第八章　骨科MRI检查　Magnetic Resonance Imaging Examination

华中科技大学同济医学院附属协和医院　孔祥泉

第一节　磁共振成像的发展历史和基本原理　The History and Fundamental Principle of Magnetic Resonance Imaging

磁共振成像的发展历史

磁共振是一种物理现象，是由美国Bloch和Purcell在1946年分别发现的，两人因此获得了诺贝尔物理学奖。磁共振作为一种分析手段广泛应用于物理、化学等领域，用作研究物质的分子结构。直到1973年，Lauterbur发表了NMR成像技术，NMR才与医学诊断联系起来。为了准确反映其成像原理，避免与核素成像混淆，现已将磁共振改称为磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)。短短10年时间，在1981年取得了人体全身磁共振的图像，使人们长期以来设想用无损伤的方法，既能取得活体器官和组织的详细诊断图像，又能监测活体器官和组织中的化学成分和反应的梦想得以实现。Lauterbur和Mansfierd因此共同获得2003年诺贝尔奖。磁共振所获得的图像异常清晰、精细、分辨率高，对比度好，信息量大，特别对软组织层次显示得好。使医生如同直接看到了人体内部组织那样清晰、明了，大大提高了诊断效率。避免了许多以往因手术前诊断不明而不得不进行的开颅、开胸、开腹探查及其他的一些探查诊断性手术，使患者避免了不必要的手术痛苦以及探查性手术所带来的副损伤及并发症。所以它一出现就受到影像工作者和临床医生的欢迎，目前已普遍的应用于临床，对一些疾病的诊断成为必不可少的检查手段。磁共振提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，它是一项革命性的影像诊断技术。因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。20世纪80年代美国政府开始批准磁共振机的商品化生产，并开始临床应用。我国从1985年引进第1台磁共振机至今已有超过1000台在工作，目前医生们越来越认识到它在诊断各种疾病中的重要作用，其使用范围也越来越广泛。现代MRI已发展到3.0以上，立体三维MRI也已经出现，极大地提高了诊断水平。

磁共振成像的基本原理

磁共振完全不同于传统的X线和CT，它是一种生物磁自旋成像技术，简单地说是利用人体中的遍布全身的氢原子在外加的强磁场内受到射频脉冲的激发，产生磁共振现象，用探测器检测并接受以电磁波形式放出的磁共振信号，输入计算机，经过空间编码和数据处理转换，最后将人体各组织形成图像，以做诊断。

MRI是用氢质子成像。氢质子带正电荷，并作自旋运动，产生磁场，并具有极性。人体内有丰富的氢质子，但其极性排列自由无序。将人体置入强大的外磁场内，外磁场使自由排列的氢质子重新排列，产生平行于外磁场的纵向磁矩(纵向磁化)。同时，质子沿外磁场的轴向做快速旋转运动，即进动。进动的速率即进动频率，而后者取决于外磁场的场强，外磁场越强、进动频率越高。质子进动的方向处在不同的位置，及失相位。纵向磁矩因叠加于外磁场上而无法测量。采用与质子进动频率一致的射频脉冲(90°)，质子发生共振，纵向磁矩消失，质子由失相位变为同步、指向同一方向(同相位)，产生横向磁矩(横向磁化)，因此可以定量测量。此时测得的MRI信号无任何意义，不能使组织成像。关闭射频脉冲，质子磁矩恢复到原来的方向，这一过程称为弛豫。弛豫有两种形式:纵向磁化恢复，其过程为纵向弛豫;质子由同相位变为失相位，横向磁化消失，其过程称为横向弛豫。纵向磁化由零恢复到原来数值的63%所需要的时间为纵向弛豫时间，称T1弛豫时间。横向磁化由最大减小到最大值的37%所需时间为横向弛豫时间，称T2弛豫时间。

T1弛豫主要取决于组织的性质。组织如脂肪的进动频率接近质子的频率，纵向磁化的时间就较短(短T1)，组织进动频率太快(如水分子)或慢(如大分子组织和固体组织)，恢复纵向磁化的时间就长(长T1)。横向弛豫与外磁场均匀性和组织特性有关。若与这两种因素同时有关，为准T2弛豫时间，常记作T2*，又称为有效(实际)T2时间，弛豫时间很短。若采用180°重聚脉冲产生自旋回波，横向弛豫不再与外部磁场均匀性有关，只取决于组织特性，信号强度随时间延长逐渐减弱，这种衰减称作自旋-自旋弛豫或T2。水的内部磁场差别不大，其质子维持同相状态的时间较长(横向弛豫慢)，故水的T2值较长，大分子的组织内部磁场差别较大，其质子维持同相位的时间较短，T2值较短。

MRI信号强度与T1、T2的关系: T1越短信号越强、T1越长信号越低; T2越长信号越强、T2越短信号越弱。另外，质子密度越高、信号越强。

生物组织的T1为300～2000ms，T2为30～150ms。体内常见的水为长T1长T2，而脂肪为短T1短T2(与水比较)。这样含水量高的组织，如肿瘤组织常比其周围组织含水量高，故T1和T2均较长。人体不同器官的正常组织与病理组织，其弛豫时间不同，这种差异可产生不同强度的信号，计算机将信号的强弱转换成灰度矩阵，即为MRI图像。通常为了获取正常不同器官组织间的清晰对比图像，应着重选择组织之间的T1差异，即T1权重像(T1WI);为了突出病理组织的对比，应着重选择组织之间的T2差异，即T2权重像(T2WI)。此即MR诊断学所谓T1看解剖、T2看病变。

第二节　MRI图像的解释　Explanation of Magnetic Resonance Imaging

正常MRI表现

骨骼肌肉系统的各种组织有不同的弛豫参数和质子密度，MRI图像具有良好的天然对比，能很好地显示骨、关节和软组织的解剖形态，加之其各种方向的切面图像，能显示X线片甚至CT不能显示或显示不佳的一些组织和结构如关节软骨、关节囊内外韧带、椎间盘和骨髓等。MRI能很好分辨各种不同的软组织，对软组织的病变较CT敏感，能显示X照片和CT不能显示或显示不佳的一些病理变化，如软组织水肿、骨髓病变、肌腱和韧带的变性等。对比剂增强MRI检查、磁共振血管造影和灌注成像等可以提供组织血供、血管化程度和血管等方面的信息。因此，MRI在骨骼肌肉系统得到越来越广泛的应用。

(一)骨髓

骨髓由造血细胞及脂肪组织构成，松质骨骨小梁构成骨髓中细胞成分的支架。依据骨髓各成分比例不同，可以分为红骨髓和黄骨髓两类，红骨髓所含脂肪、水及蛋白质的比例约为40∶40∶20，而黄骨髓则为80∶15∶5。由于黄骨髓所含脂肪比例较红骨髓高，其T1较短。正常情况下，T1WI上黄骨髓表现为皮下脂肪相似的高信号，红骨髓信号介于皮下脂肪和肌肉之间; T2WI上，红、黄骨髓信号相似，其信号高于肌肉而低于水。在高分辨率MRI上，骨骺瘢痕和较大骨小梁可呈髓内条状低信号影而被识别。

新生儿大部分骨髓为红骨髓，随着生长发育的进行，四肢骨骨髓自远端向近端顺序转化为黄骨髓。儿童期，骨髓中脂肪与造血细胞混合分布，T1WI信号可不均匀，呈斑片状高低混杂信号。青春期，仅中轴骨及股骨、肱骨近端有红骨髓分布。成年人，上述部位均可转换为黄骨髓。脊椎内红骨髓成分中可含脂肪团，表现为T1WI类圆形高信号区，类似于椎体内血管瘤。

(二)皮质骨、骨膜和关节软骨

由于皮质骨中自由质子含量很少，因此在任何序列上均表现为低信号。骨膜是紧贴非关节面处皮质骨外表面的一层菲薄纤维膜，正常情况下，MRI不能显示。关节(透明)软骨是由软骨细胞、胶原纤维、水和蛋白多糖等成分构成的复杂的层状结构。SE序列T1WI、PDWI上，关节软骨呈介于肌肉和脂肪之间的中等信号强度，T2WI上关节软骨为相对低信号，与高信号关节内液体形成对比。脂肪抑制T1WI是观察关节软骨较为理想的序列，可以增加关节软骨和邻近结构的对比度，此时关节软骨为高信号，关节积液中等信号，软骨下骨板及骨髓为低信号。

(三)滑膜结构

正常滑膜通常很薄，常规MRI上难以识别。有时在较粗厚的纤维性关节囊衬托下，滑膜可以表现为菲薄的低信号的结构。正常滑膜在增强扫描图像上不会发生强化或者仅有轻度强化。正常关节、关节隐窝、滑囊和腱鞘内通常都含有一定体积滑液，表现为T1WI低于肌肉的低信号，T2WI和STIR高信号影。

