02 臨床MRI信號分析基礎(chǔ)-常規(guī)序列序列解讀、T1高信號、T2低信號的信號分析

MRI序列的信號分析 ?常規(guī)序列–T1WI–MRI序列的信號分析 ?常規(guī)序列–T1WI–T2WI/T2*WI–PDWI–FLAIR?特殊序列–DWI–MRS–非單指數(shù)DWI–SWI–MRI增強(qiáng)、PWI、DCE–……反相位2.38ms正常肝鐵過載鐵的T2*效應(yīng)對T1WI信號的影響相位4.76msI?部分組織或病灶在T1WI上呈高信號第四屆MRI信號分析與圖像解讀培訓(xùn)班2017年5月8~12日，北京天泰賓館臨床MRI信號分析基礎(chǔ)T1WI高信號、T2WI低信號楊正漢首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院放射科友誼放射消化疾病國家臨床醫(yī)學(xué)中心消化影像部TWI的信號分析?T1WI上影響組織信號高低的主要因素–T1弛豫速度：越快，組織信號越高?蛋白質(zhì)及結(jié)合水含量?帶有不成對電子的順磁物質(zhì)可縮短組織T1–正鐵血紅蛋白，糖原，黑色素?脂肪含量–質(zhì)子密度：越高，組織信號越高?自由水含量?甘油三酯(亞甲基)含量–T2污染：越嚴(yán)重，組織信號丟失越多?順磁或超順磁物質(zhì)含量及其存在形式及位置–多數(shù)病變在T1WI上信號低于相應(yīng)正常組織I?臨床常規(guī)MRI序列?多數(shù)病灶在T1WI上呈不同程度低信號?血液成分的信號來自于自由水?血紅蛋白成分本身不產(chǎn)生信號?血紅蛋白影響自由水的弛豫(蛋白質(zhì)+順磁性)?從而產(chǎn)生不同信號?T1WI高信號的血液成分–亞急性出血(正鐵血紅蛋白主導(dǎo)信號)–亞急性血栓(正鐵血紅蛋白主導(dǎo)信號)亞急性早期血腫T1WIT2WI72歲男性，頭痛伴右下肢乏力4天。亞急性血栓T1WIVT1WI高信號的常見原因?順磁性物質(zhì)–血液成分–黑色素、糖原?蛋白增多–蛋白濃度增高的囊性病變?甘油三酯增多–脂肪組織、脂肪變性、液體脂肪?礦物質(zhì)沉積–鈣化、銅沉積、錳沉積?其他原因–血流、偽影等正鐵血紅蛋白主導(dǎo)的出血或血栓?Fe+3，順磁性?5個(gè)不成對電子?能與水質(zhì)子接觸，發(fā)生PEDDPRE–無論位于細(xì)胞內(nèi)外–明顯縮短T1，T2稍縮短?可發(fā)生選擇性T2縮短效應(yīng)–位于細(xì)胞內(nèi)時(shí)?出血或血栓的信號–亞急性早期：T1WI高信號，T2WI低信號亞急性晚期：T1WI高信號，T2WI高信號亞急性晚期血腫T1WIT2WI黑色素瘤轉(zhuǎn)移黑色素瘤轉(zhuǎn)移C、含糖原的組織在T1WI呈高信號正常肝實(shí)質(zhì)正常胰腺腺體肝硬化RN、DN液體含蛋白增高在T1WI呈高信號蛋白含量低的上頜竇粘膜下囊腫T1WIT2WI蛋白含量高的上頜竇粘膜下囊腫B、黑色素?黑色素中穩(wěn)定自由基半錕可結(jié)合鐵等金屬離子?從而產(chǎn)生順磁性效應(yīng)?加快含黑色素組織中自由水的T1弛豫、T2弛豫?縮短相應(yīng)組織的T1、T2?含黑色素組織的信號TWI信號，T2WI低信號–增強(qiáng)掃描有明顯強(qiáng)化?常見含黑色素病變–黑色素瘤及其轉(zhuǎn)移瘤–黑色素細(xì)胞瘤–原發(fā)彌漫性腦膜黑色素瘤病–神經(jīng)皮膚黑色素沉著癥黑色素細(xì)胞瘤D、蛋白濃度增高的囊性病變?囊液中粘蛋白、角蛋白增高，結(jié)合水增多?蛋白及結(jié)合水可加快自由水的T1弛豫?