FLAIR 技术原理及在中枢神经系统的临床应用

heyongshen · 发表于 2005-4-26 08:58

flair 技术原理及在中枢神经系统的临床应用
　近年来mr 技术发展突飞猛进,液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery , flair) 技术就是其中之一。由hajnal等在1992 年首次报道并应用于临床,早期主要用于颅脑mr 成像,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,使其更广泛地应用于临床各器官系统的检查。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 进一步增加了病灶与正常组织的对比,提高了定量、定性诊断能力。

flair 成像基本原理
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,因为人体内其它组织和病灶的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,其它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。在最初的180°反转脉冲后可以选用不同长短的te(回波时间)获得不同程度的t2w图像,所得图像既抑制了csf高信号,消除其波动伪影和部分容积效应对周边病灶的干扰,长的tr、te 时间又增加了信噪比及病灶与正常组织的对比,使病灶得以突出显示。

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,可以在2～4min内采集18～24幅横断面图像。fast flair 序列与平面回波成像(echo planar imaging , epi)技术相结合,出现了ep flair 序列,有学者应用多次激发(multi shot) ep flair 技术,全脑成像在120s完成；应用单次激发( single shot ) ep flair 技术,全脑成像仅用4s完成。ep flair对微小病灶和早期不增强病灶很有帮助,如早期梗死、脱髓鞘、早期感染和外伤。与fast flair 相比,ep flair 几乎有相同的组织对比和csf抑制 ,但也有研究表明, ep flair 影像质量不如fast flair 序列。ep flair 技术及其应用还需进一步探讨,但对于不合作的患者, ep flair 技术极短的成像时间是有很大帮助的。部分饱和flair 序列(ps flair)、半傅立叶采集单次激发turbo se 技术与flair序列结合的haste flair序列等技术仅在初步探讨阶段,临床应用的报道尚少。

flair 序列在颅脑中的应用

flair具有抑制在t2wi表现为高信号的csf的作用,从而可以避免csf产生的部分容积效应及流动伪影的干扰,使脑表面、脑室旁及蛛网膜下腔等部位病灶能够清晰显示,而其它部位脑组织仍保持t2wi的特点, 而且flair使用较常规t2wi长得多的te,使病变与周围背景组织的对比度显著提高,因而比t2wi显示病灶有更高的敏感性,对小病灶的检出更有效,被广泛应用于颅脑各类疾病包括缺血性病变、外伤、出血、肿瘤、白质病变的诊断。

1. 缺血性病变
flair 序列根据缺血时间长短有不同表现,早期缺血组织水肿呈高信号,flair较t2wi更为敏感,陈旧性梗死则显示为不均匀的信号强度,伴有因胶质增生变性形成的高信号区及由于软化、囊变形成的低信号区。flair可鉴别脑缺血的不同时期,并可检出更多病灶,显示病灶范围与t2wi相似,但病灶的轮廓更为清晰,内部结构与边缘情况均显示良好,病灶与正常脑组织的对比度更高。flair对急性出血性脑梗死也很敏感。在显示脑组织深部皮层下、脑表面、半卵圆区、脑室旁病灶fast flair 较tse 更具优势,并且前者观察病变周围水肿极好。flair 序列对脑梗死分期、定量、定性诊断均起到很大作用。由于csf波动的影响, flair会使脑干梗死不能显示,在基底节区、后颅窝等处flair亦不如tse敏感。
应用flair 序列还可鉴别腔隙灶与血管周围腔隙(v-r 腔隙),v-r腔隙为围绕血管壁与蛛网膜下腔相通的腔隙,较小,通常&lt；5mm ,且双侧对称,主要位于基底节下1/3及半卵圆中心,由于v-r腔隙所含为csf ,故flair 序列表现为低信号,而t2wi 为高信号,属正常解剖结构。腔隙灶多较大且不对称,主要位于基底节上2/3,与csf 信号不相等。

2. 外伤及出血性病变
flair 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 axis2cylinder 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相比无显著差异。急性蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage ,sah) 由于周围csf的高信号干扰,在t2wi上难于发现。在flair成像时,急性sah改变了csf的t1弛豫时间,<