上,盆腔(子宫)扫描脂肪抑制不推荐采用STIR。但是双髋关节主要是观察骨骼,所以也可以采用STIR。
近年来,MRI技术发展,采用频率选择法的脂肪抑制或者DIXON技术也可以得到非常好的脂肪抑制效果。因此冠状位如果采用DIXON或者频率选择法也是可以的。
横轴位扫描一般包括一个非脂肪抑制的T1WI和脂肪抑制的T2WI。
这里需要注意的是,横轴位扫描的T1WI,由于对空间分辨率没有特别高的要求,这个序列可以适当扫描快一点。一般1分半结束就比较合适。扫描层厚一般是3.5~4 mm,层间距10%,扫描20~24层。该序列可以把相位编码方向置于前后AP方向,这样能够减少扫描时间。
为髋关节横轴位T1WI,扫描时间1min20s,右侧股骨头病变明显。
横轴位还应该扫描一个脂肪抑制的PDW或者T2WI或者MDW,其中MDW代表中间权重图像。
T2WI脂肪抑制对于骨骼水肿及病变显示比较好,PDW对于韧带和肌肉显示比较好。如果担心魔角效应,则应该延长TE。
横轴位脂肪抑制技术一般采用频率选择法就足够了,在飞利浦常用的是SPAIR。
也可以采用mDIXON TSE技术,一次扫描同时出脂肪抑制和非脂肪抑制的图像。但是扫描时间会稍微长一点,而且mDXION对运动比较敏感。扫描层厚、层间距、FOV和横轴位T1WI尽量保持一致。
斜冠状位是比较重要的一个方位,需要在横轴位图像上精细定位。一般斜冠状位扫描层厚3~3.5 mm,间距10%,扫描层数18~24层。
斜冠状位T1WI要求空间分辨率高一点,这就需要把矩阵做大或者采集体素做小。
髋关节斜冠状位T1WI,扫描FOV一般比较大,可以发现右侧股骨病变。MRI对于诊断早期股骨头缺血坏死有很大的价值,因此要求斜冠状位T1WI空间分辨率高。并且T1WI对于盂唇的病变也相对T2WI敏感。
斜冠状位还有一个重要的序列,就是脂肪抑制。有推荐采用STIR的方式进行,并且是用T1WI来做的。
目前的MRI硬件和软件有很大的提高,采用频率选择法或者DIXON技术也是可以的。
这里很多医院扫描会有不同,脂肪抑制肯定是要做,但是脂肪抑制是用什么权重做呢?不同医院选择不同,有选择T2WI FS,有选择PDWI FS,还有用T1WI STIR的。
早期很多指南推荐的髋关节斜冠状位主要是T1WI和STIR序列。这里注意传统情况下STIR序列都和T2权重结合,这里其实STIR序列是可以通过调整TR和TE使得图像权重偏T1的。斜冠状位的脂肪抑制是必不可少的,但是采用哪种权重,则是不同医院有不同的习惯。
mDIXON TSE序列脂肪抑制彻底,并且能够一次扫描出多种对比,缺点就是对运动比较敏感。
采用频率选择法SPAIR抑脂,虽然SPAIR对B1场均匀性不敏感,但是对B0场均匀性敏感。可以发现盆腔有伪影。这个伪影可能来自于盆腔节育器或者衣物上的纽扣。
需要注意的是双髋关节扫描的平扫常规序列主要就是这些。如果是单髋关节扫描,可能还有矢状位和斜矢状位,而双髋关节扫描则不需要矢状位。
常规平扫序列差不多就是这4个,如果发现骨骼(股骨)有占位或者怀疑肿瘤组织,可以增加一个横轴位的DWI。
增强扫描相对比较简单,如果不是关节腔内造影,而是普通增强扫描,则打药后,扫描三个方位的T1WI+C结合脂肪抑制就可以了。
这里需要注意,由于T1WI+C序列增强的很少和STIR联影,所以脂肪抑制技术选择频率选择法或者DIXON技术最佳。
髋关节还有常规解剖扫描就是这些。更进一步高级扫描或者科研还会考虑髋关节的软骨或生化扫描,包括T2 mapping、T2* mapping、T1ρ mapping、dGEMRIC、CEST等,这里就不一一介绍了。
在我们扫描髋关节的时候,一般是扫描股骨头。特别是磁共振对股骨头早期病变比较敏感,能够早期诊断股骨头缺血性坏死。很少有医院专门扫描髋臼盂唇。但是在很多时候,髋臼盂唇的损伤也是非常常见的,而且这个问题也是我们影像医生容易忽视的,如果进行髋臼盂唇的扫描呢?
髋臼由髂骨、坐骨及耻骨共同组成。正常的髋臼会轻度前倾,而髋臼边缘周围有纤维软骨构成的盂唇。有了盂唇后,可以增加髋臼的深度及覆盖范围,保证髋关节的稳定性。
正常的盂唇附着于髋臼的前缘及后缘,下缘与髋臼横韧带融合。髋臼关节面呈半球面,表面覆盖有透明软骨。
髋臼盂唇,前唇较薄,后唇较厚。髋臼盂唇损伤最常见于前方,其次为上方,后方最少见。髋臼盂唇下缘与髋臼横韧带融合。
髋关节外伤,这种情况最多见,包括:负重状态下髋关节扭伤
先天性发育不良,这种情况也不少见。
髋臼盂唇损伤的主要临床表现是:髋部、腹股沟区疼痛(占80%);髋关节弹响或交锁;髋关节活动受限。
正常髋臼盂唇在MRI上为三角形,呈低信号,边缘光滑。髋臼盂唇损伤主要是按照Czerny提出的盂唇损伤分期方法:
ⅢA期:髋臼盂唇与髋臼缘分离,髋臼盂唇仍然保持正常三角形形态
ⅢB期:髋臼盂唇与髋臼缘分离,髋臼盂唇增厚,信号异常。
线圈:体部线圈Torso;大柔线圈Flex-L(单髋扫描);MSK 线圈(多功能关节线圈@Multiva 1.5T)。普通髋关节扫描,我们一般常规扫描冠状位及横轴位,但是这些方位显示髋臼盂唇并不是最理想的。应该使用360°旋转扫描,使用放射状扫描方式来采集(类似MRCP 2D ssh)。
在飞利浦参数栏中,在“Geometry”选项卡中,找到Stacks扫描叠块,下面的type类型,从parallel平行采集修改为radial放射状扫描。然后在radial axis放射轴中,定义扫描旋转的轴线。
首先扫描一个髋关节冠状位图像,为什么要先扫描一个冠状位图像呢?因为这样一个是方便整体观察,第二是方便定位盂唇。
然后把刚才定好的几个主要位置,用来做定位像,使用放射状扫描。
将髋臼盂唇按照顺时针分为12个点位。前盂唇,外上盂唇和后盂唇分别在8点到5点位置。5点到8点的位置由髋臼横韧带覆盖,这个位置没有盂唇覆盖。
骶髂、踝、肘与腕关节
关于骶髂关节,有些医院把它归类到脊柱里,扫描序列方案打包放在Spine文件夹里;而有些医院则把它归类于骨关节系统里,扫描序列方案打包放在MSK文件夹里;还有医院把骶髂关节归到盆腔里。
不管是哪个归类,需要注意的是骶髂关节,重点关注的还是关节、骨质结构的特点。
10年前我才入职,工作职责是进行磁共振临床应用培训,那个时候才参加工作,经验、知识体系、阅历都没有那么丰富。
我一看申请单患者,年龄17岁,主诉是腰背疼痛。
当时技师去摆位的时候,我又确定了,的确是这个年轻人(17岁的)做扫描。然后看着小伙子捂着腰走进来,腰背僵硬,很痛苦的样子。
于是我告诉技师,给他扫描往下一点,扫描骶髂关节吧,加几个冠状位的序列,特别是冠状位脂肪抑制。
于是一个序列不多加,扫描完了还告诉我,你看,腰椎间盘没有任何问题啊!
