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盆腔磁共振成像——常用脉冲序列与解读

 pppsss 2020-10-20

和其他部位磁共振成像相似,在盆腔磁共振成像过程中序列的选择对于病变的诊断、鉴别诊断以及治疗方案的制定都具有重要的影响。不同的序列具有不同的诊断价值,作为磁共振设备使用人员需要了解序列选择的基本原则,这样才能把磁共振成像的临床优势充分发挥出来。




盆腔成像的常用扫描序列

FSE T2加权序列

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和其他部位的磁共振成像一样,在盆腔磁共振成像过程中T2加权序列具有特别重要的临床价值。这个序列不仅是发现病变较为敏感的序列,同时也能为诊断、鉴别诊断提供重要的影像学依据。在女性盆腔磁共振成像中,子宫病变如子宫肌瘤、腺肌症在T2加权像就有不同的信号改变。子宫肌瘤通常表现为低信号,而子宫腺肌症在T2加权像则通常表现为混杂稍高信号。因为子宫内膜、子宫肌层的组织结构不同,它们在T2加权像上也有各自的信号特征。子宫内膜与子宫肌层之间的结合带通常表现为环形的低信号带。该低信号带对于明确子宫内膜癌的浸润深度特别重要。在盆腔T2加权成像中有几个方面需要强调:

(1)是否采用脂肪抑制:在肝磁共振成像过程中脂肪抑制是特别重要的,这是因为肝本身是人体内脂肪代谢的重要场所,因此肝细胞内通常含有一定的脂质成分。由于FSE序列中J耦合效应的减弱导致FSE T2加权像上脂肪成分表现为偏高信号,这会导致肝背景信号增高。肝背景信号的增高无形中降低了肝实质背景与病变之间的对比,所以充分均匀的脂肪抑制对于发现肝内小病变至关重要。在盆腔磁共振成像中,盆腔脏器如直肠以及子宫与周围的脂肪构成了一种天然对比,这对于明确直肠、子宫等病变与邻近组织之间的相互关系非常有意义。脂肪组织的高信号也会衬托出其内是否有肿大或增多的淋巴结,这对于这些部位肿瘤病变的分期具有重要意义。基于这样的原因,一般在盆腔磁共振成像过程中T2加权像通常推荐非脂肪抑制序列。非脂肪抑制序列也更有利于显示腹膜这一类细微结构,这些结构的显示对于肿瘤病变的分期、术式选择都是重要的影像学依据。特别对于直肠癌病变而言,病变是否侵及直肠系膜筋膜等重要征象,对于术式选择、预后评估都具有重要的指导价值。当然,非脂肪抑制序列中因为脂肪呈相对较亮的信号,这在一定程度上降低了病变与邻近组织之间的对比度,必要时可以采用相对更长的TE时间或者加扫脂肪抑制序列,这对于前列腺病变具有一定意义。在序列选项中通常会选择快速恢复快速自旋回波序列以确保在相同的TR时间内获得更好的T2对比度,这对于提高非脂肪抑制序列的T2对比度很有意义。

图片说明:非脂肪抑制T2加权像在盆腔病变中的应用。T2加权像不仅能够清晰显示病变,同时也能更清晰地显示病变与邻近组织之间的关系。图1膀胱占位病变,病变与膀胱内液体高信号形成鲜明对比;图2与图3两个不同病例的对比可见二者子宫颈部病变T2信号强度不同,前者提示增殖性病变而后者提示囊肿性病变可能;图4为直肠内占位病变,在非脂肪抑制T2加权序列清晰显示病变范围,同时因为邻近脂肪呈高信号也能更好地显示病变与邻近脂肪关系。

图片说明:脂肪抑制与非脂肪抑制序列对比。以前列腺为例,在脂肪抑制序列上前列腺外周带与中央带对比相比于非脂肪抑制序列更明显,但在脂肪抑制序列上前列腺后方脂肪呈低信号,相比于非脂肪抑制序列而言,在显示前列腺与邻近脏器关系上显然变差。

(2)扫描视野与空间分辨能力:盆腔磁共振成像面临的一个很大挑战就是如何获得更高的显示和分辨细微病变的能力,譬如肠壁、腹膜类结构的清晰显示都是依托于成像设备的空间分辨能力。之所以强调空间分辨能力而不是简单地提及空间分辨率,是因为空间分辨率容易被简单地解读为成像像素和体素的大小。事实上,对于一幅可视化图像而言,除了需要考虑体素大小以外,还要考虑相同大小的物体在图像上显示的实际大小。显然,基于人眼的分辨能力,在图像上显示的越大就能更容易被识别。譬如,一个大小为5毫米的细微结构,保持成像的像素、体素相同,如果成像时分别采用10cm和20cm的视野,而最后把这个不同的成像视野铺满在相同的显示屏幕上,显然采用10cm视野时较采用20cm视野时相应物体“显示”的大小增加了一倍。因此,空间分辨能力不是单纯的体素大小所描述的空间分辨率。如果保证有足够的信噪比和对比度,FOV15cm、采集矩阵256×256的成像较FOV30cm,采集矩阵512×512的成像空间分辨能力会更高。当然,随着FOV的变小图像的信噪比会下降,这在客观上要求成像的时间会更长。在盆腔成像,特别是T2加权成像,常常会进行小视野高分辨率成像,这对于显示细微病变以及精准分期有重要价值。