囊液T1值縮短，T2值也有所縮短?不同蛋白濃度的囊液信號–低濃度：T1WI低信號，T2WI明顯高信號濃度：T1WI稍高信號，T2WI明顯高信號–極高濃度：T1WI高信號，T2WI低信號?常見的T1WI高信號含蛋白囊腫–Rathke裂囊腫、表皮樣囊腫、鼻咽中線囊腫–顱咽管瘤、鼻竇囊腫、膠樣囊腫、少數(shù)轉(zhuǎn)移瘤T1WI高信號的囊性顱咽管瘤T1WI高信號的囊性顱咽管瘤蛋白含量極高的T1WI高信號腸源性囊腫T1WIT2WI–T1WI上明顯高信號3種含甘油三脂組織的共性與差異?所含都是甘油三酯成分?脂肪變性(非脂肪細(xì)胞內(nèi)進(jìn)油)–非脂肪細(xì)胞胞漿內(nèi)甘油三酯異常沉積–T1WI稍低~稍高信號?脂肪組織(肥肉)–脂肪細(xì)胞組成的大小不一的組織塊–脂肪細(xì)胞內(nèi)充滿甘油三酯，少有水分–T1WI明顯高信號?液態(tài)脂肪(肥肉熬出的油)–甘油三酯從細(xì)胞內(nèi)析出，基本沒有細(xì)胞成分–體溫下為液態(tài)，冷卻標(biāo)本內(nèi)常呈半固態(tài)T1WI高信號的膠樣囊腫T1WI高信號的腸源性囊腫E、含甘油三脂的組織??甘油三脂短T1，T1WI上呈現(xiàn)高信號?常見的含甘油三脂組織–含脂肪組織?正常脂肪組織(皮下、網(wǎng)膜、系膜、組織間隙)?血管平滑肌脂肪瘤、髓樣脂肪瘤?脂肪瘤、脂肪肉瘤–含有液態(tài)脂肪的病變?皮樣囊腫–脂肪變性?肝細(xì)胞癌，肝細(xì)胞腺瘤?腎上腺腺瘤腎細(xì)胞癌?脂肪肝In-phase脂肪變性O(shè)ut-In-phase脂肪變性O(shè)ut-of-phase肝細(xì)胞癌?含脂量較高?CT難確定?反相位圖像上病灶信號明顯降低另一例T2WIT1WIT1WIT1WI+FS顱內(nèi)皮樣囊腫破裂Fahr’sdisease鈣化T1WI高信號含脂肪組織肝臟AMLT2WI+FST1WI同相位T1WI反相位T1WI+FSF、礦物質(zhì)沉積?鈣化–鈣本身無信號，輕度抗磁物質(zhì)，T1WI多為低信號–少數(shù)呈呈現(xiàn)高信號，與含鈣量及鈣鹽類型有關(guān)–也可能與同時(shí)存在的順磁物質(zhì)沉積有關(guān)?銅沉積–銅本身無信號，輕度抗磁物質(zhì)–常見于肝豆?fàn)詈俗冃?，T1WI可呈高信號–特殊的沉積部位：雙側(cè)基底節(jié)及腹外側(cè)丘腦?錳沉積–錳本身無信號，順磁物質(zhì)，可加快自由水T1弛豫–常見于肝性腦病，也可見于錳中毒–特殊沉積部位：雙側(cè)豆?fàn)詈?、黑質(zhì)友誼放射肝性腦病錳沉積所致T1WI高信號友誼放射?特殊分布：雙側(cè)豆?fàn)詈耍p側(cè)黑質(zhì)T1WI高信號原因判別?T1WI高信號原因判別?技術(shù)方法及觀察重點(diǎn)–T1WI高信號程度及信號均勻度–有無強(qiáng)化，無有其他成分–分布–結(jié)合其他序列：T2WI、DWI、SWI–結(jié)合其他影像方法：CT2.T2WI的信號分析?T2WI上影響組織信號高低的主要因素?蛋白質(zhì)及結(jié)合水含量，越高往往T2越短?順磁或超順磁物質(zhì)含量及其位置(細(xì)胞內(nèi)或外)–細(xì)胞內(nèi)正鐵血紅蛋白縮短T2–細(xì)胞內(nèi)脫氧血紅蛋白縮短T2–含鐵血黃素，縮短T2–黑色素縮短T2–質(zhì)子密度：越高，組織信號越高?自由水含量?甘油三酯(亞甲基)含量–T1污染：越嚴(yán)重，組織信號越低(影響較小)?TR長短：TR越短，污染越嚴(yán)重?