17岁,腰椎间盘有啥问题。
然后我就看着扫描完腰椎后,把那个17岁的小孩默默地放走了。
认为其实有更好的解决方案,比如技师如果能够给临床打电话多问一下,或者自己有经验多加一个序列,不至于把患者给放走。有人说,临床医生开啥我就做啥?但是很多小医院申请单可能项目没那么多。人区别于AI就在于主观能动性。
得益于影像教育的推广和MRI的普及,现在放射科的水平高多了,遇到这种小孩子腰背疼痛,僵硬,临床开单子也会注意。即使临床不多写,我相信很多大医院的老师还是一看就知道,多扫描几个序列,特别是骶髂关节。
骶髂关节(Sacroiliac joint)首先是一个关节,是关节一般就是有两个以上的骨面构成。骶髂关节是由髂骨的耳状面与骶骨的耳状面构成。
只是大家看解剖图就很清楚,骶髂关节本身关节面贴合度比较紧密,所以关节活动度比较小。关节囊紧张,紧贴于关节面周缘,其周围有许多强韧的韧带加强,关节腔狭小。
这是因为AS本身就是一种慢性炎症性病变,主要病变部位为骶髂关节、脊柱及外周关节。严重者可以看到明显的脊柱畸形和脊柱强直。
特别是青少年患者,早期症状多以髋部及骶髂部(下腰部)疼痛为主。因青少年处于生长发育期,骨骼生长迅速,因此,青少年患者易导致髋关节畸形。
诊断强直性脊柱炎实际上不难,特别是表现典型的、严重的、中后期的。比如,诊断就学过,AS的典型X线表现为:脊柱呈竹节样表现。
然而早期AS的影像表现并不明显(X线和CT不明显),其早期改变主要是骨髓水肿。AS中,骨髓水肿是其早期最重要的征象,代表活动性炎症。而磁共振成像对于骨髓水肿特别敏感,所以这也是为什么诊断早期AS最好的影像学方法就是MRI。
AS在MRI上的表现还包括:滑囊炎和关节囊炎症;这些在MRI上都可以清晰地显示和诊断。
除了AS,骶管占位、骶管囊肿、盆腔外伤等也是骶髂关节MRI扫描的适应症。
骶髂关节的扫描准备工作类似大盆腔扫描,磁共振安全相关的都是类似的。这里需要注意的是,毕竟扫描的主要范围在盆腔,如果女性有节育环最好摘掉,否则可能产生伪影影响图像判读。
患者摆位和盆腔或髋关节类似,可以采用头先进,也可以脚先进,取决于医院。患者一般是仰卧位。
骶髂关节扫描的定位实际上就是要充分的显示骶髂关节及周围的组织结构,主要是骶骨和髂骨。冠状位和横轴位是最重要的两个方位。但是要清晰的定位,一般需要矢状位定位像。
定位像的扫描很关键。有些医院用腰椎定位像扫描,发现冠状位的图像太靠后,没法定位。因此建议如果定位像扫描第一次出图不好,可以二次定位,继续扫描。
是比较理想的定位像,这个定位像就比较容易定骶髂关节了。定位中心位于髂前上棘,横断位和冠状面应能看到骶髂关节。
首先定冠状位,需要在矢状位和横轴位上定位冠状位图像。
磁共振基本序列及图像对比度(权重)。磁共振中的弛豫:纵向弛豫和横向弛豫及T1、T2值。相位对比血管成像技术原理及临床应用。MRI基本原理的难点突破--K空间。磁共振前列腺规范化扫描方案及临床应用讲座。心脏MRI扫描技术及高级临床应用。磁共振波谱基本原理、概念、技术及临床应用(讲座)。对于踝关节的解剖,需要掌握重要的骨骼及肌腱、韧带。构成踝关节的主要骨骼是:胫骨远端、腓骨远端,其中内胫外腓(所以胫骨远端是内髁、腓骨远端是外髁),关节面主要有胫骨组成。另外的一个重要骨骼是距骨。除此之外踝关节检查还包括跟骨、舟骨、骰(tóu)骨。踝关节扫描的范围除了踝关节这个大关节,还包括一些其他关节:跟骰关节、距舟关节。
踝关节相关的肌腱和韧带也是非常重要的,包括:跟腱、距腓后韧带、胫腓后韧带、内侧三角韧带、骨间韧带(胫骨和腓骨远端之间的韧带)。
MRI对于MSK骨关节的优势在于其软组织分辨率及能够显示韧带、肌腱等结构,并且对于骨髓水肿敏感。因此踝关节MRI扫描的主要适应症包括:踝关节疼痛、运动障碍、外伤或可疑踝关节病变者。特别是考虑肌腱或韧带损伤,应该行MRI检查。
踝关节检查由于不考虑器官本身的生理运动及代谢问题,因此没有特殊的准确工作。被检查者不需要做额外的准备工作,包括禁食禁饮,这些都不需要。注意MRI安全相关就可以。
关于线圈,如果有条件当然推荐专业的踝关节线圈。该线圈的主要优势是方便摆位和固定,因为其设置是按照踝关节和脚的曲度设计的,这样可以避免踝关节过度屈伸,不自然的状态。
一般来说专业线圈比较贵,而且需要额外配置,大部分医院由于不是骨关节专科医院,踝关节的检查数量不是那么多,因此很多医院可能并没有专用线圈。
没有专用线圈可以采用表面线圈(柔线圈)、多通道多功能线圈等。这些线圈再结合一些附加,也可以做到很好的摆位和固定作用。
还有医院直接采样头线圈做踝关节和足的,也是可以的,需要做好固定。
不管用什么线圈,踝关节扫描一般采用足先进的体位,这是因为扫描是下肢远端,足先进最方便。
大部分情况下,踝关节采用仰卧位,这是常规的做法。当然也有俯卧位的扫描。
踝关节俯卧位扫描我还是在中南大学湘雅三医院看到的,是廖云杰老师采用的扫描方式,足先进俯卧位。
踝关节的定位相对其他关节来说,算简单的。首先扫描三方位定位像,此时注意左右方位。
首先扫描横断面,在矢状面定位图上扫描基线平行于距骨上缘关节面。上缘包括胫腓关节,下缘包括跟骨下缘;在冠状面定位图上扫描基线平行踝关节面,左右包括踝关节及软组织;横断面定位图上,扫描野横轴与内外踝连线平行,范围包括踝关节及其周围软组织。
横轴位出来后,观察内外髁就比较方便,此时在定矢状位会比较准确。
在横断面定位图上扫描基线垂直于内外踝连线,包括全部踝关节及病变范围;在冠状面定位图上,扫描基线与踝关节面垂直,左右包括内外踝;在矢状面定位图上,扫描野纵轴与胫骨长轴平行,范围包括踝关节及其软组织。
前后包括全部踝关节及病变;在冠状面定位图上扫描野包括踝关节及其周围软组织;在矢状面定位图上,扫描基线与跟腱长轴平行,前后包括踝关节及其周围软组织。
实际上踝关节定位中,内外髁这个结构很重要,扫描基线基本上是平行或者垂直于内外髁连线。另外一个重要的结构是股骨,扫描基线也会平行于它,特别是冠状位扫描。
踝关节常规扫描序列主要有4~5个,主要的观察方位是矢状位和横轴位,当然冠状位也非常重要。
踝关节中矢状位比较重要,主要是观察主要的骨骼及跟腱,为了避免魔角效应,一般延长TE,使得图像呈现T2对比度。
实际上踝关节扫描定位像非常重要,一个关节的因素就是踝关节屈伸度。
该定位像可以推测是用了专用踝关节线圈扫描,原因是矢状位可以发现脚底非常平,踝关节屈度差不多是90°。
清楚地显示距骨和内外髁,美中不足的是这个横轴位位置没有完全拉正。一般横轴位扫描层厚34mm,层间距取层厚的10%,FOV不用太大,150170mm,相位编码方向可以AP,也可以RL。
横轴位采用脂肪抑制,脂肪抑制技术可以选择化学饱和法,STIR及DIXON技术。一般横轴位脂肪抑制相对容易,可以结合化学饱和法。
这两个矢状位一看就是一个用了专业线圈,一个没有使用。为了避免部分容积效应,矢状位扫描3.0T推荐层厚3mm,1.5T可以采用3.5mm层厚。
不压脂的序列,特别是骨关节和细小结构韧带的观察,需要注意WFS水脂化学位移不能太大了。通过增加采集带宽来减少水脂化学位移。
矢状位主要的问题是脂肪抑制的均匀性,有时候采用频率选择法可能会导致压脂不均匀,因此推荐使用STIR或者DIXON技术。
左边是采用STIR做的脂肪抑制,右边是SPAIR,可以发现左边压脂均匀,右边跟骨及皮下组织没有被压下去。这种情况容易导致诊断信心下降,因此推荐使用STIR或DIXON技术。
