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第五节
磁共振成像检查

一、概述

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是利用原子核在磁场内共振所产生的信号,采集后经计算机处理重建形成的图像。磁共振成像需要将人体置于外加磁场中,通过射频脉冲的激励(由不同成像参数组合的各种脉冲序列)、测定质子自旋密度与弛豫时间(T1,T2值)、MRI信号的转换、信号的频率与相位编码,最终重建为影像。磁共振图像的组织对比是基于人体健康组织与病理组织的T1、T2值以及微观结构的不同,并受质子密度、脉冲序列的影响。与CT一样,MRI随着计算机技术的进步,信息类型和图像质量迅速提高。由于MRI较高的软组织分辨率,可任意平面成像,可同时提供尿路解剖和肾功能信息,没有电离辐射,所以很适宜泌尿系统成像。

二、检查技术

泌尿系统各个器官位置、结构特点不同,周围的影响因素也不同,因此它们的MRI检查方法也不相同。

(一)肾及肾上腺检查技术

检查前无需特殊准备。一般采用腹部或心脏相控阵线圈,FOV大小因人而异。线圈中心对准剑突与脐连线中点。脂肪抑制技术能减小脂肪的高信号强度影响,可以更好地显示泌尿系统情况。多数情况下,肾脏横轴位扫描是基本位置,而冠状位和矢状位扫描对显示肾先天畸形的解剖关系、肾血管、下腔静脉、肿瘤轮廓及肿瘤周围的浸润等都有帮助。常规成像包括T1加权像,T2加权像,脂肪抑制的T2加权像。能屏气的较大儿童T1像可在屏气状态下行同反相位成像,不能屏气的儿童行呼吸触发的梯度回波序列或脂肪抑制的快速自旋回波序列;T2像一般行快速自旋回波序列。

(二)膀胱检查方法

盆腔部扫描的线圈选择、FOV和矩阵大小的选择与肾脏检查类似。检查前需憋尿2小时,以膀胱充盈为准。过度充盈易引起患儿不适,膀胱壁的过度伸展可影响小病变的显示。采用常规横轴位T1加权像扫描,横轴位及矢状位T2加权像序列。观察膀胱颈部时加做冠状位T2加权像序列扫描。增强扫描主要用于肿物、肿物与膀胱内血块或残余物的鉴别,选择合适的扫描平面,一般应用梯度回波动态增强扫描。

(三)泌尿系统磁共振水成像技术

泌尿系统磁共振水成像,即静态磁共振尿路造影(magnetic resonance urography,MRU)。MRU以重T2加权像脉冲序列为成像基础。在重T2加权像上,长T2的肾盂、输尿管和膀胱中静态或缓慢流动的尿液呈高信号,而实质脏器和快速流动的血液呈低信号或无信号。在黑色低信号背景衬托下,高信号的尿路收集系统显示清晰。原始图像经过MPR、3D重建后,可多方位多角度观察,利于显示病变。

MRU检查适用于各种原因引起的尿路梗阻。适应证为:

1.IVU的禁忌证,如碘过敏和严重肾衰竭患者;

2.肾排泄功能损害,IVU肾及输尿管显影不良,如巨大肾积水。MRU的优点是无创伤,不用造影剂;不受肾功能的影响;可多方位成像、多角度观察。MRU的缺点是空间分辨率较低,不能反映肾功能变化的情况。

(四)磁共振增强检查及造影剂

MRI平扫时,正常组织与病变组织的弛豫时间可重叠,影响MRI的敏感性和特异性。使用造影剂增强扫描的目的在于显示病变的血供情况,显示肿瘤的轮廓,区别病变组织与正常组织,显示平扫时不能检出的小病变,以及进行血管成像、灌注等功能研究。造影剂应具备以下条件:能够改变组织T1和T2弛豫时间、化学结构稳定、无明显毒副作用、价格低廉。目前较常用顺磁性造影剂有钆喷酸葡胺注射液(马根维显,Gd-DTPA)、钆特酸葡胺注射液(多它灵,Gd-DOTA)等。造影剂注入血管后,短时间内集中于血管腔内,随后逐步进入细胞外间隙,最后经肾脏排出。Gd-DTPA 毒副作用极小,Gd-DOTA 则相对更安全,常规剂量均为0.1mmol/kg。不过,近年来的报道认为肾源性系统性纤维化(NSF)与使用钆对比剂有关,从而建议对于严重肾功能损害[GFR < 30ml/(min·1.73m 2 )]的患者,尽可能避免使用钆对比剂。使用时,根据不同检查要求选择合适的注射方式和速度,常规选用T1加权像序列,进行脂肪抑制可增强对比效果。

(五)磁共振血管成像

增强血管成像。采用三维扰相梯度回波序列,冠状面扫描,扫描注射对比剂前蒙片,注射对比剂后至少不同时相(动脉期及静脉期)。对比剂采用高压注射器经静脉团注,剂量为0.1~0.2mmol/kg,注射流率2~3ml/ s,之后以相同流率注射等量生理盐水。对原始图像进行MIP重建,可显示血管的三维影像,并多角度观察。可清晰显示腹主动脉、肾动脉、肾静脉、下腔静脉的形态、位置、移位及推移情况,是否存在静脉内血栓等。

