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第三节 磁共振检查
磁共振检查(MRI)原称磁共振,因现在很多人都谈核色变,为防止人们对该系统有核辐射的误解,故改称为磁共振。
磁共振成像的基本原理:将人体安置在强磁场中,使其体内氢原子内的质子磁化定向,然后按一定的频率围绕磁场方向运动,再使用与质子振动频率相同的射频脉冲激发质子磁距,使质子的运动方向发生偏转,从而产生纵向和横向弛豫,然后再使用接收线圈接收质子弛豫时产生的信号,通过放大器放大,并输入计算机进行图像重建。
磁共振(MRI)目前已广泛应用于全身各系统的成像诊断,效果较佳的是颅脑、脊髓、心脏大血管、软组织及盆腔等。
MRI检查有显著的优点:①对人体没有像X线和CT检查引起的辐射损伤;②能做任意切面,不需要重建就可获得多方位的图像;③无骨骼造成的伪影;④软组织分辨率高,尤其适用于中枢神经系统、关节、肌肉等检查;⑤多序列、多种类型成像,有利于明确病变性质。
一般情况下,MRI平扫就能较清楚地显示病变,有时平扫未见明显异常,但医生或其他检查高度怀疑有病变时,或者平扫时发现病变,但病变的边缘、内部结构、血供情况、与邻近正常组织的关系等具有诊断意义的影像表现显示不清时,还可以做增强MRI。
一、MRI的适应证及禁忌证
1.适应证
(1)颅脑:
主要用于检查脑出血、脑梗死、脑血管畸形、血管瘤等各种脑血管性疾病,先天发育畸形,脑外伤,脑肿瘤,各种炎症、寄生虫病,脑代谢性疾病,癫痫等。
(2)胸部:
主要用于检查纵隔病变,胸膜疾病,各种先天型心脏病、心肌病、主动脉和肺血管病变,肿瘤,血管变异,炎症等。
(3)腹部:
主要用于检查肝、胆、胰、脾各种肿瘤,结石、炎症、胆管扩张等胆道疾病,胰腺炎,腹膜后淋巴结,肾上腺肿瘤及增生,肾脏的囊肿、肿瘤、外伤、炎症、先天畸形等,膀胱肿瘤,前列腺病变,子宫及附件肿瘤、炎症等。
(4)脊椎:
主要用于检查椎间盘变性、突出、膨出、脱出,脊柱外伤,椎管狭窄,脊柱滑脱,脊柱压缩骨折,脊柱结核,脊髓炎,硬膜外脓肿,肿瘤,脊椎先天畸形,脊椎术后复查等。
(5)运动系统:
主要用于检查骨骼、肌肉良恶性肿瘤的诊断及鉴别诊断,血管病变,骨挫伤,关节外伤(特别是膝关节韧带及半月板的损伤),股骨头缺血坏死,关节炎,滑膜积液等。
2.禁忌证
(1)绝对禁忌证
1)身体内装有心脏起搏器和神经刺激器者。
2)体内存有动脉瘤夹、眼球内存有金属异物者。
3)高热患者。
(2)相对禁忌证
1)扫描范围内体内金属物(义齿、避孕环、金属植入物、术后金属夹)者。
2)昏迷、神志不清、精神异常患者,幼儿等不配合者。
3)易发生癫痫或心搏骤停者。
4)妊娠妇女及婴儿。
二、磁共振在疼痛科的应用
1.颅脑MRI
在颅脑检查方面,磁共振不仅能清楚地显示CT难以清晰显示的脑干、小脑、脊髓及各种血管病变,还可清晰地显示动脉瘤、动静脉畸形、血栓等疾病,特别对是海绵状血管瘤、脑变性疾病、颅后窝病变等可充分显示其独特的优越性。正常脑组织在MRI像上,灰质和白质界限分明,在T1加权像上白质信号高于灰质,而在T2加权成像上白质信号低于灰质,各脑回、脑沟、脑室无异常信号影,无变形,无增大或缩小,各中线结构居中。MRI检查在颅脑疾病中占有重要地位。除急诊颅脑外伤、颅骨病变、颅内钙化、蛛网膜下腔急性出血外,其余颅脑病变MRI检查均明显优于CT。以下是几种常见颅脑疾病的MRI表现。
