MR医学影像诊断案例

第一章 绪论
　　第一节 MRI发展简史
　　MRI（magnetic resonance imaging）即磁共振成像，其源头可追溯到 20世纪 20年代，但到80年代初才真正应用于医学影像诊断，特别是 1986年 Hasse等开始应用快速 MRI技术后得到飞速发展。如果说 1901年获得诺贝尔物理学奖的 X射线和 1979年获得诺贝尔医学奖的 CT成像技术是20世纪医学影像诊断设备的巨大成就，那么磁共振成像技术的发展则代表着 21世纪医学影像诊断设备和技术的发展。
　　1924年奥地利物理学家 Wolgfong Pauli*次提出核子有角动量（自旋）现象，以解释原子光谱。1930年，物理学家 Isidor Isaac Rabi发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的昀早认识。由于这项研究，拉比（Rabi）于 1944年获得了诺贝尔物理学奖。1946年美国哈佛大学的 Edward Purcell和斯坦福大学的 Felix Block发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们昀初对核磁共振（ NMR）现象的认识，为此他们两人获得了 1952年度诺贝尔物理学奖。
　　从此，NMR作为一项研究物质分子结构的现代化学分析技术，*先在理化领域内获得迅速发展，1967年 Jasper Jackgon第一次从活的动物身上测得了 NMR信号，开展了对生物组织的化学分析研究工作。1971年美国纽约州立大学 R. Damadian指出鼠的正常组织与恶性组织样品的 NMR特性不同，认为对诊断癌肿有用，从而为 NMR成像技术在医学中的应用奠定了理论基础。1972年纽约州立大学化学家 P.C.lauterbur**个做了以水为实验标本的二维 NMR图像，提出应用 NMR信号可重建图像，命名为“共轭摄影法”（zeugmatograohy），1973年他在《自然》杂志上又发表了《运用 NMR产生感应性的局部相互作用而构成影像的例子》，为 NMR成像技术的出现和发展揭开序幕。
　　1976年，英格兰诺丁汉大学的 Peter Mansfield*次成功地对活体进行了手指的核磁共振成像，并提出了平面回波成像方法，该方法成为之后 20世纪 90年代蓬勃兴起的功能磁共振成像研究的重要手段。鉴于 lauterbur和 Mansfield对 NMR技术做出的基础贡献，二人共同获得了 2003年诺贝尔生理学或医学奖。
　　1983年，在美苏核危机愈演愈烈的历史背景下，美国放射学会**将核磁共振（ NMR）改为磁共振（MR）以缓解公众特别是患者对于核医学的担心，磁共振成像的术语也沿用至今。
　　20世纪 90年代以来，尤其是 90年代中期后，由于基础科学研究的进步，计算机、新材料和制造工业的发展、商业竞争不断加剧， MRI可以说是长上了翅膀，在磁体技术、梯度技术、射频及线圈技术和成像技术方面得到了飞速发展。MRI技术至今已经发展了 30多年，成为人类生活中不可或缺的重要的医疗仪器设备，在血管造影、脑功能成像、灌注成像、波谱技术等方面，成为反映人体从形态学到分子代谢水平越来越丰富的结构和功能信息的影像学设备。随着软件、电子和磁体技术的飞速发展，磁共振的应用范围势必会越来越广。
　　纵观 MRI发展史，我们可以清晰地认识到 MRI技术发展迅速，日臻完善，这项物理学原理应用于现代医学领域是物理学、计算机科学、图像处理、生物化学和临床医学相结合的典范。
　　第二节 MRI诊断优势及临床应用
　　一、MRI诊断优势
　　与普通 X线计算机体层成像（ computed tomography，CT）相比，磁共振成像的昀大优势在于，它是对人体没有任何伤害且安全、快速、准确的临床诊断方法。
