颅脑影像诊断学(第3版)
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第五节 颅脑影像检查技术的优选与联合应用

近年来,医学影像检查技术的发展十分迅速。目前临床上常用的影像检查技术包括常规X线检查、CT、MRI、超声、DSA、核素扫描(PET-CT和PET-MRI)等多种检查体系。各类检查方法的特点各异,分别适合于不同的组织、器官和疾病不同的病理生理变化。理解各种成像特点,根据疾病的病理生理变化特征,选择合适的成像方法,并在临床实践中综合应用,是临床医生,尤其是影像科医生必须掌握的原则。

一、不同成像技术和方法的比较

常规X线检查目前已实现了全数字化,基本分为CR和DR两类,又以DR为主。与CT相比,普通X线摄影的缺点是影像重叠,得到的是一幅二维的、各组织结构互相重叠的图像,其密度的大小受X线穿过一个三维物体衰减投影值大小的影响,并且没有沿射线方向上的空间深度的分辨能力,另外密度分辨率低。由于颅脑X线检查缺乏良好的自然对比,临床应用相对较少。除非在某些基层医院,没有CT、MRI等相应设备,对于部分症状较轻的外伤患者,怀疑有颅骨骨折时可以考虑采用常规X线检查。
CT检查从原理上讲也是利用了物体对入射X线的吸收差异,但成像原理完全不同,是真正断面成像。与普通X线的成像比较,CT得到的横断面图像层厚准确,无层面以外结构的干扰,图像清晰,密度分辨率高,比普通X线摄影高20倍左右。CT检查适用于颅脑外伤、脑血管意外、脑肿瘤、新生儿缺氧缺血性脑病、颅内炎症、脑实质变性、脑萎缩、术后和放疗后复查以及先天性颅脑畸形等。常规CT检查包括平扫和增强扫描,特殊扫描有CT脑血管造影(CTA)和脑血流灌注(CTP)等。CT的辐射剂量较高,单次CT检查的辐射剂量是普通X线检查的几十倍。因此,除非有明确的适应证,否则并不建议将头颅CT作为常规检查。但由于MR扫描时间较长,部分患者无法配合完成MR扫描,例如,躁动不安,意识不清的患者,部分无法采用镇静的婴幼儿,以及存在MR检查禁忌的患者,在诊断需要的情况下可以考虑采用CT检查。
MR成像主要利用了各类组织弛豫时间的不同,形成信号对比,是一种完全不同的成像方法。MR检查没有电离辐射,可以多参数成像,可提供丰富的诊断信息,图像对比度好,可以获取任意方向的断层图像,从三维空间上观察人体,同时可根据人体能量代谢变化,直接观察细胞活动情况,还可在不使用对比剂的情况下观察脑血管结构,对神经系统疾病的检查具有极大的优势。对于神经系统的肿瘤、感染、血管病变、白质病变、发育畸形、退行性病变、脑室系统及蛛网膜下腔病变的检查均优于CT;对后颅凹及颅颈交界区病变的诊断具有独特的优势。MR扫描序列主要包括T 1WI、T 2WI、T 2-FLAIR、MRA、DWI、DTI、SWI、PWI、MRS、fMRI,以及利用顺磁性对比剂Gd-DTPA进行增强扫描等。MRI可以进行三平面扫描,也可以进行三维容积扫描获得颅脑的三维结构信息。随着磁共振技术的不断进步,扫描速度不断提高,且没有辐射损伤,可反复多次检查,因此目前临床检查中头颅MR的应用频率越来越高。但MR成像速度慢,对钙化灶和骨皮质病变不够敏感,图像易受多种伪影影响,禁忌证较多为其劣势。
超声成像利用了超声波在传播路径上遇到不均匀介质界面能发生反射的物理特性,向人体内发射超声脉冲,当超声遇到人体组织和脏器界面时即有反射回波,检测这些回波信号并对其进行接收和信号处理,最后可在显示器上显示相应图像。但由于超声对颅骨会全反射,临床一般仅用于新生儿颅脑检查或者部分开颅手术患者的术中探查。
DSA主要利用了注射对比剂前后获得的图像进行相减后得到的图像,在减影图像中消除了整个骨骼和软组织结构,使浓度低的对比剂所充盈的血管在减影图像中被显示出来,从而获得更清晰的图像。适用于颅内血管性疾病,包括血管瘤、血管畸形、血管狭窄、血管闭塞、血栓形成等疾病的诊断和治疗。
PET-CT和PET-MRI代表了现代核医学影像技术的最高水平,被称为“活体分子生物学或生化断层显像”。在肿瘤和神经系统疾病临床诊断、疗效观察、治疗方案的制定等方面发挥重要作用,成为研究分子影像和基因显像的重要工具。PET与CT或MR的结合,解决了PET图像解剖定位不准确的问题,进行一次临床采集就可以同时获得解剖和功能代谢图像,可应用于颅脑肿瘤的良恶性鉴别诊断和肿瘤术前分级、术后疗效评价等。PET对脑血流和代谢疾病的定位、定性诊断方面的应用也具有独到之处,如癫痫、痴呆、短暂性脑缺血发作、基底节病变等。其优势在于使用超微量的示踪剂即可以进行活体内微量物质的检测,如受体显像和基因显像等。与传统诊断设备相比PET-CT和PET-MRI具有很高的灵敏度,但检查费用很高,且具有一定的辐射,不建议作为常规检查手段。
各类检查方法有其优点,也存在一定的局限性,没有一种影像检查技术可以完全替代其他检查。对神经系统某一类疾病或某一种疾病,常需要综合运用不同的成像技术进行检查,即使是同一成像技术,还可选用不同的检查方法,如MRI扫描中就包含T 1WI、T 2WI、T 2-FLAIR、DWI、SWI、PWI等多种检查序列。然而,这些成像技术和检查方法对于不同类型疾病的发现和诊断,都各有优势和不足,亦就是说它们的诊断价值各异。如对某一疾病,可能仅用一种成像技术的某种检查方法就可发现病变并能做出明确诊断;也有可能这一成像技术的某种检查方法虽能发现病变,但不能明确诊断,而需选用该成像技术的其他检查方法才能确诊;还有可能一种成像技术的各种检查方法均难以发现病变,而需选用其他成像技术和检查方法;再有,某一疾病有时还要综合应用几种成像技术与检查方法,方能满足诊断的需要。因此,作为一名影像诊断医师不但要熟悉和掌握各种疾病在不同成像技术和检查方法中的异常表现和诊断要点,而且还要了解和比较不同成像技术和检查方法的各自优势和局限,明确它们的适应范围、诊断能力和价值。只有这样,才能针对某一疾病,合理、有序、有效地选用一种或综合应用几种成像技术和检查方法,使疾病在最短时间和最低花费的情况下获得可靠、准确的影像学诊断。