(1)脑梗死(图2-5-31):
图2-5-31 脑梗死MRI
MRI平扫缺血性脑梗死表现为片状或扇形长T1长T2信号;出血性梗死则表现为长T1长T2信号内合并短T1高信号;腔隙性梗死则表现为小斑点状的长T1长T2信号。
(2)脑出血(图2-5-32):
图2-5-32 脑出血MRI
根据出血的时间不同,表现不同:超急性期T1加权像呈等或稍低信号,T2加权像呈现高信号;急性期为T1加权像呈低信号或中心呈低信号,周边高信号,T2加权像呈现低或极低信号;亚急性期T1加权像和T2加权像均表现为周边高信号,中心低信号;慢性期T1加权像和T2加权像均为高信号;残腔期T1加权像呈现低信号,T2加权像呈现极低信号。脑出血周围水肿呈现长T1长T2信号。
(3)脑转移瘤(图2-5-33):
图2-5-33 脑转移瘤MRI
MRI平扫转移瘤多呈等T1或长T1,等T2或长T2信号,瘤体内囊变坏死区呈明显长T1长T2信号,转移瘤周围常有显著的脑水肿。
(4)脑膜瘤(图2-5-34):
图2-5-34 脑膜瘤MRI
MRI平扫T1加权像多数脑膜瘤呈现等T1信号,少数呈长T1或短T1信号,T2加权像多数脑膜瘤呈现等T2信号,少数呈现长T2或短T2信号。
(5)神经胶质瘤:
T1加权像病变多呈低信号或低等混合信号,T2加权像肿瘤呈不均匀高信号,肿瘤多形状不规则,边界欠清楚,肿瘤周围多伴有不同程度的水肿。
2.脊柱MRI
对脊柱和脊髓疾病的诊断正确率MRI明显高于CT,用于显示病源及定位时,可作为首选的检查方法。以下是正常脊柱各部分及其常见病变的MRI表现。
(1)脊髓:
脊髓位于脑脊液中,在T1加权像上表现为高于脑脊液信号的中等信号,在T2加权像上表现为低于脑脊液信号的中等信号,呈带状,上端起自颅底水平,圆锥部在成人止于L1水平,婴幼儿止于L2水平,在T1 1-T12水平脊髓逐渐变细,连接终丝。终丝在T1加权像上呈与脊髓相同的信号,神经根在T1加权像上也呈和脊髓相同的中等信号,故有时终丝和马尾神经难以区分。
(2)椎间盘:
椎间盘在T1加权像上纤维环呈较低信号,而内部的髓核呈中等信号,但有时二者难以区分,在T2加权像上除周边Sharpey纤维呈低信号外,其余部分均呈高信号。随着年龄的增大,椎间盘含水量的减少,正常椎间盘在T2加权像上信号逐渐降低,成人的椎间盘中心可以出现线状的低信号,是纤维环向髓核内嵌入造成的。椎间盘疾病的MRI可有如下表现。
1)椎间盘变性(图2-5-35,图2-5-36):
图2-5-35 椎间盘变性MRI
图2-5-36 椎间盘变性MRI
早期T2加权像可见椎间盘前部信号降低,变性进一步发展,髓核水分逐渐减少,纤维环弹性降低,椎间盘可膨出或突出,椎间隙变窄,椎间盘在T2加权像上变为低信号,盘内可出现气体影,椎间盘断裂处如果有液体浸入,可出现高信号。
2)椎间盘膨出(图2-5-37,图2-5-38):
图2-5-37 椎间盘膨出MRI
图2-5-38 椎间盘膨出MRI
横断位上椎间盘范围向四周超出相应椎体的外缘,以双外侧明显;矢状面上椎间盘变薄,含水量减少,在T2加权像上信号变低或不均匀,有时还可以看到静脉回流受阻的高信号。
