中华影像医学?儿科卷(第2版)
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第二章 检查方法及正常影像学表现

第一节 检查方法

对于儿童期中枢神经系统疾病,要把握不同影像学检查方法的适应证和优点。超声检查广泛应用于胎儿和新生儿,尤其对先天性颅内畸形和出血有重要价值。儿童期CT检查要注意X线辐射对患儿的影响,特别是晶状体,必须严格掌握适应证、采用低剂量扫描,因此,CT检查仅宜用于外伤等急症。在无MRI检查禁忌证的情况下,儿童期中枢神经系统疾病,尤其是新生儿脑部病变,应尽量选择磁共振检查。
不同的影像学检查方法对疾病显示的敏感性和特异性均不同,如血管畸形需选择计算机体层血管成像(CT angiography,CTA)与磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)检查,而数字减影血管造影(digital substraction angiography,DSA)虽然具有创伤性,但却是血管畸形诊断的“金标准”;如脊柱疾病,CT显示椎体最佳,而椎管内结构则需行MRI检查。另外,MRI检查中,不同的疾病可能需要扫描常规序列以外的特殊序列来提高疾病诊断的准确性。
(一)超声检查
由于其操作方便、经济快速、可行床旁检查、不需麻醉、无放射性损伤等优势,广泛用于新生儿、胎儿检查,对先天性畸形、新生儿颅内出血等的诊断具有重要临床价值,适用于新生儿及2岁以内婴幼儿。婴幼儿通过颞骨和囟门可观察颅脑病变,但是不常用,超声可观察颈动脉颅外段状态,应用经颅多普勒(transcranial doppler,TCD)可观察脑内血管的血流动力学改变。但因超声检查受操作者经验影响,且存在颅骨及椎骨干扰,存在一定的局限性及盲区。
(二)头颅平片
由于高密度的颅骨遮盖了颅内组织,现在主要用于外伤后颅骨骨折和颅骨本身疾病的观察。除骨折、骨本身的疾病,其他均为间接表现,例如蝶鞍的扩大提示垂体肿瘤,脑回压迹加深提示颅内压增高,松果体钙化移位提示颅内占位等。
(三)脊髓(椎管)造影
造影适用的造影剂从碘油进展到碘水制剂,根据造影剂的不同表现,鉴别病灶来自髓内、硬膜内还是硬膜外、是肿瘤梗阻还是粘连所致,但无法直接观察髓内改变,随着近年来CT和MRI的广泛应用,椎管造影基本退出舞台。
(四)数字减影血管造影
数字减影血管造影(digital substraction angiography,DSA)的方法包括时间减影、能量减影、混合减影等方式,目前临床常用的是时间减影,即利用计算机对含有造影剂与不含造影剂的图像进行相减,以削除骨骼与周围软组织影像,从而显示脑血管的方法,可用于脑血管疾病的诊断与介入治疗,除脑血管本身的病变(狭窄、闭塞、畸形、瘘、扩张)以外,其他均为间接表现,如血管的移位,可能造成的原因有脑出血、肿瘤或炎症等,需要结合临床或进一步检查明确诊断。目前认为,DSA是诊断脑血管畸形的“金标准”,但近年来,由于CTA与MRA的广泛应用,DSA单纯用于诊断有减少趋势,现主要用于脑血管本身改变疾病的诊断,其他作用已基本不用。
(五)CT检查
CT是颅脑疾病常用的检查方法,适用范围广,可用于大部分颅脑疾病的诊断(如脑外伤、脑肿瘤、脑血管病等)。扫描方法包括CT平扫、增强扫描、CTA、CT灌注成像,图像后处理包括多平面重组(multi planner reconstruction,MPR)、表面遮盖显示(surface shaded display,SSD)、最大 /小密度投影(maximum/minimum intensity projection,MIP/MinIP)、仿真内镜(virtual endoscopy,VE)、容积再现(volume rendering,VR)。因CT检查存在辐射,且较普通X线剂量高,软组织分辨率不高(与MRI相比)等缺点,儿童期颅脑CT检查必须严格掌握适应证,仅宜用于外伤等急症,并建议采用低剂量扫描。儿童期颅脑CT增强扫描、CTA应用率不高,CT灌注成像不适用于儿童。颅脑扫描时患者取仰卧位,以听眦线为基线,层厚及间距5~10mm,连续轴位扫描。
(六)MRI检查
MRI因其软组织分辨率高、无辐射、可多参数、多序列成像等优点,已成为神经系统疾病最常用的检查方法。常规采用患者仰卧位,颅脑扫描用头颅线圈,扫描轴位、矢状位、冠状位,垂体MRI扫描采用矢状位与冠状位,脊髓MRI扫描以矢状位、轴位为主,可根据需要加扫冠状位,以了解病变与周围组织的关系。
对于儿童期神经系统病变,尤其是新生儿脑部病变,目前主张用MRI检查,扫描序列包括平扫T 1WI、T 2WI、T 2 FLAIR、DWI,根据临床和诊断需要可进行增强扫描、磁共振功能成像等,对儿童癫痫患者加作3D-T 2 FLAIR以便更好地显示癫痫病灶。
1.常规平扫序列
常用,适用于颅脑疾病及椎管内疾病检查。常用序列为T 1WI、T 2WI及T 2液体衰减反转恢复序列(fluid attenuated inversion recovery,FLAIR),T 2 FLAIR也称抑水像,主要用于抑制蛛网膜下隙、脑室系统内脑脊液信号,有助于更好显示大脑皮质、脑室旁等脑部小病变,避免因脑脊液T 2WI高信号而影响脑部小病灶显示。
2.增强扫描
MRI增强扫描包括常规增强扫描和动态增强扫描,前者用于显示平扫未能显示的小病灶、明确诊断与鉴别诊断。动态增强扫描主要用于垂体病变。增强扫描所用造影剂为含钆(Gd)造影剂,其原理是利用含Gd造影剂的顺磁性或超顺磁性在组织内分布不同,通过其缩短组织的T 1值,使病变组织与周围正常组织的信号对比更明显。脑部病变强化与否取决于病变血供与病变区血脑屏障破坏情况。
3.磁共振血管成像
