脑出血|理解是最好的记忆——细说脑出血核磁信号演变

【脑出血|理解是最好的记忆——细说脑出血核磁信号演变】脑出血核磁信号演变非常复杂,信号高高低低变化多端,记起来让人头大 。这种背景下,很多记忆口诀应运而生,然而知其然不知其所以然,临床实践起来常才发现,当初似乎只是背了个寂寞 。实际上,如果弄清楚血肿的病理生理变化,再结合核磁成像的基本原理,真正将知识吃透内化为己用,记起来一点不难 。
作者:张庆奎(解放军总医院第一医学中心神经内科医学部 )
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核磁成像的基础
核磁中的“核”指的是氢质子,氢质子是核磁成像的基础,没有氢质子就不能产生核磁信号,比如空气或骨皮质,在核磁的T1或T2像上均呈低信号 。不同密度的氢质子产生不同强度的信号,除了质子密度之外,氢质子的T1和T2弛豫时间同样影响核磁信号,即长T1核磁图像呈低信号,短T1呈高信号;长T2呈高信号,短T2呈低信号 。常说的某某加权成像,其中“加权”就是“重点突出”的意思,T1加权成像突出T1长短的差别;T2加权成像突出T2长短的差别;质子密度加权成像突出氢质子含量的差别 。
质子密度对核磁信号的影响很好理解,那么有哪些因素影响T1和T2呢?
(1)T1长短的影响因素
物质自身因素(如图1)
简单说,T1弛豫是氢质子的能量向周围物质释放的过程,物质的运动频率与氢质子“共振”频率(准确说叫拉莫频率)越接近,能量传递得就越快,T1时间就越短,T1像上信号就越亮(我们可以这样理解,一群人聚在一起,那种性格相近的人,才更容易交流) 。例如脂肪,其运动频率与氢质子“共振”频率接近,能量传递就快,缩短T1,所以脂肪在T1像上为高信号 。而自由水运动频率很高,明显高于氢质子的“共振”频率,能量传递慢,T1弛豫就慢,也就是延长T1,所以自由水在T1像上是低信号 。
顺磁性物质的“造影剂增强”效应
所谓顺磁性物质就是含有未配对电子的物质,例如临床常用的核磁造影剂——钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA),高度水溶性,水分子能够接近其顺磁性中心,于是水分子中的氢质子就与Gd-DTPA的未配对电子发生有效能量交换,从而缩短T1,T1像呈高信号 。同理,顺磁性的高铁血红蛋白可如造影剂一般缩短T1,使血肿在T1像上表现为高信号 。
不过并非所有顺磁性物质都可如此,当水分子不足以近距离接近顺磁性物质中心时,即该距离d>0.3纳米,氢质子与未配对电子无法进行有效能量传递,T1弛豫不受影响,所以即使脱氧血红蛋白、含铁血黄素为顺磁性,血肿T1像上也不表现为高信号 。
(2)T2长短的影响因素
自身因素(如图1)
这里就记住,物质分子越小、运动越快,T2弛豫越慢,T2也就越长,T2像上信号越亮,所以自由水在T2像上是高信号 。
磁场的不均一性
T2弛豫是氢质子去相位的过程,是由“相同”走向“不同”的过程,磁场越不均一,去相位越快,T2时间越短,T2像信号就越低,在SWI像低信号区比T2像表现更明显,这也称为局部磁敏感效应 。打个比方,在12点时,钟表的时针、分针和秒针重叠在一起,此时为同相位,接下来因为三个指针速度不同,很快指针分散开来,这种指针慢慢散开的过程就叫去相位,可见三个指针之间速度差异越大,去相位越快 。因为氢质子旋转的速度由磁场场强决定,所以场强差异越大,代表速度差异越大,于是去相位也就越快,T2也越短 。该机制对于理解亚急性晚期红细胞膜破裂后T2像信号演变至关重要!
脑出血|理解是最好的记忆——细说脑出血核磁信号演变

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