3)椎间盘突出(图2-5-39,图2-5-40):
图2-5-39 椎间盘突出MRI
图2-5-40 椎间盘突出MRI
在横断位上椎间盘在某个方向上超出其正常边界,神经根、硬膜囊或者脊髓受压,突出的椎间盘上下可见纵行的高信号;突出物与椎间盘在同一水平,无上下移位;矢状面上可见脊柱生理性弯曲变直或消失,椎间盘变扁,信号不均;椎间盘后突出时,可压迫其后方的硬膜囊甚至脊髓;椎管内脂肪被突出的椎间盘截断,硬膜外脂肪移位。
4)椎间盘脱出(图2-5-41,图2-5-42):
图2-5-41 椎间盘脱出MRI
图2-5-42 椎间盘脱出MRI
横断位可见纤维环破裂,脱出的髓核移位,压迫硬膜囊或脊髓、神经根;矢状面上可见脱出的髓核向上或者向下移动。
(3)脊柱的骨性部分(图2-5-43,图2-5-44):
图2-5-43 脊柱的骨性部分MRI
图2-5-44 压缩骨折MRI
①脊柱椎体的MRI信号强度因其骨髓内脂肪的含量不同而不同,在T1加权像上呈高于骨皮质而低于皮下脂肪的较高信号,在T2加权像上呈中等或低信号,稍高于骨皮质。随着年龄的增长,骨髓内的脂肪逐渐增多,在T1加权图像上骨髓的信号逐渐增高。椎体边缘的骨皮质在T1加权图像和T2加权图像上均呈低信号;②椎体的附件(如椎弓、椎板、棘突、横突和上下关节突)的骨皮质在T1加权和T2加权像上均呈低信号,而其松质骨在T1加权像上呈略高信号,在T2加权像上呈中等或低信号;③关节突关节的间隙在MRI图像上可清楚地显示;④关节软骨在T1加权像上呈低信号或中等信号,在T2加权像上为低信号或中等信号;⑤骨质疏松引起椎体压缩骨折时,在急性期T1加权像上骨折面可见带状低信号,T2加权像上呈高信号,使用造影剂无明显强化,慢性期骨髓呈脂肪髓的信号,椎体内可见气泡影。
(4)硬膜外隙:
在T1加权像上硬膜外隙内的脂肪为高信号,动静脉为低信号,脊神经为中等信号,黄韧带在T1加权像及T2加权像上均为低信号,不肥厚时难以显示。
(5)椎管狭窄(图2-5-45):
图2-5-45 椎管狭窄MRI
腰椎椎管正常正中前后径大于15mm,左右径大于20mm,小于12mm为明显狭窄。
椎管狭窄在矢状面T1加权图像上可见蛛网膜下腔变狭窄、闭塞,脊髓受压变形,但是由于增厚的韧带、骨刺与蛛网膜下腔在T1加权图像上均呈低信号,有时难以区分,故可以出现假阴性;但在T2加权像上脑脊液信号明显增高,很容易将其区分开。
横断面扫描观察硬膜囊变形,椎体骨赘形成,椎间盘突出的部位、程度,韧带肥厚,椎间孔狭窄及神经根受压情况更为清楚。椎管狭窄严重时,在T1加权像上可见到狭窄以上部位的脑脊液信号低于狭窄以下的部位。当脊髓受压严重出现水肿、软化时在T2加权像上可见到髓内出现局限性高信号区。
(6)脊髓肿瘤:
T1加权像可清楚地显示肿瘤段脊髓呈不规则膨大,信号改变。如果肿瘤内有囊性变,MRI表现则为增大的脊髓内有低信号强度团块;如果有髓内脂肪瘤,则表现为增大的脊髓段内有高信号强度团块。
(7)骨转移瘤(图2-5-46):
图2-5-46 骨转移瘤MRI
其信号强弱取决于组织特性,成骨性转移瘤呈低信号,溶骨性转移瘤在T2加权图像上呈高信号,T1加权图像上呈低信号。