采用mDIXON TSE可以一次扫描同时出压脂和不压脂图,脂肪抑制均匀。采用的是PDWI,当然为了避免魔角效应,推荐采用T2WI。
矢状位特别是脂肪抑制序列,为了避免血管搏动伪影,相位编码方向推荐采用FH。采用FH后,需要增加过采样,这样势必会增加扫描时间。如果是踝关节专用线圈,则过采样不用太大,因为线圈扫描范围不大。必要时候可以增加饱和带。
冠状位PDWI-FS,一看就是小孩做的检查。冠状位PDWI压脂可以采用频率选择法或者STIR或DIXON技术。扫描层厚推荐3mm,节约时间可以采用RL相位编码,避免血管搏动伪影可增加饱和带。
采用mDIXON TSE脂肪抑制均匀,并且可以出多个对比。
需要注意如果有内固定或者植入物,则采用MARS序列。
也就是尽量使用TSE/FSE序列,脂肪抑制采用STIR或DIXON技术,这样能够尽量减少磁敏感伪影。
上例中是一个有安全植入内固定的患者,行踝关节扫描,尽量采用TSE及DIXON技术扫描。
除了常规序列,有时候借助显微线圈(Microscopy Coil)和超高空间分辨率扫描序列,可以显示非常高清的结构。
使用显微线圈扫描,显示距腓前韧带,扫描序列为PDWI,扫描层厚1.5mm,平面内采集体素达到了0.16mm×0.2mm。
有的医院踝关节扫描和足部扫描差不多是一个部位,这就要求FOV扩大,把脚趾都包括进去,这个难度还是很大的,特别是脂肪抑制。
MRI对于MSK骨关节的优势在于其软组织分辨率及能够显示韧带、肌腱等结构,并且对于骨髓水肿敏感。因此肘关节MRI扫描的主要适应症包括:肘关节疼痛、运动障碍、外伤或可疑关节病变者。特别是考虑肌腱或韧带损伤,应该行MRI检查。
肘关节相关的病变包括肘关节力学病变(特别是运动导致的,比如外翻过载综合征,后外旋转性不稳定等),肘关节退行性病变(主要是关节炎)和神经卡压综合征(包括尺神经卡压综合征和正中神经卡压综合征)。有时候进行MRI肘关节扫描,有必要还需要补充外周神经扫描序列。
其病因常见于前臂过度外旋和屈腕,被动或主动牵拉屈肌所致的长期慢性损伤。最常见于高尔夫球运动员(所以得名高尔夫球肘),也见于其他投掷类项目如棒球等。
另外一个网球肘实际上是肱骨外上髁炎,病因是前臂过度旋前或旋后位时,被动或主动牵拉伸肌所致的长期慢性损伤。常见于网球、羽毛球、乒乓球运动员。
肘关节的摆位相对不难,一般要求患者仰卧位,头先进。上肢伸直置于体侧,手掌向上,保证肘关节处于标准解剖学位置。除非是有特殊强迫体位或者被检查者进行了骨科固定(比如打了石膏),否则都采用肘关节伸直位(上肢伸直)。
这里需要注意,为了保证肘关节伸直位的时候,患者手不会自然地旋转或者偏转。有一个好的方法,就是患者手掌向上,然后手掌托着一个相对有重量的物体,比如水模。这个物体不会太重,但是能保证患者的手掌始终向上不会旋转偏移。否则扫描过程中,手掌偏移了,尺骨、桡骨的位置角度会发生变化。
由于肘关节在人体一侧,必然涉及到一个问题就是偏中心扫描。都知道,偏中心扫描,磁场均匀度下降,进行脂肪抑制有一点难度。而骨关节扫描又需要有很多的压脂序列,这就带来了一些技术上的难度。
线圈又是另外一个面临的问题,大部分医院没有配置肘关节专业的线圈。即使有肘关节专业线圈,也同样面临偏中心问题。肘关节扫描大部分情况下采用的是包裹式的表面线圈。因为这种线圈贴合性好,便于紧挨着肘关节,而且方便摆位。
需要注意无论你怎么摆位,肘关节偏中心扫描是不可避免的。如果被检查者比较瘦,可以尽量让他/她往非检查的那一侧移动,这样可以使检查侧的肘关节尽量往中间靠一点。
采用这种体位,患者舒适度会大大下降,但是肘关节可以相对位于磁体中心。
采用这个体位可以使用膝关节线圈,而且也可以保证肘关节相对位于中心位置。
为什么偶尔会采用这种外旋外展位(abduction and external rotation, ABER)呢?这种体位除了可以保证肘关节相对位于扫描视野中心,最重要的是只有外展位才能把尺桡间隙展开,便于观察其结构。这个外展位中,肘关节是伸直的。
肘关节实际上定位划线不难,难的是摆位固定好了,定位就简单了。
定位像出来一般先定横轴位,因为比较好定。然后在横轴位上再定另外两个方位。
首先扫描横断面,冠状位图像上,扫描基线十字中心放在肘关节中心,纵轴线平行于肱骨长轴,横轴线平行于肘关节平台;在矢状位定位图上扫描基线十字中心放在肘关节中心,纵轴线平行于肱骨及尺骨长轴;横轴位图像上,扫描范围包括肘关节及周围软组织。
在横断面定位图上扫描基线平行于肱骨内外髁连线,前后缘覆盖整个肘关节软组织;在矢面定位图上扫描基线平行肱骨长轴连线,前后包肘关节及软组织;冠状面定位图上,包括肘关节及其周围软组织。
在横断面定位图上扫描基线垂直于肱骨内外髁连线,左右缘包完肱骨内外髁;在矢状面定位图上,扫描基线平行于尺骨及肱骨长轴,范围包括踝关节及其软组织。
肘关节常规扫描序列主要有5~6个,主要的观察方位是冠状和横轴位,当然矢状位也非常重要。
国外有指南推荐肘关节扫描,所有三个方位(横轴位、冠状位、矢状位)都必须要至少包括两个序列,T1加权像和T2脂肪抑制图像,脂肪抑制推荐采用STIR。如果这样看,肘关节扫描至少6个序列。
上面是肘关节扫描常用序列推荐,当然不同医院有不同的个性化方案。如果要观察韧带,又怕魔角效应,可以适当延长TE减少魔角效应的影响。
因为肘关节冠状位比较方便观察韧带结构,所以尽量采用T2WI脂肪抑制,没有采用PDWI脂肪抑制。
是一个典型的肘关节横轴位图像,一前一后有两个骨性架构,实际上前面那个是肱骨远端的鹰嘴窝,后面那个是尺骨鹰嘴。
左边是肘关节横轴位T1WI,右边是T2WI脂肪抑制。显示外上髁伸肌总腱增粗,信号增高(部分撕裂)。
冠状位是肘关节另一个非常重要的位置,可以观察很多结构包括韧带。
冠状位扫描另一个需要注意的就是血管搏动,可以采用头足相位编码(这样扫描时间延长,需要过采样)或者增加饱和带。
冠状位T1WI一般可以得到信噪比不错的图像,但是T2脂肪抑制则有一定难度。为了保证脂肪抑制均匀彻底,可以采用STIR或者DIXON技术。
骨关节实际上很难,因为临床扫描频率并不多,除非是以骨关节见长的医院单位。很多时候骨关节的MRI报告解读,需要注意区分正常结构和变异。
在肘关节冠状位图像上经常容易发现肱骨小头假性缺损,此时需要观察矢状位。当肘关节伸直比较充分的时候,桡骨头的一部分实际上位于肱骨小头软骨表面后方。
矢状位有些医院采用的是PDWI权重而不是T2WI,这个都可以。推荐在一个方位上可以使用PDWI,建议矢状位。
矢状位可以观察尺骨鹰嘴及滑车等结构,而且也便于观察肘关节软骨结构。
一般建议采用3D的脂肪抑制T2WI或者DWIBS进行肘关节相关外周神经的显示。
由于尺神经、正中神经及桡神经相对不是太细,因此采用DWIBS扫描一般都可以得到神经显示。当然有更先进的神经专用序列则更好。
特殊情况下,肘关节也可以像髋关节和肩关节一样进行关节造影MRI。方法是通过穿刺,注射稀释的钆对比剂,待患者活动或者延迟以后,再行MRI扫描,扫描的序列一般为T1WI脂肪抑制。
由于肘关节在MRI检查中确实不算常见,可能很多医院一周或者一个月也遇不到几个,因此对于肘关节的解剖及扫描可能有些生疏。希望大家看了我的文章后,可以很方便地操作和定位,完成临床工作。
关于腕关节的病变非常多,涉及骨骼、肌肉、韧带及神经。MRI特有的优势对于腕关节的各个系统都能得到良好的显示,特别是适用于运动损伤的检查。看体育比赛,经常有运动员疑似受损,都会采用MRI检查,发现比较隐匿的骨折或者肌肉、肌腱、韧带损伤。
