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膝关节是磁共振常用扫描部位,但是却有很多需要掌握的技巧。掌握了这些知识则能够多快好省的做好膝关节检查。
一直有很多老师在后台问什么时候写一下膝关节的磁共振扫描,这个问题看起来简单,也是日常临床扫描天天做的,实际上有很多学问。这就类似于头颅增强扫描和椎体扫描,表面上看很简单,每天都做,其实要做好是不容易的。所以,越是一些日常的问题,我们可能越会忽略。
一提起骨关节系统,很多老师就比较头大,对于我来说也是,如果是站在诊断医生的角度来说,骨关节的报告特别不好写。膝关节、肩关节相对多一点,可能熟悉一些。一到了肘关节、腕关节、踝关节,可能就比较难了,特别是解剖结构,各种韧带、肌腱、骨骼、肌肉,一提起MSK(骨肌关节)很多人和我一样都比较头疼。
虽然X线是骨关节检查的首选,对于骨折也比较敏感。但是磁共振能够反映韧带、肌腱等情况,特别是膝关节的半月板和前、后交叉韧带,所以膝关节的磁共振检查是非常多的。
一.膝关节解剖
首选还是简单提一下膝关节的解剖。膝关节的解剖相对不难,涉及的骨头及关节也不多。构成膝关节等结构的主要包括三个大的骨头:股骨、胫骨及髌骨。(当然扫描膝关节FOV大,也能显示腓骨)。而膝关节主要是由髌股关节和胫股关节组成。
髌股关节是一个滑膜关节,髌骨的关节面是和股骨刚好相适应的。而胫股关节则要稍微复杂点。除了主要的骨和关节,膝关节扫描还需要关注各种韧带及半月板。
图1`~3:膝关节半月板解剖
半月板是磁共振膝关节扫描观察的主要部分。运动常见的损失其中就有半月板的损伤及撕裂(Meniscus tears)。
在磁共振中主要是在矢状位和冠状位观察半月板,在主要的几个序列中半月板均表现为黑色的低信号(无信号区)。
矢状位主要是观察半月板的前角、后角,当然也可以根据腓骨出现判断到底是内侧还是外侧。在矢状位中正常半月板多表现为低信号的“三角形”或者“领结形”,前后角可能共同组成一个蝴蝶结形。
图4:矢状位半月板表现
上图中,扫描矢状位可以清楚的观察半月板的前后角。图中绿色的是前角、蓝色的是后角。
冠状位主要观察半月板的体部,也可以更好的辨别内外侧半月板。
图5:冠状位半月板的表现
如上图所示,冠状位一般在半月板体部可以最大程度显示半月板的形态,还是表现为三角形或者领结形。图中黄色是外侧半月板、红色是内侧半月板。
横轴位主要用于观察髌骨及一些髌韧带。
二.扫描前准备
膝关节扫描和其他磁共振扫描一样,首选是安全问题,这是大家一定要记住的。先确保患者满足MR safety条件,做好磁共振扫描前的筛查工作。其次就是线圈,一般来讲膝关节扫描大部分情况采用的是膝关节的专用线圈。该线圈一次扫描一只腿的膝关节。当然,也有很多医院,经常做双膝关节的扫描,这个时候可以选择分两次摆位进行扫描,一条腿一条腿做。还有一种情况就是,直接采用Torso线圈,中间隔一个垫子,直接把两支腿覆盖,这样同时扫描双膝(当然这种情况我们不推荐,还是规范化、标准化来)。对于一般的用户来说,扫描膝关节,有膝关节专用线圈首选膝关节专用线圈。不排除部分场地没有膝关节专用线圈,这个时候有两种解决方案:一种是采用表面线圈或者柔线圈;另一种是采用体线圈。
图6:膝关节专用线圈
上图是膝关节专用线圈,在摆位的时候大家尤其要注意,后面我会讲。不是光把膝关节放在线圈孔里就可以了,膝关节线圈一般配套了很多线圈垫,能够保证病人膝关节在一个很舒服的体位,而且膝关节的弯曲角度也刚好合适。
图7:飞利浦Multiva 1.5T的MSK线圈
飞利浦1.5T的Multiva可以采用16通道的MSK线圈来进行膝关节扫描,由于通道数比较高,线圈是柔线圈,能够灵活的调整大小尽量贴合人体,扫描效果还是非常不错的。
三.摆位
对于骨关节扫描,最重要的是摆位及固定好。俗话说:扫描成功,三分靠摆位。而对于骨关节,则是七分靠摆,位置固定好了,病人舒服,在扫描过程中保证不动则扫描就成功了一半。
可能很多老师觉得,膝关节扫描摆位多简单啊,就是把膝关节放到线圈孔里,前面说了不是这么简单的。
图8:膝关节线圈加上附垫
在进行膝关节扫描的时候,这个附垫是非常重要的。如上图所示,放置好了附垫,能够保证病人非常舒适。