(8)脊髓空洞症(图2-5-47):
图2-5-47 脊髓空洞症MRI
矢状面MRI像可见脊髓内有一与脊髓长轴平行的囊腔,在T1加权像上呈低信号强度,T2加权像呈高信号,且常伴小脑扁桃体下疝。
3.胸部MRI(图2-5-48)
图2-5-48 胸部MRI
在胸部病变的诊断上,MRI主要被选择性地用于一些普通X线和CT所不能解决的问题。
MRI在胸部疾病的诊断上具有独特的优点:①由于纵隔及肺门部大血管的流空效应,能清楚地显示病变与这些大血管的关系;②由于纵隔内血管的流空效应及脂肪的高信号特点,使纵隔MRI图像的对比优良,因此MRI对纵隔及肺门淋巴结肿大、占位性病变具有特别的价值;③MRI亦能很好地显示胸壁占位、炎症。
但对肺部疾病的诊断价值不如CT,因为肺实质含气,在MRI上信号较低,且MRI检查时间较长,易受呼吸和心脏搏动产生的伪影影响,故MRI对肺实质病变的检查效果较差,而且对于肺内小病灶及钙化的检出亦不如CT;但是对肺栓塞、明确肺门增大原因等方面,MRI检查比CT还是有优势的。
心脏大血管是MRI的热门研究方向,甚至成为心脏、大血管检查的首选,因为MRI能清晰地分辨心肌、心内膜、心包和心包外脂肪;由于血液的流空效应,心内血液和心脏结构形成良好的自然对比;无创伤、不需要造影剂;可以任意方位断层;可动态观察心动周期心肌活动状态;还能对心脏、大血管的运动状态进行观察,对心脏功能作出定量分析。
胸部各种组织的正常MRI表现如下:
(1)胸壁:
胸壁肌肉、肌腱、韧带、筋膜在T1加权像和T2加权像上均呈低信号,肌肉间可见线状的高信号脂肪影及流空的血管影。胸骨、胸椎、锁骨和肋骨的周边骨皮质在T1加权像和T2加权像上均显示为低信号,中心部的松质骨因含有脂肪,显示为较高信号。肋软骨信号高于骨皮质,低于骨松质。
(2)纵隔:
①气管与主支气管腔内无信号,气管和支气管壁、纵隔内的血管通常也不显示,主要由周围脂肪的高信号所衬托而勾画;②胸腺在T1加权像上信号强度低于脂肪,T2加权像上信号强度与脂肪相似;③胸段食管壁的信号强度与胸壁肌肉相似;④迷走神经、交感神经和左喉返神经通常不能显示;⑤胸导管有时在横断面可显示;⑥淋巴结多易于显示,T1加权像上表现为均质圆形或椭圆形结构;⑦心脏:心肌呈中等信号强度,心内膜比心肌信号略高,呈一细线状。二尖瓣、三尖瓣与主动脉瓣,一般呈中等信号强度,比心肌信号略高。心包在SE序列上呈低信号,周围可见心包外及心外膜下脂肪的高信号。MRI上冠状动脉显示不稳定。
(3)肺:
正常肺野呈黑影,肺纹理呈稍高信号的横带状影。由于肺血管的流空效应,肺动静脉、支气管均呈管状的无信号影不易分辨,但应用快速梯度回波序列,肺动、静脉均呈高信号,则可鉴别。
(4)横膈:
膈脚在横断面呈一较纤细、向后凹陷的曲线状软组织信号影,冠状面及矢状面横膈的信号强度低于肝、脾的信号强度,呈一弧形线状影。
4.骨骼(图2-5-49)、肌肉(图2-5-50)和关节(图2-5-51)MRI检查
图2-5-49 长骨MRI
图2-5-50 肌肉MRI
图2-5-51 膝关节MRI
