435.1 🎓 醫學生版
對象:M3-M6 醫學生。神經影像學是臨床照顧神經疾病病人時最常用、也最該會「正確選擇」的工具。這一章不要求你判讀每一張片子,而是要建立兩個核心觀念:①什麼時候選電腦斷層(computed tomography, CT)、什麼時候選磁振造影(magnetic resonance imaging, MRI);②MRI 各序列(T1/T2/FLAIR/DWI/SWI/打顯影劑後的 T1)各自看的是什麼,臨床代表什麼意義。掌握這兩件事,再加上對兩類顯影劑(碘對比劑與釓對比劑)風險的理解,你在急診面對「急性中風、外傷、頭痛、抽搐」時就知道第一張片該開什麼。
435.1.0.1 📌 一頁重點
- 大原則:整體而言 MRI 對中樞與周邊神經系統病灶比 CT 敏感;但 CT 取得快、適合不合作或急症病人(急性中風、出血、急性顱內或脊椎外傷),且 CT 看細緻骨頭結構(如傳導性聽力喪失、顱骨與脊椎骨病灶)比 MRI 好。
- 急性出血看 CT;亞急性/慢性出血看 MRI;懷疑蜘蛛膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage)→ CT、CTA,必要時腰椎穿刺再到血管攝影。
- 急性腦梗塞最敏感的工具是擴散加權影像(diffusion-weighted imaging, DWI)——這是整章對醫學生最重要的一句話。DWI 對「發病 7 天內」的急性腦梗塞最敏感,也對腦炎、膿瘍、Creutzfeldt-Jakob 病敏感。
- MRI 各序列怎麼記:T1 看解剖(CSF 暗、脂肪亮);T2 對水腫、脫髓鞘、梗塞、慢性出血敏感(CSF 亮);FLAIR 把 CSF 的亮訊號壓掉,讓貼近腦溝/腦池的水腫病灶更明顯;SWI(susceptibility-weighted imaging)對血液、鈣化、空氣超敏感,用來抓微出血(類澱粉血管病、高血壓、外傷、出血性轉移)。
- 兩類顯影劑的風險不同:碘對比劑(CT 用)→ 有過敏與「對比劑相關急性腎損傷(CA-AKI)」風險;釓對比劑(gadolinium,MRI 用)幾乎不造成腎病變,但在嚴重腎衰竭病人用「線性」釓劑可能引發腎源性全身性纖維化(NSF)。
- 腎絲球過濾率(eGFR)門檻:碘對比劑在 eGFR >30 風險極低;eGFR <30 才是最有證據的高風險門檻,需充分水化或改用其他影像。
- MRI 有絕對禁忌(心律調節器、某些動脈瘤夾、眼內金屬異物等),因為「磁鐵永遠是開著的」。
435.1.0.2 一、第一個分岔:CT 還是 MRI?
臨床上拿到一個神經症狀的病人,第一個決定就是開哪一種影像。Harrison 給的原則其實很實用:整體來說 MRI 比 CT 對中樞與周邊神經系統的病灶更敏感,但這不代表所有情況都先做 MRI。
選 CT 的時機,幾乎都跟「快」與「骨頭」有關。現代多偵測器 CT(multidetector CT, MDCT)做完整顆腦的掃描只要約 1–10 秒,這種速度讓 CT 成為急性意識改變、局部神經學異常、急性腦與脊椎外傷、懷疑蜘蛛膜下腔出血、以及傳導性聽力喪失這些情境的首選。對不合作的病人(躁動、無法配合長時間躺著不動)也是 CT 比較務實。此外,CT 對細緻的骨頭結構(顱底、眼眶、脊椎骨)顯影比 MRI 好,所以評估骨性脊椎狹窄、脊椎退化、開過刀失敗的下背手術等情境,CT 很有用。
選 MRI 的時機,則是當你需要看清楚「軟組織」與「實質病灶」時。腫瘤、感染/膿瘍、白質病變、急性脫髓鞘疾病、失智症的評估,原則上都以 MRI 為主(多數加或不加顯影劑)。值得注意的是,雖然 CT 看骨頭比較強,但 MRI 反而能提供 CT 難以偵測的「骨髓浸潤性病程」資訊,所以兩者常常是互補而非互斥。
