低场MRI快速FLAIR序列在颅脑中的应用
【摘要】 目的 探讨低场MRI快速液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列在脑部疾病中的应用价值。方法 对185例脑部疾病患者同时行常规MR T2加权像及快速FLAIR检查，比较两种序列对病灶的显示情况。结果 FLAIR共检出病灶1889个，常规T2加权像检出1343个，FLAIR显示病灶的轮廓更为清晰，病灶与正常脑组织的对比度更高，在显示脑皮层下、脑室旁病灶方面更有优势，可显示常规MR T2加权像未能显示的侧裂池及脑表面脑沟的小出血病灶，在诊断颅脑外伤及蛛网膜下腔出血方面具有明显的优势。结论 快速FLAIR可作为颅脑MR检查常规序列的补充。对于颅脑大部分疾病应行FLAIR检查，以提高病变的检出率，扩大MRI检查范围，减少漏诊发生。
【关键词】 低场磁共振成像；液体衰减反转恢复序列；脑部疾病
【Abstract】 Objective To investigate the value and clinical application of low-field intensity MRI with fast fluid-attenuated inversion-recovery FLAIR sequency in cerebral disease.Methods 185 patients were studied with conventional MR T2WI and FLAIR simutaneously.The presentation of the lesions were compared.Results 1889 lesions were displayed with FLAIR and 1343 with conventional T2WI.The contours of the lesions were clearer in FLAIR than those showed in T2WI.The contrast of lesion-to-normal and lesion-to-CSF （cerebrospinal fluid） were higher in FLAIR，which was particularly superior in demonstrating lesions in the hypophloeodal or paraventricular area．Small hemorrhagic foci in Sylvian cistern and the cerebral sulci can be easily shown in FLAIR and can?t be done in conventional T2WI.FLAIR was particular of superiority to demonstrate trauma and subarachnoid haemorrhage.Conclusion FLAIR may be a complementary technique to conventional MRI.FLAIR should be done for a majority of cerebral disease，which is useful to improve the detection of the lesions，reduce the missing rate and enlarge the range of MR diagnosis.
【Key words】 low-field intensity MRI；fluid-attenuated inversion-recovery sequency；cerebral disease
近年来MR技术突飞猛进，液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）技术就是其中之一。随着影像技术的发展，FLAIR技术不断发展完善，成像时间越来越短，影像质量不断提高，使其能在低场磁共振中广泛地应用于临床各系统器官的检查。中枢神经系统组织成分较单纯，没有运动伪影，MRI检查最有优势，FLAIR进一步增强了病灶与正常组织的对比，提高了定量、定性诊断能力。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本组185例，男117例，女68例。年龄5个月～80岁，平均55岁。其中脑梗死105例，多发性硬化5例，急性及亚急性脑内血肿15例，亚急性及慢性蛛网膜下腔出血4例，脑挫裂伤25例，蛛网膜囊肿5例，转移瘤6例，胶质瘤8例，脑膜瘤12例。
