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颅脑MR扫描有那些序列?有什么意义?

 xiejj 2024-05-14 发布于云南

MR扫描在神经系统中的应用非常成熟并且作为颅内占位性、血管或者感染性病变的主要成像方式,具有多参数、高对比、任意方位断层成像以及功能成像等等优势,那么在颅内常规的成像序列有哪些?这些序列在正常颅内表现为什么信号?有什么意义?

我们都知道颅内的功能结构相对其他部位非常复杂,但是在MR上,如果要对其进行大的归类的话,我认为可归为三类即:实质性成像、血管性成像以及神经性成像,归类只是个人建议,便于学习!

实质性成像:

也是常规颅内磁共振成像的主要方式,主要对于感染性病变,占位性病变的一些筛查和复查等,主要包括结构成像和功能成像,结构成像序列主要包括:IR T1WI 、T2WI、T2 FLAIR等,功能成像fMRI其序列主要包括DWI、MRS、PWI以及BOLD等等;实质性成像序列,截止目前大部分科室对于实质性脑组织成像主要包括以下四个序列,其他特殊序列在此不做赘述:

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各序列意义:

1、IR T1WI(T1 FLAIR):T1WI看解剖,T2WI看病灶,在颅内,脑实质性组织主要包括皮质(皮层、灰质)和白质;T1WI在颅内作为常规扫描序列,有些科室可能还会加一个T1的SE类序列,不管是IR T1WI还是SE T1WI序列,都表现为脑白质白(信号较高),脑灰质灰(信号较低),但是IR T1WI由于使用反转脉冲,以提高脑灰白质对比,因此对于对于解剖结构显示较好,因此IR T1WI作为常规颅脑扫描必备序列,为什么在T1WI上白质信号高,灰质信号低,T1上信号低说明水多,信号高说明水少,那么神经一般在白质和灰质如何分布的呢?在脑灰质中,神经元相当密集又称为高级中枢,因此主要由神经元胞体组成且胞体含水较多,主要去支配感觉或者运动等活动,所以T1上灰质信号较低,而轴突主要由脂质组织构成其含水较少,主要集中于白质中,因此T1上白质信号较高!

2、T2 WI:所谓T2看病灶,大部分病灶主要以水肿为主,所以在T2上以高信号为主,其次大部分正常组织除了膀胱,胆囊或者侧脑室这种器官,一般在T1和T2上均表现为等信号,这样说比较笼统,只是为了方便理解,一般水肿在T1上为低信号,在T2上为高信号,在背景组织为等信号中显然高信号比低信号的病灶肉眼更加敏感,所以在颅内扫描中,T2WI作为常规扫描的必备序列,以提高病灶检出率,在信号上,对于正常组织的信号,一般T2信号跟T1信号是相反的,比如颅内灰质水多,T1上信号较低,那么T2上信号较高,白质水少,T1信号较高,而T2信号较低,脑脊液属于自由水,其信号在T1和T2上也是相反的!

3、T2WI FLAIR :在T2上使用IR,是为了压水,在T1上使用IR不是为了压水,因为在T1上本身水就是低信号不需要使用IR去压,而是为了提高灰白质对比,还可以通过选择不同的IR进行脑灰质成像或者脑白质成像,那么在T2上为什么要压水,T2看病灶,但是脑室系统以及脑表面,T2都是高信号,这样显然不利于长T2病灶的显示,那么怎么办,为了提高对比度,通过采用IR去抑制水的信号,以提高长T2特征的病灶!

4、DWI:作为最为成熟的功能序列,可了解水分子的扩散情况,基本在颅内属于常规扫描序列,尤其对于占位性或者感染性病灶的显示,在颅内高b值采用1000时,其信号对比变化基本同T2 FLAIR像,灰质信号较高,白质信号较低,脑室系统和脑表面信号被高b值扩散掉,所以呈低信号同T2 FLAIR!