(四)纤维软骨、肌腱和韧带

关节内数种支持结构如关节盘、半月板及关节唇都由纤维软骨构成。正常纤维软骨在绝大多数序列上呈低信号。除特有信号特征外，正常纤维软骨尚有一定的形态特征。如:膝关节半月板的断面呈三角形或弯弓形;肩胛盂唇通常呈三角形，可因关节伸展和旋转程度不同而呈圆或平板状。

正常肌腱在所有序列上均表现为均匀一致低信号。MRI上，正常肌腱边缘光整，典型者，断面通常为圆、椭圆或扁平，一般其直径不会发生改变，除非是与骨连接处，肌腱会变得宽大以加大与骨的接触面。在肌腱-骨连接处，信号可以变得不均匀，局部组织成分为肌腱、纤维软骨或骨化的混合。

韧带与肌腱的组成成分相似，所有序列上都表现为低信号影。正常的韧带有一定的走行和大小，应当是由一骨连接另一骨的连续完整的结构。

(五)肌肉

肌肉和肌肉之间通常被含脂肪的间隔相隔。每一块肌肉由肌束构成，肌束与肌束之间亦有含脂肪的结缔组织分割。T1WI上高信号的肌肉间间隔与低信号肌肉形成自然对比，可以辨认不同的肌肉并且肌束间间隔使每块肌肉断面呈花纹样外观。每块肌肉有其特点的大小与形态，两端往往与低信号的肌腱相延续。

异常MRI表现

(一)骨髓异常

1.黄骨髓红髓化和红骨髓黄髓化

(1)黄骨髓红髓化:

见于体内造血功能活跃时，表现为正常黄骨髓部位黄骨髓信号转变为红骨髓信号，即T1WI信号减低但高于肌肉，T2WI信号稍高但低于水。异常信号区域可以为片状、岛状，边界往往不清。黄骨髓红髓化的过程与生长发育过程中红骨髓转化为黄骨髓的顺序相反，自近端向远端发展，黄骨髓红髓化可以分为生理性和病理性，前者见于人体应激状态、嗜烟、嗜酒、高原生活及部分运动员;后者主要见于贫血(最多见于镰状细胞贫血)，及中轴骨广泛肿瘤浸润时。一般来说，生理性红髓化不会累及腕、踝关节以远部位并且也不会穿越骺线累及长骨骨骺和骨突部位。

(2)红骨髓黄髓化:

发生于骨髓造血成分减少的疾患，如未经治疗的再生障碍性贫血及一些接受化疗、放疗患者。表象为T1WI上骨髓呈均匀高信号区。

特发性骨髓纤维化、骨髓异常增殖症衰竭期及多次输血所致骨髓含铁血黄素沉积症时，MRI所有序列上，骨髓均呈现为低信号。

2.骨髓梗死

MRI于骨髓梗死发生后1周即有异常，是诊断骨梗死最敏感的检查手段。长骨干骨骺或骨干梗死早期表现为髓腔内局限性不规则形状T2WI信号增高区域，梗死中央区域可能为等信号或稍高信号，随着梗死灶的发展，病灶边缘出现T1WI蜿蜒走行低信号环，T2WI上则为高信号。病理上为反应性水肿或纤维带。这一表现是梗死的特征，而此时常规X线片上可能尚没有钙化形成。有时T2WI上，尚可以在高信号环外周看见与之平行分布低信号，谓之“双线征”，病理上为富血供肉芽组织周边伴有骨质硬化。这一征象对于诊断骨梗死具有特异性。

3.骨挫伤

骨挫伤是一种X线平片不能诊断的骨的隐匿性创伤，一般认为是骨小梁的微骨折造成的骨髓水肿和出血。骨挫伤可由直接暴力产生，更多见的是韧带、关节囊等关节支持结构损伤而导致关节面之间的对冲撞击造成。MRI上，骨挫伤表现黄骨髓内T1WI地图样或网状分布低信号区，相应STIR或脂肪抑制T2WI为高信号。识别骨挫伤有重要意义:骨挫伤是一些平片正常的创伤患者局部疼痛的原因;分析挫伤分布的形式和范围有助于推断受伤机制，并且帮助寻找相关的并发损伤(如半月板损伤)及直到治疗方法的选择;累及关节面下的骨挫伤往往高度提示关节软骨损伤。

(二)皮质骨、骨膜和关节软骨异常

1.骨折

MRI可以显示平片难以诊断的隐匿性骨折。对于平片可以诊断的骨折，MRI也有重要诊断左右。例如:胫骨平台骨折，MRI可以多角度显示骨折线的数量和走行、骨折碎片大小和位置及关节面形态; MRI还可以显示周围软组织(如半月板损伤和韧带损伤)的损伤情况。

2.退行性改变

关节软骨退行性变表现为T2WI上软骨横行带中信号弥漫性增高，本应光整的关节面出现局限性的缺损，与软骨创伤不同，其与邻近正常关节软骨分界不锐利。MRI上关节退行性变除关节软骨的改变和关节间隙变窄外，还可见骨性关节面中断或局部增厚，关节面下的骨质增生在T1WI和T2WI上均为低信号。骨赘的表面为低信号的骨质，其内可见高信号的骨髓。关节面下的囊变区呈长T1、长T2信号，大小不等，边缘清晰。

3.炎症

MRI可以显示关节炎症患者平片不能显示关节侵蚀病灶，这些病灶表现为软骨下骨板及关节软骨的缺损区，局部代之以T2WI高信号结节或液体。MRI增强扫描可以提供滑膜炎症的信息，对于关节炎的早期诊断和预后都有帮助。

4.肿瘤

MRI可以显示起源于骨、骨膜的肿瘤，以及仅累及骨表面的邻近肿瘤，表现为正常皮质、骨膜及关节软骨信号发生异常，多数肿瘤呈长T1、长T2信号改变，有时伴有肿块形成。对于绝大多数骨肿瘤，X线片即可做出定性诊断，并且X线及CT在显示小钙化及骨化方面优于MRI。然而MRI可以敏感的显示X线片尚未出现异常的早期病变，对于X线已经明确的病变，MRI可以了解髓内浸润的有无和范围，软组织肿块的有无和大小，肌肉、血管神经受累及的情况等，这些对于判断肿瘤的预后和选择正确治疗方案有重要价值。

(三)滑膜结构异常

1.关节积液

MRI上关节积液往往并不是唯一的异常征象，多数积液是创伤、退变或炎症的结果，因此出现关节积液时，须进一步仔细观察寻找其他的特异性的异常征象。单纯性滑膜生成液体增多造成的积液，其信号强度等同于正常关节液体信号;如果关节积液还有蛋白碎片或出血产物，其信号强度会有所不同。关节内近期出血表现为层状，上层为液体，下层为细胞碎片。关节内骨折引起的关节内积血，则会出现包含脂肪的三层结构。不论关节积液的成分如何，在静脉注射对比剂后关节积液都不会立即强化。然而随着时间的推移，对比剂会或多或少的漏入关节间隙内，因此注射对比剂后一段时间(十分钟以上)扫描获得的图像上可以观察到由于对比剂扩散进入关节间隙导致的关节积液的信号改变。

2.滑膜炎症

感染、创伤、血清阳性或阴性关节炎及其他一些疾患如血友病等都会造成滑膜炎症。由于滑膜血管翳形成，炎症性滑膜较正常厚，可以表现为结节状或肿块样增厚。特别在慢性病变中。疾病病期不同，滑膜血管翳的信号特征也不相同。慢性期或衰竭期，T1WI、T2WI上滑膜均表现低信号。活动性炎症，所有序列上滑膜信号不如单纯液体均匀;此外血管翳通常位于关节软骨表面被侵蚀部位及骨皮质内。重要的是，注射对比剂后，炎症滑膜会迅速强化，不同于单纯积液。

(四)纤维软骨异常

1.创伤性撕裂

创伤引起的关节内纤维软骨损伤包括半月板撕裂、关节盂唇撕裂等，往往是创伤后疼痛或功能障碍的原因。以膝关节半月板为例，有两种征象提示半月板撕裂:一为短TE像上半月板中出现肯定达一侧或两侧关节面的异常信号影。完全位于半月板内部的高信号或可能达到关节面的不能诊断为撕裂。第二个征象为半月板形态异常，常规断面上三角形或弯弓形发生改变时可以诊断撕裂。