二、不同成像技术和方法的综合应用

影像学检查时,不同成像技术和方法的综合应用十分重要,目的是为了更敏感地发现病变、明确病变的范围、显示病变的特点、提高病变的诊断准确性和正确评估病变的分期,以利于临床制订合理、有效的治疗方案。这种综合应用既包括X线检查、超声、CT和MRI这些不同成像技术间的综合应用,也包括每一成像技术中不同检查方法的综合应用。例如,在急性脑血管病的患者,通常首先行平扫CT检查,确定颅内有无急性出血。当发现急性出血时,根据出血部位、表现特征以及相关的临床资料,有可能确定为高血压性脑出血而明确诊断,也有可能疑为动脉瘤、脑血管畸形所导致的出血,此时需进一步行DSA检查或CTA、MRA检查,以明确出血的病因。若CT检查未发现有急性颅内出血表现,则可能为超急性期脑梗死,在这种情况下,还需进一步行CT灌注检查或MRI检查,其中MRI检查时除常规序列外,尚应行对超急性期脑梗死检出敏感的DWI序列。综合不同的影像学检查不仅可对神经系统疾病做出诊断和鉴别诊断,还可对患者的疾病分期、治疗方式的选择和临床疗效的判断提供依据。例如,颅内出血患者通过普通CT平扫就可发现颅内出血情况,也能判断出血量的多少,是何种性质的出血。如果是自发性颅内出血则需借助于CTA检查进一步判断是否存在动脉瘤;如果是由动脉瘤破裂造成的出血,可行DSA检查,明确动脉瘤的位置、大小、形状、再出血风险,并帮助决策进行DSA下动脉瘤栓塞治疗,还是开颅手术。栓塞治疗后可通过DSA造影判断是否已封堵成功,后续治疗可通过CT平扫观察是否有再出血情况发生。接受了脑内动脉瘤栓塞的患者,由于CT检查有较大的金属硬化伪影,随访则宜选择MRA检查,观察动脉瘤变化情况等。如此通过CT平扫及时发现疾病,通过CTA检查找到疾病的原因,通过DSA明确诊断并进行有效治疗,通过MRA扫描可以达到随访目的(图1-5-1),是综合运用各种检查手段的优势,指导完成神经系统疾病诊疗、随访的常见工作流程。又如,急性脑梗死患者,通过MRI多模态检查,DWI可以发现梗死区域,梗死范围;MRA可以发现梗死的责任血管;PWI可以发现梗死区灌注情况,从而判断是否有溶栓的必要;SWI可判断颅内出血情况,从而帮助临床判断可否溶栓。同时还可以通过颅内血管高分辨磁共振扫描判断是否有斑块存在,有助于临床后续治疗方案的制定。此案例体现的MRI扫描中不同序列的不同作用,对于临床诊断和治疗各有价值,合理使用好相应的影像学检查手段对于临床治疗大有裨益(图1-5-2)。再如,部分癫痫患者通过常规CT、MRI检查并不能发现致痫灶。但通过PET可以发现脑组织异常代谢区,再与患者的MR图像融合,有助于准确定位致癫痫灶,为临床治疗决策提供客观依据。此例体现了不同影像学检查手段所反映的代谢功能和结构优势,通过将功能与结构影像的融合,就能达到完美的检查结果(图1-5-3)。对于颅内肿瘤患者,通过CT平扫、增强;MR平扫、增强、波谱及各种不同检查序列的选择,有助于肿瘤的诊断、鉴别诊断,分期诊断、疗效监测、预后判断等。部分肿瘤具有特征性影像学表现,通过上述检查中的某一项特征即可明确诊断。部分肿瘤本身并无明显特征,此时影像学检查就存在一定的局限性,也就是并不是所有的疾病都能通过影像学检查来确诊(图1-5-4)。影像检查新技术有助于脑肿瘤的精准手术,例如,常规的MR检查中增加DTI和fMRI检查,有助于判断肿瘤累及神经纤维束和功能区的情况,并在手术时尽可能避开神经传导束和功能区,结合MRI导航技术有助于手术中病灶的准确切除。
