MRI阅读方法

Bone Tumor Imaging Techniques MRI,MR基本原理,氢质子为人体内常见的元素、带正电荷、自旋运动、产生磁场、无外加磁场时单个质子自旋矢量无序随机分布、宏观矢量为0磁场中顺磁场排列,进动,存在外加磁场时，质子不仅绕 自身轴旋转，还绕B0轴摇摆进动频率与主磁场强度呈正比,主磁场中施加一个与质子进动频率相同的垂直方向的射频脉冲则质子吸收能量至激发态关闭垂直的射频脉冲宏观磁化矢量M0回归到原来的状态，此过程称为驰豫驰豫过程中M0会感应出电磁波、通过接收线圈接收,驰豫过程可用2个时间值来描述T1纵向驰豫时间纵向磁化从0恢复至最终平衡态的63%所需要的时间T2横向驰豫时间横向磁化由最大衰减至最大值的37%所需要的时间,TR-两次激励脉冲的间隔时间即重复时间TE-激励脉冲与产生回波的时间即回波时间组织的对比度取决于质子密度的差别,Introduction,在上世纪80年代进入临床应用后，磁共振成像在骨肿瘤的检测、分期、治疗后的评估中起着重要作用，迅速成为重要的影像学检查方法X光片仍然对骨的病变有重要的贡献，但往往在急于获得磁共振图像的情况下容易被忽略 当临床和影像学上怀疑有肿瘤时，磁共振成像可帮助确认肿瘤的存在与否。,核磁所提供的良好的组织对比度，对部分的种类的病变可提供足够的信息来做出组织学诊断（例如，骨内脂肪瘤，软骨瘤，或动脉瘤样骨囊肿）核磁可呈现详细的解剖关系，使肿瘤局部分期更精确，明确局部血管和关节受累的情况，有无骨内跳跃性病灶，为是否可行保肢手术提供重要参考。核磁对评估治疗效果、监测肿瘤局部复发也是必不可少的,Several Basic Technical Issues,场强线圈脉冲序列 图像定位和解剖覆盖信噪比空间分辨率扫描时间,场强,超高场 (4.0-7.0T)高场 （1.5-3.0T)中场 （0.5-1.4T)低场 （0.2-0.4T)超低场 （小于0.2T),线圈,梯度线圈成像梯度线圈匀场线圈发射和/或接收射频线圈单相线圈 / 正交线圈表面线圈 / 容积线圈单个线圈 / 阵列线圈,大多数的线圈（例如，梯度和匀场线圈）是直接设在机器内的 另一个局部射频（RF）线圈通常需要直接放在相应身体部分发送和/或接收来自骨肿瘤的信号 病变组织离线圈越近MR信号越强 适当的局部线圈的选择和正确的线圈定位对提高MR信号获得的量至关重要，它对获得高分辨率的图像是必不可少的。,相控阵线圈,由多个小线圈组成短时间内可以扫描较大的区域具有较高的空间分辨率和改进的信-噪比（SNR）利于大肿瘤的成像,体线圈或长骨线圈用于纵向骨全长的成像，不容易遗漏病变但成像细节较差局部线圈体积小、视场小、图像细节多,核磁脉冲序列,各种磁共振成像的脉冲序列提供了不同的组织对比度 （Bitar等人,2006） 对骨肿瘤的评价最有用的脉冲序列T1加权自旋回波（SE）T2加权脂肪抑制快速SE钆增强T1加抑脂 （Hwang和panicek 2007a，b）,梯度回波序列（GE）可以在一定情况下，提供特定的信息 短时反转恢复序列（STIR）对水极敏感，易高估恶性病变，在对骨肿瘤的初步评价时应避免STIR加均匀的抑脂时，对术后复查获得液体敏感的MR图像，有可用价值中间加权成像是对骨肿瘤的评价是一个poor choice，因为髓内脂肪，周围的骨髓水肿，与肿瘤本身有相似的信号强度，限制了肿瘤的可视性,T1加权SE序列,T1加权SE序列近似于“解剖图” 对皮质、骨髓、周围的软组织有优异的组织对比度较高的空间分辨率 骨肿瘤表现为明显的背景,T1加权SE序列,重复时间（TR）和回波时间（TE）应保持尽可能低，增加T1的贡献、减少T2的贡献 液体（如膀胱)或液体丰富的组织（如软骨）， T1为低信号（长T1）脂肪和含脂肪的骨髓，T1为高信号（短T1）,T1加权SE序列,T1对原发骨肿瘤或骨转移瘤的检测和评价非常有用肿瘤取代正常的骨髓，产生类似于肌肉的低信号T1像肿瘤周围的骨髓水肿信号强度略高于肿瘤T2和STIR则经常难以区分肿瘤和水肿,A B,Primary lymphoma of humerusA Coronal T1-weighted SE image shows that signal intensity of tumor in medullary cavity is low, similar to that of muscle (asterisk). B Coronal short-tau inversion recovery (STIR) image demonstrates diffusely high signal intensity both within the tumor and throughout extensive surrounding edema . Note that margins of tumor cannot be visualized.,T2加权快速自旋回波,“病理学扫描”大多数肿瘤内含水量高呈现高信号相对于标准T2常选择快速自旋回波,不影响图像质量的情况下扫描时间更短频率选择性抑脂是必要的，否则难以区分出脂肪和肿瘤脂肪抑制也提高组织的整体对比度，减少了图像的动态范围,Importance of