2.退行性变

MRI上，退变半月板、关节盘及盂唇表现为内部出现线状或球状高信号影。退变信号到达关节面提示退变性撕裂，可在关节镜下观察到。随着年龄症状，纤维软骨还会发生软骨钙化，有时短TE序列上钙化呈高信号。对于钙化延至关节面的半月板、盂唇或关节盘，MRI表现会类似于撕裂。同平片一起观察，会减少将钙化误诊为裂伤的风险。

(五)肌腱和韧带的异常

1.肌腱退变

肌腱退变是肌腱断裂的主要危险因素。临床上，最常见发生退变的肌腱有肩袖、肱二头肌长头腱、腕桡伸肌腱、臀中肌肌腱、跟腱。MRI上，肌腱退变表现为肌腱大小、轮廓、信号强度的异常。最常见征象为肌腱局限性或弥漫性肥大，见于跟腱;少见情况下，退变使肌腱失去弹性，在肌肉收缩的牵拉下变长，表现为肌腱萎缩拉长，见于胫后肌腱。肌腱轮廓模糊是肌腱退变的另一个表现。退变肌腱的信号可以正常，亦可发生改变。通常退变肌腱内部T1WI及PdWI上信号增高，T2WI信号强度应低于水，如果T2WI肌腱信号等于水或者虽然信号低于水，但异常信号达肌腱外表面则提示肌腱断裂。

2.肌腱断裂

肌腱断裂见于贯通伤、牵拉伤或自发性断裂，一般而言断裂发生于已有异常(如:退变、炎症)的肌腱。完全性断裂表现为肌腱纤维连续性的完全中断，T2WI上，如果断裂间隙中充有液体，显示为高信号带。然而如果瘢痕或肉芽充填于两端之间(肌腱修复后常见)，缺损部位就不一定为高信号。

3.韧带损伤

韧带急性损伤称为韧带扭伤，可以导致关节疼痛和失稳。扭伤可发生于韧带内部，也可见于韧带-骨附着部位。多数韧带扭伤临床可以明确诊断，MRI用于正式损伤、损伤的严重性及发现其他异常。韧带完全撕裂表现为韧带纤维不连续，断裂纤维之间出现T2WI高信号。

(六)肌肉

肌肉疾患的种类繁多，包括创伤、神经源性疾患、炎症、肿瘤及先天性疾患等，MRI的成像特征，使其在肌肉病诊断中的应用逐渐得到重视。

1.肌肉萎缩和肌肉肥大

肌肉体积较正常小者称为肌肉萎缩，较正常大者称为肌肉肥大，往往需要双侧对比来识别。肌肉萎缩或肥大，MRI上仅有肌肉体积改变，信号与正常肌肉信号一致。肌肉萎缩见于失用性萎缩，如长期卧床及缺乏锻炼者，骨折后患肢功能丧失等;肌肉肥大有时临床体检可触及肿块，MRI上典型肌肉纹理和信号特征可以确定诊断。

2.脂肪浸润

肌肉内脂肪成分明显增加而肌纤维绝对或相对性减少，见于先天性肌肉疾患和肌肉失神经分布情况。MRI表现T1WI肌肉断面脂肪高信号增加而肌纤维等信号减少，呈花斑状。有时肌肉内堆积脂肪过多可致肌肉体积增大，称为假性肥大，MRI可助鉴别。

3.肌肉水肿

肌肉创伤、炎症、肿瘤浸润、邻近组织压迫都会造成肌肉水肿，表现为沿着肌间隙呈羽状分布的T2WI及STIR高信号。仔细分析水肿部位、范围及邻近组织状况有助于寻找病因。

4.肿块

肌肉肿瘤繁多，如:血管瘤、神经鞘瘤、横纹肌肉瘤等。仔细分析肿块信号特征及分布特征有助于定性诊断。

第三节　运动系统MRI常用检查技术　Examination Techniques of MRI for Locomotor System

MRI最初用于运动系统时，由于骨质氢质子含量较少且囿于机器硬件的限制，成像不甚理想，甚至有学者认为骨关节系统是MRI检查的“盲区”。随着MRI硬件和软件的发展，运动系统MRI检查已经成为影像学研究的前沿课题的临床应用热点。MRI的临床应用是建立在不同的MR序列上的，本节简要的介绍运动系统MR检查常用的序列。

自旋回波(SE)序列

(一)T1WI

T1WI是结缔组织和肌骨系统MR成像的基本序列。脂肪、顺磁性物质(如某些血液分解产物)表现为高信号，肌肉和大多数病变为中等信号，骨皮质和钙化为低信号。该序列伪影较少，信噪比高，对解剖定位、鉴别脂肪和血肿特别有意义。

(二)质子加权(PDWI)

这一序列在结缔组织和肌骨系统MR检查时较少应用。若与预饱和法脂肪抑制技术合用，对显示骨髓、软骨及软组织病变非常有用。

(三)T2WI

T2WI应用早期是描述病理变化最重要的序列，但检查时间很长，对运动和血管搏动产生的伪影特别敏感。相比较而言，液体和大多数病变呈高信号，脂肪和肌肉信号强度较T1WI低。现在T2WI基本上由改进后的具有较短时间的序列来获得，如快速自旋回波序列和梯度回波序列，这些高级成像技术现在已经基本替代了传统的SE序列。

快速自旋回波(TSE或FSE)序列

FSE是从多回波自旋回波发展而来。FSE序列具有明显T2WI加权性质，其能得到快速的自旋回波T2加权像，且不损失对比度，因此目前已经基本替代了SE序列的T2加权像。FSE可进行薄层的3D T2加权扫描，当用于头部时其层厚可薄至1mm且扫描时间不超过5分钟。因扫描速度快，可进行高分辨扫描，亦可增加采集次数以提高图像质量。同样因其扫描速度快、明显降低了对运动的敏感性，因而对易于出现流动伪影和运动伪影区域的检查特别有利，例如脊髓和腹部。FSE序列的不足主要有两点:①脂肪信号在T2加权像上比SE序列高，易造成模糊伪影，干扰与脂肪组织相邻病变的定性，这在四肢成像时明显;临床上常采取频率选择性脂肪抑制来改善;②FSE序列对局部磁场的变化不明感，对小的出血性病变(如隐匿性动静脉畸形)和血肿性病变的显示不利，临床上常结合更加敏感的GRE序列来克服。

梯度回波(GRE)序列

GRE是目前MR快速扫描序列中最为成熟的方法，其不仅可缩短扫描时间，而且对图像的信噪比和空间分辨率无明显影响。

(一)基本GRE技术

最早的GRE技术，因伪影较多现已很少使用。

(二)去除剩余磁化的GRE序列(FLASH类)

该序列又称扰相梯度序列(SPGR)，其特点是在每次信号监测后在层面选择梯度上再加“扰相梯度”，使残留的质子横向磁矩去相位，从而使纵向磁化矢量达到稳定状态。所以该序列在显示T1方面比较优越。小翻转角扰相GRE序列结合抑脂对观察软骨价值很高，特别是关节软骨损伤和退变，这是近年来的研究热点之一，但须指出的是，该序列的磁敏感伪影较明显。

(三)利用剩余磁化的GRE序列(FISP类)

该序列又称稳态自由感应衰减梯度回波序列(GRASS)。该序列常用于椎管造影和血管造影。该序列对三维资料的采集和多平面重建非常有用，特别是关节成像(如观察膝关节十字韧带损伤及腕三角纤维软骨撕裂)。另外该序列对观察椎间盘突出和神经孔狭窄显示效果也较好。

(四)超快速MRI技术

快速SE序列和快速GRE序列成像时间缩短到秒级，已经能够观察机体的各种动态过程。但要获得人体的功能信息，彻底消除运动的影响，则需要30～50ms范围内的毫秒级成像，及超快速MRI技术。平面回波成像(EPI)是目前最快的成像技术。目前EPI主要应用于脑扩散、灌注和功能成像、心脏成像。在肌骨系统，超快速MRI序列主要用于关节的电影运动分析和动态对比增强。

(五)脂肪抑制技术

脂肪抑制序列对检查轻微的骨和软组织挫伤、炎症和肿块有相当的价值，因这些病变常被高信号的脂肪组织所掩盖，而行脂肪抑制后其会被清晰显示。脂肪抑制序列有多种，各有利弊。

(六)对比增强和动态增强成像

静脉注射Gd剂对比增强与CT增强扫描的原理基本一致，其无特异性。在肌骨系统，Gd对比增强可用于鉴别慢性炎症、液体和实性成分，原发性或继发性骨肿瘤、骨髓水肿和浸润。目前的研究认为，Gd对比增强对骨肿瘤的定性仍受限制，还不能作为常规来评价骨肿瘤。