組織T1長短：T1越長約有可能有存在污染–多數(shù)病灶在T2WI上信號高于相應(yīng)正常組織組織含水量越高，在T2WI上信號越高實(shí)性病變：信號多略高于肝臟，接近脾臟信號富水病變：明顯高信號，接近于膽汁和腦脊液實(shí)性病變(AML)富水病變(血管瘤)Wilson病銅所致T1WI高信號?特殊分布?雙側(cè)基底節(jié)?雙側(cè)丘腦腹外側(cè)T1WI高信號原因判別方法//質(zhì)T質(zhì)T2WI壓脂/反相強(qiáng)WI脂/信號減低有/無//低密度/低化無磁//黑色素低化有磁/稍高密度白高/偶低化無/均勻/分層/化低化磁/很高密度銅沉積/化/磁特殊分布/錳沉積/化/磁特殊分布多數(shù)病灶在T2WI上呈高信號肝囊腫血管瘤轉(zhuǎn)移瘤肝細(xì)胞癌A、順磁物質(zhì)導(dǎo)致T2A、順磁物質(zhì)導(dǎo)致T2WI低信號?導(dǎo)致T2WI低信號的順磁物質(zhì)–脫氧血紅蛋白–細(xì)胞內(nèi)正鐵血紅蛋白–含鐵血黃素蛛網(wǎng)膜下腔出血后–鐵沉積及鐵過載：T1WI信號改變不明顯或信號減低–含有黑色素的組織：T1WI高信號?信號特點(diǎn)–T1WI等/稍低或高信號–T2*WI信號更低，范圍更大–SWI更敏感脾臟鐵過載導(dǎo)致T2WI低信號正常脾信號脾鐵過載順磁性物質(zhì)沉積序列比較T1WIT2WIGRET2*WIT2WI低信號的常見原因?順磁性物質(zhì)–血液成分、黑色素–其他順磁金屬沉積?蛋白過多–蛋白濃度極高的囊性病變?脂肪組織抑制后?質(zhì)子密度太低–密實(shí)鈣化、骨質(zhì)結(jié)構(gòu)或骨化–氣體、密實(shí)纖維組織(韌帶、肌腱等)?其他原因–血流、偽影等血液成分導(dǎo)致T2WI低信號急性期血腫脫氧血紅蛋白亞急性早期血腫細(xì)胞內(nèi)正鐵血紅蛋白亞急性晚期血腫周邊含鐵血黃素黑色素細(xì)胞瘤B、蛋白濃度極高的囊液呈TB、蛋白濃度極高的囊液呈T2WI低信號?囊液中粘蛋白、角蛋白增高，結(jié)合水增多?蛋白及結(jié)合水可加快自由水的T1及T2弛豫?囊液T1值縮短，T2值也有所縮短?不同蛋白濃度的囊液信號–低濃度：T1WI明顯低信號，T2WI明顯高信號TWI高信號，T2WI明顯高信號–極高濃度：T1WI高信號，T2WI低信號C、抑制后的脂肪在T2WI上呈低信號?脂肪短T1，T1WI上呈很高信號?脂肪在T2WI上呈高信號，尤其是FSET2WI?施加脂肪抑制后的T2WI，脂肪呈低信號?常見的含脂肪的組織或病變–脂肪組織、骨髓–脂肪瘤–含脂肪的脂肪肉瘤–血管平滑肌脂肪瘤–骨髓樣脂肪瘤–畸胎瘤或皮樣囊腫D、質(zhì)子密度很低的組織呈現(xiàn)T2WI低信號?氫質(zhì)子的MRI信號的來源?MRI有效質(zhì)子主要存在于自由水和甘油三酯?含水極少的組織在T2WI上呈低信號–質(zhì)子密度太低–組織的T2往往也很短?常見的質(zhì)子密度極低組織–骨質(zhì)結(jié)構(gòu)：骨皮質(zhì)、骨小梁、骨化組織–韌帶、肌腱、纖維軟骨–密實(shí)鈣化–氣體(肺組織)SAH后腦表面含鐵血黃素沉積CTT1WIT2WISWI腦外傷SAH后2年浙江省人民醫(yī)院，龔向陽教授蛋白含量極高的腸源性囊腫T2WI低信號T1WIT2WI左側(cè)卵巢皮樣囊腫液態(tài)脂肪T1WIT2WIT2WI+FS密實(shí)鈣化組織呈現(xiàn)T2WI密實(shí)鈣化組織呈現(xiàn)T2WI低信號T2WI低信號原因判別方法因T1WI壓脂前后強(qiáng)WI肪高信號減低無//低密度血腫等/稍低化無磁/度急血腫高化無磁/度鐵過載等/降低化/磁特殊部位等/增高黑色素高化有磁/稍高密度蛋白囊高化無/均勻/分層度密實(shí)鈣化低化無磁/很高密度低化無//很高密度密實(shí)纖維等/稍低化無/延遲磁特殊部位等密度纖維軟骨低化無/特殊部位稍高密度含水或/和含脂越高，PDWI信號越高低質(zhì)子密度組織呈現(xiàn)T2WI低信號T2WI低信號原因判別?