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1、MRIMRI 引导的介入放射学引导的介入放射学分类：医学影像技术学介入放射和微创治疗在相当程度上，得益于高科技设备、电子学和计算机的进步，并促使新概念、新术语形成，诸如：影像引导下的观测、治疗、计算机辅助、微创治疗等。这些有潜力的新方法，可使影像设备进入外科并用计算机改进或完善外科医师的能力以进行各项操作，如：监控定位和定向，制定治疗计划，提供最佳进入路径，在一定程度上降低了外科治疗所造成的损伤。放射学家的任务是灵活地运用影像方式，如：、超声和 MRI 去提供一个完整的解剖境界，以帮助介入放射学家、内窥镜学家或外科医师显示手术过程中的图象。根据各种影像装备的不同作用，可显示躯体的三维结构、勾划
2、解剖和实时动态监控，MRI 便是这潜在的一个实时观察设备，目前任何一种 MRI 机都能提供最佳组织特性，如：体温变化的灵敏度（利于热量的介入成像）和流动的敏感度（适用于脉管介入）。MRI 可作多平面和容积分析，能收集均质样本资料。介入性 MRI 必有具备：、实时或接近实时影像显示。、立体成像。、交互式显示和立体影像数据的处理。、在手术区内导向自主。、结合影像进行治疗。如果完成了这些成像要求，MRI 导向使介入或外科操作变得容易。最重要的需求不在于成像的本身，而是在结合影像系统进行治疗和手术部分。组织活检和微创介入的靶区定位需要影像导向，MRI 必需用于这一过程的每一步骤，为活检发现靶点、引导和
3、定位并监控微创的组织消融。介入性介入性 MRIMRI大家都知道，常规 MRI 系统的超导磁体的圆柱形结构阻碍了医生与病人的直接接触，克服这个问题最简单的方法是为作影像检查的病人采用开放性磁体，从而使医生能完全接触到病人。当前，已经研发了开放性结构，采用垂直裂隙结构很适合于介入操作，允许医师充分接触到手术显示的病人的解剖部位。在磁体系统的二个“环形”静止磁体之间，外科医师可站着或坐着完成各种操作。病人在磁体内也可以取立、坐或卧位，平行或垂直于孔径的长轴（如图所示）。在传统的 MRI 中，病人不仅要被磁体梯度线圈所包围着，而且还要被头或躯体射频（）线圈所包围。而对于开放的磁体没有固定形状的体或头射
4、频（）线圈，它带有一套射频线圈装置，每一线圈都是为某一特定部位特别设计的。这些射频（）线圈柔软、可塑，可以为某一解剖部位调整形状。它可以消毒并插入手术单内，使之达到全部影像容积。为各个特定的解剖器官设计最佳线圈能明显提高影像质量，因此，为介入性 MRI 设计的线圈具有重要的意义。因为 MRI 导向可为内窥镜、腹腔镜或开放性外科操作提供参考，所以介入磁共振室必需象手术室一样装备。由于大多数予约的手术都是微损治疗，这套装备更类似于一个门诊手术室。另外计算机设备、显像装置和综合性治疗系统致使介入性 MRI 设备成为一个独特的工作环境，即，介入性 MRI 装置必须由一个手术室、一套介入放射设备和 MR
5、I 设备组合而成。介入性 MRI 系统应有与常规机同样的成像特性（静止磁场的均匀度、梯度强度和线性），图像质量必须比得上同样场强的、诊断用的磁共振机（分辨率、信噪比）。其开放性外貌，特殊的梯度线圈和可塑的射频（）线圈应有保证图像诊断质量的能力。然而覆盖较广的解剖器官，如：作腹部成像时，此柔软的射频（）线圈不能提供均一的信号强度，且在没有体线圈围绕时，不能获取整个腹部的横断层面。如果此装备主要用途是介入而不是诊断，那么这些特性就不能认为是缺点。MRI 介入操作应在一个先作整个解剖体积诊断检查之后，在组织活检或其它介入的过程中，成像应该限制在边界清楚的靶区内。把可塑射频（）线圈放到靶区的最佳位置或