(七)MRI关节造影

1.直接关节造影

关节腔内注入1∶250 Gd-DTPA稀释的生理盐水，以观察关节内结构，但此检查方法有创伤、检查时间较长，现在临床应用较少。

2.间接关节造影

静脉注射Gd-DTPA后造影剂在关节内弥散速度较慢，文献报道最大增强在注药1小时后。而关节运动后(5～10分钟)可明显增加造影剂的弥散速度;合用脂肪抑制序列增强效果更加明显。MRI关节造影可以用来评价肩袖撕裂、关节盂缘撕裂或膝部软骨缺损等情况。在评价半月板、术后半月板和椎间盘方面要优于常规MRI，也可用于骨关节病的分期。

(八)MRA

MRI血管成像技术在肌骨系统主要用于观察肢体血管，但一般不用以观察肿瘤血管。MRA的成像技术有多种，在此不一一赘述。

(九)MRI频谱分析和频谱成像

其能提供特殊的代谢和生化信息，估计组织在分子水平上的差异。近年来的研究结果显示，频谱分析能够在一定程度上帮助鉴别良恶性骨肿瘤。

(十)MRI电影检查

多数关节疼痛只有当关节处在特定的位置时才能引发。关节的MRI功能检查是将断面成像的优点和关节功能评价结合在一起，同时还能评价关节的软组织情况。关节因肌肉的不平衡收缩造成的不协调，易发生位置变化，甚至软骨撕裂。关节运动检查对判断这些改变很有价值，电影MRI是观察关节运动的敏感方法。

第四节　脊柱疾病的MRI诊断　MRI Diagnosis of Spinal Diseases

正常脊柱MRI解剖

颈椎正常MRI解剖(图8-4-1～8-4-4)颈椎呈生理性前凸弯曲，C3～C7椎体逐渐宽大。C2齿状突常因部分容积效应于T1WI上呈现略低信号，其基底部因残留软骨联合而显示无信号横条为正常征象，勿认为骨折。颈椎椎体骨质在T1WI因椎体含较多脂肪组织而呈较高信号，在T2WI脑脊液和椎体后缘皮质骨及后纵韧带界面可以清晰显示。椎间盘呈楔形，前面较厚; T1WI上椎间盘中央为略高信号的髓核，其周围环绕低信号边，代表椎间盘纤维环和相邻骨皮质。T2WI上椎间盘显示为高信号。椎间小关节软骨在T1WI和T2WI上均呈中等信号强度。C2～C6椎体侧方横突孔内有椎动脉和小静脉，在T2WI上显示为高信号的管状结构。颈椎前、后纵韧带在T1WI和T2WI上均为低信号影，在矢状位上显示清楚;但椎体后缘皮质骨亦呈低信号影，二者往往不易区分。低信号的后纵韧带后方为条状略高信号的硬膜外静脉丛，其在椎间盘水平常不连续、且在正中矢状位不显示。黄韧带在椎管后部、附着于相邻椎板，其信号强度与肌肉相仿或略高于肌肉。

胸椎生理曲度后突，椎体前后高度不等、胸椎椎体从上到下逐渐增大，其横径与前后径大致相等。在SE序列T1WI胸椎松质骨部分呈中等信号强度，随着年龄增长，髓腔内脂肪成分增多，在T1WI上松质骨呈斑点状或弥漫性高信号。胸段椎间盘比颈、腰段较薄，在横轴位上似心形，髓核位于中央偏后方。椎间盘在SE序列T1WI上呈中等信号强度、中央部分较周围信号略低;在T2WI上则相反，中央呈相对高信号。胸椎椎间盘的厚度和横径与椎体大小一样、自上而下逐渐增大，椎间盘厚度均匀一致。

腰椎椎体信号与胸椎表现一致。椎体终板覆盖有软骨，与椎间盘相连，在T1WI和T2WI上均为低信号影。腰椎间盘呈肾形，前厚后薄;椎间盘在SE序列T1WI上呈中等或低信号，其中部较周围低，外周部分纤维环与前厚纵韧带汇合处信号更低。30岁以上人群中约90%在T2WI椎间盘中央可见到一水平走行的低信号区，称为髓核裂，由髓核与同心纤维环的内层软骨纤维组织构成，属于正常表现。

脊柱退行性变

椎间盘变性表现为椎间隙变窄，T2WI上椎间盘呈中低信号，失去正常夹层样结构。椎间盘内积气和钙化在T1WI和T2WI上均呈低信号或无信号区。椎间盘膨出显示为纤维环低信号影响四周均匀膨隆，硬膜囊前缘和两侧椎间孔脂肪呈光滑、对称弧形压迹，高信号的髓核仍位于纤维环之内。椎体边缘骨质增生或骨赘表现为椎体终板前后缘骨皮质呈三角形外突的长T1短T2信号。相邻椎体终板及骨髓信号常有三种改变:

(一)长T1、长T2信号

病理基础为椎体终板破裂，富血管的肉芽组织侵入邻近的骨髓中，致T1、T2时间延长，增强扫描有明显强化。

(二)短T1中等T2信号

病理基础为椎体终板下骨髓内脂肪沉积明显增多(黄骨髓转换)。

(三)长T1短T2信号

代表椎体终板的骨质增生、硬化表现。X线片和CT只能显示最后一种改变。黄韧带、后纵韧带的肥厚、钙化或骨化均表现为长T1短T2信号，有时与周围骨结构不易区分(图8-4-4)。

椎间盘突出MRI表现分为直接征象和间接征象:

(一)直接征象

1.髓核突出 突出于低信号纤维环之外，呈扁平形、圆形、卵圆形或不规则形。信号强度依髓核变性程度而异，一般呈等T1、中长T2信号，变性明显者呈短T2信号。髓核突出与未突出部分之间多有一“窄颈”相连。

2.髓核游离 髓核突出于低信号的纤维环之外，突出部分与髓核本体无联系。游离部分可位于椎间盘水平，也可移位于椎间盘上(下)方的椎体后方。

3.Schmorl结节 为一特殊类型的椎间盘突出，表现为椎体上(下)缘半圆形或方形压迹，其内容与同水平髓核等信号，周边多绕一薄层低信号带(图8-4-5)。

(二)间接征象

1.硬膜囊、脊髓或神经根受压 表现为局限性弧形受压，与突出的髓核相对应，局部硬膜外脂肪间隙变窄或消失。

2.受压节段脊髓内等或长T1长T2异常信号，为脊髓内水肿或缺血改变。

3.硬膜外静脉丛受压、迂曲 表现为突出层面椎间盘后缘与硬膜囊之间出现短条或弧状高信号。

4.相邻骨结构及骨髓改变如前述。

脊柱外伤

MRI检查对观察椎体周围韧带、脊髓损伤情况和椎体挫伤较好。可行横轴位、矢状位及冠状位或任意断层扫描，可以清晰显示椎体及脊髓损伤情况，并可观察椎管内是否有出血，还可以发现平片及CT未能发现的隐匿性骨折并确定骨挫伤的范围(图8-4-6)。

MR平扫T1W矢状面:①第T12呈粉碎性碎裂，前后径拉长，上下径变短，信号呈低等信号改变;②第L1椎体中心信号条索状减低，外形轻度变扁，轻微后突;③脊髓圆锥处向后挤压变弯曲，圆锥处变粗、肿大。MR平扫T2W矢状面:上述骨折、脊髓及椎间盘信号变成不均匀高低信号。

强直性脊柱炎

骶髂关节常有典型MRI表现。关节间隙血管翳为长T1长T2信号，明显强化，与侵蚀灶相延续(图8-4-7)。平扫加增强可以100%地诊断出炎症，并可根据强化的程度来判断病变的活动性，是最敏感的影像学方法。MRI发现强直后脊柱骨折比平片敏感，并能显示出脊髓受压情况等。

第五节　髋关节的MRI诊断　MRI Diagnosis of Hip Joint Diseases

正常髋关节MRI解剖

良好的MRI图像不仅可以显示股骨头皮质，尚可直接显示关节软骨、关节滑液、关节内脂肪、纤维囊、韧带以及关节周围肌肉和神经组织。

股骨头呈短T1短T2骨髓信号，部分T1WI和T2WI均可显示低信号的骺线痕迹。冠状位上骺线痕迹外三分之二近水平走行，内三分之一向内下走行。矢状位和横轴位上骺线痕迹为前后走行，凹面分别向下和向外。部分因压力骨小梁粗大而现实类似CT所示“星芒结构”的低信号斑点。关节盂缘由纤维软骨构成，T1WI和T2WI均为低信号。关节内滑液呈细线样分布于股骨头颈和关节囊之间，表现为长T1、长T2信号。关节内纤维脂肪组织见于髋臼窝内，若以脂肪为主，则信号与骨髓信号大致相同。因红黄骨髓的不均匀转换，髋臼、股骨头颈和耻骨可显示为不均匀信号。

