[科普中国]-介入磁共振

简介

介入磁共振(Interventional Magnetic Resonance)，是近年发展起来的新技术，应用磁共振引导器械可达到诊断或治疗疾病的目的。作为介入导向工具，磁共振具有其它影像学方法无法比拟的优势，其组织对比优良，空间分辨率达亚毫米级，对病变定位及其介入引导均有益，更重要的是磁共振具有多平面和三维容积重建的能力，可全面评价介入靶灶与邻近组织的重要解剖关系。

在介入手术过程中医师要能够随时接近患者，开放式磁体技术的出现和快速成像技术的进步，使磁共振引导下的介人性治疗得以发展。开放式磁共振系统成像空间大，手术可以在扫描区域内、外进行，术中可随时扫描与监控，既便于实时观察术中情况，又大大地提高了工作效率。

介入磁共振系统磁体设计开展介入性磁共振最重要的条件是磁体系统能够允许医生接触病人并进行介入操作。越容易接触到患者的系统，其介入性能越好。目前的开放式系统，可以满足介入磁共振的需要。Picker和Siemens公司的开放系统为“马蹄”形垂直式磁体，GE公司的磁体呈双“面包圈 样，即在两个线圈之间留有一较大间隙，可以允许270度垂直式接触患者，由于患者可在坐位下成像，特别适于脑和会阴部的介入磁共振操作。超短或较短的磁体，甚至是标准磁体，也有用做介入磁共振的，其缺点是与患者接触差，优势是磁体强度较高，利于实时成像技术的实施。

图1 开放性介入磁共振系统

介入磁共振手术场所及器械设备磁共振介入手术在磁共振屏蔽室内进行的，磁共振介入导航具有室内操作控制台和磁体间内显示屏。室内操作控制台体积小巧、移动方便，可以在扫描室内进行各种磁共振操作，便于医师与技师随时沟通。磁兼容室内显示屏能清晰显示术中磁共振图像，既方便手术操作，又能实时监控手术全过程。下图为医生在进行磁共振介入手术。

图2 医生在磁共振屏蔽室内进行介入手术

使用设备及器械要求是磁兼容的，即不含铁质材料。含铁质的非磁兼容性物品受磁场的吸引会发生飞射，容易造成人身伤害。同时强磁场、梯度场及射频信号也会干扰非磁场兼容性设备的正常使用，当梯度场开启时心电导联会接收到强噪声信号，干扰正常的心电图波形。而磁流体动力因素也会影响通过心脏的血流，使正常的心电图波形发生变形。非磁兼容性设备工作时还会干扰MR 成像，使图像变形、出现伪影，是手术器械的磁敏感伪影或设备产生电子信号的电磁干扰造成的。由于低场开放式磁共振系统的磁场强度较低， 因而对设备与器械磁兼容性的要求会比超导高场磁共振相对降低。磁共振介入手术屏蔽室内需要消毒处理，例如紫外线灯空气消毒，扫描磁体、射频线圈覆盖无菌罩等。标准的磁共振介入手术室还应参照手术室的设计，配有医护人员更衣、洗手的洁净区，医护人员与患者通过不同的通道进入磁共振介入手术室。

磁共振介入手术中要有磁共振兼容性生命监护设备， 实时监控患者的心率、呼吸、血氧、血压等生理信息的变化，紧急情况下宜及时采取救治措施，保证手术过程的安全性。磁兼容麻醉设备通常用于全麻手术中， 目前一些微创介入治疗如氩氦刀冷冻、放化疗粒子植入或椎间盘旋切与臭氧消融等，由于治疗过程患者痛苦小，一般在局麻方式下即可完成。其他辅助设备如超声吸引器、外科显微镜、神经外科骨钻、神经刺激器、身体固定架、患者取暖加热器等会根据不同的手术而有所需要，这些设备如果放在屏蔽室内则要求是磁兼容的。

介入磁共振成像序列介入磁共振导航为了配合术中的实时导引与监控， 需要有专门设计的快速成像序列，应满足以下要求：（1）成像速度快；（2）穿刺针伪影大小适中，既要足够大以易于观察，又不能太大以免影响穿刺病灶的显示；（3） 要保证病灶与邻近组织间、病灶与穿刺伪影间有足够的对比度；（4） 必须选择理想的序列，以能显示沿穿刺针道上的易损结构。单一序列是不可能完全满足以上4 项要求，因此，在手术过程中，通常使用一个以上的序列。为了加快成像速度，常采取K 空间取样步骤、平行成像技术及微波编码数据接收技术。

磁共振介入导航的主要方式目前磁共振导航的主要方式为光学导航， 该系统主要包括红外线导航相机、定位示踪器、配有导航光球的持针器以及导航功能软件、手术规划软件等。三维动态主动跟踪介入手术器械的位置并投射到实时显示的磁共振图像上是磁共振导航技术一个至关重要的优势。手术器械固定在带有定位标记物或微型射频探测器的持针器上， 一般用光学或梯度方法跟踪手术器械，通过捕获电荷耦合的相机装置，光学追踪导航器械上的定位标记物（至少3 个），标定物与追踪器械的位置、方向等信息与图像序列信息通过计算机准确计算与处理， 使手术医生就

能够随时了解手术器械与病变、重要组织结构的位置关系，从而使复杂的操作更加简捷、直观。

磁共振介入的临床应用磁共振引导的介入手术，主要是病理活检、穿刺引流、肿瘤消融与近距离放化疗综合治疗、诗经阻滞与损毁、颈腰间盘旋切与臭氧治疗等诸多方面，手术部位涉及神经系统、呼吸系统、泌尿生殖系统、骨骼肌肉软组织、眼球以及肺、肝、肾、前列腺等诸多器官，成功率高。具体为：

MR引导下经皮穿刺活检及囊肿、血肿和脓肿的抽吸引流；

肿瘤间质消融治疗：肿瘤激光热消融术、氩氦刀冷冻消融治疗；

肿瘤内局部放射性粒子及化学药物植入术；

疼痛治疗：神经根阻滞与腹腔神经丛的阻滞与损毁术；

椎间盘突出微创性旋切结合臭氧治疗术；

中晚期帕金森病的微创治疗；

乳腺早期病变及前列腺肿瘤的病理诊断与冷冻消融治疗。

扩展阅读赵磊，王洋. MRI 导引与监控微创介入治疗技术[J]. 医学影像学

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鲍楠 - 讲师 - 东北大学中荷生物医学与信息工程学院张耀楠 - 教授 - 东北大学中荷生物医学与信息工程学院