我去很多医院看膝关节扫描,发现有些老师忘了加垫子,直接就放线圈,进腿。这样病人非常不舒服,膝关节也不自然,屈度、角度也不对,自然得不到好的图像。
图9、10:采用膝关节专用线圈扫描的摆位
为什么推荐膝关节专用线圈呢?除了专用两字,最重要的一点就是,这个摆位刚好保证膝关节的屈度大概在30°左右,这是最理想的显示位置。
图11:膝关节自然体位屈度30°
如上图就是股骨和胫骨连线角度是150°左右,差不多膝关节屈度是30°。关于膝关节扫描体位、角度问题,中南大学湘雅三院的廖云杰老师有比较深入的研究,他本人也发明了一些膝关节体位固定装置,获得了专利。
非常重要的一点,膝关节专用线圈一般大小固定,理论上大部分病人都可以把腿伸进去。当然,万事都有例外,笔者就遇到过一个女患者,220斤,腿太粗,真的是进不去的,这个时候只能换成体线圈。对于腿比较细的人,摆好位置后,由于腿细,膝关节线圈留有大量的缝隙,这个时候最好在膝关节线圈孔空隙里加一些软垫,这个有两个作用:其一,起到填充空间,固定腿的作用;其二,把空气挤出去,保证图像质量更好。
如果是采用柔线圈或者MSK则摆位稍微有所区别。
图12:采用MSK线圈进行膝关节扫描的摆位
这个时候摆位尤其要注意固定。可以加两个沙袋,一个负责分开两条腿(避免两腿太近,可能卷折),一个沙袋压着小腿或者脚,放置动。
图13:采用表面柔线圈扫描膝关节摆位
上图是采用表面柔线圈扫描摆位。
这么多摆位的图,大家也发现了,膝关节扫描的体位一般是仰卧位,脚先进。
摆好位置后,激光灯定位一定要标记在髌骨下缘,另外摆位的时候要注意,一定要等病人躺好了看位置。否则,病人趟下,膝关节还会往里走,有可能导致摆位不准,膝关节并不在线圈中心。
四.扫描定位
膝关节扫描定位并不复杂,不过有一个问题需要说明。这个问题就是矢状位定位。如下图所示,矢状位定位根据角度分为:正矢状位和斜矢状位。
图14:膝关节的矢状位定位
其中,斜矢状位主要是往内侧偏15°,这种定位主要是为了更好的观察前交叉韧带。而正矢状位则是定位线垂直于股骨内外髁的连线。
我个人比较推荐正矢状位,这是为什么呢?因为正矢状位观察半月板是最好的,其二,如果摆位的时候病人膝关节微微外旋,则采用正矢状位一样可以非常好的显示前、后交叉韧带,又兼顾了半月板。所以,我个人推荐就采用正矢状位扫描,不必使用斜矢状位。因为有些老师会把斜矢状位定错,定反。
关于外旋,准确的说应该是外旋15°就可以了,但是相信很多人对这个定量都没概念,反而一听这么准确让人无从下手。所以,我一般推荐技术老师告知病人,微微外旋一下就可以了,不用去纠结到底是不是15°。
也有很多医院要扫描两个矢状位,一个正矢状位一个斜矢状位。这个当然根据医院医生的要求和医院习惯。我个人是推荐直接扫描正矢状位的。
矢状位定好后,冠状位和横轴位就相对简单了。这里我再推荐先定矢状位,矢状位好了后,双击定冠状位,冠状位直接和矢状位正交,刚好就是非常准的位置。
图15:冠状位定位
图16:横轴位定位
五.基本扫描序列
膝关节根据检查目的应该因地制宜的选择扫描序列,而如果临床申请单没有特殊说明,则可以采用基本的几个序列来进行扫描。
这里推荐很多医院(特别是比较著名的顶级骨关节医院)采用的序列:
三方位定位像,当然有的医院会先扫描一个大的定位像,然后在根据这个定位像再手动推动扫描一次比较清晰和准确的定位像。这样做的优点是不会犯错,左右一目了然,而且第二次定位像出来图像准。缺点就是需要两次定位像。
除了定位像,常规膝关节检查推荐的序列主要是
脂肪抑制的PDW,PDW-SPARI(三个方位)
正矢状位PDW-SPAIR;
冠状位PDW-SPAIR;
横轴位PDW-SPAIR。
再结合一个正矢状位的高分辨率的T1WI。
正矢状位T1WI。
有的医院还会跟一个冠状位的T1WI。
没有特殊说明,常规的膝关节扫描一般就是4~5个序列,如果序列优化得好,扫描时间一般在5~7分钟可以得到一个非常好的图像。
中南大学湘雅三院的廖老师,他们优化的膝关节4个序列,大概4分钟就可以完成。
图17:膝关节常规序列
这里我先讲的是常规的序列,很多老师会说需要做软骨序列或者需要扫描3D或者甚至需要扫描韧带的。这个后面我们再详细介绍。
对于一些老师,他们不习惯采用PDW的脂肪抑制而是习惯看T2WI的脂肪抑制,这个问题怎么解决呢?其实我们可以采用类似中间权重的概念。
前文链接:什么叫骨关节系统的中间权重图像?
