MRI影像特征

二、MRI影像特征

1.MRI图像灰度的描述

不同于以图像灰度来反映组织密度高低的CT,MRI通常表达为信号高低或T1弛豫时间、T2弛豫时间的长短。高信号表现白影,提示MRI信号强;中等信号表现灰影,提示MRI等信号;低信号表现黑影,提示MRI信号弱。也常用T1、T2长短表示(表1-1):短T1和长T2信号表示高信号,等T1和等T2信号表示中信号,长T1和短T2信号表示低信号。

表1-1 磁共振信号与弛豫时间对应关系

图示

2.加权图像

MRI是多参数成像,在一般的成像过程中,组织的质子密度、T1值、T2值等各方面特性均对MRI信号有影响。可以利用成像参数的调整,使图像主要反映组织某方面特性,而尽量抑制组织其他方面特性对MRI信号的影响,使一帧MRI图像的信号强度或图像灰度主要由一个特定成像参数决定,这就是所谓突出重点的加权成像(weighted imaging,WI)。MRI图像灰度主要由T1决定时为T1加权图像(T1WI),主要由T2决定时为T2加权图像(T2WI),主要由质子密度决定时为质子密度加权图像(PdWI)。每种组织都有不同的T1、T2和质子密度,成像过程主要是通过调节扫描脉冲序列的重复时间(两个基本序列之间的间隔时间)和回波时间(每次激发射频脉冲到回波采集的间隔时间),实现由一个特定的成像参数决定图像灰度以区别不同组织,便于对比分析(图1-14)。

图示

图1-14 眼眶MRI图像T1与T2加权像

A.眼眶MRI水平位T2WI显示,眶内脂肪、眼球内玻璃体、脑脊液为高信号,晶状体、视神经、内直肌、外直肌为中信号,颅骨、鼻骨及眶外壁骨质、筛窦内空气为低信号;B.眼眶MRI水平位T1WI显示,颞部皮下脂肪、眼眶肌锥内脂肪、眶颅骨髓呈高信号,玻璃体、下直肌为中信号,眶外壁及颅骨骨质为低信号;C.眼眶MRI矢状位T1WI增强合并脂肪抑制扫描显示,眼球巩膜壁、上直肌、提上睑肌为强化高信号,晶状体为中信号,玻璃体为低信号,肌锥内脂肪被抑制呈低信号表现(箭);D.眼眶水平位T1WI显示,眶内脂肪为高信号,眼球内虹膜和晶状体、内外直肌、视神经为中信号,玻璃体、筛窦空气为低信号。

T1WI有利于观察组织的解剖结构,T2WI有利于发现病变,Pd WI因临床诊断范围窄,应用较少。①T1加权图像,组织的T1值越小,其MRI信号强度越大。因此,长T1指T1WI上呈低信号的黑影,短T1指T1WI上呈高信号的白影;②T2加权图像,组织的T2值越小,其MRI信号强度越弱,长T2指T2WI上呈高信号的白影,短T2指T2WI上呈低信号的黑影;③短T1和短T2信号表示T1加权像为高信号、T2加权像为低信号,长T1和长T2信号表示T1加权像为低信号、T2加权像为高信号。

3.脂肪抑制及增强影像

眼眶内含有丰富的脂肪组织充满眶内各间隙,眶脂肪外界为眶骨膜,内界为眼球壁,前界为眶隔,后界至眶尖视神经管口,正常情况下起着保护眼球及眼外肌、神经血管、视神经等结构的作用。MRI图像上脂肪结构不仅可产生化学位移伪影,视神经、眼外肌、泪腺和眼球壁等组织结构的边缘还可受到周围脂肪高信号的干扰显示模糊。采用脂肪抑制序列后,将眼眶T1WI和T2WI图像上由脂肪成分形成的高信号干扰抑制下去。脂肪抑制合并增强扫描则可以更加清晰地显示抑脂后的低信号区包含的非脂肪结构,有助于发现眼眶内包裹于大量脂肪组织内部的细小病变(图1-15 A,B),根据是否强化可了解病变的性质(图1-15 C,D)。