fat suppression for lesion evaluation at T2-weighted fast SE imagingA In coronal T2-weighted fast SE without fat suppression, the lesion (arrows) in distal tibia has high signal intensity similar to that of normal marrow (asterisk), and its border is poorly defined.B T2-weighted fast SE image with fat suppression clearly demonstrates margins of the lesion (arrows), and also clearly demonstrates very high signal within multiple lobules,consistent with a chondroid lesion.,脂肪抑制的一个缺点是降低了信噪比 由于局部磁场的不均匀，均质的脂肪抑制往往难以实现金属会造成磁场不均匀-金属伪影不均匀的磁场可能会把水也抑制掉，掩盖潜在的病变,钆增强自旋回波,钆螯合物造影剂对明确骨肿瘤病变性质、评估化疗效果、监测肿瘤复发都有重要作用在有造影剂的区域，明显减少T1弛豫时间，短T1，高信号脂肪T1像也为高信号，故T1增强必须抑脂,增强可提高小肿瘤结节的发现率更好地划定于周围水肿的边界有助于显示肿瘤的内部结构（固体？囊性？坏死?）,梯度回波 GE,梯度回波序列（GE）在骨肿瘤的常规评价中不那么有用，但在某些特定情况下提供额外的信息对磁场不均匀性敏感，易检出容易导致磁场不均匀的病变（如出血） ，易产生磁化率伪影血流在GE像高信号，无需增强显示血流GE固有信噪比小于RE,快速反转恢复序列,快速反转恢复序列，在T2脂肪抑制不满意的情况下，经常被用来实现均匀的脂肪抑制这些情况包括大金属物体存在时,图像定位解剖覆盖,体线圈或长骨线圈通常是用来获得沿其长轴的整个骨的定位图像依据床的长度缺定成像的标尺,信噪比,信噪比是一个磁共振成像中重要的参数 信噪比的影响因素很多，包括TR的比例，翻转角度，病灶的体积，磁场强度，和扫描时间等 增加信噪比的方法选择和正确定位最优的局部线圈 增加扫描厚度增加激发次数 增加场强增加扫描时间,空间分辨率,空间分辨率是指两个点在图像中的分离能力 与像素的尺寸呈反比,扫描时间,病人MR扫描时间越长，病人的扫描过程中的耐受性越差，越容易出现伪影,高场强,高的磁场强度的好处包括提高信噪比，更均匀的脂肪抑制，更容易分离不同共振波谱。,Advanced MR Techniques,定量动态磁共振成像弥散加权成像核磁波普分析,骨肿瘤的临床中非常规使用有应用前景,Quantitative Dynamic MR Imaging定量动态磁共振成像,viable tumor enhances faster than nonviable tumor5分钟内扫描一次，共扫描20-40次对扫描的每个体像素的信号用电脑软件进行分析依此计算肿瘤坏死率,Diffusion-weighted Imaging弥散加权成像 DWI,principle - The diffusion of water is more restricted in a tumor than in normal tissue自由水分子运动快、弥散效应强-呈低信号结合水运动慢-中等信号细胞毒性水肿-高信号,DWI可区分肿瘤和周围的水肿,磁共振波谱分析,许多肌肉骨骼肿瘤的胆碱含量升高评估肿瘤治疗效果和复发,伪影,敏感性伪影不均匀脂肪抑制伪影生理运动伪影化学位移伪影相位模糊截断伪影,磁敏感性伪影,磁性材料感觉局部磁场环境、质子共振频率改变、产生伪影与磁场强度、脉冲序列、体素大小、核磁机器带宽等有关金属伪影表现为周围的高信号出血、气体也可产生敏感性伪影可在所有的脉冲序列发生，梯度回波序列GE更明显,金属伪影（髋关节假体置换术后肿瘤复发）,空气伪影,不均匀脂肪抑制伪影,最常见的伪影局部磁场不均匀,生理运动伪影,不可避免容易辨识心脏跳动、血管搏动、呼吸运动、胃肠蠕动模糊重影的影像,化学位移伪影,相位模糊伪影（卷褶伪影）,截断伪影,平行于高对比度的组织界面明暗交替,骨肿瘤MR表现概述,液体,液体很容易在磁共振成像上显示 内生软骨瘤、腱鞘囊肿含水量高增强扫描区分肿瘤残留或术后积液,液-液平面,在动脉瘤样骨囊肿(ABC)常见 但并无特异性也可发生在毛细血管扩张型骨肉瘤、骨囊肿、骨纤、软骨母等,水肿,骨样骨瘤、骨母细胞瘤、软骨母细胞瘤、朗格汉斯细胞组织细胞增生症 等，周围骨髓水肿广泛,病变周围骨髓水肿范围越大、越可能是良性的恶性肿瘤周围的水肿构成反应区，其中可能存在肿瘤细胞水肿在T2可能会高估肿瘤范围T1或 T1增强加抑脂可准确评估肿瘤范围,出血,坏死,识别坏死区可避免活检失败延误诊断造影后无增强图像是异构的多样的,MR在骨肿瘤应用中的局限性,心脏起搏器、颅内动脉瘤夹、金属内植物严重的肾功能衰竭 患者MR检查后可致 肾源性系统性纤维化对钙化、骨化不