这个中间指的就是介入PD(质子密度)及T2之间的中间。
比如,我们常用的骨关节序列,TE大概为30-35ms的时候是PDW;TE大于55ms,一般取60ms的时候为T2。那么我们要得到中间权重,就在这两个序列之间取一个中间的TE,我经常给客户建议取45ms。这样的话,得到的这个序列,既有PD权重序列的特点,显示韧带及半月板不错;又有T2权重的特点,对含水病变及组织显示敏感。
同时这样的话,又照顾了很多老专家的读片习惯。
原来磁共振扫描很慢的时候,很多医院膝关节扫描采用的是梯度回波的序列,比如FFE序列。当时扫描这个序列是有当时的特殊背景及受限于成像速度。很多老的书籍也把这个序列列进去。
后来,随着磁共振扫描速度不断加快,发现快速自旋回波序列也能很快的完成扫描,而且图像质量远远好于梯度回波序列,所以现在很少用梯度回波序列扫描去观察半月板。因为出来的图像,总感觉半月板是毛糙的。
六.膝关节常规序列扫描技巧
这里很多老师可能要问,常规序列就那几个,直接扫描就完了,还有技巧?当然有,要不然为什么有的人4分钟能扫描4个比较好的序列,有的人抱怨一个膝关节扫描得半个小时。
了解了序列的特点,充分掌握了知识,才能合理的缩短扫描时间,达到尽可能不影响图像又能多快好省完成工作的目的。
整体来说膝关节扫描,矢状位的FOV可以选择140~160mm,扫描层厚2.5~3.5mm,1.5T信噪比低一点可以采用3.5或4mm,3.0T一般采用2.5或3mm。扫描的采集体素不同序列不同,T1WI序列可以分辨率做高一点。
T1WI-sag矢状位的序列是最好扫描的,这个序列一般扫描1分半就能得到一个不错的图像。有的老师为了节约时间,把这个序列的相位编码方向设置为AP,这样可以不用过采样,这是可以的。因为不压脂的T1WI序列,一般股动脉搏动不大。
图18:T1WI-sag
上图这个序列1分10秒扫描完,图像质量还可以,不过大家看出什么问题没有?
定位定得靠下了,中心应该定到髌骨下缘,扫描的FOV可以适当往上移一点,这样构图也美观。
另外,T1WI-sag有时候可能会产生FID伪影,这个伪影非常微弱,不仔细看,可能发现不了。怎么解决呢?非常简单。
前文链接:FID伪影介绍
图19:对比,FID伪影去掉
上图中,两边是修改参数后的,修改后FID伪影消失,扫描时间也基本上不变。大家能看得出来那一边是有FID伪影的吗?左边,还是右边?
T1WI-sag序列观察软骨也还是不错的,当然要扫描软骨有专门的软骨序列,不过可以利用该序列进行粗略的观察。
图20:T1WI-sag显示半月板和软骨都不错
原来写报告的时候,观察半月板形态和信号有无异常,有老师觉得看PDW脂肪抑制或者T2WI脂肪抑制更好。我个人习惯先在T1WI上确认,如果T1WI上发现信号异常,则加深了诊断信心。