腕关节做MRI检查的起因大部分是因为运动损伤或者相关部位疼痛。
腕关节桡侧疼痛及相关症状的疾病包括,骨骼系统的:舟状骨骨折、舟状骨缺血性坏死;关节问题则有:第一腕掌骨关节炎;韧带则主要是舟月韧带撕裂;肌腱病变则比较多,包括:拇指腱鞘炎、近端及远端交叉综合征、桡侧腕屈肌腱鞘炎;神经系统还有沃坦伯格氏综合征。
腕关节尺侧疼痛及相关症状的疾病包括,骨骼系统主要是钩骨骨折;关节相关的包括:尺腕撞击综合征、Pisotriquetral骨关节炎;韧带病变主要有三角纤维软骨复合体撕裂、月三角骨间韧带撕裂;肌腱病变则有:尺侧腕伸肌腱鞘炎和不稳定性、尺侧腕屈肌腱束病;神经系统病变主要是腕部尺神经卡压综合征。
腕关节中柱疼痛及相关症状的疾病包括,骨骼系统有基尼克病和Carpal Boss,这里不要翻译为腕部的老板啊,boss这里主要是指突起、隆起,carpal boss这种疾病则是腕背部隆突综合征(手外科名词:腕背隆突);关节病变主要是炎性骨关节炎;韧带病变主要有月骨周围不稳定和腱鞘囊肿;肌腱病变主要是伸屈肌腱腱鞘炎和撕裂;神经系统病变主要是腕管综合症。
和肘关节一样,腕关节扫描有时候涉及到外周神经扫描,可能需要额外增加相关序列。
腕关节和肘关节一样,如果病人采用仰卧位头先进的体位,那么必然是偏中心扫描,这是其一。其二则是很多医院并没有配置腕关节专业扫描线圈,一般是采用小柔线圈的方式扫描。
腕关节的体位和摆位方式也是多种多样,根据检查需要及线圈的配置。如果有腕关节专业线圈,则摆位和固定会稍微容易一点。
正常情况下,患者仰卧位头先进或者脚先进是最方便的,病人体验感也好,但是面对的一个问题是腕关节必然是偏中心扫描。偏中心扫描对于脂肪抑制来说有一定挑战,特别是在3.0T上。
另外一种方式则是俯卧位头先进,手上举,专业线圈置于中心。这样做的优势是,让腕关节在磁体中心,图像质量和脂肪抑制都可以得到保证。缺点是被检查者体验感不好,手还要上举,如果病人有肩周炎则不能坚持。
除了专业线圈,还可以用头线圈、膝关节线圈、柔线圈进行腕关节的扫描。
临床中大部分时候,腕关节扫描采用的体位是仰卧位手放下,手自然放置于身体两侧。这种情况下,扫描就是偏中心的。
另外一种体位则是仰卧位但是手上举,这样手上举,腕关节就置于FOV中心了。缺点是患者得上举手,摆位难度增加,必须保证患者舒服。
另外就是俯卧位手上举过头顶,也就是大家熟悉的“超人位”。
俯卧位难度就更大了,除了手上举,还要注意扫描的图像方位,左右前后不要反了。
摆位原则是能够把腕关节置于中心就尽量,不能的话还是以患者舒适度为考虑。
腕关节扫描定位不算太难,但是注意两点,第一是左右的方向,不要标记反了。可以先扫描一个大定位像,然后再二次定位。
腕关节比较小,定位像扫描完不一定太清楚,所以先定横轴位是比较方便的。
横轴位主要是在冠状位定位图像上定,冠状位图像上,扫描基线十字中心放在腕关节中心,纵轴线平行于桡骨长轴,横轴线平行于桡尺骨连线。在矢状位定位图上扫描基线十字中心放在腕关节中心,纵轴线平行于桡骨长轴。横轴位图像上,扫描范围包括腕关节及周围软组织。
按照最短原则,横轴位扫描相位编码方向可以设置为AP前后,当然此时,血管搏动伪影(如果存在)会在前后方向。可以添加饱和带,尽量饱和一下动脉组织。
在横断面定位图上扫描基线平行于桡尺骨,前后缘包完腕关节软组织。在矢面定位图上扫描基线平行桡骨长轴连线,前后包腕关节及软组织。冠状面定位图上,包括腕关节及其周围软组织。
腕关节常规扫描序列主要有5~6个,主要的观察方位是冠状位和横轴位,矢状位也需要补充至少一个。
下表是腕关节推荐扫描序列,需要注意的是横轴位和冠状位是主要方位,必须包括至少一个T1WI非脂肪抑制序列和一个T2WI或PDWI的脂肪抑制序列。
由于腕关节比较小,扫描层厚一般3mm,横轴位扫描层厚3mm,0间距或者0.3mm间距,采集体素一般做到0.45~0.6mm。
冠状位脂肪抑制序列为了保证图像质量,相位编码方向推荐采用FH,增加饱和带和过采样。冠状位T1WI非脂肪抑制相位编码方向可以采用RL。冠状位根据场强,如果是3.0T,扫描层厚可以采用2.5mm,如果是1.5T则采用3mm。
矢状位层厚同样采用3mm,脂肪抑制相位编码方向使用FH。
冠状位是观察腕关节的重要方位,所以扫描的序列比较多,T1WI主要是显示腕关节结构。由于没有进行脂肪抑制,因此需要注意水脂化学位移的情况。非脂肪抑制的T1WI可以观察骨骼结构,韧带及软骨。该序列主要作用除了显示腕关节各腕骨的结构解剖,还有观察三角纤维软骨复合体。
是1.5T扫描的,扫描时间1分04秒,还是比较快的,图像质量也比较好。
偶尔也会进行超高分辨率的扫描,让腕关节的结构显示得更清晰。
这种高空间分辨率扫描,时间就特别长,有时候还需要专用的线圈,甚至是体表微线圈。
比较有难度的是脂肪抑制序列,如果采用化学饱和法,则偏中心扫描担心脂肪抑制不好。采用STIR进行,则信噪比又会有损失。采用DIXON技术,则血管搏动伪影影响大。没有一个是最完美的解决方案。
仔细看可以发现,部分区域脂肪抑制并不干净,采用的脂肪抑制可能是化学饱和法。
有时候如果需要观察软骨结构,还可以增加一些软骨相关的序列,比如3D的水激发序列。
腕关节另外一个重要的方位是横轴位,该方位可以观察腕管结构及腕骨间韧带,还有显示神经也比较好。
横轴位扫描如果是腕关节居中,则图像质量一般不错,需要注意的是要让患者保持不动。
PDWI或T2WI脂肪抑制相对于冠状位容易一些,可以采用SPAIR等技术。
采用PDWI进行脂肪抑制,一般使用SPAIR等化学饱和法效果就挺好,信噪比也足够,而且观察肌腱、神经都不错。
矢状位一般扫描一个或两个序列就足够了,一般情况下扫描的是PDWI脂肪抑制序列。矢状位观察月骨比较好。
腕关节由于结构小,复杂,临床对图像的要求是希望得到更清晰,更高清(空间分辨率高)的图像。这就要求进行腕关节扫描,不要太追求扫描速度,否则图像质量会下降。
是很多年前开会见到日本专家使用显微线圈扫描的腕关节,这个图像重建体素是0.125mm,125μm,空间分辨率非常高,可以发现正中神经的结构很清晰。展示这个图是为了说明,很多时候我们其实可以追求更好的图像,就看你愿不愿意花时间。
当然要做到这么高的空间分辨率,这么精细的扫描,有时候需要额外的一些线圈,的显微线圈。
显示了三角纤维软骨复合体(Triangular Fibrocartilage Complex, TFCC)。
儿童与特殊人群
儿童绝非缩小版的成人,从解剖结构、生理代谢、心理状态到配合能力,儿童尤其是婴幼儿与成人存在本质差异。
MRI无电离辐射、软组织分辨率高的优势,使其成为儿童神经系统、骨关节、腹盆腔病变筛查与诊断的核心手段,但儿童扫描易运动伪影、组织发育未成熟、耐受度低等问题,也让儿童MRI扫描有着专属的技术逻辑与操作策略。科学规范的个体化扫描方案,是保障儿童MRI图像质量、提升诊断准确率、规避检查风险的关键。
儿童处于持续生长发育阶段,身体机能与身心状态和成人截然不同,这也是儿童MRI扫描需要专属策略的核心原因,主要集中在四大维度。
婴幼儿体型娇小、体脂分布特殊,各器官体积远小于成人,脑组织、脊柱、脏器尚未发育成熟,组织结构对比度与成人差异极大。
并且,儿童新陈代谢旺盛、呼吸心率更快,躯体不自主微动、呼吸运动伪影、血流搏动伪影发生率远高于成人,常规成人扫描参数无法适配儿童精细的组织结构成像需求,极易出现图像模糊、细节丢失的问题。