技術(shù)方法及觀察重點(diǎn)–是否施加了脂肪抑制技術(shù)–有無強(qiáng)化，無有其他成分–結(jié)合其他序列：T1WI、DWI、SWI–結(jié)合其他影像方法：CT3.PDWI的信號分析?PDWI上影響組織信號高低的主要因素–質(zhì)子密度：越高，組織信號越高?自由水含量?甘油三酯(亞甲基)含量–T2污染：越嚴(yán)重，組織信號丟失越多?順磁或超順磁物質(zhì)含量及其存在形式及位置?TE長短–T1污染：越嚴(yán)重，組織信號越低?TR長短：TR越短，污染越重?組織T1長短：T1越長，越容易污染180聚焦180聚焦180聚焦180聚焦聚焦90快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列結(jié)構(gòu)快速自旋回波180180反轉(zhuǎn)180反轉(zhuǎn)180聚焦180聚焦180聚焦180聚焦聚焦90快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列結(jié)構(gòu)快速自旋回波180180反轉(zhuǎn)180反轉(zhuǎn)TI有效TETR?IR-FSE=180度反轉(zhuǎn)脈沖+FSEFLAIR序列信號特點(diǎn)?基本對比為T2對比–長TE，長TR–沒被IR脈沖抑制掉的組織將表達(dá)T2特征?混雜有T1對比–IR脈沖，長TI–組織T1值越接近腦脊液，信號抑制越明顯–T1不太長組織，信號抑制不明顯，主要表達(dá)T2特征–明顯短T1的組織，呈現(xiàn)明顯高信號，除非T2很短?質(zhì)子密度也影響組織信號?FLAIR可以理解為純水樣液體抑制后的T2WIFLAIR暴露出被腦脊液掩蓋的病灶FLAIR(TIR)FSE-T2WISE-T1WI增強(qiáng)膠質(zhì)瘤病4.FLAIR序列的信號分析?FLAIR：液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)?自由水抑制，而采集結(jié)合水信號？LAIR口快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列之一口利用水樣液體長T1值的特點(diǎn)口選用較長TI時(shí)間抑制長T1的液體中自由水信號口T1不太長的組織中的自由水信號得以保留口結(jié)合水不產(chǎn)生信號縱向磁化矢量腦脊液肝臟組織縱向磁化矢量腦脊液肝臟組織Time(ms)?選擇合適的TI可抑制任何組織的信號TRTI織T1值69%脂肪?FLAIR選擇很長TI，2000~3000msFLAIR序列上組織的信號特點(diǎn)?呈現(xiàn)高信號–短T1，同時(shí)T2不太短的組織–長T2，同時(shí)T1不很長的組織?呈現(xiàn)低信號–明顯長T1液體(接近腦脊液)–質(zhì)子密度很低組織–T2很短的組織?呈現(xiàn)等信號–T1及T2效應(yīng)恰好抵消的組織友誼放射接近于腦脊液的液體成分在FLAIR接近于腦脊液的液體成分在FLAIR上呈低信號T1WIT2WIFLAIR擴(kuò)大的血管周圍間隙長T2，較長T1的成分可能在FLAIR上呈等信號T1WIT2WIFLAIR友誼放射