股骨头缺血性坏死

分为股骨头骨骺缺血坏死和成人股骨头缺血坏死。

(一)股骨头骨骺缺血坏死

又称Legg-Perthes病或扁平髋。早期MRI表现为滑膜炎和少量关节积液。短T1、中等T2信号的骨骺出现延迟或变小，骺软骨和骺板软骨明显增厚。随着病变进展，骨骺变扁，并呈长T1、短T2信号改变，或同时出现条带状、结节状及不规则形长T1、长(或短)T2信号区。干骺端近骺板处显示类圆形长T1、长T2信号结节，伴长T1短T2信号缘，和(或)干骺端大部呈长T1、等长T2信号区。骺软骨及骺板软骨厚薄不均。病变中晚期骺线不均匀变窄或提早消失。股骨颈短粗，大转子增大并上移。骨骺信号可逐渐恢复正常，但形态较对侧扁平。骺软骨不同程度增厚且可不连续。关节囊亦较对侧增厚达3mm以上。关节内游离体常见，T1WI和T2WI均呈低信号(图8-5-1)。

(二)成人股骨头缺血坏死

发病率远远高于儿童。在比较影像学的范畴内，MRI是仅次于核素检查、早期诊断股骨头缺血坏死的敏感的检查方法。病变大多表现为股骨头前上部边缘的异常条带影，T1WI上为低信号、T2WI亦为低信号或两条内外并行的信号带，与CT上的硬化带或并行的透光及硬化带相对应，此即为双线征、为较特异的诊断征象。双线征中外侧低信号带为增生硬化骨质所致，内侧高信号带为肉芽纤维组织修复的结果。条带影所包绕的股骨头前上部可呈四种信号特点:

1.正常骨髓信号。

2.长T1、长T2组织信号。

3.长T1、短T2组织信号。

4.短T1、长T2组织信号。

其中长T1、长T2组织信号多为圆形或不规则形，分布于股骨头前上部病变的周边区，尤以异常信号带附近最多见。异常信号带远侧的正常骨髓信号内亦可出现长T1、长T2组织信号或长T1、短T2组织信号;长T1、长T2信号多呈大片状，边界不清，可经股骨颈延伸至转子间髓腔，为骨髓水肿或肉芽组织增生所致。MRI可直接显示髓腔组织的异常改变，与X线片和CT相比可较早地对股骨头缺血坏死作出诊断。Gd-DTPA静脉注射后动态扫描有助于发现轻微的灌注减低区也是早期诊断的有效方法(图8-5-2)。

第六节　膝关节的MRI诊断　MRI Diagnosis of Knee Joint Diseases

正常膝关节MRI解剖

膝关节的MRI解剖较好地呈现在轴位、冠状面和矢状面上(图8-6-1)。

膝关节是一个可以屈、伸、前后滑动和内外旋的复合关节。大部分关节面在股骨内外髁和髌骨表面。

膝关节有两个半月板，一个在内侧间室，一个在外侧间室。内侧半月板是半环形的，外侧半月板几乎是完全的环形。外侧半月板前角和后角是等大的。内侧半月板后角比前角大，并与内侧副韧带深层牢固附着。半月板在下方和周缘与胫骨附着。前角附着于横韧带(图8-6-2)。外侧半月板后角被腘肌腱穿过。腘肌腱从股骨外踝的后下方过来。外侧半月板后角被通过后交叉韧带后方的Wrisberg韧带(图8-6-3)和不常有的通过后交叉韧带(PCL)前方的Humphrey韧带(图8-6-4)，固定于内侧股骨髁。半月板起着缓冲碰撞、关节内营养关节液分布负荷传导和加强稳定的重要功能。正常成人半月板在全部脉冲序列是同质低信号。儿童在他们的半月板内通常有间质信号。

前后交叉韧带对膝关节的稳定是重要的，二者是关节内滑膜外结构。前交叉韧带(ACL)向斜侧面到胫骨前面。MRI显示ACL是低于中间信号的笔直连续条纹带。PCL从股骨内髁的踝间窝外侧面到胫骨平台后嵴，MRI示PCL为单一低信号的柔和凸状弯曲结构。

在MRI看到的内侧副韧带(MCL)为连接股骨和胫骨的薄曲线结构的低信号。MCL具有浅层和深部部分。多数浅层部分起自内侧股骨髁，止于恰在鹅足深部的内侧胫骨干骺端。深层部分牢固地附着于内侧半月板。两部分在前方联结，形成髌骨内侧支持带。一些可辨认结构位于外侧，外侧副韧带起自外侧股骨髁，附着于腓骨头前上表面。股二头肌腱向后附着于外侧副韧带。髂胫束向前外附着于胫骨外侧的结节。

膝周围的重要肌腱包括股四头肌腱和髌腱。虽然股四头肌腱在T1序列于髌骨附着处有条纹现象，但这些肌腱的MRI显示单一低信号。如果将膝置于轻度过伸位，髌腱可变得弯曲。髌下脂肪垫是纤维脂肪结构，位于髌腱和股骨胫骨间的间隙。

滑膜隔离了关节的内表面，分出若干重要滑囊。髌上滑囊发育成独立结构，通常与关节相通，当皱襞从外侧向内侧萎缩时，形成髌上囊。深部的髌下滑囊位于髌腱与胫骨结节结合部。滑囊常在髌骨和髌腱前方。另一重要滑囊是后内滑囊，与腓肠肌和半膜肌腱有关。关节和滑囊间的交通常产生腘窝囊肿。

股骨、胫骨和髌骨是膝关节的主要骨结构。骨髓信号变化多样。在从儿童到成年的一生中，红细胞生成骨髓最终转换为脂肪骨髓。但成人可以继续有红细胞生成能力，在T1序列与脂肪骨髓特征高信号相比，呈现斑状和较低信号。髌骨是有厚关节软骨的最大籽骨。

外侧、内侧和前方肌肉群在膝部被观察到。外侧群由股二头肌、外侧腓肠肌、腘肌和跖肌构成;内侧群由半膜肌、内侧腓肠肌、缝匠肌和股薄肌构成;前群由股中间、内侧、内斜、外侧和直肌构成。

四个主要神经血管结构是:腘动脉、腘静脉、胫神经和腓总神经。

半月板病变

(一)盘状半月板

又称盘状软骨。其发生于外侧半月板的几率远高于内侧半月板。盘状半月板表现为半月板的增宽、增大、增厚。在MRI上的主要表现为:

1.5mm矢状位扫描 有3层或3层以上显示半月板前后角相连，形成上下面平直或略凹的条状结构。

2.矢状位 显示半月板后角显著增厚，形成尖端向前的楔形。

3.冠状位 显示半月板体部的中间层面及半月板体部最窄处的宽度大于15mm，约占整个胫骨平台宽度的20%以上，半月板中央高度超过3mm。

4.盘状半月板外侧缘高度高于对侧2mm以上。

5.盘状半月板内常出现不规则形高信号(退变、损伤所致，此种信号改变在青少年即可出现)。

6.易发生囊变和撕裂。

(二)半月板损伤(图8-6-5)

正常半月板在MRI图像的任何序列上都呈低信号。以T2WI加脂肪抑制显示半月板最好，关节液和关节软骨均为高信号，与低信号的半月板形成良好对比。诊断半月板撕裂必须在矢状面和冠状面上都看到半月板内线形高信号影延伸至其表面。而线形或球形高信号影且不延伸到表面的则代表半月板的慢性创伤或变性。以关节镜为标准，MRI诊断半月板撕裂的准确率为90%～97%，特异性为94%。假阳性率高于假阴性率。假阳性的原因主要是将膝横韧带与外侧半月板相邻的腘肌腱鞘等误认为半月板撕裂。常用三级系统区分半月板内信号: 1级为卵圆形和圆形高信号; 2级为线形高信号; 1级和2级高信号均不与半月板上下关节面相通，通常1级和2级信号指示半月板间质改变，不能报告为“撕裂”。3级表示一个确定的“撕裂”概念，半月板内异常高信号与关节面相通。

膝关节韧带损伤

MRI可以直接显示韧带、肌腱。正常韧带、肌腱在所有MRI序列上都表现为低信号影。不完全撕裂表现为T2WI上韧带低信号影中出现散在的高信号，其外形可以增粗，边缘不规则。完全中断则可见到断端。

(一)内、外侧副韧带复合体损伤

稳定膝关节内侧的结构有内侧副韧带、收肌腱和深部关节囊韧带，紧邻内侧半月板，共同称为内侧副韧带复合体。外侧副韧带复合体损伤少见。损伤后因水肿、出血而信号增高，并可见增厚、变形和(或)中断。

