新手向 | 一文盘点磁共振增强原理以及各种强化模式

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MR 增强扫描基本概念

MR 增强扫描即引入对比剂后进行的 MR 扫描，原理是通过对比剂改变组织中水质子弛豫时间，反映在不同的加权像上，使图像的信号强度产生不同变化；没有水的组织不能强化，例如骨质。

增强的目的一方面是为了增加组织间信号差，利于病灶检出，帮助病灶定性；另一方面是动态观察脏器或病变内对比剂分布及排泄（动态增强成像、血管成像等）。

MR 平扫右侧颞部脑膜瘤由于对比差，很容易漏诊，增强扫描显示清晰，并可见脑膜尾征。

左边 FLAIR 图像显示一个低信号病变，缺乏特征，在增强扫描后病变内见一个强化结节，病变大部分区域无强化，这是星形细胞肿瘤（WHO1 级）的特点。

MR 对比剂基本概念

MR 对比剂可分为内源性与外源性，常用的是后者。利用内源性对比剂的成像技术主要是动脉自旋标记技术（ASL，aterial spin labeling）。外源性对比剂分类如下图。

临床工作中 MR 增强扫描常用的对比剂是钆类对比剂：

钆对比剂性能

钆对比剂性能：弛豫率与渗透性

弛豫率代表了对比剂的增强效能（与磁场强度相关），弛豫率越高，代表能够增强对比的作用越大。

• 弛豫率：莫迪司 6.2＞加乐显 4.6＞普海司 4.4＞马根维显 4.3＞多它灵 3.9；

• 渗透压：渗透压过高易造成对比剂外渗

• 渗透压：普海司＜欧乃影＜多它灵＜莫迪司＜马根维显。

好的对比剂应具有：高稳定性、高弛豫率、低渗透、廉价

除了钆类对比剂，肝胆特异性对比剂在肝脏疾病的诊断及鉴别诊断中也经常用到钆塞酸二钠（Gd-EOB-DTPA）。它是肝胆特异性 MRI 对比剂，也称双对比剂，50% 胆系排泄，50% 肾脏排泄。

一方面通过缩短组织 T1 弛豫时间，可得到与 Gd-DTPA 相似的多期动态增强效果；另一方面，注入 Gd-EOB-DTPA 后 10-20 min 正常肝实质最大程度增强，同时胆系也可显影，该期相称为肝胆特异期。

MR 阴性对比剂临床应用较少，如铁磁性对比剂：超顺磁性氧化铁 (Superparamagnetie iron oxide，SPIO)

超顺磁性是指当外加电磁场时，纳米颗粒可以被外加的磁场方向所引导，而当撤除磁场后又可恢复原先的状态。

Kupffer 细胞是体内固定型巨噬细胞中最大的群体，SPIO 主要被肝脏内 Kupffer 细胞摄入。SPIO 异常强化的范围反映巨噬细胞的浸润程度，由网状内皮系统摄取并清除的阴性对比剂。

采用 T2 加权像或者 T2* 加权像扫描，打药后，由于这种物质主要是缩短周围组织的 T2 或者 T2* 弛豫时间，在加权像上反映图像信号下降，变暗，变黑。

SPIO 优势是可用于肾功能损害患者，与体内正常铁代谢途径一样，参与细胞代谢及蛋白合成，不存在铁沉积问题；血池期及细胞内摄取时间延长（如下图），可用于示踪；可用于疗效监测及靶向治疗。

DEC 动态对比增强 MR

DCE （dynamic contrast enhanced）可用于评估灌注及毛细血管通透性。肿瘤新生血管生成调控紊乱，肿瘤新生毛细血管与正常血管相比具有较大的渗透性，造成了对比剂在肿瘤组织内与在正常组织内分布及代谢的差异。

A 图为正常组织血管结构，B 图为肿瘤组织血管结构

如上图所示，对比剂的分布主要位于血管内及血管外间隙，少数对比剂可被细胞摄取。

DCE 增强过程的动力学模型可分为三类：

• 一室模型 (A: 血管/血池内间隙)

• 二室模型 (B: 血管/血池内间隙+血管外细胞外间隙)

• 三室模型 (C: 血管/血池内间隙+血管外细胞外间隙+细胞内间隙)

DCE 技术时间-信号曲线对疾病的诊断及鉴别诊断非常有帮助：

腹部 MR 多期增强技术

与 CT 相似，腹部 MR 多期增强扫描示意图如下：

例如上图 A 动脉期肝内可见一明显强化结节，门脉期及延迟期（B、C）持续强化，强化程度稍高于周围肝脏实质，肝胆期可见边缘摄取，综合以上特征，首先考虑的是 FNH（FNH 影像特点解读见前篇），病理结果即 FNH。

下图列举了肝脏血管瘤、局灶性结节增生、腺瘤、转移、肝细胞癌及胆管细胞癌的典型强化方式：

与 CT 增强扫描不同的是，我们日常工作中 MR 扫描采用的是加权图像，增强扫描后无法直接测量得到组织信号强度（mapping 序列除外），因此强化程度高低往往是与邻近实质脏器或肌肉组织相比。

MR 增强扫描正常结构的识别

阅读 MR 增强扫描图像时，除了观察强化方式、随时间强化程度变化特点外，另一个重要点就是认识正常组织的强化，不要把正常强化误认为病变。以脊柱 MR 增强图像为例，正常脊柱可以有四个区域强化：

（1）硬脊膜外静脉丛（硬脊膜前方较后方更常见，蓝箭）

（2）椎体静脉（黄箭）

（3）背根神经节（蓝箭）

脑 MR 增强扫描中比较容易误诊的是脑膜强化。正常脑膜强化纤细（＜2 mm）、光滑、不连续，冠状位利于观察。

下图为低颅压伴小脑梗死患者的脑 MR 增强图像，可见明显脑膜强化

来源：影像时间

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[1] 张薇, 张龙江, 黄伟. 动态对比增强 MRI 的基本原理及其在肝脏病变的应用 [J]. 国际医学放射学杂志,2014,37(1):41-45,62.

[2]https://radedasia.com/mri-spine-normal-enhancement-contrast-radiology-education-fellowship-mri/

[3] Khairnar S, More N, Mounika C, Kapusetti G. Advances in Contrast Agents for Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging. J Med Imaging Radiat Sci. 2019;50(4):575-589. doi:10.1016/j.jmir.2019.09.006

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