6、其中一部分，能为介入操作提供高分辨率的路径图像。开放性磁体的特点是有获取骨骼肌功能性影像的潜在能力，这一独特的功能可能会改善各种关节疾病的临床诊断。最重要的诊断用途可能是腰骶椎神经的影像，传统神经影像是采用仰卧位，此时椎间盘没有承受患者体重的负荷，在负荷的条件所获取的影像在评价下背部疼痛上可较好地改善 MRI 潜在的诊断能力。介入性 MRI 的主要目的是为外科和介入操作提供影像导向，这一系统性的处理包括：成像、定位、改善进入途径和治疗能量传递的控制。动态动态 MRIMRIMRI 介导治疗是采用脉冲、取样、重建和动态显示一系列图像来完成的。动态成像与常规 MRI 成像不同之处是动态 MRI 采用
7、连续采集影像数据而快速、成功地获取大量图像。过去几年里，介入和功能成像的需求促使了动态 MRI 方法的发展。在临床应用上，如：心脏血管造影，克服心脏和呼吸的生理运动是对动态扫描的一个挑战。介入 MRI 可能对成像技术的时间和空间分辨率提出了最苛刻的要求，因为它需要将多因素合并在一起，如：改变影像平面的定向，在扫描野内（）手术和治疗的结果、贴近或就在扫描野内的生理运动、因造影剂或治疗引起扫描野内的信号强度的变化，或需要三维容积信息使施加或监控治疗更加安全和有效。动态 MRI 的方法分成个主要的类别：非适配的和适配的。非适配的动态 MRI 的方法包括种方法，所有设计的目的是为了增加 MRI 瞬时分
8、辨率：、快速脉冲序列，、不采用先前的知识减少空间样本，、利用先前的知识减少空间样本，、采用模型基础上的重建减少空间样本。快速脉冲序列是试图采用快速操纵磁场梯度脉冲和射频（）脉冲在短时间内获得尽可能多的空间编码信息，其灵敏度能区别不同的物理特性（弛豫、弛豫、易感性、弥散、化学位移）。快速脉冲序列包括快速自旋回波，如：弛豫增强的快速取样（），快速小角度转换梯度重复回波技术，梯度自旋回波（）成像，平面回波成像，和螺旋扫描法。快速脉冲序列方法可受到低组织对比、降低空间分辨率或低信噪比等的影响。降低空间样本的方法包括傅利叶编码锁眼成像，透视，螺旋扫描，和随机空间脉冲调制方法。在锁眼影像中，高空间频率数据
9、可从基准影像中获取一次，如扫描野（）发生变换，能动态地获得较低的空间频率数据。透视结合快速脉冲序列和为影像重建用的特殊硬件的数据采集技术，采用降低空间样本的图像会造成低空间分辨率、伪影、低组织对比，仅能用于小扫描野。利用先前的采样知识而降低空间采集样本的方法已经有效地显示同一解剖。动态 MRI 扫描常用于团注造影剂后增强变化的观察，主要用于脑和肝脏肿瘤的定性，也已用于心脏、胃肠道和上呼吸道和大脑机能的成像研究。一个新的应用是用图像来监控加热和降温所诱发组织的热损伤的过程。这些动态研究已用于平面回波成像，小角度激发梯度回波技术，或弛豫增强快速取样技术，时间分辨率从每分钟幅图像到每秒幅图像。尽管在
10、设计非编程成像方法上有所进展，研究减少过多的数据取样方法的设计上正处于起始阶段。在最大数据取样率的快速非适配成像技术已经成功，可以减少多余的数据取样，适配方法具有提供空间和时间分辨率潜在能力。可改编 MRI 方法不同点是那些在图像数据采集策略是根据现在的和最近采集图像的信息进行动态修正。按照这个定义，严格地说来在当前普遍应用的方法中没有哪种是可改编的，但有几种试图获得动态信息的方法，在通常情况下这些活动导致图像伪影可在后处理时加以校正。呼吸节律相的编码（）适应先前了解的呼吸相和重复节律时相编码的连续步骤，这一方法应用有限。可改编成像方法可经修改扫描野（）的空间编码、改变算法，在脉冲序列制定空间
11、编码指令或结合这两种方法来完成。当空间编码达到扫描野（）的最佳状态时，在每一幅图像采样前需要作另外的运算。如果空间编码指令的算法在脉冲序列指令是动态修正，获取后一个或更多的获取数据需要立即分析。在快速脉冲序列方面履行编程方法，象平面回波或快速梯度回波脉冲序列，在数据获取上目前所运用的不多。这三种动态编程 MRI 方法是小波转换编码 MRI，单值分解编码 MRI 和编程傅利叶转换编码MRI。小波转换和单值分解编码技术根本不同于标准傅利叶转换 MRI，因为它们采用空间选择射频（）激发以编码两正交基集之一中的数据。在两种方法中，利用先前影像信息用以减少冗余的数据采集。小波转换编码数据的多分辨结构能自