(二)前、后交叉韧带损伤

膝关节外旋15°～20°的MRI矢状面扫描显示前交叉韧带最佳(图8-6-6)。正常前交叉韧带表现为直条形或扇形(在股骨附着处较宽)低至中等信号影，有时表现为二、三束互相分离的纤维束，其信号常较后交叉韧带高，为前交叉韧带纤维较分散，容积效应所致。膝关节伸直或轻度屈曲时，后交叉韧带在矢状扫描上为弓形低信号影(图8-6-7)。MRI是显示交叉韧带撕裂的最佳影像学方法，共同特征为:冠状面和矢状面上见不到正常的交叉韧带;或交叉韧带中断、增粗，边缘不规则或呈波浪状，其内出现局限性或弥漫性T2WI高信号影。

腘窝囊肿

所有能引起膝关节持续性积液的疾病均可引起腘窝囊肿。长期关节积液在成关节内压力增高，腓肠肌囊和半膜肌囊贯通，形成腘窝囊肿，又称Baker囊肿，位于腓肠肌内侧头和半膜肌内侧缘之间。另外，周围的囊肿亦可蔓延至腘窝，其中包括外侧腓肠肌囊肿、半月板周围囊肿、胫腓近侧关节囊肿等。MRI显示腘窝囊肿以轴位和矢状位最佳，尤其横轴位，其能够显示腘窝囊肿和关节腔相通情况，以及病灶与腓肠肌内侧头、半膜肌、半腱肌之间的相互关系。腘窝囊肿呈典型的长T1长T2信号，境界光整，可有分叶及分房征，囊肿内有出血时可出现液血平面;有时可见囊肿与关节腔狭颈相连(图8-6-8)。

色素沉着绒毛结节性滑膜炎

是一种原因不明的关节病变，主要累及关节滑膜、滑液囊和腱鞘。其他命名有腱鞘巨细胞瘤，增生性滑膜炎等。因增生结节有含铁血黄素，典型表现为任何序列都是低信号的软组织肿块(与肌肉相比)，边缘清晰。其中的钙化和血管流空影也为低信号，而其内血管翳、液体、囊变为长T1、长T2信号。载脂巨细胞的聚集区为局部T1WI高信号，T2WI中等信号。MRI发现骨侵蚀比传统X线敏感。增强后，增厚的滑膜明显强化，而滑液不强化，借此可以区分二者。MRI还可以明确韧带、滑囊和软骨的侵犯。

第七节　运动系统肿瘤的MRI诊断　MRI Diagnosis of Locomotor System Tumors

运动系统肿瘤的MRI观察和分析

骨肿瘤的影像学检查在诊断中占重要地位，它不仅能显示肿瘤的准确部位、大小、邻近组织的改变以及肿瘤的侵犯范围，对多数病例还能判断其为良性或恶性、原发性或转移性，这对确定治疗方案和估计预后非常重要。影像学检查对骨肿瘤良恶性的判断准确率较高，但由于骨肿瘤的影像学表现具有多样性，恒定的典型征象不多，因而确定肿瘤的组织类型在多数情况下仍较困难。正确的诊断有赖于临床、影像学表现和实验室检查的综合分析，最后还需同病理检查结合才能确定。

(一)运动系统肿瘤MRI特点

大部分病变包括良恶性骨肿瘤、感染、积液和水肿等，T1和T2弛豫时间均延长。弛豫时间的延长是由于细胞通透性的改变导致自由水或积聚水的增加。因此，不能以MRI的信号变化来判断肿瘤的性质。但是MRI组织分辨力高于常规X线和CT检查，故对髓腔异常和软组织肿块的显示较为敏感，尤其是对骨髓的肿瘤或浸润更为敏感。

1.良恶性肿瘤的鉴别

普通X线和CT对肿瘤良恶性的判断标准同样适用于MRI。良性肿瘤通常与邻近骨髓及周围软组织有清楚锐利的边缘，而恶性骨肿瘤境界模糊且有局部浸润倾向。除了神经源性肿瘤和血管瘤以外的大多数良性肿瘤在T1WI上表现为与肌肉比较相等或稍低信号，T2WI表现为略高于肌肉的稍高信号。而大多数恶性骨肿瘤T1WI上表现为均质的低信号，T2WI上则表现为不均质的高信号。虽然MRI信号能够反映肿瘤的组织成分，但特异性不高。静脉注射Gd-DTPA后快速动态扫描对于良恶性肿瘤鉴别有重要意义，但仍须组织检查确诊。

2.肿瘤特征性MRI信号

骨皮质、钙化、纤维组织(韧带、肌腱、纤维化、瘢痕组织等)、空气和异物等在所有MRI序列上均呈恒定的低信号。而某些组织成分可以通过不同的信号形式表现出来，例如肿瘤(如脂肪瘤、脂肪肉瘤和脊椎血管瘤)中的脂肪组织在T1WI上为高信号，在T2WI上为中等信号;囊性病变及肿瘤的液化呈长T1长T2信号，增强扫描无明显强化。但是部分囊肿(富含蛋白质或新鲜出血)在T1WI上呈高信号。少数病变T2WI呈低信号，因为去氧血红蛋白(急性出血)或含铁血黄素(慢性出血)使T2缩短。

(二)骨肿瘤的定性和分期

在骨肿瘤的定性诊断中MRI能够显示骨肿瘤的形态和活动性质，尤其对骨髓和软组织的侵犯或浸润显示较为敏感。大多数学者都认可MRI是骨肿瘤局部分期最准确、可靠的方法。MRI显示骨肿瘤髓内浸润范围与肿瘤切除标本中的情况一致性非常高，且能评估病变对神经血管束的累及情况。增强扫描在一定程度上能反映肿瘤的生物学活性，区分肿瘤与瘤周水肿，对于保留肢体手术有指导意义。

(三)肿瘤的存活力和疗效判定

1.肿瘤内的活性细胞和变性部分均呈长T1长T2信号

平扫鉴别有一定困难，增强扫描在一定程度上可以区分活性细胞和肿瘤变性部分:一般前者强化明显而后者呈弱强化或不强化。但须指出的是，现在临床使用的Gd为小分子物质，可能通过细胞外间隙弥散到肿瘤变性坏死区域，使之出现延迟强化。因此，有时须行动态增强扫描来鉴别肿瘤活性部分与变性部分。

2.恶性骨肿瘤术后和放化疗后

可引起软组织缺损、水肿和瘢痕形成、积液、脓肿、血肿等，对此MRI更加敏感。

3.MRI对常规X线、CT不能检出的肿瘤复发、残留(与周围组织的术后改变不易分辨)有一定价值

特别是增强扫描能够鉴别肿瘤复发和瘢痕组织。

常见恶性骨肿瘤

(一)骨肉瘤

骨肉瘤是最为常见的骨原发性恶性肿瘤，其恶性程度高，发展快，多早期发生肺转移。骨肉瘤按其发生的部位可分为髓性骨肉瘤和表面骨肉瘤，前者发生于髓腔，约占全部骨肉瘤的3/4，后者发生于骨表面。在此主要讨论髓性骨肉瘤。MRI能够更加清楚和真实地显示肿瘤组织在髓腔和周围软组织内的侵犯范围。冠状位和矢状位T1WI易于显示肿瘤的“跳跃”病灶，肿瘤对骨骺和关节侵犯及肿瘤与肌肉、神经、血管等周围正常结构的关系。

多数骨肉瘤T1WI呈不均匀低信号或混杂信号，T2WI呈不均匀高信号或以高信号为主的混杂信号;肿瘤境界清楚或不清楚。脂肪抑制T2WI上显示部分病灶周围大片状长T2信号。其中肿瘤骨呈斑片状、结节状或不规则形长T1短T2信号结构。出血为斑片状短T1等长T2信号。液化-坏死区呈明显长T1长T2信号，并可形成液-液平面。骨皮质破坏在T2WI显示较好，示低信号的骨皮质内含有高信号的肿瘤组织，从而出现骨皮质中断和缺损。不伴钙盐沉积的不规则骨膜增生和水肿在T2WI上表现为高信号的厚环征。在冠矢状位上可以显示低信号的骨皮质和稍高信号的软组织之间存在的较低信号的骨膜三角。血供丰富的肿瘤内见点状、“蚓状”流空条纹。瘤周组织内多伴有不均匀长T1长T2信号的水肿影，其可能掩盖其中的肿瘤子灶。静脉快速注射DTPA后显示肿瘤早期边缘强化明显而瘤中央充盈延迟，显著不同于良性肿瘤。瘤体内因瘤骨、出血、肿瘤组织变性而导致肿瘤明显强化不均匀。少数骨肉瘤强化均匀(图8-7-1)。