血管性成像:

由于脑血管病在我国逐年呈明显的上升趋势,而且死亡率极高,预后差等特点,因此在我国脑血管病越来越得到了重视,截止目前基本所有的三级医疗机构都已开设卒中中心及相关的诊疗经验,那么在磁共振扫描中,对于颅内血管性病变有什么价值呢?对于血管性病变,我认为归类的话,主要归为三类,1、管腔的问题(主要包括管腔变小了如狭窄或者闭塞,管腔变大了如动脉瘤)2、管壁的问题(主要包括管壁的粥样硬化性斑块、管壁的破裂比如夹层、血管炎等等)3、走形的问题比如AVM(动静脉畸形)或者先天性的血管变异比如优势椎动脉、椎动脉的开窗、基底动脉以及大脑前动脉的开窗以及烟雾病等等),血管性成像的主要序列包括:亮血序列和黑血序列,亮血序列是以GRE序列为基础的,利用血液的流入增强效应比如颅内动脉常见的TOF MRA以及脉冲标记的ASL等,而黑血序列是以SE序列为基础的,利用血液的流空效应,比如2d T1/T2WI TSE 、3d T1/T2 SPACE序列;

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血管成像各序列原理及意义:截止目前,临床常用的血管无创成像方法主要包括CTA)、MRA和高分辨血管壁成像( HR-VWI)等技术,CT和MR对于血管的成像各有优势,就不过多赘述,这里仅介绍MR血管相关成像技术,MR血管成像技术有亮血技术和黑血技术,亮血技术基于GRE序列,最常见的就是TOF MRA和PC MRA,除此之外还有ASL以及打药的CE MRA等,CTA和不打药亮血技术主要评估血管管腔的情况,不能评估血管壁的情况,血管壁主要依靠黑血成像技术;

1、TOF MRA利用流入增强效应,但容易受到血液流动的影响,比如当血流速度快慢不一或者湍流等都会造成血管狭窄或者闭塞的假象,因此TOF可能会造成夸大血管狭窄的现象;

2、PC MRA和TOF MRA原理最大的区别是,PC MRA施加了流速编码梯度,调整流速编码梯度场来观察血管内流动质子的相位变化,去检测流动质子方向、流速等进行的血管成像方式,PC可以测量血液的流速,这对于某些流速的减慢和数量减少的疾病如伴有皮层下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病人,当流速减慢和数量减少是该疾病功能障碍的危险因素,除了TOF和PC,对于亮血的成像还有ASL;

3、ASL成像原理主要是通过射频脉冲标记血管内流动血液的氢质子,从而获得血管成像,ASL血管成像方式越来越多被应用于临床,相对TOF可更好的避免血流速度或者湍流引起的血管夸大血管狭窄程度的假象,因此被很好的应用于血管成像!其次由于内源性质子完成灌注情况,因此ASL还被广泛应用于肿瘤性或者缺血性病变中,以上三种常见的亮血方式,都是不打药的,当然还可以进行打药的MRA即CE MRA,

4、CE MRA,利用钆对比剂增强血管成像,打药的好处主要就是提高血管显示的真实性,但是不好的方面就是使用钆对比剂,需要穿刺等等;

5、以上主要就是亮血的血管成像方式,对于黑血的成像方式,主要利用血液的流空效应,主要序列就是SE类序列,主要为2d和3d的T1和T2,以西门子为例3d主要为SPACE序列,SPACE序列具有较高的空间分辨率,扫描时建议使用高通道线圈以提高图像信噪比,高分辨血管壁成像HR VWI,不仅可以观察血管的狭窄程度,通过打药还可以观察动脉粥样斑块的特征,比如斑块形态学、斑块内出血、重构模式或者强化程度等,是否为易损斑块,能对动脉夹层、血管炎、动脉瘤等疾病进行鉴别诊断,截止目前,高分辨血管壁成像HR VWI,已被《中国脑卒中防治规范(2021)-缺血性脑血管病影像学指导规范》列为推荐的检查项目。

神经性成像:

在颅内,除了血管和脑实质组织外,还有一个非常重要的组织就是神经纤维束,很多超高场强磁共振或者高端技术,为什么主要研究的方向在颅内而不是四肢或者脊柱等,首先跟颅内复杂的功能结构有关,其次颅内组织属于不可逆的,比如脑梗,一旦引起局部脑组织的坏死,那么将会使该组织控制的某个区域长期性瘫痪,很难完全恢复,对于颅内神经纤维束的成像,目前主要依靠弥散成像为基础的DTI为主要序列,DTI是目前磁共振显示纤维束的主要方法之一,通过DTI可以为癫痫或者精神类患者提供有利依据,以及占位性病灶与纤维束的关系、出血后通过双侧纤维束对比判断患者功能恢复的情况等等!

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