儿童体温调节能力弱,长时间密闭扫描环境下更易出现体温波动,需要全程做好保温防护。
MRI检查耗时较长、舱体密闭、机器梯度场切换噪音大,对成人尚且存在一定不适感,对儿童而言更易引发恐惧、焦虑情绪。
6岁以下儿童自控力、专注力极差,无法长时间保持静止状态,难以配合标准化扫描流程;新生儿及婴幼儿完全无自主配合能力,是儿童MRI扫描的主要难点年龄段,也是运动伪影的高发人群。
儿童脑组织含水量、髓鞘化程度随年龄动态变化,信号强度、组织对比度与成人成熟脑组织完全不同,成人通用的扫描序列、TR/TE参数、翻转角度无法精准呈现儿童病变特征,易出现漏诊、误诊。并且,儿童骨骼、肌肉、脏器处于发育阶段,对磁场、射频能量的耐受阈值更低,需严格控制扫描能量与检查时长。
儿童身体器官功能尚未完善,对噪音、镇静药物、造影剂的耐受性远低于成人,且金属异物、磁场干扰对儿童的潜在风险更高。并且,儿童散热能力弱,长时间扫描引发的热效应风险显著高于成人,必须严格把控扫描时长与射频参数。
实际上在MRI扫描中,16岁以内的都算儿童。但是具体的年龄差异又比较大。
新生儿,这种情况一般是出生0~10天以内的,一般的临床应用场景在头颅扫描。
婴幼儿,1~2岁的,大部分情况下扫描的部位主要是头颅和胸腹部。
小儿,2~6岁,这时候的小儿童一般不会配合,为了顺利完成MRI扫描,一般需要配合镇静或者服用10%水合氯醛等。
儿童,6~15岁,这种属于大孩子,稍微沟通很多可以配合检查。
为什么要分得这么细,特别是新生儿和婴幼儿,后面讲头颅扫描的时候会提到。
针对儿童的特殊性,临床需建立从术前准备、镇静管控、设备选型、参数优化到术后质控的全流程专属扫描体系,摒弃成人扫描的固化模式,实现个体化精准成像。
开展分级心理干预与亲子陪伴。对于3岁以上具备认知能力的儿童,检查前通过动画、模型、趣味讲解,通俗介绍MRI检查流程,模拟机器噪音、舱体环境,缓解陌生恐惧感;全程允许家长穿防护装备陪同检查,给予儿童安全感,大幅提升自主配合概率。对于学龄期儿童,可通过简单指令训练、正向鼓励的方式,引导其保持静止。
针对婴幼儿和新生儿,落实无创固定与保温措施。摒弃硬质固定装置,采用包裹式襁褓、真空固定垫进行柔性固定,既能有效限制肢体乱动,又能避免压迫损伤、提升舒适度。并且,检查室内提前预热,为儿童穿戴保暖衣物、加盖无菌薄毯,避免长时间扫描导致低体温,维持身体代谢稳定。
这里包裹物要注意,发现过有的婴幼儿包裹物,包上以后无法探测到MRI信号,最终导致检出失败的案例。
镇静是儿童MRI扫描的核心环节,需严格遵循「能不镇静则不镇静、需镇静则精准镇静」的原则,根据年龄、配合能力分层施策,区别于成人无需镇静的常规模式。临床通用分层标准清晰明确:6岁以上儿童大多可自主配合,无需镇静;6个月-6岁儿童配合度差,为镇静高频人群;6个月以下新生儿、婴幼儿优先采用自然睡眠法,减少药物使用。
非药物镇静为首选方案,适用于新生儿及低龄婴儿。临床常用「喂养睡眠法」,即在检查前喂养母乳或配方奶,让婴儿进入深睡眠状态后立即上机扫描,配合柔性固定,可大幅提升扫描成功率,完全规避药物副作用。并且,可搭配降噪耳机、隔音棉,降低机器噪音对睡眠状态的干扰。
药物镇静适用于无法通过非药物方式配合的幼儿及躁动儿童,需由专业麻醉医师评估身体状况,根据体重精准计算给药剂量,优先选择短效、低副作用镇静药物,全程监测心率、血氧、呼吸、体温等生命体征。扫描结束后留观至儿童完全清醒,规避呼吸抑制、嗜睡、呕吐等镇静并发症,严格杜绝超剂量、超时长镇静。
四.儿童MRI扫描设备及线圈选择。成人常规体线圈、头线圈尺寸偏大,与儿童娇小体型不匹配,会导致信号均匀度差、信噪比降低、图像伪影增多,无法满足精细成像需求。儿童扫描需严格选用儿童专用小尺寸线圈、柔性阵列线圈,实现精准贴合成像部位。
新生儿头颅扫描选用新生儿专用头线圈,婴幼儿四肢、脊柱扫描匹配对应部位的小型柔性线圈,可最大限度缩短线圈与扫描组织的距离,大幅提升图像信噪比和空间分辨率,精准捕捉儿童细微病变。并且,优先适配兼容婴幼儿的恒温扫描床、嵌入式保温设备,兼顾成像质量与检查安全。针对儿童常见的金属牙套伪影问题,可提前更换非金属临时牙套,或通过线圈角度优化减少伪影干扰。
很多医院没有配置新生儿专用的头颅-脊柱一体线圈。这种线圈一般是第三方公司多。还可以采用的方案就是配合一些新生儿固定器组合现有的头线圈完成儿童摆位。
国外有一些儿童医院,为了满足儿童MRI扫描的舒适性和儿童等特性,会特别装修机房。比如,绘制一些彩绘和专门设置机房,使得MRI扫描间对于儿童更友好。
在儿童MRI扫描中,头颅扫描的临床应用是最多的,同时也是最复杂的。因为儿童随着年龄增强,其脑部发育呈现动态变化。脑组织含水量,髓鞘化的发育都会影响MRI信号。
比如,010天的是新生儿;10天1岁的是婴幼儿;12岁又设置一个扫描方案;2岁6岁再设置一个扫描方案;6岁以上差不多就和成人序列大体类似。
0~10天的新生儿,一般不推荐扫描T2-FLAIR序列。针对这种情况,有条件的医院可以增加SWI。
2岁以内的儿童,想要增加T1对比度,一般推荐采用加反转脉冲的TSE序列,比如FIRM或者T1-FLAIR,并且推荐采用实图。
而髓鞘化完成之后,则在头颅T1加权像上,脑白质信号高于脑灰质。
新生儿头颅MRI需重点优化T1WI、T2WI及扩散加权序列(DWI),适配未成熟脑组织的髓鞘化成像需求,精准筛查缺氧缺血性脑病、发育畸形等新生儿常见病变;学龄期儿童脑部检查可增加多模态功能序列,适配脑发育评估需求。
对于T2加权像,同样的问题是为了提高对比度,一般会延迟TR和TE。
对于可能运动的儿童,头颅扫描推荐使用blade/MV等技术,消除运动伪影。
目前很多厂家都配置了降低噪音的序列,比如西门子的PETRA,使用这些序列扫描的时候,噪音特别低,也适用于儿童。
儿童心率快、呼吸快,进行腹部扫描可能大部分需要呼吸触发。
婴幼儿呼吸以腹式呼吸为主,呼吸频率快,无法配合屏气,所以儿童腹部扫描不能采用屏气的策略。器官小,解剖结构分辨不如成人清晰,常常需要更高的分辨率来提高成像质量(难度是MRCP)。形体小,制动差,清醒状态下往往不能配合检查。
针对这些情况,儿童腹部扫描也需要制定专门的扫描策略。
线圈首先不能重,否则压着儿童,儿童无法配合扫描。轻便而贴合的线圈最适合儿童腹部扫描。
运动管理及运动伪影冻结策略,不能使用成人的那些,比如屏气和呼吸触发。
儿童腹部扫描推荐尽量使用自由呼吸的序列或者膈肌导航序列。
目前,MRI腹部平扫的序列,基本上大部分公司都可以采用纯自由呼吸的序列进行扫描。比如西门子的Star-Vibe,飞利浦的3D Vane XD。针对T2加权,可以采用T2W-blade,增加百分比,直接自由呼吸扫描也可以解决。
另外可以采用的策略是增加采集次数平均,这也能解决非动态的序列。
如果需要进行腹部动态增强扫描,儿童又无法屏气,有什么解决方案呢?
针对这种情况,西门子的Grasp序列是非常好的解决方案。
可以说如果有类似于Grasp这种序列,则同时解决了高时间分辨率和高空间分辨率,同时又不需屏气的问题。
和腹部类似,儿童心脏MRI扫描也存在无法配合呼吸的问题。
西门子在这方面走在了前面,其心脏扫描也有全程自由呼吸的方案,比如MOCO等,所以也能满足儿童检查的策略。
其他部位的MRI扫描,则相对没有这么复杂,主要的参数调节就是几何类参数,比如FOV、矩阵等。小儿的骨关节扫描,还是推荐最好进行双侧扫描对比!