(二)软骨肉瘤

软骨肉瘤是起源于软骨或成软骨结缔组织的一种较常见的骨恶性肿瘤。软骨肉瘤的发病率仅次于骨肉瘤，占骨恶性肿瘤的16.1%，在骨的良恶性肿瘤中，为6.5%，占第四位。MRI T1WI上软骨肉瘤表现为等或低信号，恶性度高的信号强度常更低; T2WI上，低恶性度的肿瘤因含透明软骨而呈均匀的高信号，但恶性度高的信号强度不均匀。钙化和骨化均呈低信号。由于MRI能清楚显示软骨帽，对估计骨软骨瘤是否恶变有一定的帮助，若软骨帽厚度大于2cm，则倾向软骨肉瘤(图8-7-2)。

(三)尤因肉瘤

尤因肉瘤，又称尤文瘤，1921年由Ewing首先描述并命名。目前认为本病起源于骨髓间充质结缔组织。偶尔发生于骨外软组织，称为骨外尤因肉瘤。MRI显示髓腔内浸润及骨破坏早于平片和CT，呈不均匀长T1长T2信号，皮质信号不规则中断，骨膜反应呈等T1、中短T2信号，病变周围软组织肿块呈长T1长T2信号。

(四)骨髓瘤

骨髓瘤为起源于骨髓网织细胞的恶性肿瘤，由于其高分化的瘤细胞类似浆细胞，又称为浆细胞瘤。本病有单发和多发之分，多发者占绝大多数。单发者少见，其中约1/3可转变为多发性骨髓瘤。晚期可广泛转移，但很少出现肺转移。少数可原发于髓外组织，如硬脑膜、垂体、甲状腺、胸腺、皮肤、纵隔等。X线片及CT对骨破坏出现之前的改变不能显示，MRI对检出病变、确定范围非常敏感。骨破坏或骨髓浸润区在T1WI上呈边界清楚的低信号，多位于中轴骨及四肢骨近端。病变弥漫时，为多发、散在点状低信号，分布于高信号骨髓背景内，呈特征性的“椒盐状”改变; T2WI上呈高信号。抑脂序列由于脂肪信号被抑制，在T2WI或STIR序列上病灶高信号较T2WI更明显。

(五)脊索瘤

脊索瘤是来自骨内残留的迷走脊索组织的恶性肿瘤，其特点是由富含空泡的细胞、液滴细胞与黏液样细胞间质构成。它只发生于从颅底至尾椎的中轴骨。脊索瘤较少见，发病率约占骨恶性肿瘤的0.43%，良恶性骨肿瘤的2%。颅底部肿瘤主要发生于枕骨斜坡和颅中窝，少数可以累及颈静脉区和鼻咽部。肿瘤呈分叶状，信号以长T1长T2为主的混杂信号影，瘤体内坏死、囊变、钙化及出血常见。增强扫描呈颗粒状强化颇具特征性，动态灌注增强扫描呈持续缓慢强化。在骶尾部以第三至五骶椎常见，表现为以骶骨为中心的类圆形软组织块影，信号特征同颅底病灶。肿瘤前缘光滑，后份常以骶尾骨后援为界，很少超出(图8-7-3)。

骨转移性肿瘤颇为多见，据统计较原发性骨良、恶性肿瘤为多，仅次于肺和肝转移瘤，居第三位。骨转移瘤多见于中、老年人，以51～60岁最多。总体而言，多数报告以男性为多。MRI对含脂肪的骨髓组织中的肿瘤组织及其周围水肿非常敏感，因此能检出X线片、CT甚至核素骨显像不易发现的转移灶，能发现尚未引起明显骨质破坏的骨转移瘤，能明确转移瘤的数目、大小、分布和邻近组织是否受累，为临床及时诊断和评估预后提供可靠的信息。大多数骨转移瘤在T1WI上呈低信号，在高信号的骨髓组织的衬托下显示非常清楚;在T2WI上呈程度不同的高信号，脂肪抑制序列可以清楚显示(图8-7-4)。

(六)转移性骨肿瘤

常见良性骨肿瘤

(一)骨巨细胞瘤

骨巨细胞瘤又称破骨细胞瘤，是一种局部侵袭性肿瘤，大部分为良性，部分生长活跃，也有少数一开始就是恶性。在我国骨巨细胞瘤是常见的骨肿瘤之一。占所有骨肿瘤的14.13%，居第三位，在良性骨肿瘤中仅次于骨软骨瘤。MRI的优势在于显示肿瘤周围的软组织情况，与周围神经、血管的关系，关节软骨下骨质的穿破，关节腔受累，骨髓的侵犯和有无复发等。多数肿瘤在MRI图像上边界清楚，周围无低信号环。瘤体的MRI信号是非特异性的，在T1WI呈均匀的低或中等信号，高信号区提示亚急性出血。在T2WI信号不均匀，呈混杂信号，瘤组织信号较高，陈旧出血呈高信号，而含铁血黄素沉积呈低信号，出血和坏死液化区可出现液-液平面。增强扫描可有不同程度的强化。

(二)骨软骨瘤

骨软骨瘤又名骨软骨性外生骨疣，是指在骨的表面覆以软骨帽的骨性突出物。骨软骨瘤是最常见的骨肿瘤，据国内统计，占骨良性肿瘤的31.6%。骨软骨瘤有单发和多发之分，而以单发多见。实际上不论单发或多发，其临床表现、生长规律和基本病理改变并无本质的区别，目前仍把本病列为肿瘤的范围之内。肿瘤的形态特点与X线、CT所见相同。骨性基底各部的信号特点与母体骨相同;软骨帽在T1WI上呈低信号，在脂肪抑制T2WI上为明显的高信号，信号特点与关节透明软骨相似。软骨帽的厚度因年龄不同和部位不同而异，青少年病灶的软骨帽厚度可达3cm，而成人软骨帽厚度一般不超过1cm(图8-7-5)。

(三)软骨瘤

软骨瘤是常见的良性骨肿瘤，据病灶数目可分为单发性软骨瘤和多发性软骨瘤，据病变部位可分为内生性软骨瘤和外生性(皮质旁)软骨瘤。单发性内生软骨瘤多见于干骺和骨干髓腔，是形成成熟软骨的肿瘤，可能由正常骨内异位性的软骨残留发展而来。据国内统计，占良性肿瘤的13.9%，仅次于骨软骨瘤和骨巨细胞瘤居第三位。病变常开始于干骺部，随骨生长而逐渐移向骨干。病变位于骨干者多为中心性生长，而位于干骺端者则以偏心性生长为主。单发性内生软骨瘤位于髓腔内，表现为边界清楚的类圆形病灶。未钙化的瘤软骨呈长T1、长T2信号。已钙化部分均呈低信号，但MRI较难显示较小的钙化灶。多发性软骨瘤的信号特点同单发性内生软骨瘤。Maffucci综合征(多发性软骨瘤并发软组织血管瘤)的血管瘤在T1WI和T2WI上均为高信号，其周边可有低信号区为含铁血黄素沉积，其内的低信号影为静脉石。

(四)骨瘤

骨瘤是一种成骨性良性肿瘤，起源于膜内成骨，多见于膜内化骨的骨骼，也可见于其他骨骼有膜内成骨的部分。骨瘤以构成大量成熟板层骨或编织骨为特点，生长缓慢。骨瘤约占骨良性肿瘤的8%。致密型骨瘤在T1WI和T2WI上均呈边缘光滑的低信号或无信号影，其信号与邻近骨皮质一致，与宿主骨骨皮质间无间隙。邻近软组织信号正常。

(五)骨样骨瘤

骨样骨瘤是良性成骨性肿瘤，由成骨性结缔组织及其形成的骨样组织和编织骨所构成。据国内统计，骨样骨瘤占骨良性肿瘤的1.66%。肿瘤未钙化的部分在T1WI上呈低到中等信号、T2WI上呈高信号，钙化部分在T1WI和T2WI上均呈低信号，肿瘤增强后强化明显。瘤巢周围骨质硬化呈低信号。肿瘤周围的骨髓和软组织常有充血和水肿，呈长T1、长T2信号，并可有一定程度的强化。部分肿瘤甚至伴有邻近关节积液和滑膜炎症。

肿瘤样病变

(一)骨囊肿

骨囊肿是在骨内形成的一个充满棕黄色液体的囊腔，为原因不明的骨内良性、膨胀性病变。囊内容物在T1WI上为中等信号，T2WI为高信号，如果其内有出血或含胶样物质则在T1WI和T2WI上均为高信号。