MRI能清楚地显示四肢骨骨髓炎,四肢软组织内肿瘤及血管畸形等;能满意地显示神经、肌腱、血管、骨、软骨、关节囊、关节液及关节韧带;对关节软骨损伤、关节积液、关节韧带损伤、半月板损伤等病变的诊断更是具有其他影像学检查无法比拟的价值;还是股骨头无菌坏死最为敏感的检查技术;MRI还是骨骼肌疾病最有价值的影像学诊断,很多全身的肌肉疾病有可能在还没有临床表现时被MRI检查发现。
(1)常见骨骼疾病的MRI表现
1)长骨骨折:
MRI在显示骨折线方面不及X线片和CT,但可清晰显示骨折端及周围出血、水肿及软组织损伤情况。T1加权像可见线样低信号的骨折线及其上下骨髓腔及周围软组织内边界不清的低信号区,T2加权像上可见低信号的骨折线邻近骨髓腔及周围软组织内的高信号水肿区,且皮肤软组织略肿胀。
2)脊柱骨折:
MRI可观察椎体骨折、椎间盘突出和韧带断裂,还可观察脊髓损伤、受压情况。骨折可见椎体变形,其上下骨板的低信号可失去完整性,椎体呈长T1、长T2信号。椎间盘形态改变、T2加权像信号变低或消失,可有韧带断裂、变形、连续性中断,信号增高。
3)骨挫伤:
MRI可以清楚地显示X线片和CT不能发现的骨小梁断裂和骨髓水肿、出血等,表现为T1加权像信号减低,T2加权像信号增高。
4)股骨头坏死(图2-5-52):
图2-5-52 股骨头坏死MRI
①正常股骨头表现为:骨皮质呈线样低信号,周围为中等信号的关节软骨,骨髓腔内充满T1、T2加权均呈高信号的脂肪,股骨头内侧可见纵行低信号带;②股骨头坏死早期可见T2加权像上股骨头边缘厚度不等的低信号带(坏死骨边缘硬化),当出现肉芽增生、充血和炎症反应时可表现为低信号套高信号的双环征;③晚期坏死区在T1、T2加权像上均呈低信号,还可出现关节腔内的高T2信号积液影。
5)骨肿瘤:
良性肿瘤在T1加权像上呈等于或略低于肌肉信号的均一信号强度,T2加权像上为略高于肌肉的信号;恶性肿瘤则表现为T2加权像上的不均匀高信号,在增强MRI上表现为快速的周边强化和延迟的中心充盈,灌注量大,还能清楚地显示骨内、外侵犯范围。
(2)骨骼肌疾病的MRI检查:
MRI对骨骼肌疾病是最有价值的影像学诊断,MRI使肌肉性疾病有可能在还没有临床表现时被发现,如早期肌炎,神经性肌萎缩,糖尿病性肌病,线粒体性肌病,尿毒症性肌病,家族性低钾血症性瘫痪,失用性萎缩,肿瘤等疾病均可被MRI早期发现。因此,凡临床上或血清检查怀疑为肌肉疾病时,在进行肌肉活检前应先做磁共振检查,MRI可指导活检部位的选择,因肌肉活检只能在没有被疾病完全破坏的组织部位,且应避开肌电图检查电极致伤的炎性灶处,磁共振可较清晰的显示肌肉的这些详细状况。
(3)关节疾病的MRI检查:
磁共振检查具有良好的对比度和分辨力,已被用于关节病变的诊断中,逐渐替代了可引起多种并发症的关节造影,特别是有半月板的关节(如颞下颌关节、膝关节)MRI可较清晰地显示关节半月板的变性、撕裂、脱位等异常。另外,MRI也应用于关节肌腱、韧带的撕裂检查中,以及关节盘的脱位,关节积液、炎症、粘连,肌腱炎,关节骨质破坏,筋膜增厚等疾病的检查。
5.外周神经MRI检查
随着MRI技术的发展,空间分辨率不断提高,MRI成像已应用于显示一些外周神经的解剖及其内部结构,如骶丛及坐骨神经。坐骨神经在盆腔内被脂肪组织包绕,利用其在T1加权像的特征性条纹表现而易于识别,同时有助于与周围组织结构如血管、淋巴结、肌肉和脂肪组织相鉴别。