第三章　钆塞酸二钠增强MRI的扫描序列、方案及优化

肝脏的平扫序列按照权重不同可分为T ₁WI序列和T ₂WI序列。

在肝脏MRI扫描应用中，该序列要求受检查者呼吸均匀，并要施加呼吸补偿等技术。该序列的优点是无需屏气，有利于不能呼吸配合的受检查者，如老人和小孩；图像有较高的信噪比。缺点是采集时间较长，存在不同的呼吸运动伪影；如果受检查者呼吸不均匀，运动伪影也很严重；由于部分容积效应的影响导致T ₁对比下降，不能进行动态增强扫描。

是目前最常用于肝脏T ₁WI的序列之一，各公司的名称不一，有西门子公司的快速小角度激发（fast low angle shot，FLASH）、飞利浦公司的T ₁权重快速场回波（T ₁-weighted fast field echo，T ₁-FFE）、GE公司的快速扰相梯度回波（fast spoiled gradient recalled echo，FSPGR）。根据所选成像参数的不同，采集时间一般为15～30秒，一次屏气可以扫描15～30层，可以覆盖整个肝脏的范围。该序列的优点是成像速度快，如果屏气配合良好的话没有明显的呼吸伪影；可以用作动态增强；可以进行化学位移成像。缺点是如果受检查者呼吸配合不佳，图像的运动伪影比较明显。

也是目前最常用的肝脏T ₁WI序列之一，尤其是在高磁场的磁共振扫描仪上。通常使用并行采集等各快速采集技术，并采用容积内插技术。这类序列有西门子公司的容积内插体部检查（volume interpolated body examination，VIBE），飞利浦公司的T ₁高分辨率各向同性容积激发（T ₁ high resolution isotropic volume excitation，THRIVE）和GE公司的肝脏容积加速采集（liver acquisition with volume acceleration，LAVA）。该序列的优点为扫描速度快；在层面很薄时仍然保持着很高的信噪比；没有层间距有利于观察小病灶；可同时兼顾肝实质和血管的需要；3D容积采集，可以进行MIP等三维后处理重建。缺点是对硬件的要求高，高磁场MRI扫描仪效果好；图像的T ₁对比不及二维扰相梯度回波。

属于超快速的T ₁WI序列，包括西门子公司的Turbo FLASH，飞利浦公司的TFE序列，GE公司的FIRM序列。其优点是单层采集时间快，受检查者即使不屏气也没有明显的运动伪影。缺点是图像是分层采集，在动态增强扫描时，一次屏气扫描的肝脏各不同层面可能会不在同一个时相；信噪比较低。因此，一般只用于不能呼吸配合的受检查者或肝脏单层的灌注加权成像。

是目前应用比较广泛的肝脏T ₂WI快速序列之一，回波链长度（echo train length，ETL）一般为7～16，采集时间一般为3～6分钟。其优点是采用呼吸触发后明显减少了呼吸运动伪影；T ₂对比与常规SE序列相接近。缺点是如果受检查者呼吸不均图像仍然会有严重的运动伪影。

该序列ETL一般大于20。其优点是成像速度快，可以进行屏气扫描，可以进行权重较重的T ₂WI序列，可以对实性病变和含水量较丰富的病灶进行鉴别。缺点就是ETL太长，图像软组织T ₂对比比较差，不利于小病灶的检出。

该序列的特点有：①由于在TSE的基础上加上半K空间采集技术，成像速度更快，即使受检查者不屏气，也几乎看不到运动伪影；②理论上空间分辨率保持不变；③人体内的能量沉积减少；④由于回波链长度很长，导致人体内的脂肪组织信号偏高，软组织T ₂对比度比一般的长回波链的TSE序列还差；⑤由于实际采集的回波信号约为原本的一半，理论上图像信噪比会有所降低。该序列适用于不能屏气又不能均匀呼吸的受检查者。

该序列可采用单次激发或多次激发技术，用于肝脏扫描时多采用单次激发。其优点是成像快；在屏气的T ₂WI序列中，T ₂对比度比较好；可以用于扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）。缺点是伪影比较严重，在很多的检查者中由于伪影的存在，图像几乎不能诊断。该序列可用于前述T ₂WI序列的补充。

不同公司的这类序列有着不同的名称。西门子公司称该序列为真稳态进动快速成像（true fast imaging with steady-state precession，True FISP）序列，飞利浦公司称为平衡式快速场回波（balance fast field echo，Balance-FFE）序列，GE公司称为稳态采集快速成像（fast imaging employing steady state acquistion，FIESTA）序列。该序列的优点是信噪比较好，脏器的轮廓显示较清晰，血液、胆汁等水样成分为高信号，与中等信号的软组织对比较明显。缺点是容易产生磁敏感伪影，软组织之间的对比很差，不利于肝脏实性病变的检查。该序列在肝脏主要作为补充序列以显示肝内外脉管结构。