1.2 MR检查方法 使用日本日立公司AIRISⅡMR扫描仪，场强0.3T，使用头线圈或头颈联合线圈，先行常规SE序列轴位T1WI（TR/TE=400ms/15ms）、FSE轴位T2WI（TR/TE=4000ms/120ms）扫描；层厚5.5mm，间距0.5mm，连续扫描16层。在此基础上，行FLAIR序列轴位扫描；TR/TI/TE=8500ms/2100ms/120ms。轴位层面与T2加权像轴位层面相对应。FOV 220mm，矩阵256×256，激励次数为2。部分病例视情况辅以冠状位、矢状位SE T1WI、FSE T2WI、FLAIR扫描。
1.3 统计学方法 比较T2加权像及快速FLAIR成像对病变提供的诊断信息（病灶的数目、大小、边界），采用统计分析。
2 结果
快速FLAIR与常规T2WI显示病灶数目，见表1。185例患者中，快速FLAIR序列共发现病灶1889个，T2加权像共发现病灶1343个。在T2加权像未发现的病灶中，105例脑梗死患者中有65例（61.9%）患者快速FLAIR检出病灶数多于T2加权像，这些病灶多位于顶叶皮层下脑组织（231个）或半卵圆中心（158个），部分位于脑室旁（19个）、基底节区（79个）及脑表面（38个）。4例脑蛛网膜下腔出血患者中快速FLAIR示侧裂池、脑室内、额顶部脑沟高信号8处，而T2加权像未显示或因与高信号脑脊液相混淆而无法分辨，在常规T2加权像上可以显示的1343个病灶中，1105个病灶的内部结构或其范围、边界在FLAIR像较T2像显示清晰。因此，FLAIR像更清楚地显示26例肿瘤病灶的灶周水肿带及14个病灶内的液化坏死形成的囊腔、囊壁间隔等不同的结构成分。只有53个位于脑干、小脑等部位的病灶FLAIR像显示比T2加权像稍差。
表1 快速FLAIR与常规T2WI显示病灶数目比较
3 讨论
FLAIR序列由Hajnal等在1992年首次报道并应用于临床，开始由于扫描时间较长，存在较多伪影，只能在高场机器中使用，现在FLAIR技术与快速序列相结合形成快速FLAIR序列，缩短了扫描时间，使得低场MRI也能广泛使用该技术。
3.1 FLAIR序列的原理 FLAIR序列是一种特殊的IR SE序列，由180°、-90°、-180°三个脉冲组成。它利用一个180°反转脉冲，使位于+Z轴上的各组织的纵向磁化矢量反转180°指向-Z轴方向，在此之后的一段时间内（即反转时间TI），各组织的磁化矢量按照各自的T1弛豫时间向+Z轴恢复，选择适当的TI时间，使脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）在+Z轴上的磁化矢量按T1曲线恢复到0时再施加90°RF脉冲，因为人体内其他组织和病灶的T1值明显短于CSF的T1值，当CSF在+Z轴上的磁化矢量达到0时，其他组织和病灶的磁化矢量绝大部分已经恢复到+Z轴上，给予的90°脉冲可使恢复到+Z轴上的各磁化矢量向MXY轴上反转，而CSF没有磁化矢量被反转到MXY轴上，因而测不到CSF的信号。早期的FLAIR序列信号采集时间太长，相应伪影也较多，在一定程度上影响了它的临床应用。现广泛应用于中枢神经系统的是fast FLAIR（又称turbo FLAIR）序列，它将FLAIR序列与TSE （trubo SE）技术联合应用，在90°RF后使用了180°RF脉冲链，一次激发可以得到多个回波信号以加快数据采集速度，通过选择合适的回波链可以明显缩短扫描时间，减少平均次数也可以明显缩短扫描时间。通过选择合适的等效TE，可以获得不同的组织对比及病灶与正常组织的对比，使病灶得以突出显示。
3.2 临床应用
