02 临床MRI信号分析基础-常规序列序列解读、T1高信号、T2低信号的信号分析

MRI序列的信号分析 •常规序列–T1WI–MRI序列的信号分析 •常规序列–T1WI–T2WI/T2*WI–PDWI–FLAIR•特殊序列–DWI–MRS–非单指数DWI–SWI–MRI增强、PWI、DCE–……反相位2.38ms正常肝铁过载铁的T2*效应对T1WI信号的影响相位4.76msI•部分组织或病灶在T1WI上呈高信号第四届MRI信号分析与图像解读培训班2017年5月8~12日，北京天泰宾馆临床MRI信号分析基础T1WI高信号、T2WI低信号杨正汉首都医科大学附属北京友谊医院放射科友谊放射消化疾病国家临床医学中心消化影像部TWI的信号分析•T1WI上影响组织信号高低的主要因素–T1弛豫速度：越快，组织信号越高•蛋白质及结合水含量•带有不成对电子的顺磁物质可缩短组织T1–正铁血红蛋白，糖原，黑色素•脂肪含量–质子密度：越高，组织信号越高•自由水含量•甘油三酯(亚甲基)含量–T2污染：越严重，组织信号丢失越多•顺磁或超顺磁物质含量及其存在形式及位置–多数病变在T1WI上信号低于相应正常组织I•临床常规MRI序列•多数病灶在T1WI上呈不同程度低信号•血液成分的信号来自于自由水•血红蛋白成分本身不产生信号•血红蛋白影响自由水的弛豫(蛋白质+顺磁性)•从而产生不同信号•T1WI高信号的血液成分–亚急性出血(正铁血红蛋白主导信号)–亚急性血栓(正铁血红蛋白主导信号)亚急性早期血肿T1WIT2WI72岁男性，头痛伴右下肢乏力4天。亚急性血栓T1WIVT1WI高信号的常见原因•顺磁性物质–血液成分–黑色素、糖原•蛋白增多–蛋白浓度增高的囊性病变•甘油三酯增多–脂肪组织、脂肪变性、液体脂肪•矿物质沉积–钙化、铜沉积、锰沉积•其他原因–血流、伪影等正铁血红蛋白主导的出血或血栓•Fe+3，顺磁性•5个不成对电子•能与水质子接触，发生PEDDPRE–无论位于细胞内外–明显缩短T1，T2稍缩短•可发生选择性T2缩短效应–位于细胞内时•出血或血栓的信号–亚急性早期：T1WI高信号，T2WI低信号亚急性晚期：T1WI高信号，T2WI高信号亚急性晚期血肿T1WIT2WI黑色素瘤转移黑色素瘤转移C、含糖原的组织在T1WI呈高信号正常肝实质正常胰腺腺体肝硬化RN、DN液体含蛋白增高在T1WI呈高信号蛋白含量低的上颌窦粘膜下囊肿T1WIT2WI蛋白含量高的上颌窦粘膜下囊肿B、黑色素•黑色素中稳定自由基半锟可结合铁等金属离子•从而产生顺磁性效应•加快含黑色素组织中自由水的T1弛豫、T2弛豫•缩短相应组织的T1、T2•含黑色素组织的信号TWI信号，T2WI低信号–增强扫描有明显强化•常见含黑色素病变–黑色素瘤及其转移瘤–黑色素细胞瘤–原发弥漫性脑膜黑色素瘤病–神经皮肤黑色素沉着症黑色素细胞瘤D、蛋白浓度增高的囊性病变•囊液中粘蛋白、角蛋白增高，结合水增多•蛋白及结合水可加快自由水的T1弛豫•囊液T1值缩短，T2值也有所缩短•不同蛋白浓度的囊液信号–低浓度：T1WI低信号，T2WI明显高信号浓度：T1WI稍高信号，T2WI明显高信号–极高浓度：T1WI高信号，T2WI低信号•常见的T1WI高信号含蛋白囊肿–Rathke裂囊肿、表皮样囊肿、鼻咽中线囊肿–颅咽管瘤、鼻窦囊肿、胶样囊肿、少数转移瘤T1WI高信号的囊性颅咽管瘤T1WI高信号的囊性颅咽管瘤蛋白含量极高的T1WI高信号肠源性囊肿T1WIT2WI–T1WI上明显高信号3种含甘油三脂组织的共性与差异•所含都是甘油三酯成分•脂肪变性(非脂肪细胞内进油)–非脂肪细胞胞浆内甘油三酯异常沉积–T1WI稍低~稍高信号•脂肪组织(肥肉)–脂肪细胞组成的大小不一的组织块–脂肪细胞内充满甘油三酯，少有水分–T1WI明显高信号•液态脂肪(肥肉熬出的油)–甘油三酯从细胞内析出，基本没有细胞成分–体温下为液态，冷却标本内常呈半固态T1WI高信号的胶样囊肿