与CT相比，肝脏的MRI检查具有更高的组织分辨率，部分病变（如肝囊肿）通过平扫即可检出和定性诊断，也有部分病变（如肝脏肿瘤或肿瘤样病变）需要借助对比剂进行增强扫描来提高对病变的检出和定性诊断。肝脏的增强序列也主要运用上述的T ₁WI序列，如三维容积内插快速扰相GRE T ₁WI，二维扰相GRE T ₁WI序列等。在高场强的MRI扫描仪上，一般用VIBE（或THRIVE、LAVA）等序列作为腹部的增强扫描序列。

在肝脏MRI增强扫描中，我们建议尽量采用动态增强扫描。众所周知，肝脏的CT增强扫描，一般是采用动脉晚期（注射对比剂后33～37秒）、门静脉（注射对比剂后60～70秒）双期增强扫描，能满足大部分病变的诊断要求。但是部分病灶的动脉期强化时间可能位于动脉早期或中期，如果仅采用动脉晚期扫描，该病灶在CT上就可能表现出低密度改变（相对正常的肝组织），从而观察不到其真正的动脉期强化表现（图3-1-1～图3-1-3）。当然，可以通过连续的动脉期CT扫描来解决该问题。但CT存在电离辐射的危险，盲目增加CT扫描的期相来解决这个问题显然是不合理且不明智的。随着MRI扫描技术的发展，可以采用快速的扫描技术，对肝脏进行连续扫描，将动脉期分成动脉早期、中期、晚期，门静脉期分成门静脉早期、中期、晚期6个期相。这样就能囊括绝大部分病灶的动脉期、门静脉期的强化方式，而且不会增加扫描时间（图3-1-4）。

西门子公司的VIBE序列进行动态增强扫描：注射对比剂后13～15秒开始连续扫描，完成一次上腹部扫描约8秒，连续扫描3次，就得到动脉早期、中期、晚期3个时相；再嘱受检查者换气后屏气，再连续扫描3次，就得到门静脉早期、中期、晚期3个时相；再行延迟期或称过渡期扫描2次，整个动态增强扫描共8个时相。VIBE动态增强扫描经证实对发现小的病灶有较大的意义（图3-1-5～图3-1-14）。西门子3.0T MRI扫描仪的常规上腹部肝脏平扫及增强扫描序列如图所示（图3-1-15）。

扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）主要是依赖水分子的布朗运动而不是依靠组织的质子密度、T ₁值、T ₂值等，是目前检测活体组织中水分子扩散运动的最理想方法。该序列通过检测组织内水分子的运动状态来间接反映组织的结构特点，从而提高腹部脏器局部病变的检出率。此外，不同的病变具有不同的组织结构特点，DWI可以从微观水平为病变的鉴别诊断提供信息。

DWI可以较均匀地抑制肝脏背景信号，有利于肝脏实质性局部病灶病变的检出，特别是对于有肝硬化病史的患者，更容易发现小肝细胞癌病灶（图3-1-16、图3-1-17）。与TSE T ₂WI序列和扰相GRE T ₁WI平扫序列相比，DWI对小肝细胞癌病灶和转移瘤更敏感。

1）区分实质性病变（肝细胞癌、转移瘤等）和富水性病变（肝囊肿或肝血管瘤）。实质性病变在DWI上通常是较高信号，其ADC值低于富水性病灶（图3-1-16、图3-1-17）。

2）肿瘤坏死腔、囊肿等病变在DWI上主要呈低信号。

3）鉴别肝囊肿与海绵状血管瘤。囊肿与血管瘤中的水分子布朗运动特性的不同，在b值为600～1 000s/mm ²时，囊肿呈低信号，而血管瘤为高信号。囊肿的ADC值也明显高于血管瘤。

4）区分肝硬化组织和正常肝组织。肝硬化组织的ADC值略低于正常肝组织的ADC值。

化学位移成像（chemical shift imaging）也称同相位/反相位成像（in phase/out of phase）。水分子中氢质子的化学键是O-H键，脂肪分子中氢质子的化学键为C-H键，而且这两种结构中氢质子周围电子云分布不同，造成水分子中氢质子所感受到的磁场强度高于脂肪中的氢质子，进动频率稍快于脂肪中的氢质子，其差别约为3.5ppm（3.5/100万），相当于150Hz/T。这种进动频率的差异随着场强的增加而增大。