平扫血管成像技术。双反转或三反转黑血序列,沿目标血管的长轴及短轴各扫描一次,主要用于显示管壁结构。平衡稳态自由进动亮血序列,主要用于显示管腔,扫描时间短,可控制在20s内。近年来,还逐渐出现了一些不必注射对比剂的肾血管MR成像技术,可显示肾动脉、肾静脉的解剖改变,但尚未广泛开展,在儿童不易应用。

(六)磁共振灌注成像

灌注成像(perfusion weighted magnetic resonance imaging)是用来反映组织微循环的分布及其血流灌注情况,可对局部组织的活力和功能进行评估。根据成像原理主要分为两种方法:需要注射对比剂的动态对比增强成像,无需对比剂的动脉质子自旋标记法。目前腹部灌注成像基本采用前者,利用T1加权的扰相梯度回波序列,快速注入对比剂进行动态采集;主要用于肾功能检查,良、恶性肿瘤的鉴别诊断方面。

(七)排泄性磁共振尿路造影

使用对比剂的动态对比增强磁共振尿路造影(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance urography,DCE-MRU),即为排泄性 MRU,除了可获得肾脏解剖细节、尿路形态以外,能定性、定量地评估肾功能变化,利用一些示踪剂动力学模型尚可获得肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)相关参数,因此,也被称为功能MRU(functional MRU)。排泄性MRU可“一站式”全面评估泌尿系统形态及功能的变化,磁共振检查完全无辐射,这些在儿童尤其有益;然而,排泄性MRU检查对于患儿镇静要求高,费用也相对较高。

三、正常MRI所见

(一)正常肾脏MRI表现

肾脏MRI表现,在T1加权像上,肾皮质信号略高,与肝脏信号强度接近;髓质呈较低信号。皮质向髓质的延伸及髓质的锥体均能清晰区分。在T2加权像上,皮髓质均呈偏高信号,髓质信号相对略高。肾盂、肾盏呈尿液特征信号,即T1加权像呈均匀低信号,T2加权像呈均匀高信号。

肾动脉、肾静脉、主动脉及下腔静脉呈流空的低信号管状结构。在SE序列下常可见流动相关伪影。肾周脂肪和肾脂肪囊均呈高信号,两者之间的肾筋膜有时可见,呈线样低信号。肾实质边缘在频率编码方向可出现化学位移伪影;表现为肾的一侧边缘有低信号带,另一侧有高信号带。如果此伪影影响病变的显示,可以改变频率编码方向或应用脂肪抑制来去除伪影。

注射对比剂增强扫描时,不同时相的肾脏表现不同。传统SE序列扫描成像速度慢,皮、髓质同样增强,不能显示其差异。梯度回波快速成像可以显示肾脏增强的动态变化:①动脉期:注射对比剂30秒之内,肾皮质增强为主,皮、髓质信号差异增大,分界清晰。②动脉晚期(40~60秒),即肾皮质肾小管早期,注射对比剂1分钟后,皮质增强同前,髓质增强增加,皮髓质差异减小。③集合管期:注射对比剂1.5分钟后,皮质信号稍有下降,由于对比剂在集合管内的浓集,髓质信号降低,皮、髓质有明显差异。④外分泌期:注射对比剂2分钟后,皮、髓质无差异,仅在乳头部呈低信号,肾盂、肾盏因对比剂的浓集呈低信号。

(二)正常膀胱MRI表现

MRI多平面成像能清楚显示出膀胱的解剖结构。T1加权像膀胱呈低信号的囊状结构,膀胱壁和尿液对比良好,边缘锐利。T2加权像尿液呈高信号,膀胱壁呈环绕尿液的线条样暗带。膀胱壁厚度因膀胱充盈状态不同而异。膀胱膨胀时,厚度<5mm。膀胱侧壁在横轴位和冠状位图像上显示较好,顶部和颈部在矢状位和冠状位图像上显示最好。膀胱壁在频率编码梯度方向可出现化学位移伪影,表现为膀胱壁一侧的高信号带,另一侧的低信号带。当病变受伪影的影响时,可旋转频率编码的方向,消除或减弱伪影,脂肪抑制技术也能去除化学位移伪影。膀胱周围脂肪T1加权像上为高信号,T2加权像上为略高信号。围绕膀胱底部有周围血管和输精管呈低信号的管状结构。

顺磁性对比剂经肾脏浓集后在膀胱内呈分层效应。在T2加权像上,浓集造影剂比重较尿液大,位于底层,显示低信号;磁化的尿液位于中层,呈中等信号;上层为未磁化尿液,呈高信号。膀胱壁在增强SE序列扫描T1加权像上,轻度强化,在脂肪抑制增强T1加权像上显示清楚。