图片说明:高分辨率成像在盆腔病变中的应用。图1、图2为高分辨率T2加权像,清晰显示囊性病变内的纤细分隔,这对于囊性病变的鉴别诊断是一个重要依据;图3、图4清晰显示子宫旁卵巢内卵泡结构,识别卵巢结构在女性生殖系统肿瘤的定性、定位诊断中具有特别重要的诊断价值。

T1加权序列

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因为盆腔扫描基本不受呼吸运动的影响,所以盆腔磁共振成像可以采用FSE T1加权成像。尽管在T1加权成像上诸如子宫类病变的对比通常不是很明显,但T1加权成像对于发现盆腔以及邻近骨结构是否有侵犯或转移很有价值。T1加权成像通常采用大FOV成像,这可以更全面的评估盆壁骨质结构。除了FSE T1加权成像外,也可以扫描或加扫梯度回波双回波序列。观察双回波的同、反相位图像,对于明确是否有邻近骨质结构转移以及明确盆腔脂肪内的淋巴结有很高的诊断价值。T1加权成像对于明确病变内是否有出血或脂肪变性也能提供重要的诊断信息,因为出血或脂肪在T1加权像上可以表现为高信号改变。

图片说明:前列腺癌伴多发骨转移。在图1脂肪抑制T2加权像可见高信号转移灶,而在图2、图3的FSE T1加权像可以发现左侧耻骨,左侧坐骨结节大转子内可见多发低信号改变,因为正常骨髓内含有丰富的黄骨髓,在T1加权像呈偏高信号,这更有利于发现骨质内转移病灶。

扩散加权成像

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相比于上腹部器官如肝、胰腺等部位扩散加权成像而言,盆腔器官如直肠、前列腺、子宫附件等扩散加权成像受呼吸运动影响较小,但这些器官的扩散加权成像因为受成像器官特殊的解剖特点和生理特点的影响面临着不同的成像挑战。受成像器官大小的影响,这些部位的扩散成像对于空间分辨能力都提出了较高的要求,特别是如何进行小视野成像是一个较大的挑战。另外,诸如子宫、直肠其解剖长轴均与人体长轴近似平行。要想更清晰地显示这些病变的侵袭范围,最理想的扫描方位是矢状位和冠状位,但矢状位、冠状位扩散加权成像时通常受梯度线性限制和涡流影响会有更大的几何形变。如何克服几何形变是实现这些部位高清扩散成像的一个挑战。扩散加权成像在盆腔病变特别是肿瘤性病变的诊断、鉴别诊断都具有重要的临床价值,更重要的是盆腔DWI成像对于明确病变的浸润范围、浸润深度等能提供更精准的影像学改变依据,这对于临床治疗方案的制订至关重要。譬如,在对子宫内膜癌或宫颈癌进行成像时,DWI成像更有助于明确浸润深度,这对于精准的FIGO分期无疑具有特别重要的意义,而精准的分期不仅是精准治疗的基础,也是判断预后的基础。对于直肠癌而言,DWI成像特别是矢状位或冠状位DWI成像能够更精准地显示病变范围,而病变下缘距离肛管之间的距离不仅是直肠癌高位、中位、低位分类的依据,更是决定能否进行保肛治疗的依据。对于前列腺癌而言,高b值的DWI成像更是发现早期前列腺癌的敏感手段。总之,尽管盆腔DWI成像会面临很多的挑战,但它已经构成盆腔磁共振成像解决方案的一个不可或缺的部分。近年来,一些新的扩散加权成像技术如小视野高清DWI成像或多次激发DWI成像等都为盆腔DWI成像提供了更加可行的成像方案。

图片说明:直肠癌高分辨率成像及扩散加权成像。小视野FOCUS斜冠状位DWI成像更清晰地显示病变边界和范围,且该DWI成像显示的病变无变形,可以和常规T2像相媲美。

图片说明:DWI成像在子宫病变中的临床优势。这是两个不同的病例。病例1为宫颈癌,病灶在T2上与正常子宫组织信号差别较大,可看出病灶浸润子宫肌层且超过1/2,但未突破浆膜层,病灶在DWI上信号更高,显示范围更为清晰;病例2为子宫内膜癌侵及宫颈,病灶在T2上与子宫信号差别不明显,某些层面似乎突破了浆膜层,但在DWI上可清晰显示病灶仍局限在肌层内。这两个病例都显示DWI成像较T2加权像能更清晰地显示病变的浸润深度,浸润深度是子宫内膜癌分期的重要依据,不同的分期意味着预后不同。

图片说明:高b值扩散成像在前列腺癌诊断中的价值。在前列腺癌特别是小的前列腺癌病变检出及诊断中,DWI成像特别是高b值成像具有更高的敏感性和特异性。因为前列腺周围带由多个大腺体构成,腺体内通常含有液性分泌物。在常规的T2加权像上发生在周围带的癌变通常表现为低信号,该低信号在腺体高信号衬托下可以形成较好的对比,但当前列腺增生比较明显,周围带明显变薄时,发生的小的癌变与邻近组织对比不佳,此时DWI成像特别是高b值DWI成像具有很高的诊断价值。

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