4.顺磁作用对T1WI和T2WI的影响(https://www.daowen.com)

顺磁性是一种物理现象,指在磁场作用下物质中相邻原子或离子的热无序磁矩,形成一定程度上与磁场方向一致的定向排列现象。顺磁性物质是一种非铁磁性物质,移近磁场时,可依磁场方向发生微弱磁化,人体内的顺磁性物质主要有黑色素物质和红细胞内的正铁血红蛋白,二者可导致MRI信号发生改变。顺磁性物质可造成T1、T2弛豫时间缩短,称为弛豫增强作用(relaxation enhancement),T1弛豫时间缩短,MRI信号增强;T2弛豫时间缩短,则MRI信号减弱。因此,病变部位受到顺磁性物质产生的顺磁作用影响可导致T1加权像信号变强,T2加权像信号变弱。如眶内软组织肿瘤MRI一般表现为T1WI中信号,T2WI高信号影像,而眶内亚急性出血早期形成的软组织占位影和眼眶黑色素瘤,因二者均含有顺磁性物质,弛豫增强作用引起病变信号改变,表现为T1WI高信号,T2WI低信号(图1-16)。具体病例在本书后面的眼眶血肿和脉络膜黑色素瘤章节均有详细分析。

图示

图1-15 眼眶脂肪抑制及增强MRI表现

A.眼眶水平位MRI(T2加权像)脂肪抑制扫描显示,左眶尖视神经与外直肌之间一小的高信号占位(箭),如不采用脂肪抑制扫描,容易被周围高信号脂肪结构掩盖;B.眼眶冠状位MRI增强合并脂肪抑制扫描(T1加权像)显示,左侧眶尖视神经外侧小病变呈点状增强信号影(箭),右侧眶尖四条直肌信号均匀增强,中间为视神经、信号不强化;C.眼眶水平位MRI(T1加权像)显示,左眼球后肌锥内脂肪高信号背景,圆形中信号占位、与视神经和眼外肌接触;D.眼眶水平位MRI增强合并脂肪抑制扫描(T1加权像)显示,对应于A图的眶内脂肪高信号区域被抑制呈低信号背景,肌锥内圆形占位影呈不均匀强化,泪腺及内、外直肌均匀强化。

图示

图1-16 顺磁作用对眶内病变MRI信号的影响

A.眼眶下段MRI水平位T1加权像显示,右眼眶内出血呈高信号、其中央区域信号强度稍低(白箭),蓝箭头所指为右眼眶内侧不规则软组织占位病变、呈不规则中高信号影;B.眼眶下段水平位MRI(T2WI)显示,右眼眶内出血呈低信号影(白箭),蓝箭头所指为右眼眶内侧不规则软组织占位、呈高信号影。

5.血管流空效应

血管流空效应(flowing void effect)指心腔和血管在MRI影像上的T1加权像与T2加权像均表现为无信号或低信号黑影的现象。原理上是由于心血管内的血液流动迅速,而MRI信号采集需要一定的时间,当接收线圈获取MRI信号时,射频脉冲所激发的氢原子核已流出成像层面,由高能态氢原子核发射的磁共振信号离开该层面线圈接收范围,而此时成像层面内的氢质子处于非激发态,又不能产生MRI信号,因而显示为低信号或无信号,称流空信号(图1-17)。与流动液体相比,处于静止的血管壁和周围组织结构产生MRI信号不变,形成良好的对比。当血流缓慢时,信号可增高。

图示

图1-17 眼眶及颅内MRI血管流空表现

A.眼眶水平位MRI(T1WI)显示,双眼眶内眼上静脉血管流空影,无信号(白箭);B.眼眶水平位MRI(T2WI)显示,颅内较粗大、迂曲流空血管影;C.头部冠状位MRI(T2WI)显示,颅内较粗大血管流空信号(白箭);D.头部水平位MRI(T2WI)显示,颅内血管流空信号(白箭)。