增强MRI扫描中,儿童对比剂使用与成人差异显著,核心原则是「低剂量、个体化、严监测」。儿童肝肾功能尚未发育完善,代谢能力弱,对钆对比剂的代谢速度慢于成人,过量使用易增加肾脏负担及钆沉积风险。
临床需严格按照儿童体重精准计算对比剂剂量,严禁参照成人剂量折算,优先选用安全性更高、稳定性更好的新型钆对比剂。注射速率放缓,避免快速注射引发的不良反应,全程观察儿童有无皮疹、呕吐、过敏等症状。检查后督促家长为儿童足量饮水、母乳喂养婴儿增加喂养频次,加速对比剂代谢排出,最大程度降低用药风险。
儿童MRI安全防护标准远高于成人,需落实全维度防护措施。噪音防护方面,所有儿童均需佩戴专用隔音耳塞、降噪耳机,减少高分贝噪音对儿童听力的损伤,尤其保护婴幼儿未发育成熟的听觉系统。或者使用降低噪音的序列,比如PETRA等。
磁场安全方面,严格排查所有进场物品,杜绝儿童玩具、金属饰品、磁性物品带入扫描舱,同时避免儿童躯体直接接触舱壁金属结构。
建立快速质控机制,每段序列扫描完成后即时评估图像质量,若出现轻微伪影及时调整体位、参数补扫,避免全部扫描完成后重复检查,减少儿童检查时长与身心负担。
儿童MRI扫描的本质,是一套适配儿童生长发育特点的个体化、精细化、安全化专属技术体系,而非成人检查的简化版本。成人MRI侧重标准化、高效化成像,而儿童扫描需兼顾图像质量、检查安全、身心耐受三大核心要素。
血管成像与淋巴管
磁共振血管成像也越来越多的应用在临床磁共振扫描成像中。理解MRA技术首先必须要掌握血流的特点、血流在不同序列的信号表现。
血液是人体中的重要的运输工具,运载着各种人体所需的重要物质,如代谢产物,营养物质,氧及二氧化碳。可以说血液的流动是人体活力的表现,所以血管成像也是一种重要的检查项目。
影像学手段是血管成像的主要方式,传统的技术包括DSA,CT血管成像技术及磁共振血管成像技术。与DSA及CT相比,磁共振血管成像(Magnetic Resonance Angiography, MRA)技术具有无创、无需对比剂等特点,还可以利用磁共振技术进行血管流速、流量等定量分析。磁共振血管成像也越来越多的应用在临床磁共振扫描成像中。理解MRA技术首先必须要掌握血流的特点、血流在不同序列的信号表现。
第一种是平流(Plug Flow),这种形式的流动主要表现为血流质点在流动方向上速度都是相同的,一般在人体中这种情况非常少见,可能在降主动脉的某一段存在这种形式的流动。
第二种是层流(Laminar Flow),这种形式的流动主要表现为血流质点在流动方向上速度是不相同的,越靠近血管壁血流速度越慢,在血管腔中心位置血流速度最大Vmax。
第三种是涡流(Vortex Flow),这种形式的流动主要见于通过血管狭窄或者血管转弯处,表现为血流方向并不是沿着直线进行,会产生旋涡状的特点。
第四种是湍流(Turbulent Flow),主要表现为血流不规则,不同位置血流质点方向不同,速度差异大。
在人体中血管位置,大小差异很大,所以不同血管腔中,血液流动的形式也是不同的。血管走形平直、管腔腔大小均匀的某一段血管中血流主要表现为层流。而血管狭窄处、转弯处、血管分叉处则主要表现为涡流或湍流。
由于不同血管,不同位置中血液流动状态不同,其信号表现也是不同的。另外在不同的扫描序列上,血管及血液信号也有很大的差异。介绍在主要两大类不同序列中,血管及血液信号表现出不同的特征,分别是自旋回波序列中的流空效应和梯度回波序列中的亮血效应。
自旋回波或者快速自旋回波序列的一个特点就是对于非静止组织,比如流动的体液、血液,由于其位置移动性不能同时接受90°射频脉冲和180°射频脉冲的作用,则不能产生磁共振信号,表现为流空效应(flowing void effect)。
SE或者TSE序列的流空效应在流速比较快的血液中表现得尤为突出,血液信号流空,血管腔内表现为完全的低信号。黄色的框代表扫描层厚,90°射频脉冲作用时血液信号被激发,经过一定时间τ施加180°重聚脉冲,这个时候被激发的血液信号已经流出了激发层面将不产生信号。
但是并不是所有的SE或TSE序列中血管都表现为低信号,有时候可以在腹部扫描中看到腹主动脉并没有呈低信号。
假设血流速度为0,也就是静止组织,则在一个TR里,组织受到了90°射频脉冲和180°重聚脉冲的作用,会产生信号,在图像中表现为高信号;假设血流速度为v,扫描层厚为Z,则在90°射频脉冲和180°重聚脉冲之间的这段时间间隔(TE/2),血液刚好流出采集层面,得到血流速度为v=Z ÷(TE/2)=2Z/TE。血流速度越快,v>2Z/TE,则流空效应越明显,黑血效果越好。如果血流速度变慢,即v<2Z/TE,则血液不能完成流空,会产生信号。血液流速越快,流空效应越好;扫描层厚越薄,流空效应越好。TE时间越短,越容易产生流空效应。
自旋回波序列中血液表现为流空效应这个说法并不是非常严谨,以下情况下,即使在自旋回波序列中血管也可能表现为高信号。
①血流速度缓慢,在TE/2时间内并没有流出采集层厚范围产生信号
②即使血流速度快,如果血流方向不固定或者会产生反流,也有可能同时受到90°射频脉冲和180°重聚脉冲作用产生信号
③自旋回波序列中,如果采用多回波成像,则偶数回波会产生质子相位重聚效应,血液在偶数回波中可能表现为高信号。比如,在多回波的SE序列中,四个回波时间分别为15ms、30ms、45ms、60ms。则在偶数回波(30ms和60ms)的序列中血管表现为高信号,而在奇数回波(15ms和45ms)的序列中血管表现为低信号。
自旋序列中,流动的组织会产生“流空效应”,导致信号丢失。而在梯度回波序列中,血管及血流等流动的组织常常表现为高信号。这是因为梯度回波序列不需要重聚脉冲,梯度场的作用范围是相当大的,在有效范围内,组织都会产生信号。
虽然在梯度回波序列中,血管及血液会表现为高信号,但是临床应用中需要的血管成像技术要求会更高。首先要增加血液信号,其次要抑制背景组织信号。总结一下就是突出血管,抑制背景组织。这样需要用到一些特殊的磁共振扫描序列,也就是所谓的磁共振血管成像序列。
根据是否打药,可以将磁共振血管成像技术分为非打药血管成像技术和打药(增强)血管成像技术。
根据血管在图中显示的信号特点及和背景组织的对比,可以将血管成像技术分为亮血技术和黑血技术。
大部分的磁共振血管成像采用的是亮血技术,即突出血管信号。而也有采用黑血技术的,使得血液及血管的信号变黑。
为什么头颈血管定位不直接在定位像中定位,还要用定位像再扫描一个PC的定位像呢?
磁共振血管壁成像,特别是颅内血管壁成像具有其它影像模态不能替代的优势。
动脉粥样硬化是导致脑卒中的一个非常重要的危险因素,因此对血管斑块的评估成为医学影像学领域的一个重要话题。目前在影像学领域有很多的技术对血管斑块进行评估,例如DSA,CTA,超声及MRA等。
DSA是血管成像的“金标准”,但是该方法是一种有创的血管评估方法,对负向重构或引起管腔狭窄不明显的血管斑块及血管炎性病变的评估存在一定的局限性;超声检查费用相对较低,能够对斑块的大小、形态进行评价,但是对于颅内血管性病变的评价存在一定的困难;CTA具有非常高的空间分辨率,能够对血管的狭窄程度及引起狭窄的斑块性质进行评估,但是该方式存在电离辐射,对钙化程度高的血管狭窄评估存在一定的困难。
MR一站式高分辨血管壁成像是近些年来磁共振成像的热点,归其原因就是MR本身多参数多方位成像、软组织对比度好、无电离辐射以及亮血和黑血相结合等特点都能够提高血管疾病的检出率。但是由于需要进行高分辨扫描需要的扫描时间相对较长,所以该检查不适合急诊或者配合能力较差的病人,加之MR成像本身分辨率相对较低,对钙化不敏感等特点也影响着MR高分辨血管壁成像的应用。
根据血管是亮血还是黑血,可以将MR血管成像划分为亮血血管成像和黑血血管壁成像。
目前随着磁共振场强的提升,以及高密度射频线圈的普及,有效降低了高分辨血管壁扫描的时间和提高了图像的分辨率。目前不同的影像单位根据需求不同使用各异的扫描流程,作者根据近年的使用经验将一站式高分辨血管壁扫描流程总结如下:
进行颅脑常规解剖及弥散成像,目的是了解病变的区域及范围
根据临床诊断及解剖成像的结果,进行颅脑或颈部,甚至是颅脑颈部联合TOF MRA不打药亮血血管成像。通过薄层MIP后处理重建各方位显示血管狭窄的部分,由于TOF MRA成像原理的原因,该序列只能显示血管的狭窄区域,不能显示血管壁的形态。加之该序列受血管血流方向及流速的影响,有可能导致血管形态显示欠佳,在此需要特别注意。3.利用3D T1W SPACE序列对目标血管进行黑血血管壁成像。在进行3D黑血血管成像时可以参考如下扫描方案:
