磁共振成像（MRI）

　　前面已谈到CT是应用X线对人体某一层面扫描后，检测其透过层面的X线强度的衰减，由电子计算机运算处理而重建图像。磁共振成像与CT成像基本原理则不同。简单地说，它不是由X线透过人体强度的衰减成像，而是利用人体组织中原子核运动所产生能级和相位变化，经过电子计算机运算处理而转变成图像。

　　人体组织中大量存在并能产生较强信号的氢原子核（H）或称质子，具有自旋及磁矩的物理性能。在外加磁场的作用下，质子以一种特定方式绕磁场方向旋转。在经受一个频率与质子自旋频率相同的射频脉冲激发，便引起质子共振，即所谓核磁共振，并发生质子相位与能级变化。在射频脉冲停止激发后，质子的相位和能级又由非平衡状态转入平衡状态。亦即由激发后状态转变为激发前状态。这个过程称为弛豫过程，经历的时间称为弛豫时间（T₁和T₂）。它反映质子的运动特征。这些能级变化和相位变化所产生的信号均能为位于身体附近的接受器所测得，经过电子计算机的运算处理转变成图像。因此，构成人体组织的磁共振成像的三要素是身体组织中的质子密度和质子弛豫时间常数（T₁和T₂）。尤其是后二者在成像中起主导作用。因为人休组织之间质子密度的差异仅为10%，而弛豫时间则可相差百分之数百，甚至可以反应分子结构上的差异，这就开拓磁共振成像作为疾病诊断的广阔前景。

　　磁共振成像与CT均属计算机成像，图像都是体层图像，有共同病理生理与病理解剖基础，因此解释图像的许多原则是相同的。与CT相比，磁共振成像有以下优点：
　　①没有电离辐射，对机体无甚不良影响。
　　②可以直接作出横断面矢状面和各种斜面图像。
　　③没有CT图像中那些伪影。
　　④比CT有更高的软组织分辨率。
　　⑤不需注射造影剂可使心腔和血管腔显影。
　　但在下列几个方面不如CT：
　　①空间分辨率较差。
　　②价格十分昂贵。
　　③对体内金属起搏器、金属异物易产生“导弹效应”，属检查禁忌。

　　（一）MRI在直肠癌诊断上的应用

　　MRI与CT一样可提供直肠横断面图像信息外还可提供直肠矢状面图像。较CT优越的是其可检测到软组织内的细微变化。由于脂肪与软组织MRI信号的不同，故能较易检测到肿瘤的局部扩展。同样可以从没有增大淋巴结中MRI信号的改变诊断淋巴结的瘤转移。MRI检测肝脏瘤转移的灵敏度至少与CT相等。故MRI是术前评估直肠癌的理想检查。

　　迄今为止，多数直肠癌磁共振成像的临床经验是采用整体线圈自旋回波技术。原发肿瘤可呈局部肠壁增厚，在静注钆-DTPA后增强。毫无疑问，良好的肠道准备和利用造影剂或球囊的膨胀以扩张肠腔有利于原发肿瘤的检测。病灶的信号取决于射频脉冲系列的选择和肿瘤的组织学性质。在普通T₁序列（短TR/TE）肿瘤与直肠周围脂肪对比呈均匀低强度信号（图1B），它有利于应用该序列对壁外肿瘤扩展的检查。应用T₂系列（长TR/TE）随着回波时间的延长，病灶逐渐变亮（图2B、图1C）故而限制壁外检查的应用。但是，利用球囊膨胀与小视野照相技术，T₂序列可描绘肠壁的层次；因而该系统有助于检查肿瘤的肠壁壁内扩散。

（A）

（B）

（C）

图1 直肠癌的CT和MR检查

A、CT扫描显示一环周性有局部侵犯的直肠癌，并有一孤立增大淋巴结；
B、T₁MR图像，显示为异常淋巴结，并显示肿瘤穿透到直肠周围脂肪（箭头处）；
C、T₂MR图像，仍然可见淋巴结，但由于肿瘤信号增强，观察肿瘤向脂肪穿透能力减小

图2 直肠癌的CT和MR检查

A、CT扫描显示息肉样直肠癌肿（精箭头）
有细微软组织索条伸向直肠周围脂肪（小箭头）表示有局部侵犯；
B、T2磁共振图像，显示肿瘤信号发亮，则无法观察其对局部的侵犯

　　由于采用变更体表线圈技术，在评估肿瘤局部扩展方面已取得长足进步。应用双重体表线圈之后，肿瘤的分期已有相当大的改善；对研讨直肠癌的进一步改进措施可在应用直肠腔内线圈而得以实现。在T₂图像上浸润性癌肿肠壁内浸润呈低强度信号局限性肠壁增厚和完整肌肉层，而肌层内的浸润则表现为肌层的不连续或被等强度或较高强度信号肿瘤所阻断。