12、动定位和有选择分辨图像中改变的区域。单值分解编码 MRI 提供接近最佳空间编码，它适合多分辨编程，在锁眼傅利叶 MRI 方面也类似使用锁眼实时修正方法。编程傅利叶转换编码 MRI 与标准傅利叶 MRI 不同点在于空间重复采集数据的需要是由使过度采样达到最小的动态确定。手术计划与手术中的导向手术计划与手术中的导向动态 MRI 方法和导向为外科导向和治疗靶点及监控提供了基本的影像学工具，这些工具增强了外科医师的计划能力和通过术前及术中所采用的计算机产生的三维影像来完成介入，为医师创造逼真的三维环境，包括病人的相应解剖能被定向、勾画及人机对话处理图像。横断二维图像有利于诊断目的。通常，尽管没有三维成
13、像，放射科医师仍然可作出诊断。如果三维成像可以为诊断提供有利条件时，象在复杂的脊椎或骨盆骨折，一般都可以有足够的时间来完成三维重建图像。同样，三维影像重建为手术前期，模拟和术中导向，所需断层的影像重建时间并不十分重要。如果在术中需要行三维成像，无论如何影像处理必须实时或接近实时，两者都需要有效的计算办法。这样才可扩大微创治疗的应用范围，缩短病人痊愈的时间。三维计划和引导的计算机方法常采用下列步骤：、影像分节，演绎，、病人解剖的影像记录，、显示，、外科医师和显示信息的相互作用。影像分节经计算机处理，开始于对不同组织阶层的识别或选择。第一步，如果是自动化，则需要高效能计算机和高速计算使之基本上达到
14、立即显示彩色编码数字解剖。分节通常是根据交互式识别解剖部位，用手工或自动的方法，以卷积获取的图像资料变换为所属的解剖图像。数据的三维演绎，可通过计算机显示解剖结构等，可采用多种技术完成。在这些最初的分解和步骤后，三维图像必须通过计算机或投影仪显示，将病人在手术中需要定位（强化真实度）的相应解剖区域定向，互相对照。精确测定几何图形转变与图像正确匹配，称之为病人或病人的记录。这在许多影像导向操作是极端重要的，没有正确的记录，图像不能为操作提供正确的路径。尽管外科医师在人体的解剖范围内不能自由地操作，为外科治疗计划所采用的准真实人机对话和强化真实度显示，可以为介入放射学专家从三维分节、处理和演绎影像
15、中在实际数据形式内灵活地进行导向或移动。在影像空间内能跟踪手术和介入工具（针、钳、刀），并把它们作为参考位置来获取不同角度的影像层面，选择图像角度，可以进行不仅实时而且完成正确的操作。介入性介入性 MRIMRI 的导向和靶点的导向和靶点放射诊断的定位基于相关的解剖。空间结构操作，使用或不使用多幅图像，要有参照图。两者间作相应的对照，了解他们所使用的器械与相关解剖的位置。既往立体定向技术仅被神经外科所采用，但是目前采用同样的原理进行全身活检取材的精确定位。体内切除或消融肿瘤的微创治疗减少了所需要的病检材料，破坏了原始肿瘤的解剖边界。唯一解决这个问题的方法是确定肿瘤的生物学特性和在影像监控下进行一
16、系列细微的活检来确定肿瘤的确实的范围。这被认为立体定向是处理肿瘤诊断和治疗十分重要的理由。设备的应用，尤其 MRI 是解决获得正确的病理样本和微创处理两者矛盾的唯一途径。我们应采用最佳的影像设备，或多种设备的综合应用来识别靶点和确定它的空间范围。影像综合技术能改善靶点的清晰度和定性。MRI 和的联合使用、正电子发射断层扫描、单光子发射计算机断层扫描、或血管成像对肿瘤的特性和范围确定有极大的帮助。安装在仪器上的传感器起辅助定位作用，需要他们提供位置信息计算出清晰的轨迹。在开放性磁体系统中，能用无框架的立体结构方法来确定靶点位置。立体定向开始是用于神经外科，是在一个工具或仪器（在活检时，针架）表层安装发光二极管（）作为定位用。这些发光二极管（）产生不可见的红外线，由三个传感器（距发光二极管约处）检出，并经简单的三角法进行定位。据此跟踪的方法，介入性 MRI