①如若已明确存在血管狭窄的区域,可以使用非各向同性的体素进行扫描,目的是选择最优化的扫描方位显示病变,并且尽量提高层面内分辨率以显示病变,缩短检查时间
②如若未明确血管狭窄的区域,则推荐使用各向同性的体素进行大范围血管壁黑血成像,目的是利用各向同性的特点进行多平面多方位的图像重建显示血管来寻找病变。
由于颅内血管壁非常薄,3D SPACE T1W成像扫描结束后,建议再增加2D T1W TSE序列进行黑血成像,目的是利用2D序列平面内分辨率较高的特点更好地显示血管壁、管腔及血管病变。
扫描2D和3D T1W黑血序列后,进行增强血管CE-MRA成像。目的是利用增强血管相对于TOF MRA假象较少的特点对血管病变进行再次明确。有些临床应用场景中在进行增强扫描时并不进行CE-MRA扫描,而将团注造影剂的时刻用于进行颅脑灌注成像(Perfusion)。
CE-MRA扫描结束后,往往不建议直接进行高分辨黑血血管成像,而是先进行3D T2 SPACE或者高分辨2D T2W TSE序列的扫描。目的是使责任血管的病变强化更明显以最优化显示病变。
最后进行3D T1W SPACE或者2D T1W TSE血管高分辨血管增强扫描。
以上流程只是个人经验总结,各位老师可以根据自身的临床需求选择不同的扫描方案和序列。为了提高图像的信噪比及扫描的覆盖范围,在临床中往往会使用3D序列进行扫描成像,亮血血管成像主要使用的是TOF和FLASH CE-MRA,黑血血管成像则使用SPACE序列。目前很多单位为了缩短整个高分辨血管的检查时间,扫描的序列以3D序列的形式进行,其流程可以简化为先进行TOF MRA扫描,然后进行T1W SPACE扫描,之后增强,最后进行T2W SPACE和T1W SPACE扫描。
通过以上的扫描流程会发现,目前在进行高分辨血管壁扫描时,SPACE序列是一个常用的检查序列,如何获得更高信噪比及更佳图像对比度成为SPACE血管成像的一个重要议题。SPACE序列在血管成像中能够进行亮血和黑血成像,其中亮血成像的序列分为:
(2)利用动静脉血管在收缩期及舒张期的不同信号表现进行成像后减影,获得无需造影剂增强的亮血血管。而SPACE黑血成像则主要通过以下方式进行黑血成像:
(1)流空黑血,SPACE序列在原理上可以认为是TSE序列,TSE序列本身具有流空效应,所以进行血管扫描时,血管内呈现低信号,加之SPACE序列采用可变翻转角技术,翻转角较小,横向磁矩的重聚较少,使得血液的信号相较常规TSE序列更低
(2)弥散梯度能够对流动的质子产生散相,使之信号降低,利用这个原理在SPACE中施加小的弥散梯度,能够在常规SPACE序列的基础上获得更好的血液抑制效果,目前在VD版本以上的设备中都能够选择使用
(3)DANTE Space利用非选择性的射频脉冲联合散相梯度使流动的组织信号衰减,该技术的优势是对流速较慢或血流较复杂的血液饱和效果优于常规SPACE序列(目前还处于科研状态)。在进行一站式高分辨血管壁成像中,我们主要使用SPACE序列进行黑血成像,此处以3.0T为例介绍一下T1W SPACE序列进行黑血成像的相关参数:
- 在Routine参数卡中,扫描颅内血管等体素扫描时使用矢状位扫描,颈部血管则推荐使用冠状位扫描,TR范围600-800ms,TE适当增大以使血抑制更彻底,层厚建议0.6-0.7mm(以实际信噪比为准)。
- 在Contrast参数卡中常规使用脂肪抑制以获得更好的图像对比,当需要鉴别是否含脂肪成份是可以不加脂肪抑制。
- 在Resolution参数卡中,使用100%相位和层面分辨率以获得等体素成像,为了缩短扫描时间,可以使用Slice partial Fourier。
- 在Sequence参数卡Part2中,Turbo factor建议在50左右,目的是缩短扫描时间,另外也能保证一定的图像对比。使用Non-sel Excitation方式进行激发,Flip angle mode采用T1 Var以获得T1对比。
以上SPACE扫描参数只是常规等体素T1W SPACE的扫描参数,在临床工作中,在已知明确病变的时候可以采用非等体素的方式进行成像,目的是尽可能在保证图像信噪比的前提下提高层面内图像的分辨率。T2W SPACE序列的参数可直接参照西门子血管成像序列包相关序列参数。
右侧大脑中动脉动脉瘤
左侧颈总动脉夹层动脉瘤
小脑前下动脉开口处斑块。磁共振高分辨血管壁成像提供了极佳的软组织对比,能够为病变提供丰富的组织信息;采用多参数、多平面以及多功能的成像方式为临床诊断提供丰富的诊断信息;结合3D TOF及SPACE序列能够获得亮血及黑血图像,进行多平面重建对病变进行各方位全面评估。目前在临床中,越来越多的案例证实磁共振高分辨血管壁成像成为隐源性脑卒中病因检查的重要方法。
如果要说磁共振和CT比有哪些优势,大家随便搬开手指,都能答出很多,比如:无射线,多方位成像,多参数成像,软组织对比度好,功能成像等等。
磁共振和CT比,还有一个比较大的优势,就是不用对比剂(现在基本上不说造影剂这个词了,用对比剂比较专业)可以做血管成像。比如,临床应用得最多的就是头颅MRA,基本上都快成为常规扫描了。
不使用对比剂血管成像的主要优势就是:--不打药。不打药有什么好处呢?便于筛查,便于病人接受,很多人一听打药都不愿意做了;降低风险,有些病人肾功能不好,打药后,会增加肾脏负荷,不打药来做最好。以前,做下肢血管,基本上很多医院都考虑CTA,因为方便。建议很多医院使用磁共振。磁共振也可以打药做下肢血管,相比一下有哪些好处呢:
磁共振打药血管,扫描速度也很快,方便
后处理简单,不用去骨等复杂操作(飞利浦CT后处理还是很方便,一键去骨,识别血管非常准)
磁共振对比剂Gd剂,安全性更高,过敏反应更少,注射剂量更小。
CE-MAR技术,对比剂增强血管成像技术(打药)。TOF,时间飞越法或流入增强血管成像技术。TRANCE,TRiggered Acquisition Non Contrast Enhanced技术。TRANCE是一种非打药的血管成像技术,主要是利用3D-TSE序列来扫描。
是TRANCE技术的基本原理。注意,TRANCE用的序列是TSE,也就是自旋回波序列,所以,信噪比还是比较高的。
在自旋回波序列中,如果血管中血流速度快,那么质子不会同时接收90°脉冲和180°(注意重聚脉冲不一定都是180°)重聚脉冲,那么血液信号会呈低信号,也就是流空效应。如果血液流得慢,有可能同时接收激发脉冲和重聚脉冲,产生信号。
在一个心动周期的收缩期中,动脉血管中血流速度最快,采用TSE采集,血管流空,呈无或低信号;而静脉由于血流速度慢,可能还有信号,呈稍高信号。在舒张期中,动脉血管中血流速度变慢,采用TSE采集,血管不能完全流空,呈稍高信号,静脉同样由于慢血流,仍然呈稍高信号。
用舒张期采集的信号减去收缩期采集的信号,静脉被剪掉,背景被剪掉,只剩动脉信号了,这就是TRANCE中的动脉成像。
更简单,只采集收缩期的时候,动脉流空,静脉呈信号。前面再加上抑制脂肪的脉冲,把背景组织信号给抑制了,这样就只有静脉信号了,这就是TRANCE中的静脉成像。
TRANCE在做动脉和静脉是不同的,动脉会采集两次,分别在收缩期和舒张期都采集,静脉只需要一次采集。
第一步,摆好位置,连接好PPU或ECG心电门控,为什么要连心电门控呢,因为这样系统才知道什么时候是收缩期,什么时候是舒张期。第二步,检测患者心率,心率稳定后,输入。第三步,扫描定位像。第四步,测量流速,这样做是为了方便计算动脉流速最大的时候采集,让信号流空。第六步,扫描完后后处理:剪影,MIP重建,拼接。
在Trigger Delay中,输入血管流速最快对应的时间,比较250ms,这个时候,采集的时候系统根据心动周期,延迟250ms采集,就是下肢这段血管的收缩期。
的确,有心电门控,系统可以检测心率。心脏到下肢还有一段距离,从心脏的收缩期到下肢收缩期有一个时间延迟,所以,最准确的方法就是直接测量下肢血管的流速。
用TRANCE法做静脉就简单多了,就只在收缩期采集就可以了,前面加上一个脂肪抑制脉冲,用来抑制背景信号。
TRANCE法是最考研技术人员的,因为就一个动脉成像,用了4种复杂的后处理。
首先使用Q-flow测血管流速;然后采集成像,完毕后,做剪影,用舒张期采集图像减去收缩期图像,得到动脉的3D图像;第三步做MIP,最大信号强度投影;最后一步,因为是全下肢扫描,重建完毕后,我们还要做MobiView拼接,把全下肢三段或四段拼接在一起。
如果一个技术人员,能够熟练扫描CMR心脏磁共振和下肢不打药血管,那么做其他任何部位扫描,都是so easy。