同相位和反相位是在指在某一像素中同时有脂肪和水两种物质。在射频脉冲激发后，脂肪和水的横向磁化矢量处于相同的位置，两者的相位相差为零。由于水质子进动频率比脂肪质子进动频率快，经过一段时间后，水分子质子的相位超前于脂肪质子半圈，也就是相位差180°，其宏观磁化矢量Mxy将抵消，此时采集的MRI信号是两种成分信号相减的差值，称之为反相位（out of phase或opposed phase）图像。再经过一段时间，水分子质子赶上脂肪质子，两种质子完全重叠，此时采集到的MRI信号由两种成分信号相加得到，称之为同相位（in phase）。

利用同相位和反相位的成像，还可以得到单独的脂肪信号或水信号图像，称为水脂分离成像，也称为Dixon技术（图3-1-18～图3-1-20）。以下公式简要说明其原理（I同为同相位的信号强度，I反为反相位的信号强度，W为单独水的成像，F为单独脂肪的成像）：

将上面两个等式相加再除以2，或者相减再除以2，可以得到以下公式：

肝脏比较容易发生脂肪浸润，肝脏局灶性病灶中出现脂肪的概率也较高，如肝细胞癌的脂肪变性、肝脏血管平滑肌脂肪瘤等。化学位移成像对于组织中含有少量脂质是非常敏感的，对于上述含脂病变的诊断与鉴别诊断具有很高的实用价值。同时含有脂肪和水的组织在反相位图像上信号明显衰减，其程度比一般的频率选择法抑脂技术还要大。例如某组织由80%的水和20%的脂肪构成，使用频率选择饱和法只能抑制20%的脂肪信号，不能抑制80%的水信号；而反相位图像除了抑制20%的脂肪信号，80%的水信号中也有20%被脂肪质子相抵消，最终只剩下60%的水信号。对于纯脂肪（如皮下脂肪层），反相位成像由于可抵消的信号很少，导致组织信号几乎没有衰减。

MRI灌注成像在中枢神经系统中已经广泛应用，与CT灌注相比，MRI灌注成像具有以下的优点：①没有电离辐射的损伤；②具有更高的时间分辨率；③MRI灌注不受碘油的影响，CT灌注受碘油的影响比较大；④对比剂剂量小，团注效果较好。

目前肝脏MRI灌注成像还存在较多难点，如空间分辨率和时间分辨率不易取得平衡，容易受呼吸、胃肠蠕动等运动和化学位移等伪影的干扰，灌注图像的质量不理想。再加上对比剂的精确定量等问题，所测得的数值和曲线有比较大的出入，使肝脏MRI灌注的研究还比较少。

磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是可以能够无创性观察活体组织代谢及生化的技术。它的成像原理也遵循Larmor定律，即不同的具有奇数核子的原子核具有不同的旋磁比，在外加静磁场中其进动频率是不同的，如 ¹H、 ³¹P、 ¹³C、 ⁷Li、 ¹⁹F、 ²³Na等都可以产生MRS信号。

¹H MRS对于肝脏局灶病变的鉴别诊断价值有待于进一步的研究。近年也有一些研究人员利用肝实质水峰和脂峰的相对改变来定量评价脂肪肝，1H MRS的影像指标与肝脏脂变细胞百分含量相关性好，尤其是肝细胞相对脂肪含量1（relative lipid content one，RLC1）可以在一定程度上区分有无脂肪肝，并能够对肝脏脂肪含量进行定量分析，甚至有文献报道代替有创的肝穿刺活检来对脂肪肝受检查者的病情监测、治疗前后的评估。

人在肝脏MRS中，研究相对比较多的是 ³¹P，肝脏 ³¹P谱主要有六个主要的波峰，即磷酸单酯（PME）、磷酸二酯（PDE）、无机磷（Pi）和三个三磷酸核苷（α-NTP、β-NTP、γ-NTP）峰。目前31P谱主要应用于慢性肝病以及肝脏肿瘤的评价，也能从机体的代谢及能量的病理生理改变中发现疾病的早期信息，在相关病症的基础研究、评估肿瘤治疗的反应及放疗后改变等方面具有广泛的应用前景，但是 ³¹P MRS存在以下问题：首先 ³¹P波谱需要特殊的硬件，比较难以普及，另外， ³¹P的自然界的丰度比较低和采集技术的限制，目前 ³¹P只能进行单个大体素采集。

磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）实际上是一个三维采集、完全流动补偿的，高分辨率的，薄层重建的T ₂加权梯度回波序列，可充分显示组织之间内在的磁敏感特性的差别，如显示静脉血、铁离子等的沉积。肝脏是具有双层血供的器官，其内富含静脉血，当肝实质发生变化时，其血流及病变局部的血液含量及走行必然发生改变，因此SWI对肝脏疾病的诊断具有一定的意义，明显提高了小静脉、微静脉血管畸形及胆管细胞癌、肝细胞癌、肝转移瘤静脉脉管系统及微量出血的检查率。

