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A【基础】让你不再是“权重盲”

 火星上的云2030 2021-02-03

磁共振(MRI)的多序列多参数成像,为临床诊断提供极其丰富的诊断信号。行MRI的目的不仅仅是为了发现病变,而更多的是要对病变进行定性、定量、分期等精准的评估。要想学习MRI,你首先得认识MRI图像,区分MRI权重可以说是认识MRI图像最第一步。

如果你是刚接触到MRI的影像人员或者是临床医生(有些临床医生比影像的还厉害!!)可能会觉得MRI序列众多、参数复杂,学习MRI简直太难了。为甚要搞不同的权重,不同的序列?好好的作一组图像不就完了吗?如果做一组图像有用的话,还要MRI干什么?

什么是权重?

权重,指某一因素或指标相对于某一事物的重要程度,其不同于一般的比重,体现的不仅仅是某一因素或指标所占的百分比,强调的是因素或指标的相对重要程度,倾向于贡献度或重要性(百度百科)。简单的说就是把你想要看的东西在图像中重点突现出来的意思。

T1加权就是重点突出组织纵向(T1)弛豫差别的图像。

T2加权就是重点突出组织横向(T2)弛豫差别的图像。

PD加权就是重点突出组织质子密度差别的图像。

如何区分MRI权重图像?

MR的信号强度是多种组织特征参数的可变函数,它所反映的病理、生理基础较CT更广泛。MRI信号强度与组织的弛豫时间、氢质子密度、血液(或脑脊液)流动、化学位移及磁化率有关。MRI的信号强度越强则在图像上表现得越亮(白),MRI的信号强度越弱则在图像上表现得越暗(黑),根据不同组织在不同权重序列上的信号特点和变化,我们不但可以推断出它是何种组织,还可以对病变的病理改变和性质做出进一步的判断。MRI的信号主要来自于人体内的氢质子,人体内含氢质子较多的组织是水和脂肪。所以在MRI的图像解读中常使用水或脂肪的信号作为参考对比。水和脂肪的信号特点。


长T1

长T2

脂肪
短T1稍短T2

在T1WI上,T1越短,信号越高,图像表现为越亮;T1越长,信号越低,图像表现为越黑;

在T2WI上,T2越短,信号越低,图像表现为越黑;T2越长,信号越高,图像表现为越亮;

即:水在T1WI上表现为低信号,在T2WI上表现为高信号;脂肪在T1WI上为高信号,在T2WI上也为高信号。你会发现水在T1WI和T2WI信号是不同的,所以可以利用水的特性区分T1、T2权重。

如上图:对于上图你只要利用水的特性就可以区分是T1还是T2加权图像了。水是低信号的为T1WI,是高信号的为T2WI。

脑脊液(水)在T1WI上表现为低信号,在T2WI上表现为高信号;头皮脂肪在T1WI上为高信号,在T2WI上也为高信号。

那么问题来了,如果图像中没有看到水,又怎么区分?如

图1和图2哪个是T1WI,哪个是T2WI?此时可以看肌肉信号,肌肉组织所含质子密度明显少于脂肪组织,它具有较长T1值和较短T2值。肌肉在T1WI、T2WI和PDWI上均呈中等强度信号(黑灰或灰色)。其信号随着TE值的延长,信号会越来越低。

肌肉组织在T2WI上的信号比T1WI上信号更低,所以图1为T1WI,图2为T2WI。

如何区分T1WI与T2 FLAIR?

先区分T1与T2,再看水的高低。是T2,水还低,即是T2 FLAIR。

上图,水都是低信号了,怎么判断哪个是T1,哪个是T2;此时可以看灰白质,成人脑白质在T1WI上白,在T2WI上为灰;灰质在T1WI上灰,在T2WI上为白;所以图1为T1WI,图2为T2WI FLAIR。

但需要注意的是新生儿脑与成人脑灰白质MRI信号是完全不同的,如下图。

如何区分PDWI与T2WI?

