正常脑组织的MR信号特点

水分子较小,它们处于平移、摆动和旋转运动之中,具有较高的自然运动频率,这部分水在MRI称为自由水。如果水分子依附在运动缓慢的较大分子蛋白质周围而构成水化层,这些水分子的自然运动频率就有较大幅度的减少,这部分水又被称为结合水。自由水运动频率明显高于Larmor共振频率,因此,T1弛豫缓慢,T1时间较长;较大的分子蛋白质其运动频率明显低于Larmor共振频率,故T1弛豫同样缓慢,T1时间也很长。

结合水运动频率介于自由水与较大分子之间,可望接近Larmor共振频率,因此T1弛豫颇有成效,T1时间也较上述二者明显缩短。局部组织含水量稍有增加,不管是自由水还是结合水,MR信号均可发生显而易见的变化,相比之下,后者更为明显。

认识自由水与结合水的概念有助于认识病变的内部结构,有利于对病变作定性诊断。CT检查由于囊性星形细胞瘤的密度与脑脊液密度近似而难以鉴别,而MRI检查由于囊性星形细胞瘤中的液体富含蛋白质,其T1时间短于脑脊液,在T1加权像中呈较脑脊液信号为高的信号。

又如,MRI较CT更能显示脑软化。脑软化在显微镜下往往有较多由脑实质分隔的小囊组成,这些小囊靠近蛋白质表面的膜状结构,具有较多的结合水,T1较短,其图像比CT显示得更清楚。所以MRI所见较CT更接近于病理所见。再比如,在阻塞性脑积水时,脑脊液(相当于自由水)由脑室内被强行渗漏到脑室周围脑白质后,变为结合水,结合水在T1加权像中信号明显高于脑脊液,而在T2加权像中又低于脑脊液信号。综上所述,局部组织水份增加可分为自由水和结合水,前者引起T1明显延长而远离Larmor共振频率,后者造成T1稍有延长而接近Larmor频率而致使T1加权像上信号增强。

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