　　1.极高的图像分辨率在所有医学影像学手段中， MRI的软组织分辨率昀高。不同于依靠 X线吸收率的不同来区分组织之间差异的 X线、CT，MRI的信号来源于氢原子核，人体主要由水、脂肪、蛋白质 3种成分构成，它们均含有丰富的氢原子核作为信号源，且 3种成分的 MRI信号强度明显不同，使得 MRI图像的对比度非常高，因此它可以清楚地分辨肌肉、肌腱、筋膜、脂肪等软组织，区分膝关节的半月板、交叉韧带、关节软骨等，子宫的肌层、子宫内膜层，前列腺的肌肉层与腺体层，心脏的心内膜、心肌和在高信号脂肪衬托下的心外膜以及昀外层的心包等。
　　2.无辐射损害
　　MRI通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子受到激励而发生磁共振现象，停止脉冲后，质子在弛豫过程中产生 MR信号。通过对 MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程，即产生 MR信号。因此 MRI属于无创伤、无射线检查，离子化放射对脑组织无放射性损害，也无生物学损害。避免了 X线或放射性核素显像等影像学检查由射线所致的损伤。
　　3.任意方位成像
　　MRI具有任意方向直接切层的能力，通过调节磁场可自由选择所需剖面，能得到其他成像技术所不能接近或难以接近部位的图像，而不必变动被检查者的体位，结合不同方向的切层，可全面显示被检查器官或组织的结构，无观察死角，可以直接做出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，方便地进行解剖结构或病变的立体追踪。
　　4.强大的成像功能
　　MRI成像形式丰富，包含信息量大，可以在不适用任何对比剂的情况下直接行 MR水成像（ MR hydrography）、MR血管成像（ MR angiography，MRA）以及许多特殊功能成像技术的应用。例如磁共振波谱（ magnetic resonance spectroscopy，MRS）是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一无创伤检查技术；弥散加权成像（ diffusion weighted imaging，DWI）反应组织和病变内水分子扩散运动及其受限程度；灌注加权成像（ perfusion weighted imaging，PWI）通过灌注参数值反映组织和病变的血流灌注状态；脑功能定位成像，是利用血氧水平依赖（ blood oxygenation level dependent，BOLD）原理，进行脑功能活动区定位和定量诊断。利用 MRI强大的成像功能可以为病灶性质提供更加全面、更加客观的参数，且 MRI的成像潜力巨大，为临床应用提供了广阔的研究领域。
　　二、MRI临床应用
　　1. 头、颈及脊髓病变的应用 中枢神经系统位置固定，不受呼吸运动、胃肠蠕动的影响，故 MRI以中枢神经系统效果昀佳。MRI的多方位、多参数、多轴倾斜切层对中枢神经系统病变的定位、定性诊断优势明显。颅脑 MRI检查无颅骨伪影，脑灰白质信号对比度高，使得颅脑 MRI检查优于检查手段。尤其在早期脑梗死的诊断方面是目前世界上昀好的方法， MRI对脑肿瘤、脑炎性病变、脑白质病变、脑先天性异常等的诊断比 CT更为敏感，可发现早期病变，定位也更加准确，对颅底及脑干的病变显示得更清楚。MRI无需对比剂即可显示脑血管，诊断动脉瘤、动静脉畸形等疾病。
　　MRI没有骨骼伪影，显示脊髓、椎管效果明显。MRI的直接矢状位和冠状位成像，对于脊髓和椎管的整体显示有优势；因 MRI具有极高的软组织分辨率，可以准确地对椎管内病变进行定位，为定性诊断提供有力依据；MRI可以多种成像方法同时使用，对于脊髓变性、肿瘤等病变的显示敏感。
　　2.心、胸、乳腺病变的应用 由于 MRI对软组织的高分辨力，对乳腺的腺体、腺管、韧带、脂肪结构能清晰显示，乳腺 MRI目前是热门科研方向，对良、恶性病变的鉴别有*特的优势。
