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1、正常腦組織的MR信號特點水水分子較小,它們處于平移、擺動和旋轉(zhuǎn)運動之中,具有較高的自然運動頻率,這部分水在MRI稱為自由水。如果水分子依附在運動緩慢的較大分子蛋白質(zhì)周圍而構(gòu)成水化層,這些水分子的自然運動頻率就有較大幅度的減少,這部分水又被稱為結(jié)合水。自由水運動頻率明顯高于Larmor共振頻率,因此,T1弛豫緩慢,T1時間較長;較大的分子蛋白質(zhì)其運動頻率明顯低于Larmor共振頻率,故T1弛豫同樣緩慢,T1時間也很長。結(jié)合水運動頻率介于自由水與較大分子之間,可望接近Larmor共振頻率,因此T1弛豫頗有成效,T1時間也較上述二者明顯縮短。局部組織含水量稍有增加,不管是自由水還是
2、結(jié)合水,MR信號均可發(fā)生顯而易見的變化,相比之下,后者更為明顯。認識自由水與結(jié)合水的概念有助于認識病變的內(nèi)部結(jié)構(gòu),有利于對病變作定性診斷。CT檢查由于囊性星形細胞瘤的密度與腦脊液密度近似而難以鑒別,而MRI檢查由于囊性星形細胞瘤中的液體富含蛋白質(zhì),其T1時間短于腦脊液,在T1加權(quán)像中呈較腦脊液信號為高的信號。又如,MRI較CT更能顯示腦軟化。腦軟化在顯微鏡下往往有較多由腦實質(zhì)分隔的小囊組成,這些小囊靠近蛋白質(zhì)表面的膜狀結(jié)構(gòu),具有較多的結(jié)合水,T1較短,其圖像比CT顯示得更清楚。所以MRI所見較CT更接近于病理所見。再比如,在阻塞性腦積水時,腦脊液(相當于自由水)由腦室內(nèi)被強行
3、滲漏到腦室周圍腦白質(zhì)后,變?yōu)榻Y(jié)合水,結(jié)合水在T1加權(quán)像中信號明顯高于腦脊液,而在T2加權(quán)像中又低于腦脊液信號。綜上所述,局部組織水份增加可分為自由水和結(jié)合水,前者引起T1明顯延長而遠離Larmor共振頻率,后者造成T1稍有延長而接近Larmor頻率而致使T1加權(quán)像上信號增強。脂肪與骨髓組織脂肪與骨髓組織有較高的質(zhì)子密度,且這些質(zhì)子具有非常短的T1值,根據(jù)信號強度公式,質(zhì)子密度大和T1值小,其信號強度大,故脂肪和骨髓組織在T1加權(quán)像上表現(xiàn)為高強度信號,與周圍長T1組織形成良好對比,信號高呈白色。若為質(zhì)子密度加權(quán)像,此時脂肪組織和骨髓組織仍呈高信號,但周圍組織的信號強度增加,使其
4、對比度下降;若為T2加權(quán)像,脂肪組織和骨髓組織的信號都將受到一定程度的限制。肌肉組織肌肉組織所含的質(zhì)子密度明顯少于上述脂肪和骨髓組織,且具有較長的T1和較短的T2馳豫特點。所以在T1加權(quán)像上,信號強度較低,影像呈灰黑色。隨著短T2的弛豫特點,信號強度增加不多,影像呈中等灰黑色。韌帶和肌腱組織的質(zhì)子密度低于肌肉組織,該組織也具有長T1和短T2弛豫特點,其MR信號無論在T1或T2加權(quán)像上,均表現(xiàn)為中低信號。骨骼組織骨皮質(zhì)內(nèi)所含的質(zhì)子密度很小,MR信號非常弱,無論在T1加權(quán)或T2加權(quán)掃描,均表現(xiàn)為黑色低信號。鈣化軟骨的質(zhì)子密度特點與骨皮質(zhì)相同,所以也表現(xiàn)為黑色低信號。組織內(nèi)出現(xiàn)其他
5、鈣化,無論其形態(tài)或大小,一般均呈現(xiàn)為與鈣化軟骨相同的組織影像特點。纖維軟骨組織則與鈣化軟骨不同,其組織內(nèi)的質(zhì)子密度明顯高于骨皮質(zhì)和鈣化軟骨。且組織具有較長的T1和較短的T2弛豫特征,但因其具有一定的質(zhì)子密度,故在T1或T2加權(quán)像上,信號強度不高,呈中低信號。透明軟骨內(nèi)含有75%~80%的水份,具有較大的質(zhì)子密度,并具有較長的T1和長T2弛豫特征。在T1加權(quán)像上,因T1值長,所以信號強度較低。而在T2加權(quán)像上,因T2值長,信號強度明顯增加。病理組織的MR信號特點不同的病理過程,病理組織有不同的質(zhì)子密度、T1及T2弛豫時間。采用不同的脈沖序列,將表現(xiàn)出不同的的信號強度。掌握這些信
6、號變化特點,有助于判別大體的病理性質(zhì),部分作出定性診斷。水腫腦水腫分為3種類型,即血管源性水腫、細胞毒素水腫及間質(zhì)性水腫。血管源性水腫是最為常見的腦水腫,由血腦屏障破壞所致,常見于腫瘤及炎癥。由于血腦屏障破壞,血漿由血管內(nèi)漏進入細胞外間隙,這是血管源性水腫的病理生理基礎(chǔ)。血管源性水腫主要發(fā)生在腦白質(zhì)內(nèi),結(jié)構(gòu)致密的腦灰質(zhì)通常不易受影響,典型的血管源性水腫呈手指狀分布于腦白質(zhì)之中,在腫瘤、出血、炎癥以及腦外傷等腦部疾患中頗為常見。由于上述腦病變本身也可使T1或T2時間更長,其MRI表現(xiàn)與水腫有類似之處,尤其在T1加權(quán)像上難以分辨。鑒別的方法是采用重T2加權(quán)掃描序列,隨著回波時間的
7、延長,水腫信號強度逐漸增高,而腫瘤信號增加幅度不大。必要時可行Gd-DTPA增強掃描,水腫區(qū)無異常對比增強。細胞毒素水腫是由于缺氧使ATP減少,鈉-鉀泵功能失常,鈉與自由水進入細胞內(nèi),造成細胞腫脹,細胞外間隙減少所致。細胞毒素水腫常見于急性腦梗塞的區(qū)域,使腦白質(zhì)與腦灰質(zhì)同時受累。急性腦梗塞有時在T2加權(quán)圖像上,其邊緣部分信號較高,即為細胞毒素水腫的MRI所見,它反映了梗塞區(qū)域存在腫脹的腦細胞。由于細胞毒素水腫出現(xiàn)和存在的時間不長,有時與血管源性水腫同時存在,MRI要絕對區(qū)分它們尚有一定的困難。間質(zhì)性腦水