　　磁共振成像通过对信号变化的分析，可以评价肿瘤的细胞成分。这种特殊性能可用来鉴定直肠窝内的会阴肿块，亦即CT图像上常不能与肿瘤复发区别的术后骶前广泛纤维化的堆积（图3）。因为T₂自旋回波成像对液体内容物敏感，逐渐延长回波与重复时间能显示信号变化，可以辨别无细胞性斑良（纤维化）和肿瘤的复发，其表现是在回波时间延长时纤维性肿块内缺乏亮的信号。

图3 MR对纤维团块的鉴别

左图为直肠癌患者经腹会阴切除术后，CT检查发现沿会阴皱襞有小肿块（箭头）；
右图长TR/TEMR图像显示肿块呈“黑暗”（箭头）而非肿瘤无亮信号，提示为纤维块

　　对已经放射治疗患者MRI的应用价值受到一定限制。在没有肿瘤组织但有水肿的情况下也可出现亮的信号。放疗后究竟要隔多长时间MRI征象才变为可靠尚无明文规定。在一项放疗后复发肿瘤与组织学相对照的研究中发现假阳性肿块（长TR/TEMR扫描中呈亮信号）是由无细胞性水肿所产生，而假阴性扫描（长TR/TEMR扫描中的暗信号）则表示广泛结缔组织增生。

　　（二）MRI对排粪功能障碍患者的应用

　　排粪造影在揭示肛直肠机能障碍的功能与形态的异常方面已发挥它很好作用，但其投影性能和不能显示直肠周围软组织，它的应用价值常受到限制。而MRI却可以它多层面显像能力，没有电离辐射，高度软组织分辨率能使盆腔组织器官完整成像来弥补排烘造影的不足。

　　MRI能清晰地显示盆腔软组织在矢状面和冠状面图像上，并以梯度回波快速扫描技术获得患者静态、盆底收缩以及用力逼便图像。MRI还可分析组织对另一组织的相对移动性，特别在有标记部位如直肠瓣，故可用以评估直肠后壁固定在骶骨上的情况以利规划手术方案。MRI在测定肛直角与盆底位置的观察者间误差方面比排粪造影为少。但MRI必须采取平躺位置进行不能反映真实的排粪功能，常常遗漏排粪过程的许多形态和功能变化。

　　随着敞开型MR系统的诞生，在能取得患者直立的MR图像之后，MR与排粪造影相结合的MR-排粪造影才可能变为现实。

　　Hilfiker等设计并报道MR-排粪造影新技术。他们将一特置排粪造影用座凳放在一台0.5T超导式敞开型的两磁臂间（图4），患者在检查前直肠内灌入300ml左右含戊酸钆双甲基葡胺dimeglumine gadopentetate造影液。造影液内配制有土豆粉。患者坐在座椅上后，用一根可弯曲的传导/接收射频线圈绑在其骨盆的周围。根据轴定位相，计划摄取直肠肠腔矢状面多层相与排粪同步进行。每层1.5cm厚。采以下系统参数：TR/TE23.9/11.3ms，转角90°，一次激发。32cm视野连接256×128矩阵，使平面分辨能力达到1.25×2.5mm。提供每2s一幅图像，激发射频带宽12.5kHz。

图4 A 一台0.5T敞开型超导MR和系统 B 特置排粪造影用座凳

　　应用MR排粪造影可评估直肠邻近结构与间隙而不必再引入造影剂于阴道、小肠或腹腔内。直肠与周围结构如前列腺、阴道、膀胱、小肠或耻骨直肠骨均能区分得开。

　　多相位矢状面梯度回波照相能完整地分析排粪时的肛直肠角、肛管的开放、耻骨直肠骨功能、盆底位置以及会阴下降程度等。此外还可观察直肠前后壁的细微情况，MRI空间分辨能力足可描绘有关形态上的变化如内套叠与直肠膨出等（图5）。提高和每2s一张照相的时间分辨率也足以显示排粪过程的动态改变。同时显示肛、直肠周围软组织可协助评价由耻骨直肠肌反常收缩引起的盆底痉挛综合征以及由盆底软弱引起的会阴下降综合征。显示位置低下的小肠可协助诊断小肠疝（图6）。

图5 58岁妇女子宫切除后主诉便秘和大便排空不全感，静态（左）无异常发现。
排便时（右）则显示环壁套叠（长箭头）与直肠膨出（短箭头）

图6 小肠疝

74岁患者子宫切除术后主诉便秘
MR排粪造影显示有中等度小肠疝（长箭头）一直伸到阴道中部（短箭头）

　　总之，在敞开型MR系统开展的MR-排粪造影检查，虽然开展时间不长，将是另一颇具吸引力的检查排粪机能障碍新方法。