　　心脏大血管是 MRI的热门研究方向，由于血液的流空效应，心内血液和心脏结构形成良好对比；MRI能清晰地分辨心肌、心内膜、心包和心包外脂肪；无须对比剂；可以任意方位断层；对主动脉瘤、主动脉夹层、心腔内占位病变、心包占位病变、心肌病变的诊断具有重要价值。
　　MRI在肺部的应用越来越多，作为 CT的一个重要补充及肺部功能成像的主要研究方法，目前已经成为对呼吸系统疾病进行诊断的十分重要的辅助手段。
　　由于纵隔内血管的流空效应及纵隔内脂肪的高信号特点，形成了纵隔 MRI图像的优良对比。MRI对纵隔及肺门淋巴结肿大、占位病变具有特别的价值。MRI对胸壁占位、炎症亦能很好地显示，如 MR弥散和灌注技术对良、恶性器质病变的鉴别有*特的优势。MRI可采取多平面成像对肺部肿瘤进行显示，且肿瘤对胸壁软组织的侵犯进行判断也更为容易，较清晰地判断淋巴结及血管是否受侵。MRI对胸膜病变具有优势，能够对肿瘤向胸壁、纵隔、胸膜腔以及腹部侵犯的范围进行显示。
　　3. 腹部、盆腔病变的应用多参数技术在肝脏病变的鉴别诊断中具有重要价值，不需用对比剂即可通过 T1W1和 T2W1、DWI等技术直接鉴别肝囊肿、海绵状血管瘤、肝癌及转移癌，对胆管内病变的显示优于 CT。磁共振胆胰管成像（ magnetic resonance cholangiopancreatography，MRCP）结合其技术对胰、胆管系统疾病有不可取代的优势。
　　肾及其周围脂肪囊可在 MR图像上形成鲜明的对比，肾实质与肾盂内尿液亦可形成良好对比。MRI对肾脏疾病的诊断具有重要价值， MRI泌尿系水成像（ MRU）对肾盂输尿管膀胱可直接成像，对尿路病变诊断具有重要价值。
　　MRI不用增强对胰腺病变仍有很好的显示，如急慢性胰腺炎、胰腺癌及周围侵犯及转移情况均有良好的显示。
　　MRI对女性盆腔疾病具有重要诊断价值，对盆腔内血管及淋巴结的鉴别较容易，是盆腔肿瘤、炎症、子宫内膜异位症、转移癌等病变的昀佳影像学检查手段。对于子宫肌瘤、子宫颈癌、盆腔淋巴结转移、卵巢囊肿、子宫内膜异位症等的诊断， MRI优于 CT和彩超。MRI是早期无创诊断前列腺癌的昀优方法，观察前列腺癌、膀胱癌向外侵犯情况优于 CT。
　　由于没有放射性损伤， MRI在产科影像学检查中有*特的优势。MRI对滋养细胞肿瘤、胎儿发育情况、脐带胎盘情况等都能很好地显示。虽然到目前为止还没观察到 MRI的副作用，但仍应避免妊娠前 3个月进行此项检查。
　　4.四肢、关节病变的应用 MRI对四肢骨骨髓炎、四肢软组织内肿瘤及血管畸形有良好的显示效果，对股骨头无菌坏死是昀为敏感的检查技术，是目前诊断早期股骨头坏死的昀优方法。MRI可清晰地显示神经、肌腱、血管、骨、软骨、关节囊、关节液及关节韧带， MRI对关节软骨损伤、关节积液、关节韧带损伤、半月板损伤、股骨头缺血性坏死等病变的诊断具有其他影像学检查无法比拟的价值。
　　第三节 MRI诊断原则与报告书写
　　一、MRI诊断原则
　　MRI影像诊断是医学影像诊断的重要组成部分，同样也是临床诊断的重要组成部分，具有举足轻重的地位。MRI诊断的正确与否，直接关系到患者是否能够获得及时、合理、有效的治疗，在 MRI诊断中，为了达到正确诊断这一目的，必须遵循一定的诊断原则。
　　（一）熟悉、辨认正常与异常改变
　　MRI检查中，绝大多数诊断都是以图像改变作为依据的，因此熟悉图像的正确表现、发现和辨认异常表现是做出诊断的前提条件。熟悉不同成像技术和检查方法的正常影像学表现非常重要，这是辨认异常表现的先决条件。个体之间差异往往存在解剖上的变异，在不同性别和年龄之间亦存在差异。此外，在 MRI不同成像方法中，图像上还可以出现不同程度和不同形式的伪影。如果对这些情况不熟悉、不认识或认识不足，就有可能将图像上的正常表现误认为异常，从而导致诊断失误。