利用血管内血液流动效应进行血管成像的MRI检查技术,与DSA相比,具有无创、便捷、费用低、一般不需造影剂、安全等优点。磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)包括时间飞跃法(time of flight,TOF)、相位对比法(phase contrast,PC)和对比增强 MRA(contrast enhanced MRA,CE-MRA),以前两种常用。
4.磁敏感加权成像
磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)是一种对顺磁性物质极其敏感的MRI技术,以T 2 *加权梯度回波序列为基础,采用三维梯度回波扫描、完全速度补偿、射频脉冲扰相等技术进行成像,强调根据不同组织间(如铁、出血等)的磁敏感性差异提供对比增强机制的技术。对脑微出血、脑静脉血管畸形、含铁血黄素沉着等病变敏感。
5.功能磁共振成像
功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是近来影像学研究热点,利用MRI成像技术从分子、代谢等水平反映脑的病理生理及功能变化。包括:
(1)弥散加权成像:
弥散加权成像(diffusionweighted imaging,DWI)通过反映水分子的运动来了解组织生理及病理状态,对早期缺血性脑损伤敏感,可用于鉴别脑脓肿与肿瘤坏死囊变、蛛网膜囊肿与表皮样囊肿等,并用表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值定量评价水分子运动能力。
(2)弥散张量成像:
弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是在DWI基础上发展起来的MRI技术,是弥散成像的高级形式,通过多个方向施加扩散梯度分别采集数据实现MRI成像,不仅可反映水分子的运动能力,还能提供水分子运动方向信息,并可通过后处理软件进行纤维束示踪显示脑白质纤维束分布与排列,了解病变与白质纤维束的关系,其测量指标包括平均扩散率(mean diffusivity,MD)、分数各向异性(fractional anisotropy,FA)等,已广泛用于脑部疾病及新生儿脑髓鞘化发育研究(图1-2-1,图1-2-2)。
(3)灌注加权成像:
灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)可提供常规MRI和MRA所不能提供的血流动力学方面的信息,利用MRI方法测量局部组织脑血流量(cerebral blood flow,CBF)、脑血容量(cerebral blood volume,CBV)、平均通过时间(mean transit time,MTT),从而反映血流动力学状况,可用于脑肿瘤术前分级、术后复发鉴别及脑梗死早期诊断。
(4)磁共振波谱成像:
磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)成像是最典型的分子成像技术之一,是目前唯一能无创性活体检测组织生物化学、代谢物的成像方法,其原理是利用化学位移进行成像,即在既定的外磁场中,不同化学物质的同一种原子核由于所处的化学环境不同,会存在共振频率上的微小差异;利用这种差异测定人体某一区域各种化学物质的含量,或不同区域某种化学物质的分布情况。临床常用的MRS是质子核磁共振波谱法(proton magnetic resonance spectroscopy, 1H-MRS),其频率的标度在MRS图像横坐标上以百万分率(parts per million,ppm)表示(图1-2-3)。正常脑 1H-MRS常见代谢物峰有:N-乙酰天冬氨酸(N-acetyl-aspartate,NAA;2.02ppm),存在于神经元及轴突中,可作为神经元的标志物,其变化可反映神经元的数量和功能;肌酸(creatine,Cr)代谢峰(3.0ppm),能量代谢产物,其含量相对稳定,常作为脑组织代谢的内参照物;胆碱(choline,Cho)峰,位于3.2ppm处,存在于细胞膜,其变化可反映细胞膜增殖或代谢状况。不同化学成分含量的高低可以鉴别颅脑肿瘤的性质,对肿瘤分级、肿瘤术后复发与放化疗后改变的评估具有一定的价值。
图1-2-1 正常颅脑弥散张量成像(FA图)
图中彩色强度代表异向性的程度,颜色代表方向性,其中红色代表左右走行方向,绿色代表前后走行方向,蓝色代表上下走行方向
图1-2-2 弥散张量纤维束示踪图
大脑白质纤维束成像,即弥散张量纤维束成像(diffusion tensor tractography,DTT),是DTI技术的进一步发展,可以辨认大脑内的特殊纤维通道及其相互之间的连接
图1-2-3 正常颅脑磁共波谱图
NAA为N-乙酰天冬氨酸,为谱线中最高峰,是神经元的标志物,降低代表神经元受损;Cho为胆碱,是细胞膜的重要组成部分,升高可能代表细胞分裂增殖活跃及细胞膜代谢异常增高;Cr为肌酸,是细胞内能量的储存形式,因其浓度在各种生理病理状态下都相对稳定,通常将其作为参照物,即化学位移的相对值。I:整数(integral);P:位置(position)
(5)血氧水平依赖功能磁共振成像:
血氧水平依赖功能磁共振成像(blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)是利用局部脑组织活动时血液中氧合血红蛋白与去氧血红蛋白比例的变化而进行成像的方法。当脑组织兴奋时,局部血流量增加,含氧血红蛋白增加,去氧血红蛋白减少,导致局部磁场均匀度改变,这样在T 2和T 2 *图像上相应区域信号增强。适用于功能皮层中枢的定位,包括视觉、运动、听觉、感觉、语言等皮层中枢的定位研究。由于可无创性显示脑功能区,与DTI相结合可全面了解脑功能区、神经纤维束与脑部病变的毗邻关系,对手术方案选择、预后判断具有重要临床价值。