(二)动脉瘤样骨囊肿

动脉瘤样骨囊肿亦为一原因不明的肿瘤样病变，分原发性和继发性两种。病变多呈囊状膨胀性骨破坏，破坏区内一般可见多个含液囊腔，并可见液-液平面，液-液平面是本病的一个重要特点。T2WI上层一般为高信号，可能为浆液或高铁血红蛋白;下层为低信号，可能是因有含铁血黄素成分(图8-7-6)。

常见恶性软组织肿瘤

(一)脂肪肉瘤

脂肪肉瘤少见，多发生于深部软组织，最常见于大腿及腹膜后。肿瘤呈大小不一、形态不整、边界不清、信号强度不均的软组织肿块。根据肿瘤成分不同，其MRI信号有所不同。圆细胞型含脂肪量少，多为等T1等T2信号;黏液型以含液体囊性成分为主，多表现为长T1长T2信号;分化良好、含脂肪成分较多的脂肪肉瘤，则表现为不均匀的短T1中长T2信号(图8-7-7)。

(二)滑膜肉瘤

滑膜肉瘤常发生在关节旁，与腱鞘、滑囊和关节囊关系密切，可侵犯骨组织，很少发生于关节腔内。尽管本病组织形态与滑膜组织相似，但尚缺乏足够证据说明肿瘤来自滑膜组织。关节旁软组织肿块，跨越关节生长，肿块多呈长T1中长T2信号，其内钙化斑呈长T1短T2信号。对骨侵蚀的显示不如CT、平片清楚(图8-7-8)。

常见良性软组织肿瘤

(一)脂肪瘤

脂肪瘤是一种由成熟脂肪细胞构成的良性肿瘤，可发生于含有脂肪组织的全身任何部位，但多见于颈、肩、背、臀及肢体的皮下组织和腹膜后，亦可见于肠系膜、肾周、肌肉和筋膜下。脂肪瘤MRI信号具有特征性，呈短T1中长T2信号，在所有序列中均与皮下脂肪组织信号相同，边缘清楚，信号强度均匀，部分有低信号分隔(图8-7-9)。

(二)血管瘤

血管瘤为血管组织所形成的良性肿瘤，可发生于任何组织。发生于软组织的血管瘤多见于皮肤、肌肉、肌腱、滑膜及结缔组织。多呈不均匀长T1长T2信号，无明显流空现象及占位效应。其内的脂肪组织呈散在点状短T1中长T2信号，静脉石及钙化则均呈低信号，亚急性及慢性反复出血分别表现为不规则斑点、片状短T1长T2信号及含铁血黄素沉着引起的短T2低信号环。血管瘤与周围正常组织的对比以抑脂T2WI显示最好(图8-7-10)。

(三)纤维瘤

纤维瘤多见于皮下，生长缓慢，一般较小、边缘清楚、表面光滑、质地较硬、可以推动。若混有其他成分，则成为纤维肌瘤、纤维腺瘤、纤维脂肪瘤等。纤维瘤在MRI上表现为境界清楚的圆形或类圆形病灶，境界清楚。瘤体多为均质的等T1、等或稍长T2信号，增强扫描呈弱强化。

神经源性肿瘤

常见神经纤维瘤和神经鞘膜瘤。

(一)神经纤维瘤

表现为境界清楚的等T1信号，T2WI上病灶中央呈稍低信号，周围呈高信号。增强扫描中心可强化。

(二)神经鞘膜瘤

在T1WI上表现为等或低信号，T2WI上呈中、高混杂信号。增强扫描病灶强化明显;肿瘤易出血、囊变。与神经纤维瘤不同的是，约90%的神经鞘膜瘤可在肿块旁发现伴行的神经、约25%的患者可见邻近肌肉沿长轴萎缩(图8-7-11)。

淋巴管瘤

淋巴管瘤多见于儿童，好发于口腔、颈部、腋窝等部位，属先天性淋巴管发育畸形，而非真性肿瘤。肿块呈长T1长T2液性信号，边缘清楚，其内有厚度不等的低信号间隔。

第八节　运动系统感染的MRI诊断　MRI Diagnosis of Locomotor System Infection

骨关节化脓性感染

MRI在确定骨髓炎和软组织感染方面MRI明显优于X线和CT，易于区分髓腔内的炎性浸润与正常黄骨髓，因此可确定骨质破坏前的早期感染。T1WI破坏表现为低或中等信号，与高信号的骨髓脂肪形成鲜明对比。T2WI对确定脓肿很有价值，病灶的液体成分如脓液和出血呈高信号，死骨呈低信号，其周围组织呈高信号。骨膜反应表现为与骨皮质相平行的细线状高信号，外缘为骨膜骨化的低信号线，周围高信号为相邻软组织广泛水肿。短时反转恢复序列(STIR)可抑制骨髓腔的脂肪信号，骨髓炎性病灶呈高信号。增强检查，T1WI炎性病灶信号增强，坏死液化区不增强，脓肿壁强化，壁常较厚且不规则(图8-8-1)。

在慢性化脓性骨髓炎，正常骨髓、软组织与病变区分界清楚。骨硬化改变在T1WI上表现为髓腔内低信号，无信号的骨皮质增厚且不规整，在T2WI上髓腔内及骨皮质信号混杂，死骨表现为低信号，而无效腔和脓液为高信号。

MRI对慢性局限性骨脓肿的诊断有重要价值，其特征性的MRI表现为干骺端髓腔内出现“靶征”或“晕征”，中央脓腔呈长T1长T2信号。在T1WI脓肿周围的环形高信号称为“内晕环”，代表血管丰富的肉芽组织。内晕环周围为较厚的低信号区，成为“外晕环”，代表纤维结缔组织和骨内膜反应性增生。

骨关节结核影像学

骨关节结核95%以上继发于肺结核。结核分枝杆菌经血行到骨或关节，停留在血管丰富的骨松质(如椎体、短管骨、骨骺及干骺端)和负重大、活动较多的关节(髋、膝)滑膜内而发病。脊柱结核发病率最高，占一半以上，其次为关节结核，其他骨结核较少见。本病好发于儿童和青年。

(一)脊柱结核

MRI目前已被公认为诊断脊椎结核最有效的检查方法，MRI可发现病变早期的椎体内炎性水肿，以利于早期诊断。脊椎结核的椎体信号改变，大多数T1WI呈现均匀的较低信号，少数病灶呈现混杂低信号; T2WI多呈现混杂高信号，部分病例呈现均匀高信号;增强检查以不均匀强化较常见。在椎体终板附近可见到低信号的米粒状病变，颇具特征。受累椎间盘T1WI多呈现低信号，T2WI常为不均匀混杂高信号，受累的椎间盘增强检查显示不均匀强化。

MRI可清楚地显示脊椎结核沿前纵韧带下蔓延的特点。椎旁软组织包括脓肿和肉芽肿，T1WI呈现低信号，少数呈现等信号; T2WI多呈现混杂高信号，部分均匀高信号;增强检查强化有三种形式即不均匀强化，均匀强化及环状强化，脓肿壁薄而且均匀是结核特点(图8-8-2)。

附件结核破坏灶在T1WI和T2WI上由于周围脂肪信号的影响不易清晰显示，STIR扫描由于压脂，可清晰显示附件结构的破坏，呈现明显高信号灶。

(二)骺和干骺端结核

早期单纯渗出性病变，MRI表现为病变部位髓腔内长T1长T2异常混杂信号。以肉芽肿为主的病变，T1WI为低信号、T2WI为混杂信号，病灶周缘常绕以薄层长T1长T2水肿带。以干酪坏死为主的病变，T1WI为低信号，T2WI呈明显高信号。MRI较早发现骨膜下冷脓肿和周围软组织肿胀，均呈长T1长T2信号改变。Gd-DTPA增强扫描时结核性肉芽组织呈明显非均质强化，水肿部分和干酪性脓肿不强化，在显示皮质骨的细小破坏时，MRI不及CT和X线片。

(三)关节结核

关节结核多见于少年和儿童，大多累及一个持重的大关节，以髋关节和膝关节为常见，其次为肘、腕和踝关节。依据发病部位分为骨型和滑膜型关节结核。前者先为骺、干骺端结核，进而蔓延及关节，侵犯滑膜及关节软骨。后者是结核菌经血行先侵犯滑膜，病变往往持续数月至一年，再波及关节软骨及骨端。在晚期，关节组织和骨质均有明显改变时，则无法分型，此时称为全关节结核。MRI的信号变化能全面地显示关节结核的病理改变:关节腔积液;滑膜肿胀充血，结核肉芽组织，软骨及软骨下骨破坏，关节周围的冷性脓肿等，对其诊断和鉴别诊断有很大帮助(图8-8-3)。

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