(三)泌尿系统MR水成像正常表现

泌尿系统MR水成像,即静态MRU,在显影好的图像上,两侧肾盂、肾盏对称,壁光滑,内部为均匀高信号;肾小盏末端呈内凹的杯口状。输尿管呈线样高信号,走行自然,边缘光滑,管径最大不超过5mm。膀胱呈囊样均匀高信号,外缘光滑,其颈部有时可见前列腺所致的光滑浅压迹。三维旋转、多角度观察可清晰显示输尿管进入膀胱的情况。不过,儿童正常肾盂肾盏有时显影不佳,积水时多显示较清楚。

(四)排泄性MRU正常表现

在排泄性MRU,进行充分水化(如口服温开水),小剂量对比剂缓慢注射以及注射呋塞米以保证成像效果。尿路显影质量优于水成像MRU。两侧肾盂、肾盏显示为均匀高信号,杯口状肾小盏末端显示更清晰。输尿管呈线条样高信号,走行自然,边缘光滑。膀胱呈高信号,外缘光滑。信号越高反映了对比剂越多。亦可三维旋转、多角度观察输尿管进入膀胱的情况。除了解剖形态的显示,回顾系列的原始动态数据可以评估肾脏的灌注、滤过、浓缩及排泄情况,经过后处理,可获得对比剂肾脏通过时间(renal transit time,RTT),肾盏通过时间(calyceal transit time,CTT),达峰时间(time to peak,TTP),相对信号强度-时间曲线,肾小球滤过率(GFR)指数以及分肾功能(differential renal function,DRF)等功能参数。

四、小儿常见泌尿系疾病的MRI表现

(一)先天性畸形
1.异位肾

正常位置的肾窝内肾脏缺如,扩大扫描范围可发现异位的肾脏。外形可有异常,呈圆形或变异形,似腹部肿物,其内多可见正常的肾脏结构(如肾皮质、髓质、肾盂)。增强扫描表现与正常肾脏相同。MRU可显示异位肾的输尿管走行方向及有无梗阻。

2.融合肾

MRI能清晰显示两侧肾脏融合的部位,旋转的角度。冠状位扫描可显示蹄铁形肾的峡部。MRU能显示输尿管的走行方向及有无积水、梗阻。

3.常染色体隐性遗传性多囊肾(婴儿型多囊肾)

MRI显示双侧肾脏增大,皮髓质分界不清,呈轮辐状的(从髓质到皮质)长T1 T2信号改变。增强检查肾实质延迟强化、见条纹状改变。肾盂、肾盏可见拉长、变形。

4.重复肾及输尿管畸形

冠状位MRI可清楚显示重复肾形态和引流的输尿管,显示肾积水和输尿管走行,有无输尿管积水及输尿管膨出。输尿管积水明显时还可以显示输尿管口情况(图3-5-1)。

图3-5-1 右侧重肾双输尿管、输尿管膨出

5.肾积水

冠状位及横轴位扫描,可显示扩张的肾盂肾盏内为长T2信号,周围肾实质受压变薄,可能显示出梗阻部位的情况(图3-5-2)。排泄性 MRU 显示输尿管及梗阻部位更清楚(图3-5-3)。

图3-5-2 左肾肾积水

图3-5-3 左肾肾积水

(二)反流性肾病

MRI显示患侧肾体积减小,外形呈不规则分叶,表面有切迹。弥漫性或限局性肾实质变薄,肾盏不均匀扩张,靠近肾表面(图3-5-4)。

图3-5-4 左侧反流性肾病

(三)肾母细胞瘤

肾实质内巨大肿块,边界清楚。肿瘤在T1加权像上为中等信号,T2加权像上呈稍高信号。肿瘤内部坏死呈长T1长T2信号。瘤内出血呈短T1长T2信号。冠状位可清晰显示下腔静脉内瘤栓的部位及长度,瘤栓信号与肾肿瘤相同。可有主动脉旁淋巴结转移征象。MRU可显示输尿管有无梗阻及原因(压迫或瘤栓)。

(四)盆腔横纹肌肉瘤

盆腔横纹肌肉瘤多起自膀胱、前列腺、阴道或尿道及盆底软组织。冠状位、矢状位可明确显示肿物来源、相邻器官侵犯及淋巴结转移情况(图3-5-5)。肿瘤在 T1加权像上为中等信号,T2加权像上为稍高信号,通常信号不均匀。增强时肿瘤强化明显。MRU可显示有无上尿路积水及积水情况。

图3-5-5 阴道横纹肌肉瘤

(五)神经母细胞瘤

神经母细胞瘤多来自肾上腺或脊柱旁交感链。肿瘤可自椎间孔侵入椎管,压迫脊髓或神经根。肿瘤多较大,外形不规则,呈混杂信号改变,钙化多为低信号,须仔细辨认。MRI多维成像可明确肿瘤来源,清楚显示相邻器官的侵犯及骨髓转移(图3-5-6)。

图3-5-6 神经母细胞瘤

(温 洋 彭 芸) YCjVkEdI2gnYa++JyNgA7FD6ZBs3BBw76LC7vU1dUDHTYn2U++O6LJvH0/jTxFx0

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