历史背景和物理学原理 技术发展早期临床应用的开展
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核磁共振成像的早期临床应用

时间:2019-04-29 08:20来源:未知 作者:admin 点击:
由于MRI在各个系统的临床应用在本书的其他章节有所介绍,本栏目只举几个简单的例子。
核磁共振成像

        由于MRI在各个系统的临床应用在本书的其他章节有所介绍,本栏目只举几个简单的例子。
 
         最早的MRI临床应用发表于1981年。伦敦的Hammersmith医院在临床研究中处于领头羊的地位,麻省总医院和San Francisco的加州大学紧随其后。最早的专门进行临床使用的位置建立于1983年,位于Cleveland临床基地。
 
        最初,由于受当时技术考虑的限制,以及与CT相比MRI较高的对比度,人们对MRI在脑部的使用较为感兴趣。早期的空气核心抵抗型磁体和超导磁体的孔径大小都足以放入头的大小,以提供更高的信噪比。在长时间的数据获取时间内,头部的运动是较小的。相比于CT,MRI直接提供横位、矢状位、冠状位的切面图像(图19.5a、b、c)。CT只能提供横位图像,这些图像可以提供更多有意义的信息。一开始,MRI对于诊断多发性硬化具有更高的敏感性。早期的多发性硬化用其他方法难以诊断。这个成功使得人们期望应用这种方法可以诊断其他诊断方法难以确诊的疾病。早期的临床MRI应用主要是对不通疾病的一个小系列的病人进行MRI检查,结果较为有趣,并且效度各不相同。
 
        随着大孔径磁体的发展和表面线圈技术的应用,MRI可以应用于更大的身体部位。胸腔脏器、腹部、盆腔都成为了研究的对象。迅速发现,患者的生理性运动,例如心血管、呼吸、消化道运动都会影响图像质量。收集数据的技术发展,可以在相对静止期(所谓的门控技术)被使用。这种技术可以使用呼吸探测器,或者电子心脏信号探测器来收集信号。门控技术开启了研究心脏的先天性、获得性缺陷的大门。例如心肌缺血、心梗,提高了胸部和腹部城乡的质量。
 
        门控技术系统笨拙,而且需要更长的检查时间。研究者试图利用修改信号序列和发展新的信号序列来实现“快速扫描”。34,35利用这些技术可以缩短检查时间,提高图像质量。标准的旋转-回声技术缺少灵活性,得到了回声-平面技术(梯度回声)的补充。其扫描时间更短,患者吞吐量更大,能提供更多的诊断学信息。
 
        尽管序列、表面线圈得到了发展,MRI在腹部和胸部的应用与其它技术相比还是较少。这些竞争性的技术包括CT和超声。这些技术的价格更低。头部、颈部、脊柱、骨骼和肌系统的应用中,95%的研究证实了MRI的优越性。
 
 
图19.5 患者的额叶下脑膜瘤。a 基底角度的CT图像,显示正常结构。b MRI图像对比,T2加权像,磁场强度1.5特斯拉,清楚地显示大肿瘤。c MRI矢状位图像,显示额叶下脑膜瘤,场强1.5特斯拉。(感谢Cleveland临床基地,放射学系)
 
MR血流成像
 
        血管成像的一个重要目标就是准确地无创对血管系统成像。标准的方法需要经皮介入治疗,适用一个导管或一根探针进入动脉或静脉,注射碘标记的对比剂,并用X射线技术得到图像。
 
        流动的血液会改变MR信号。两个冲动序列的电磁场同时改变血液中的质子,产生信号。进入信号探测的区域的血液是不饱和的,这些血液没有吸收RF能量,因此产生高信号。使用者可以控制冲动序列,因此含有没有放射性的质子的流动的血液产生高信号,进而与几乎没有信号的背景加以区别,形成一个类似于数字减影血管造影的图像,而不需适用探针或导管(图19.6a和b)。这种技术命名为核磁共振血管造影(MRA)。这些技术的临床应用于多个部位的血管系统,特别是颅内和颅外的血管系统。其他部位的研究立即跟上,包括心脏、冠脉循环、主动脉、肺循环以及肢端。
 
        应用MRA研究血管系统继续攻克选择性导管血管造影两个问题:感兴趣的血管和周围背景组织的高对比度以及邻近血管重叠遮蔽感兴趣的血管。
 
后期的发展
 
        特殊的成像技术应用弥散加权成像。这种技术的原理是图像的对比度与组织中水分子自由移动的程度有关。通过将大的磁场梯度作用在小的区域,MR信号可以对自由移动的分子运动产生极高的敏感性。这些参数可以显示脑部的细微的病理改变。其他的优势在于这种系统可以对局部的生理功能,例如血流灌注进行快速的评估。这一点可以通过快速推注对比剂,或者改变局部的血红蛋白氧合程度来实现。
 
        正如我们注意到的,MRI应用的对象是氢原子。许多实验性的生物学研究不是基于氢原子的,而是基于磷原子和碳原子。这些信号可以反映在正常和病态组织中这些元素的代谢动力学。为了扩展在人体内这些元素的应用,就需要精细地描绘人体的解剖结构,并且在光谱学分析中对这些区域进行研究。人们期望基于质子和其他元素原子核的MRI的应用可以扩展对正常和病理组织的理解。研究还扩展到利用对比剂进行功能成像的领域,以及对于外加刺激的超快成像。
 
 
图19.6a MR血管造影。不需要向颈动脉注入任何外源性对比剂。b. 同一个患者的旋转-回声成像,显示基底尖端动脉瘤。(感谢Cleveland临床基地,放射学系)
 
 
(杨宁医学影像学网)
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