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时间:2019-05-28
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1、人体正常组织和病理组织的MR信号特点 南京军区南京总医院医学影像中心王骏 了解人体正常组织和病理组织的MR信号特点不仅仅是MR诊断的基础,同样也是我们技术人员所必备的基础知识之一。我们可以这样设想,如果一个技术员不懂得正常,怎能看出异常所在;看不出异常,就不知道所扫描的区域该不该增强,或是选用何种最佳序列去区分病变,最终导致让病人来回几趟,或是找一个“拐杖”、让医生坐在身边把关,才获得一个较为满意的诊断报告。因此,有必要将人体正常组织和病理组织的MR信号特点作一简要概述。 1.人体正常组织MR信号特征: MR的信号强度是多种组织特征
2、参数的可变函数,它所反映的病理生理基础较CT更广泛,具有更大的灵活性,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,其中弛豫时间,即T1和T2时间,对图像对比起着重要的作用,它是区分正常组织、病理组织及组织特性的主要诊断基础。 1.1脂肪、骨髓: 组织脂肪的T1短、T2长、Pd高,根据信号强度公式,质子密度大和T1值小,其信号强度大,故不论在T1WI、T2WI和PdWI图像上均呈高信号,与周围长T1组织形成良好对比,尤其在使用短TR检查时,脂肪组织的分界线明显,信号高、呈白色。但随着TR的延长,
3、在T2WI图像上脂肪信号有逐渐衰减降低之势,这是脂肪抑制技术的基础;倘若为质子密度加权像,此时脂肪组织仍为高信号,但周围组织的信号强度增加,使其对比度下降。 骨髓内因含有较多的脂肪成分,在MR扫描图像上亦呈高信号,和脂肪组织信号有相似的特征。因此,MR骨髓成像技术对于骨髓疾病、尤其是对于早期的骨髓转移或骨髓瘤等特别敏感,故临床上有着广泛的用途。 1.2肌肉、肌腱、韧带: 肌肉组织所含的质子明显少于脂肪和脊髓,它具有较长的T1和较短的T2值,根据强度公式,当T1弛豫增加和T2减少时信号强度较低,所以在T1加权像上,因使用的TR值较短,
4、使质子的磁化恢复不完全,信号强度较低,影像呈灰黑色;随着TR的延长,信号强度增加,在T2加权像上,因具有短T2的弛豫特点,信号强度增加不多,影像呈中等灰黑色,故在T1WI、T2WI和PdWI上均呈中等强度信号(黑灰或灰色)。肌腱和韧带组织含纤维成分较多,其质子密度低于肌肉,其信号强度较肌肉组织略低,该组织也有长T1和短T2,其MR信号为等信号或较低的信号。 1.3骨骼、钙化: 骨骼和钙化内含大量钙质,水分含量甚少、氢质子很少,根据信号强度公式,在N(H)值趋向于0时,I值主要按N(H)值的变化而改变,而较少受到TR、TE、T1、T2
5、的影响,故其T1值很长、T2值很短、Pd很低,所以无论T1WI、T2WI和PdWI图像上均呈信号缺如的无(低)信号区。特殊情况下,由于钙化颗粒与蛋白结合时,其T1加权像表现为高信号,故在MR扫描图像上不易显示出早期的骨质破坏及较小的钙化灶是其缺点。 颅内钙化在T1加权像偶可表现为高信号。CT扫描可见典型的钙化密度,MRIT1加权像为高信号,T2加权像为等或低信号,梯度回波序列扫描为低信号。实验证明,钙化在T1加权像上的信号强度与钙化颗粒的大小及钙与蛋白结合与否有关。当微小的钙化颗粒结晶具有较大的表面积,并且钙的重量百分比浓度不超过3
6、0%时,钙化即可表现出高信号。钙化颗粒表面积对水分子T1弛豫时间的影响类似于大分子蛋白,距钙结晶表面近的水分子进动频率接近于Larmor共振频率时,其T1加权表现为高信号。总之,发现钙化MRI检查不如CT敏感,小的钙化不易发现,大的钙化还需与铁的沉积等现象相鉴别。 1.4软骨: 软骨组织分为纤维软骨和透明软骨,纤维软骨其组织内的质子密度明显高于皮质,且组织具有较长的T1和较短T2弛豫特征,该处信号强度比骨髓和钙化略高,但因其具有一定的质子密度,故在T1、T2加权像上信号强度不高,呈中低信号;透明软骨含水75%~80%,且T1和T2较
7、长,Pd高,故在T1WI图像上因T1值较长,呈较低信号;而在T2WI和PdWI图像上因T2值长,信号呈中等灰色信号。 1.5气体: 根据信号强度公式,当N(H)趋向零时,其强度也趋向于零,故表现为黑色无信号区,这一点在任何脉冲,不管如何改变TR、TE,都不会改变,因此信号强度已与TR、TE、T1或T2无关。在人体组织中没有比气体更黑的组织。气体的T1值很长,T2值很短,Pd很低,故在各种成像图像上肺组织均呈较低信号。 在反转恢复序列中,若采集信号的时间过短,组织处于负磁化区,则长T1组织可呈现类似气体的黑色无信号,且其中无任何结构,
8、但其与周围组织有白色边缘,这是在采集信号时仅根据信号的幅值,而致相位错位所致。 1.6水分: 人体正常组织中MR信号80%来自细胞内,20%来自细胞外。组织水对MR信号的形成贡献最大。水的T1值较长,T2值明显延长,故在T1WI图像上
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