李坤成 盧 潔

(首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院放射科，北京100053)

近年來隨著計算機技術(shù)發(fā)展，醫(yī)學影像學有了日新月異的變化，計算機斷層成像(computed tomography，CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)等影像設備成像質(zhì)量快速提高，圖像的時間分辨率和空間分辨率顯著提升，實現(xiàn)了從二維到三維成像，甚至是四維成像的進步，由常規(guī)結(jié)構(gòu)成像向功能成像發(fā)展，使醫(yī)學影像學邁上個嶄新臺階，影像診斷準確率明顯提高，為臨床醫(yī)學提供更多客觀的診療依據(jù)。

1 CT技術(shù)發(fā)展及臨床應用

1998年多層螺旋CT(multi-slice computed tomography，MSCT)問世［1］，MSCT 即管球旋轉(zhuǎn)一周可同時產(chǎn)生多層圖像，這樣在保證薄層掃描的同時又擴大了掃描范圍，掃描產(chǎn)生的容積數(shù)據(jù)不會遺漏病變，經(jīng)過工作站后處理可以產(chǎn)生任意方位的解剖圖像，還可以進行高質(zhì)量的CT血管成像(computed tomography angiography，CTA)、電影瀏覽、多平面重建、肝臟灌注成像、虛擬結(jié)腸鏡檢查、CT內(nèi)鏡等，極大地擴展了CT的臨床應用范圍［1-4］。X線管球每旋轉(zhuǎn)一周，多層探測器同時接收穿過人體組織的X射線可獲得4層以上的影像數(shù)據(jù);至2005年初探測器數(shù)量已經(jīng)達到64層，同時X線管球旋轉(zhuǎn)一周的速度從秒級縮短為毫秒級，目前，最快者已經(jīng)達到0.27 s［5］。多層螺旋CT在1秒鐘之內(nèi)即可完成頭顱平掃，5秒獲得整個人體的圖像數(shù)據(jù)。64層以上的多層螺旋CT能夠直接獲取容積數(shù)據(jù)，進行任意方位層面的重組，由于其縱向(Z軸)空間分辨率提高至0.30 mm，甚至0.20 mm，可獲得各向同性的冠狀位、矢狀位和各種斜位切層的高分辨力重組圖像。2007年，在北美放射學會(Radiologi-cal Society of North America，RSNA)年會上日本東芝公司推出了320層螺旋CT，探測器寬度已經(jīng)達到160 mm，標志著寬探測器CT正式從實驗室走向臨床應用。雙能量CT(dual energy CT，DECT)是CT方面的新進展，其掃描架內(nèi)安裝有兩套X線管球及探測器系統(tǒng)，兩個管球同時在相同管電壓下運行。

多層螺旋CT發(fā)展促進了CTA診斷技術(shù)的發(fā)展，其圖像質(zhì)量堪比數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)，對頸部及顱內(nèi)外血管走形及管壁情況顯示較清楚，現(xiàn)已廣泛應用于血管狹窄、閉塞，動脈瘤，動靜脈畸形等多種血管病變，具有創(chuàng)傷小，檢查時間短，方法簡便易行等優(yōu)點。CT灌注成像(CT perfusion，CTP)是功能成像方法，能顯示器官、組織的血流動力學狀態(tài)情況，在急性腦梗死患者的溶栓治療評價中應用越來越廣泛，也有助于鑒別顱內(nèi)腫瘤及其他惡性腫瘤的復發(fā)及放射性壞死、監(jiān)測抗腫瘤藥物療效等。由于MDCT的使用，縮短了腹盆病變的檢查時間，減少了腹部器官呼吸運動偽影干擾，利用動態(tài)增強掃描，能夠觀察組織器官的供血情況，使肝血管瘤，小肝癌等檢出率提高。CT仿真內(nèi)窺鏡可以無創(chuàng)觀察消化道腔內(nèi)情況，與纖維內(nèi)窺鏡及膠囊內(nèi)鏡比較，具有無創(chuàng)傷、禁忌證少、無痛苦、經(jīng)濟等優(yōu)點，能從多個角度觀察病變［4］。MD泌尿系成像利用MDCT及靜脈注射對比劑，在排泄期獲得泌尿系統(tǒng)圖像，對于尿路腫瘤及結(jié)石有很高敏感性和特異性［6］。DECT多用于心臟成像，能很好顯示冠狀動脈病變及評價心室功能，在縮短掃描時間的同時降低了輻射劑量［7］。由于兩種不同能量每個體素的CT值不同，因此可以鑒別原子序數(shù)不同的物質(zhì)，已應用于肺栓塞、肺結(jié)節(jié)定性、氣道阻塞性疾病、血管源性病變、腫塊良惡性的鑒別［8］。

2 MRI技術(shù)發(fā)展及臨床應用

自1974年人們第一次將磁共振技術(shù)應用于人活體成像以來，經(jīng)歷了許多里程碑式的發(fā)展［9］。近年來3T設備不斷成熟及超高場強設備開始在人體應用，圖像分辨率成倍提高，尤其是神經(jīng)系統(tǒng)成像［10］。射頻發(fā)射的多通道技術(shù)，顯著提高了射頻場的均勻性和圖像質(zhì)量，同時特殊吸收率(specific absorption rate，SAR)值大大降低，并行采集技術(shù)進一步應用發(fā)展。通過針對仿真180射頻脈沖、超級回波技術(shù)、多通道放射狀射頻發(fā)射線圈來減少射頻變形等方法提高超高場強MRI的圖像分辨率，減少磁敏感偽影。目前全世界至少已有28臺用于人體成像的7T系統(tǒng)正在運行，在9.4T設備上，對成年家兔及其后代均未觀察到不良生物學效應，用于人體成像的11.7T MRI已經(jīng)獲得批準，預計2012年將投入使用［11］。

擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是依賴于水分子運動的成像技術(shù)，腦梗死發(fā)生30 min即可顯示病灶，此外也可用于腦炎、腫瘤、囊性病變、脫髓鞘病變等的鑒別診斷，幫助檢出肝硬化的小肝癌以及乳腺癌、胃癌、直腸癌、前列腺癌等惡性腫瘤。全身DWI類似PET，對于全身性腫瘤或腫瘤轉(zhuǎn)移有較高敏感性，目前處于研究階段。擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)與DWI的進一步發(fā)展，顯示腦白質(zhì)纖維走形的完整性及方向，對評價腦梗死預后、多發(fā)性硬化有重要作用［12］。目前衍生出Q-空間成像、擴散頻譜成像 (diffusion spectrum imaging，DSI)、擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)及分數(shù)指數(shù)張量成像等成像方法［13-14］。灌注成像(perfusionweighted imaging，PWI)分為外源性(注射對比劑)和內(nèi)源性(以紅細胞為標記)兩種方法。在1.5T設備上雖然外源性方法需要注射對比劑、檢查成本較高、時間較長，但是內(nèi)源性標記紅細胞方法的信噪比不足，因此臨床主要應用外源性方法，采用快速掃描序列和靜脈內(nèi)團注對比劑的方法，根據(jù)組織磁化率改變所致磁共振信號強度的變化，計算相對腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)、相對腦血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)、血流平均通過時間(mean transit time，MTT)、達峰值時間(time to peak，TTP)等灌注參數(shù)。場強增加至3.0T時，除了應用外源性方法進行灌注成像檢查的敏感性更高外，也可以應用內(nèi)源性方法進行灌注成像檢查，使檢查更為簡便易行，并可節(jié)省外源性對比劑的費用［15-16］，同時還避免了外源性對比劑的不良反應。PWI對早期腦缺血有高度敏感性，其異常改變早于DWI，聯(lián)合應用有助于推測急性期腦卒中是否存在缺血半暗帶［17］，此外對顱內(nèi)腫瘤性質(zhì)的鑒別、腫瘤分級、療效觀察，以及腫瘤復發(fā)監(jiān)測等也具有重要的臨床應用價值。功能磁共振(functional MRI，fMRI)是基于血氧水平依賴(blood oxygen level-dependent，BOLD)效應檢測腦組織血氧飽和度變化的成像方法，可用于運動、聽覺、視覺、語言、記憶和兒童腦發(fā)育評價等多方面的功能研究，幾乎涵蓋了神經(jīng)科學的所有領域［18］。伴隨3.0T及更高場強磁共振設備的應用，針對多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病進行的fMRI臨床應用研究逐漸增多，目前臨床主要用于術(shù)前功能區(qū)定位［19］。MR彈力成像((MR elastography，MRE)是一種模仿組織器官觸診的方法，能量化組織彈性，對早期乳腺腫瘤及肝硬化的分級有一定價值［20-22］。磁共振引導微創(chuàng)技術(shù)是利用開放性磁共振及引導設備(包括介入用磁共振掃描儀、光學追蹤引導系統(tǒng)、總控制及顯示設備)進行病變穿刺活檢、腫瘤消融治療等，任意角度進針，為疾病診治提供了新途徑。胃腸道MRI有良好的軟組織對比以及無電離輻射的優(yōu)勢，臨床應用越來越多。由于診斷技術(shù)的快速發(fā)展，MRI胎兒成像也獲得了明顯改進，可用作發(fā)現(xiàn)顱腦畸形的有力手段，對評價如先天性膈疝等顱外畸形也越來越重要。

3 集兩種功能一體的影像技術(shù)發(fā)展及臨床應用

由于各種影像學檢查技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點，迄今為止尚無一種影像學技術(shù)能提供全面的診斷信息，通常必須聯(lián)合應用多種成像技術(shù)才能對病變進行綜合評價。為了既能早期發(fā)現(xiàn)病灶，又能準確提供定位、定量、定性診斷和疾病分期等信息，將兩種有互補作用的影像學技術(shù)融為一體的設備應運而生，PET/CT、PET/MRI、DSA/CT、MRI/聚焦超聲等逐漸應用于臨床。

PET/CT是將PET和CT安裝在同一機架上，二者共用同一檢查床及后處理工作站，一次檢查可同時獲得功能代謝圖像和解剖圖像，首先進行CT掃描，采集解剖結(jié)構(gòu)信息，隨后計算PET成像的衰減圖，可以提供CT及PET的融合圖［23］。PET/CT具有檢查時間短，圖像分辨率高，病灶定位準確等優(yōu)勢，主要應用于腫瘤診斷、分期，制定治療計劃、早期評價治療效果［24］。與PET/CT比較，PET/MRI有更好的軟組織對比度，能在解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化前顯示病變，對惡性腫瘤如顱內(nèi)腫瘤、頭頸部腫瘤、前列腺癌、惡性黑色素瘤、乳腺癌、肝內(nèi)腫瘤等有重要價值，在早期診斷癡呆，癲癇病灶定位，心血管疾病方面也有巨大潛力［25-27］。

4 展望

醫(yī)學影像學尤其是CT及MRI檢查技術(shù)涉及包括計算機、醫(yī)學、物理、生物醫(yī)學工程、心理學和統(tǒng)計學等多學科內(nèi)容，上述各學科之間的互相結(jié)合有力推動了醫(yī)學影像學進步。醫(yī)學影像學的發(fā)展進步，為疾病的診斷、治療及預后發(fā)揮越來越重要的作用。

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