胆道内含有胆汁，胆汁内含有胆色素等成分，其MRI图像信号与水相接近。肝外胆管及胆囊周围含有脂肪，在T ₂WI和增强扫描的T ₁WI上可能会降低图像的对比度；左右肝管的走行呈左前右后的平面；胆总管中下段及胆囊与周围肠道关系密切，在磁共振胰胆管成像（magnetic resonance cholangiopan-creatography，MRCP）上可能会重叠在一起；MRCP检查容易受心脏搏动和呼吸的影响。因此，受检查者检查前必须空腹（禁食、禁水6小时以上），医护人员须训练患者屏气，使患者控制好呼吸，减少呼吸运动对胆道MRI成像的影响。

MRCP是一种非创伤性的评估检测胰胆管方法，对于显示、诊断胰胆管内的病变很有帮助。由于MRCP的序列属于重T ₂加权序列，除了静态水样成分是高信号，其他组织都是很低信号甚至没有信号，所以不能观察管壁及管腔外的结构改变，也就不能对管腔外的病变进行诊断。因此，胆道病变的检查不能仅依靠MRCP，还需进行常规的MRI平扫及动态增强扫描，才能全面地对病变的进行显示和准确诊断。MRCP检查时的扫描层面必须和目标胆管的走行相平行，这样才能够完整地显示病变。虽然MRCP重建图像能够很好地显示胆管的全貌，但是难以显示胆管内微小结构的改变，如小肿瘤、小结石等，而薄层的图像则能较好地观察微小病灶。由于胆管解剖结构的个体差异较大，MRCP定位必须根据横断面图像来确定。

MRCP的检查方式主要有三种方式：呼吸触发或屏气三维采集、二维连续无间断薄层扫描和二维厚层投射扫描。常用的序列有3D-TSE序列，SS-TSE序列（图3-1-21）。

排泌性MR胆管成像（secretory MR cholangiography，SMRC）需要注射某些肝特异性MRI对比剂，如Mn-DPDP（泰乐影）、Gd-BOPTA（莫迪司）或Gd-EOB-DTPA（普美显）等。此类对比剂经静脉注射一段时间后，部分药物被肝细胞摄取后排泄到胆道，通过降低胆汁的T ₁弛豫时间使胆道显影。常用的扫描序列为三维扰相梯度回波序列，具体扫描时间因药物而异。所得的薄层原始图像行MIP三维重建后可显示胆道结构的全貌（图3-1-22）。

（1）图像清晰，对比度良好，窗宽窗位选择适合。

（2）每位受检查者必须保证有一个平面同时具有T ₁WI和T ₂WI图像（增强时也需要至少有一个相同层面的对照）。

（3）有病变时最好是做平扫加增强检查，增强扫描要动态增强扫描。

1）肝脏与肺脏和心脏相比邻，容易受心脏、大血管搏动的影响和呼吸运动伪影的影响，导致图像质量下降。

2）肝脏的脂肪含量相对比较多，慢性肝脏疾病时，肝脏常常发生脂肪变性。

3）肝脏有双重血供，一方面给肝脏实质病变血管的分析带来困难，另一方面通过动态增强检查，准确的时相可以更好地得到更多的血流动力学的信息。

1）肝脏MRI检查无需口服消化道对比剂，清晨禁食禁水空腹检查即可。

2）由于呼吸运动是影响肝脏MRI检查的重要因素之一，作肝脏MRI检查前，必须给受检查者作呼吸训练，让其能有效地控制呼吸。上腹部检查的呼吸训练主要有三种：吸气末屏气、呼吸末屏气及有节律性的平静呼吸。并且要提醒受检查者在呼吸配合的过程中，每次的吸气或呼气的程度要尽量保持一致，从而保持层面的一致性。

3）由于腹部检查需要受检查者在呼吸等多方面的配合，所花费的时间可能较长，因此必须让受检查者处于较舒服的检查体位。受检查者的体位一般采用仰卧位，双手置于头部两侧，如抬臂困难，可置于身体两侧。

4）线圈的选择一般采用腹部包绕式柔韧表面线圈、相控阵线圈或体部线圈，一般把线圈中心置于剑突下缘即可，线圈覆盖范围和扫描范围必须包括全肝脏。

1）根据受检查者的呼吸配合程度来设置磁共振扫描序列的具体参数。每位受检查者呼吸屏气的时间长短不一，某些受检查者屏气十几秒已经到达极限，此时扫描序列最好就设置在20秒以下。

2）观察受检查者在检查中的呼吸配合程度，适当调整受检查者的呼吸，以免受检查者在屏气过程中由于呼吸幅度大小不一，导致肝脏内病变位置不在同一层面内或者出现运动伪影。

3）检查过程中，医生发出呼吸指令时的语速和语气要平和。每次叮嘱受检查者屏气后，开始扫描前最好有一短暂的延迟，以确保受检查者已经按照指令处于屏气状态中。