TOF法在临床是应用最多的血管扫描方法,特别是头颅,头颈血管。
大家只需要记住,TOF法主要是梯度回波序列扫描,可以2D或3D采集。
和头颅TOF法不同,下肢血管,特别是动脉,心动周期不同,流速变化很大。等于就使用了门控技术。
同样,我们首先测量目标血管流速。因为心动周期不同,下肢血管流速不同。在100ms开始,血流速度开始急速变大,然后到250ms达到峰值,然后开始下降,到420ms开始趋于平静。
这个时候,应该在Gate delay里面输入100ms,意义就是100ms开始,大概进入收缩期。到420ms后,血流趋于平静。血流流速最大的时间窗就是420-100=320ms,把这个值输入到width里,就是采集窗大小,就可以了。
TOF法一般很少用来做静脉,这个原因和头颅是一样的。因为,血流速度过慢,采用TOF法,容易被饱和掉。
TOF法也有缺点,就是容易产生百叶窗伪影,细小血管容易有假的断接现象。TOF法与TRANCE法相比,做下肢血管,各有优劣:
TRANCE法,不会产生百叶窗伪影及断接,但是显示的血管亮度不如TOF。TOF法显示下肢小分支能力强于TRANCE法但是容易产生假断接。
B-TFE序列,几乎我写每个专题都有它,原理讲了不下3次了,一幅图搞定它的原理。
B-TFE做下肢,一般是用来做静脉,因为静脉血流速度慢。
介绍的这种方法,是飞利浦的重头戏,以后可能还要专门写一个专题。不打药的4D PC血管成像。
很多老师问,4D简单的说就是比3D多了一个维度,这个维度是什么呢?也就是采用3D扫描的多时相血管图。连续播放就是一个动画。
使用PC法是怎么测量流速的呢,是在一个心动周期呢,采集多个phase,然后计算血流速度。
反过来,我们也可以用PC的流速测定序列,不打药,扫描多个相位phase,得到血管图,然后动态播放,就是4D PC血管了,是不是很聪明,这种方法设计,的确非常好。
好多视频格式无法插入给大家看。用这种方法,可以做多段4D PC血管扫描,甚至是全身。我们已经做出来了很多,全身不打药4D血管图片。
采用冠状位采集,放置PPU或者ECG,定好位,直接扫描,不需要多余的操作。如果只做下肢,可能2段就够了,扫描时间也很快。
这种4D PC做出来的图像很炫,而是是动画播放,可以弄成彩色的。这种方法的最大优点是:不打药,扫描时间也快。我觉得,这种序列再加以改良,有可能成为未来的血管成像趋势。而且用这个序列来判断,筛查,主动脉夹层等也非常方便,不需要打药,扫描一段,速度快,而且能够看到血管动态图,非常有前景。
MRI淋巴管成像其实是属于磁共振水成像的一种技术,但是由于临床使用比较少,大家对于MRI淋巴管成像比较陌生。
人体中的淋巴管主要包括:毛细淋巴管、淋巴管、淋巴干、淋巴导管等。其中最粗的一个淋巴管是胸导管,它是由左、右腰淋巴干和肠区淋巴干汇合而成。胸导管的主要作用是收集下半身的淋巴液,并接受左侧胸部内脏产生的淋巴液,最后注入左静脉角(这是大部分情况下,有很多变异)。胸导管的起始部是乳糜池,这个位置刚好是左、右腰淋巴干和肠区淋巴干汇合的地方。
组织之间的蛋白质由于分子式比较大,很多不能通过毛细血管壁,但是可以通过毛细淋巴管,所以淋巴系统及淋巴管道也在维持人体的蛋白质平衡。乳糜池中的淋巴液含有大量的脂质及蛋白质,所以液体是乳白色的,因此存储这些组织液的地方(池)就被叫做乳糜池。
淋巴组织就是汇集了淋巴细胞的组织,主要包括淋巴小结和弥散淋巴组织。其中,淋巴小结是淋巴细胞紧密聚积而成;而弥散淋巴组织则由于淋巴细胞之间聚积不够紧密而得名。淋巴小结内有丰富的B淋巴细胞,具有免疫功能。
淋巴结肿大或者有病变在CT和MRI中都能够显示,本章旨在讲淋巴管成像。
这里需要注意,在大部分解剖书籍中,对于脉管系统的画图都有一个约定俗成的规则,就是流着动脉血的血管用红色标注(这样写更准,因为肺静脉里流的是动脉血,也是红色标注);流着静脉血的血管用蓝色标注;淋巴管道用绿色标注;看解剖书,脉管系统的分布,看颜色就一目了然。
淋巴管造影有很多方法,主要包括直接淋巴造影方法及间接淋巴造影。
直接淋巴管造影的方法就是直接将造影剂(对比剂)注入淋巴系统,使对比剂在淋巴管及淋巴结中高浓度聚积从而产生影响。这种方法直接,准确,属于淋巴管显像的“金标准”。但是属于有创性检查,并且不能显示全身的淋巴管道系统,而且对于淋巴管也有损伤作用,并发症多。
间接淋巴管造影包括了核素淋巴管成像(同位素淋巴闪烁成像)、超声淋巴造影成像、CT淋巴造影成像及MRI淋巴管造影成像。
MRI淋巴管成像(MRL)主要是采用MRI技术进行淋巴管显像。由于淋巴管内主要含有淋巴液(组织液),所以MRI淋巴管成像也是磁共振水成像的一个部分。
根据是否打药可以将MRI淋巴管成像分为打药MRL和非打药MRL。不打药的MRL主要是应用在MRI胸导管成像,而打药的MRL可以用于全身淋巴管成像,包括下肢淋巴管成像。
磁共振胸导管成像(Magnetic Resonance Thoraic Ductography, MRTD)具有非常大的优势,主要表现在无创、无需引入外源对比剂,可重复。
MRTD采用的序列也是水成像中的重T2序列,不过要扫描好,突出显示胸导管难度则不小。因为相比于MRCP,MRU等,胸导管更细,而且在胸腔,一是结构细小,其二受呼吸运动影响,而且周围结构多,干扰更大。
而胸导管的成像由于其范围比较大,虽然胸导管是人体最粗大的淋巴管,但是和其他的脉管系统相比,胸导管还是比较细(特别是和MRCP中胆管比)。要得到MRDT图像,需要提高MRI的空间分辨率。
另一方面则是由于胸导管走形的位置,后方有脊髓,前面有胆管结构,并且在上中腹部及胸部有呼吸运动,所以需要结合呼吸补偿技术。
根据这种情况,可以使用重T2成像的序列,结合呼吸触发来完成。由于成像范围大,可以采用两段扫描拼接的方式。定位要求非常高,采用冠状位采集,尽量避开后方的脊髓和胆管,缩小体素,提高分辨率。
理论上,飞利浦的Torso线圈范围比较大,一段也可以扫描完成,成像的FOV要求大,覆盖范围大概要450mm。
目前胸导管MRI成像的方法优点是无需打药,缺点是扫描时间略长,大概需要5分钟。
由于胸导管成像的需要是一个类似MRCP一样的重T2的3D TSE序列,所以完成后可以进行图像重建和旋转。
完成胸导管成像后,在原始图像上,可以进行修剪及后处理,比如把MRCP等不相干管道给剪掉。还可以对图像进行反色,这样显示可能效果更好。
这个胸导管水成像序列根据不同医院,可以用MRCP这个序列进行修改。几个要点,采用冠状位扫描,3D TSE,结合呼吸触发,提高空间分辨率,体素推荐采用1.2mm左右,扫描层厚2mm,内插-1mm,由于是冠状位扫描,胸导管走形在AP方向范围不算大,所以扫描的层数不需要太多,这样也能够节约时间,但是需要定位准确。
目前国内首都医科大学附属北京世纪坛医院磁共振胸导管成像在岳云龙主任的带领下开展得比较好。
淋巴系统疾病的患者数量非常多,特别是下肢淋巴管继发的病变,所以下肢淋巴管检查也是非常重要的。
和胸导管不同,下肢淋巴管成像一般需要打药(注射对比剂)。
一般常用的扫描序列包括:T2-SPAIR-TSE;3D T1 FS序列(打药后扫描)。
而下肢淋巴管扫描最难的是准备工作及药物注射过程,一般需要的对比剂和常规磁共振对比剂相同,基本上是钆剂。而注射过程则非常麻烦,通常是从足趾间缓慢注射,所以比较疼痛,需要局部麻醉药,比如1%的利多卡因。
注射的过程比较麻烦,从两只脚的足趾间依次缓慢注射。两只脚10个脚趾(正常人),也就是有8个足趾间,每只脚4个,需要注射8次。根据做过医院老师们的经验,一般一支钆对比剂大概10ml或15ml,在混合1%利多卡因1ml,大概12ml左右,分8次注射完,每次注射大约1.5ml剂量。注射完后,局部按摩一下。
注射完药之后即可扫描,有的医院是一边注射一边扫描。由于主要的序列是3D T1脂肪抑制的增强序列,一般这种序列扫描速度快。可能扫第一组没有看到显影,那么就继续再扫描一组,直到显影。
打药后,可以先进行下肢的动态增强扫描,采用的序列可以是mDIXON FFE序列,也可以使用飞利浦的eTHRIVE序列。冠状位采集,可以扫描多个动态。
最重要的是淋巴管的延迟强化,一般淋巴管强化都比较晚,所以延迟扫描比较重要,有些需要延迟20~30分钟扫描才能显示。
在扫描打药序列之前,也推荐先扫描一个重T2WI的下肢冠状位图像。
下肢淋巴管成像主要是为了诊断淋巴水肿相关疾病。在下肢淋巴成像中,上海交通大学附属仁济医院的路青教授团队做得非常好。
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