先区分是T1WI还是PDWI/T2WI,再区分PDWI与T2WI。

上面两组图,水都是高信号,所以一定不会是T1WI,那么是T2WI还是PDWI?先看图像整体,如果图像整体更暗、颗粒感更强/信噪比较低、水信号更亮、肌肉组织信号更低,那即为T2WI,这个不难理解,T2WI的TE值肯定比PDWI的TE值更长,TE越长信号衰减的越多图像会表现的越暗,相对的水(水T2值特长)的信号表现的更亮。反之,我们可以通过图像推断出TE大概的长短。如果TE足够长的话最后只有T2较长的组织,如水成像;这就是我们所常见的重水(重T2)成像,如下图。

细心的你会发现除了脂肪在T2WI上为高信号,在T1WI上也为高信号外,还有很多病变如出血、黑色素瘤、蛋白含量较高的黏液成分等在T1WI上是高信号,或在T2WI上也是高信号,那我们怎么区分是脂肪,其他?这就回答了上面的那个问题(为什么MRI不只扫描一组图像),我们可以通过多序列来组合来区分它们,如使用压脂序列。

大多数病变在T1WI上表现为中低信号,在T2WI上表现为中高信号。其病变会被高信号的脂肪掩盖,减轻了正常组织与与病变间的对比度,使用压脂序列能增加对比,更好显示病变。所以你会发现大多数部位的扫描都是以脂肪抑制序列为主。判断是不是压脂序列就很简单了,看脂肪组织,如果脂肪组织是低信号就是压脂序列了。

如何判断增强序列?

看血管及一些能被强化的组织结构是否被强化,如强化了,即是增强序列。MRI的增强基本上使用的均为T1WI序列,当然也有例外的,如用T2 FLAIR。

如何区分同反相位?

具有“勾边效应”的为反相位图像;图1为反相位,图2为同相位。

上面介绍的这几种方法,对于判断一些比较基础的序列权重是没有问题的,但对于比较特殊、复杂的序列,还需看图像中的参数,每幅图像都会在其对于的区域标注相应的序列类型或名称,这也是判断图像权重最准确,最有效的一种方法。

大家比较熟悉的“短TE,长TR”,质子加权成像。对于看TE及TR长短判断权重,只能针对的是自旋回波序列适用。

有TI说明是反转序列,TI为150ms说明是脂肪抑制,再看TE,TR。

梯度回波序列种类众多,其权重跟很多参数有关翻转角、TE、TR、TI PREP等,调整不不同的参数,可以得到不同权重的图像。FSPRG(扰相梯度回波序列)常得到的为T1WI图像。

不看参数,是很难判断其权重的;3D 自由稳态进动。

实例:请判断下列图像的权重:

当然,图像的对比只是一个相对的概念,只有一方面尽可能的去增加某一对比,另一方面尽可能的去削弱其他对比。通过改变其中的参数来实现完全的T1、T2、PD对比的其中之一是不可能的。还有很多特殊的序列他们并不是T1、T2或PD对比,而仅仅只是偏向于某个对比而已,对于这些序列权重并不是重点,重点是观察其形态及信号上的改变。

如TOF序列,它仅仅是偏向于T1对比。思考:脂肪较低?压脂了?

这幅图像脂肪是低的,压脂是肯定的;水是高的,T2WI?但血液是高。看参数,其实是一个自由稳态进动序列,权重T2/T1。

上面介绍的仅仅是MRI中最基本的几类权重序列,这些最基本的权重序列为我们提供的主要是解剖结构上的信息,仅仅从解剖结构上的改变要对病变做出精准的诊断及评估是远远不够,还需要更多的诸如功能成像之类的高级序列为我们提供更多的诊断信息,才能对病变作出更客观、更准确的评价。而对于那些高级序列我们关注的不再是形态学上的改变,而更多的是功能学上的改变。只有熟悉了这些基本的序列后,才能更好理解掌握比较复杂的序列。

参考文献:

T. Moritani, S. Ekholm, P. L. Westesson. 脑磁共振扩散加权成像[M]. 人民军医出版社, 2015.

杨正汉, 冯逢, 王霄英. 磁共振成像技术指南[M]. 人民军医出版社, 2007.

靳二虎, 蒋涛, 张辉. 磁共振成像临床应用入门(第2版)[J]. 中国临床医生杂志, 2015(4).

B.Kastler. 深入了解MRI基础[M]. 人民军医出版社, 2012.

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