114年:放射診斷(2)

下列何種造影參數下,腦脊髓液在影像上較白質為亮?

ATR=2000 ms,TE=8 ms
BTR=2000 ms,TE=80 ms
CTR=200 ms,TE=80 ms
DTR=200 ms,TE=8 ms

詳細解析

本題觀念:

磁振造影(MRI)的基本影像對比主要由重複時間(Repetition Time, TR)與回音時間(Echo Time, TE)這兩個參數來控制。藉由調整 TR 與 TE 的長短,可以決定影像主要呈現 T1 弛豫時間、T2 弛豫時間或是質子密度(Proton Density, PD)的差異。 不同組織的 T1 與 T2 數值不同:腦脊髓液(CSF,主要為水)具備長 T1 與長 T2;腦部白質(White Matter,富含髓鞘脂肪)具備短 T1 與較短的 T2。題目要求「腦脊髓液在影像上較白質為亮」,即是要找出能突顯腦脊髓液長 T2 特性使其呈現高訊號,且讓白質訊號衰減變暗的 T2 加權影像(T2WI)參數。

選項分析

  • A. TR=2000 ms,TE=8 ms:長 TR、短 TE,此設定為質子密度加權影像(PDWI)。短 TE 會減少 T2 衰減的影響,雖然腦脊髓液的質子密度最高,但因為 TR=2000 ms 無法讓具超長 T1(約 4000 ms)的腦脊髓液完成縱向磁化恢復,其 T1 飽和效應仍存在。實務計算上,此參數下的白質訊號會略高於或相近於腦脊髓液,無法達到腦脊髓液「明顯較亮」的條件。
  • B. TR=2000 ms,TE=80 ms:長 TR、長 TE,此設定為T2 加權影像(T2WI)。長 TR 盡量消除了組織間 T1 恢復差異的影響;長 TE 則放大了組織間 T2 衰減的差異。由於白質的 T2 較短(約 80 ms),在 TE=80 ms 時其橫向磁化已大幅衰減,呈現低訊號(暗);而腦脊髓液的 T2 極長(約 2000 ms),其訊號幾乎未衰減,呈現極高訊號(亮)。此參數完美符合「腦脊髓液較白質亮」的條件,為正確答案。
  • C. TR=200 ms,TE=80 ms:短 TR、長 TE。短 TR 使得所有組織都受到嚴重的 T1 飽和效應影響而產生極低訊號,長 TE 又進一步讓橫向磁化衰減。在此參數下,影像整體會呈現極低的訊號雜訊比(SNR),T1 與 T2 的對比效應甚至會互相拮抗,為臨床上不具實用性的參數設定。
  • D. TR=200 ms,TE=8 ms:短 TR、短 TE,此設定為T1 加權影像(T1WI)。短 TR 凸顯了組織間縱向磁化恢復(T1)的速度差異。白質(T1 短)恢復快,信號強,呈現高訊號(亮);腦脊髓液(T1 長)恢復慢,呈現低訊號(暗)。在此參數下,影像表現為「白質較腦脊髓液亮」,與題意恰好相反。

答案解析

欲使腦脊髓液(CSF)在 MRI 影像中比白質亮,必須使用 T2 加權影像(T2-weighted image),其原理是利用腦脊髓液極長的橫向弛豫時間(T2 relaxation time),在較長的回音時間(TE)下保留大量的橫向磁化向量訊號,並使其他具較短 T2 數值的組織(如白質)發生訊號衰減。 要獲得標準的 T2 加權影像,造影參數需設定為「長 TR」與「長 TE」。選項中 TR=2000 ms 符合長 TR 的標準,TE=80 ms 符合長 TE 的標準,故選項 (B) 為正確答案。

核心知識點

醫事放射師國考必考的 MRI 基本權重與對比原則,考生務必熟記以下三大基本影像及參數:

  1. T1 加權影像 (T1WI)
    • 參數設定:短 TR(約 400~800 ms)、短 TE(約 10~30 ms)
    • 影像特徵:解剖學影像。白質(亮)> 灰質(灰)> 腦脊髓液(暗)。脂肪呈現高訊號。
  2. T2 加權影像 (T2WI)
    • 參數設定:長 TR(> 2000 ms)、長 TE(> 60~120 ms)
    • 影像特徵:病理學影像。腦脊髓液(亮)> 灰質(稍亮)> 白質(暗)。水腫、發炎等富含水份的病灶會呈現高訊號。
  3. 質子密度加權影像 (PDWI)
    • 參數設定:長 TR(> 2000 ms)、短 TE(約 10~30 ms)
    • 影像特徵:反映組織內可移動質子數量的多寡,常應用於關節軟骨及半月板造影。

臨床重要性

T2 加權影像 (T2WI) 因能使自由水(如腦脊髓液)呈現極高訊號,在臨床上對水份變化的偵測極為敏銳。大多數的神經系統病灶(如:腦中風水腫、腫瘤、多發性硬化症脫髓鞘斑塊、感染發炎)都會伴隨組織水份增加,因此在 T2WI 上會呈現明顯的高訊號(亮區),是神經放射診斷學中最核心的病理篩檢序列。

參考資料

  1. Magnetic Resonance Imaging (MRI) of the Brain and Spine: Basics. (Retrieved from Vertex AI Search)
  2. Magnetic resonance imaging - Wikipedia. (Retrieved from Vertex AI Search)
  3. Brain Magnetic Resonance Imaging Technique: Approach Considerations. Medscape Reference. (Retrieved from Vertex AI Search)
  4. MRI interpretation - T1 v T2 images - Radiology Masterclass. (Retrieved from Vertex AI Search)
  5. T1 and T2 effects - Questions and Answers in MRI. (Retrieved from Vertex AI Search)