T1WI高信号的肠源性囊肿E、含甘油三脂的组织••甘油三脂短T1，T1WI上呈现高信号•常见的含甘油三脂组织–含脂肪组织•正常脂肪组织(皮下、网膜、系膜、组织间隙)•血管平滑肌脂肪瘤、髓样脂肪瘤•脂肪瘤、脂肪肉瘤–含有液态脂肪的病变•皮样囊肿–脂肪变性•肝细胞癌，肝细胞腺瘤•肾上腺腺瘤肾细胞癌•脂肪肝In-phase脂肪变性Out-In-phase脂肪变性Out-of-phase肝细胞癌•含脂量较高•CT难确定•反相位图像上病灶信号明显降低另一例T2WIT1WIT1WIT1WI+FS颅内皮样囊肿破裂Fahr’sdisease钙化T1WI高信号含脂肪组织肝脏AMLT2WI+FST1WI同相位T1WI反相位T1WI+FSF、矿物质沉积•钙化–钙本身无信号，轻度抗磁物质，T1WI多为低信号–少数呈呈现高信号，与含钙量及钙盐类型有关–也可能与同时存在的顺磁物质沉积有关•铜沉积–铜本身无信号，轻度抗磁物质–常见于肝豆状核变性，T1WI可呈高信号–特殊的沉积部位：双侧基底节及腹外侧丘脑•锰沉积–锰本身无信号，顺磁物质，可加快自由水T1弛豫–常见于肝性脑病，也可见于锰中毒–特殊沉积部位：双侧豆状核、黑质友谊放射肝性脑病锰沉积所致T1WI高信号友谊放射•特殊分布：双侧豆状核，双侧黑质T1WI高信号原因判别•T1WI高信号原因判别•技术方法及观察重点–T1WI高信号程度及信号均匀度–有无强化，无有其他成分–分布–结合其他序列：T2WI、DWI、SWI–结合其他影像方法：CT2.T2WI的信号分析•T2WI上影响组织信号高低的主要因素•蛋白质及结合水含量，越高往往T2越短•顺磁或超顺磁物质含量及其位置(细胞内或外)–细胞内正铁血红蛋白缩短T2–细胞内脱氧血红蛋白缩短T2–含铁血黄素，缩短T2–黑色素缩短T2–质子密度：越高，组织信号越高•自由水含量•甘油三酯(亚甲基)含量–T1污染：越严重，组织信号越低(影响较小)•TR长短：TR越短，污染越严重•组织T1长短：T1越长约有可能有存在污染–多数病灶在T2WI上信号高于相应正常组织组织含水量越高，在T2WI上信号越高实性病变：信号多略高于肝脏，接近脾脏信号富水病变：明显高信号，接近于胆汁和脑脊液实性病变(AML)富水病变(血管瘤)Wilson病铜所致T1WI高信号•特殊分布•双侧基底节•双侧丘脑腹外侧T1WI高信号原因判别方法//质T质T2WI压脂/反相强WI脂/信号减低有/无//低密度/低化无磁//黑色素低化有磁/稍高密度白高/偶低化无/均匀/分层/化低化磁/很高密度铜沉积/化/磁特殊分布/锰沉积/化/磁特殊分布多数病灶在T2WI上呈高信号肝囊肿血管瘤转移瘤肝细胞癌A、顺磁物质导致T2A、顺磁物质导致T2WI低信号•导致T2WI低信号的顺磁物质–脱氧血红蛋白–细胞内正铁血红蛋白–含铁血黄素蛛网膜下腔出血后–铁沉积及铁过载：T1WI信号改变不明显或信号减低–含有黑色素的组织：T1WI高信号•信号特点–T1WI等/稍低或高信号–T2*WI信号更低，范围更大–SWI更敏感脾脏铁过载导致T2WI低信号正常脾信号脾铁过载顺磁性物质沉积序列比较T1WIT2WIGRET2*WIT2WI低信号的常见原因•顺磁性物质–血液成分、黑色素–其他顺磁金属沉积•蛋白过多–蛋白浓度极高的囊性病变•脂肪组织抑制后•质子密度太低–密实钙化、骨质结构或骨化–气体、密实纤维组织(韧带、肌腱等)•其他原因–血流、伪影等血液成分导致T2WI低信号急性期血肿脱氧血红蛋白亚急性早期血肿细胞内正铁血红蛋白亚急性晚期血肿周边含铁血黄素黑色素细胞瘤B、蛋白浓度极高的囊液呈TB、蛋白浓度极高的囊液呈T2WI低信号•囊液中粘蛋白、角蛋白增高，结合水增多•蛋白及结合水可加快自由水的T1及T2弛豫•囊液T1值缩短，T2值也有所缩短•不同蛋白浓度的囊液信号–低浓度：T1WI明显低信号，T2WI明显高信号TWI高信号，T2WI明显高信号–极高浓度：T1WI高信号，T2WI低信号C、抑制后的脂肪在T2WI上呈低信号•脂肪短T1，T1WI上呈很高信号•脂肪在T2WI上呈高信号，尤其是FSET2WI•施加脂肪抑制后的T2WI，脂肪呈低信号•常见的含脂肪的组织或病变–脂肪组织、骨髓–脂肪瘤–含脂肪的脂肪肉瘤–血管平滑肌脂肪瘤–骨髓样脂肪瘤–畸胎瘤或皮样囊肿D、质子密度很低的组织呈现T2WI低信号•氢质子的MRI信号的来源•MRI有效质子主要存在于自由水和甘油三酯•含水极少的组织在T2WI上呈低信号–质子密度太低–组织的T2往往也很短•常见的质子密度极低组织–骨质结构：骨皮质、骨小梁、骨化组织–韧带、肌腱、纤维软骨–密实钙化–气体(肺组织)SAH后脑表面含铁血黄素沉积CTT1WIT2WISWI脑外伤SAH后2年浙江省人民医院，龚向阳教授蛋白含量极高的肠源性囊肿T2WI低信号T1WIT2WI左侧卵巢皮样囊肿液态脂肪T1WIT2WIT2WI+FS密实钙化组织呈现T2WI密实钙化组织呈现T2WI低信号T2WI低信号原因判别方法因T1WI压脂前后强WI肪高信号减低无//低密度血肿等/稍低化无磁/度急血肿高化无磁/度铁过载等/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无/均匀/分层度密实钙化低化无磁/很高密度低化无//很高密度密实纤维等/稍低化无/延迟磁特殊部位等密度纤维软骨低化无/特殊部位稍高密度含水或/和含脂越高，PDWI信号越高低质子密度组织呈现T2WI低信号T2WI低信号原因判别•技术方法及观察重点–是否施加了脂肪抑制技术–有无强化，无有其他成分–结合其他序列：T1WI、DWI、SWI–结合其他影像方法：CT3.PDWI的信号分析•PDWI上影响组织信号高低的主要因素–质子密度：越高，组织信号越高•自由水含量•甘油三酯(亚甲基)含量–T2污染：越严重，组织信号丢失越多•顺磁或超顺磁物质含量及其存在形式及位置•TE长短–T1污染：越严重，组织信号越低•TR长短：TR越短，污染越重•组织T1长短：T1越长，越容易污染180聚焦180聚焦180聚焦180聚焦聚焦90快速反转恢复序列结构快速自旋回波180180反转180反转180聚焦180聚焦180聚焦180聚焦聚焦90快速反转恢复序列结构快速自旋回波180180反转180反转TI有效TETR•IR-FSE=180度反转脉冲+FSEFLAIR序列信号特点•基本对比为T2对比–长TE，长TR–没被IR脉冲抑制掉的组织将表达T2特征•混杂有T1对比–IR脉冲，长TI–组织T1值越接近脑脊液，信号抑制越明显–T1不太长组织，信号抑制不明显，主要表达T2特征–明显短T1的组织，呈现明显高信号，除非T2很短•质子密度也影响组织信号•FLAIR可以理解为纯水样液体抑制后的T2WIFLAIR暴露出被脑脊液掩盖的病灶FLAIR(TIR)FSE-T2WISE-T1WI增强胶质瘤病4.FLAIR序列的信号分析•FLAIR：液体抑制反转恢复•自由水抑制，而采集结合水信号？LAIR口快速反转恢复序列之一口利用水样液体长T1值的特点口选用较长TI时间抑制长T1的液体中自由水信号口T1不太长的组织中的自由水信号得以保留口结合水不产生信号纵向磁化矢量脑脊液肝脏组织纵向磁化矢量脑脊液肝脏组织Time(ms)•选择合适的TI可抑制任何组织的信号TRTI织T1值69%脂肪•FLAIR选择很长TI，2000~3000msFLAIR序列上组织的信号特点•呈现高信号–短T1，同时T2不太短的组织–长T2，同时T1不很长的组织•呈现低信号–明显长T1液体(接近脑脊液)–质子密度很低组织–T2很短的组织•呈现等信号–T1及T2效应恰好抵消的组织友谊放射接近于脑脊液的液体成分在FLAIR接近于脑脊液的液体成分在FLAIR上呈低信号T1WIT2WIFLAIR扩大的血管周围间隙长T2，较长T1的成分可能在FLAIR上呈等信号T1WIT2WIFLAIR友谊放射