图1-5-1 动脉瘤CT、CTA、DSA检查表现
A.CT示蛛网膜下腔出血;B.CTA显示右侧大脑后动脉P1段动脉瘤(箭);C.DSA确诊右侧大脑后动脉P1段动脉瘤(箭)
综上所述,颅脑影像学检查方法众多,较明确的是外伤患者首选CT检查,CT扫描速度快,密度分辨率高,对于判断骨折、出血等非常有效,除了在某些没有CT的医院可以考虑采用X线检查判断颅骨是否骨折外,一般不建议进行常规X线检查。对于脑血管意外患者,初选CT平扫,如怀疑急性脑梗死患者首选MRI检查,如需进一步明确诊断则行CTA、MRA及MR多模态检查(图1-5-5),如需要行动脉瘤栓塞或取栓治疗的可行DSA检查。对于颅内感染性疾病首选MR检查,常规序列包括T 1WI、T 2WI、T 2-FLAIR、DWI等,必要时行增强扫描。对于颅内肿瘤病变,首选是MR平扫加增强扫描,部分肿瘤需要进行鉴别诊断,还需行MRS、PWI、DTI等特殊序列扫描,当然对于部分存在MRI检查禁忌证的患者只能考虑采用CT等检查技术。对于部分癫痫患者,若常规CT、MR扫描均阴性者可考虑PET-MRI检查。此外,对于脱髓鞘病变和代谢性疾病MRI扫描序列中的T 2-FLAIR、DWI和增强扫描可能会有特征表现,应考虑包含在检查手段范围内。另外,对于某些特殊结构,如:海马、垂体、脑神经、颅内血管等,可进行专项的特殊扫描,否则不易得到明确的诊断。
图1-5-2 急性期脑梗死的CT、MRI、CTA检查表现
A.CT示右额颞叶梗死;B.DWI示右额颞叶大面积脑梗死;C.MRA示右侧大脑中动脉狭窄;D.颈部CTA示右侧颈内动脉闭塞(箭)
图1-5-3 左侧颞叶癫痫病灶不同检查表现
A.CT平扫示左右额叶稍不对称;B.PET示左额叶代谢减低;C.PET-CT示左额叶代谢异常;D~G.MRI图示左侧额上沟深部,额上回及额中回移行部脑皮质明显增厚(箭),累及额中回及额下回前部皮层;H.PET-MRI融合图像示功能代谢减低区明显大于解剖显示区域
图1-5-4 不同肿瘤的MRI表现
A~C.脑膜瘤,A.T 1WI示左枕叶低信号肿块;B.T 2WI示左枕叶高信号肿块;C.T 1WI增强左枕叶肿块明显强化,与脑膜相连;D~F.胶质瘤,D.T 1WI示左额叶低信号肿块;E.T 2WI示左额叶高信号肿块;F.T 1WI增强左额叶肿块轻度不均匀强化;G~J.室管膜瘤,G.右侧顶叶可见一囊实性肿块,实质成分在T 1WI上为等低信号;H.实质成分T 2WI上为稍高信号;I.增强后实质部分及囊边缘强化,呈壁结节样强化;J.MRS显示NAA下降,长回波乳酸峰倒置;K~M.血管母细胞瘤,K.T 1WI右侧小脑半球见团片状低信号,中间见点状高信号;L.T 2WI见团状高信号,周围见片状高信号;M.增强后见肿块明显强化,中间可见留空血管;N~P.转移瘤。脑实质内可见结节状长T 1长T 2信号,增强后见明显环形强化
图1-5-5 脑梗死伴出血CT、MRI表现
A.CT平扫示右侧颞叶基底节区低密度影,伴点状高密度(箭);B.T 1WI见稍低信号;C.T 2WI见片状高信号影,中间见点状低信号影(箭);D.DWI见右侧颞叶基底节区片状高信号影,信号不均匀;E.SWI见右侧颞叶基底节区条状低信号影,中间不连续;F.MRA示右侧大脑中动脉细小,分支减少
(张敏鸣 丁文洪)