3.2.1 皮层下及脑白质内病变 包括缺血性、外伤性脑梗死、脑挫裂伤，甚至脑内占位性病变。常规MR T2WI因脑脊液呈高信号，由其产生的部分容积效应及流动伪影，使脑室周围深部白质、大脑皮质的小病灶及脑脊液腔内的病变不易显示。同时，随着TE的延长，脑脊液的流动伪影和部分容积效应也增加，使T2的权重受到限制。在FLAIR序列中，由于脑脊液信号被抑制，可使用较长的TE产生脑脊液信号为0的重T2加权像［1］。由于被抑制的脑脊液呈低或无信号，病变不被抑制，呈高信号，使病变与脑脊液对比度高。应用较长TE使灰白质信号均下降，背景变暗，因此病变在暗色背景下显示清晰。FLAIR显示颅脑中邻近脑沟、脑室旁、脑室及脑池内等部位病变的边界、大小、范围及内部结构优于T2加权像［2］。有表明，对肿瘤性病变，FLAIR序列显示瘤体与水肿的界限更清晰［3］。
3.2.2 蛛网膜下腔病变 常见的蛛网膜下腔病变包括蛛网膜下腔出血 （subarachnoid hemorrhage，SAH）、 脑膜炎及囊肿性病变等。由于常规SE序列对此区域病变的敏感度和（或）特异度不高，很易漏诊或误诊。FLAIR序列则可弥补其不足，对蛛网膜下腔病变具有很高的敏感度和特异度。蛛网膜下腔出血时由于出血为脑脊液稀释，红细胞处于过度水化状态，T2弛豫增加；另一方面，蛛网膜下腔出血时，血性脑脊液中蛋白含量增加，由于结合水效应及顺磁效应，脑脊液的T1值缩短。由于快速FLAIR仅抑制自由水的信号，蛛网膜下腔出血时，血性脑脊液的信号不能被抑制，且在重T2加权像时，背景脑组织T2衰减更快，故蛛网膜下腔出血在快速FLAIR上表现为高信号［4，5］。
3.2.3 脑部的囊性病变及软化灶 由于其内含游离水，T1值与脑脊液相仿，T2加权像表现为高信号，快速FLAIR表现为低信号，有助于脑软化与脑梗死的鉴别。在脑部的炎性病变，由于脑脊液中蛋白含量增加，快速FLAIR中脑脊液可表现为高信号［6］。
3.2.4 颅脑外伤 颅脑外伤常见的后果为硬膜外、硬膜下血肿、SAH、弥漫性轴索损伤、皮质损伤、深部灰质损伤、脑干损伤、脑室内脉络丛出血、脑疝及创伤性缺血、梗死和弥漫性脑水肿等。常规SE序列在诊断和估价上具有很高的价值，但亦有一定的缺陷，除在显示SAH方面不足外，对邻近脑表面、脑沟、脑池及脑室旁的病灶，由于脑脊液产生的搏动伪影、截断伪影和部分容积效应的影响而不利于显示，故FLAIR序列T2WI在对这些部位病灶的显示上优于常规SE序列T2WI。对脑挫裂伤的诊断具有重要价值，尤其是脑表面的、不伴有出血的小病灶，T1WI显示稍低信号，T2WI高信号，难与容积效应鉴别，FLAIR可以清晰显示。对胼胝体非出血性挫裂伤及弥漫性轴索损伤（diffuse axis-cylinder injury，DAI）亦具有重大价值。同样，FLAIR可鉴别外伤后水肿及是否有软化灶形成。FLAIR能显示常规T2WI未能显示的侧裂池及脑表面脑沟的小出血病灶，硬膜下出血与常规MR相比差异无显著性。急性SAH由于周围CSF的高信号干扰，在T2WI上难以发现。在FLAIR成像时，急性SAH改变了CSF的T1弛豫时间，造成高信号，故认为FLAIR较CT及常规T2WI在评估急性SAH的范围上（尤其在后颅窝区）更为优越，但急性SAH的筛选也可因FLAIR成像时出现与流动有关的CSF高信号伪影而受到限制。这种干扰在脑室系统和颅底池更为突出。并且，FLAIR诊断急性SAH缺乏特异性，任何导致CSF蛋白成分增高超过某一阈值均可造成CSF高信号。结合T1WI对于亚急性和慢性SAH及脑室内出血的诊断则明显优于CT。
3.3 局限性 文献报道正常颅脑FLAIR图像上可见部分脑髓质如半卵圆中心、内囊后肢、皮质脊髓束、枕部放射冠、顶桥脑束、内侧丘系、桥小脑上束及室管膜下区呈明显高信号。Hajnal等认为髓质区高信号与该处含有一种或几种信号成分有关，室管膜下区高信号为CSF外渗导致T2弛豫时间延长造成，而导水管周围髓质高信号可能为脑脊液流动所致，远离脑室的髓质结构高信号与局部脑髓质神经纤维形成不全或髓鞘形成较稀少有关。应用FLAIR序列扫描时需认真辨别这类表现，以防将其当作病变而误诊。
快速FLAIR与常规T2加权像相比，增加了病灶与周围脑组织的对比度，提高了病灶的检出率，有利于检出大脑深部脑组织、半卵圆中心及脑室旁的病灶，对侧裂池及额顶部脑沟的小出血病灶更敏感。因此，快速FLAIR可作为颅脑MR检查的常规序列，对于常规MR未显示而临床又可疑的某些病变，采用快速FLAIR可减少漏诊。
【文献】
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