醫學生實用記法:急、出血、外傷、骨頭 → CT 先;其餘要看軟組織與實質病灶 → MRI。(台灣臨床:急診值班遇到突發神經症狀,第一線多半先做 non-contrast brain CT 排除出血,再依結果決定要不要進一步 MRI,這與本章原則一致。)
435.1.0.3 二、電腦斷層(CT):原理、適應症與併發症
435.1.0.3.1 原理(懂個大概就好)
CT 的影像是「X 光穿過身體後被衰減的程度」經電腦運算重建出的橫斷面。X 光被組織不同程度地衰減:衰減多的(例如骨頭)在影像上呈高密度(偏白),衰減少的軟組織與含氣腔則呈低密度(灰黑)。影像解析度取決於輻射劑量、偵測器大小、切片厚度、視野與顯示矩陣大小。現代 CT 可做到 0.5–1 mm 的切片、0.4 mm 的平面解析度,每轉一圈只要 0.3 秒。
多偵測器 CT(MDCT) 現在是標準配備,用 4 到 320 個偵測器,一圈可得多個切片。在螺旋(helical)模式下,檢查床連續移動產生連續的「螺旋」資料,可重組成不同厚度與平面。MDCT 的好處是掃描快、減少病人與器官移動,並能在打顯影劑時動態取像——這正是 CT 血管攝影(CT angiography, CTA)與 CT 灌注(CT perfusion) 的基礎。CTA 還能做成三維重組,看起來像血管攝影。新一代的光子計數 CT(photon-counting CT)把 X 光直接轉成電訊號,解析度可達 0.2 mm,還能降噪、降低鈣與骨頭的假影、減少所需顯影劑劑量。
CT 打「靜脈碘對比劑」的目的,是顯示血管結構與偵測血腦障壁(blood-brain barrier, BBB)的破壞。正常中樞神經系統裡,只有血管與本來就沒有 BBB 的結構(腦下垂體、脈絡叢、硬腦膜)會在打對比劑後增強(enhance);當腫瘤、梗塞、感染破壞了 BBB,該處就會異常增強。但要不要打對比劑要謹慎評估,因為它有小機率過敏,也增加費用。
435.1.0.3.2 適應症
CT 是下列情況的首選:急性意識改變、局部神經學異常、急性腦與脊椎外傷、懷疑蜘蛛膜下腔出血、傳導性聽力喪失。在脊椎方面,CT 對骨性脊椎狹窄、脊椎退化、下背手術失敗症候群很有用;但有神經學缺損時常常還是優先 MRI。CT 也常在「鞘內注射對比劑」後施行,用來評估脊椎與顱內 CSF 瘻管,以及脊椎蜘蛛膜下腔(即 CT 脊髓攝影,CT myelography)。
435.1.0.3.3 併發症一:輻射
一次例行腦 CT 的輻射劑量約 2–5 mSv(毫西弗)。作為對照,美國人平均每年從所有來源接受約 6.2 mSv(其中天然來源約 3.1 mSv)。診斷影像在這種低劑量下被認為風險極小,但仍應遵守「劑量越低越好」的原則,尤其是兒童;可行時優先用 MRI 或超音波。後處理軟體的進步已能讓 CT 在比舊技術低 30–40% 劑量下仍維持可接受的診斷品質。
435.1.0.3.4 併發症二:碘對比劑相關急性腎損傷(CA-AKI)
這是 CT 最常見的對比劑相關併發症之一。CA-AKI 指靜脈內注射碘對比劑後 48 小時內腎功能突然惡化。它其實是「相關性診斷」(要先排除其他急性腎衰竭原因),而且動脈內注射(如冠狀動脈攝影)比靜脈注射更容易發生。診斷依 KDIGO 標準,48 小時內出現下列任一:①血清肌酸酐絕對上升 ≥0.3 mg/dL;②肌酸酐上升 ≥50%(≥1.5 倍基準值);③尿量 ≤0.5 mL/kg/h 持續至少 6 小時。預後通常良好,肌酸酐多在 1–2 週回到基準。
最重要的風險因子是既有的嚴重腎功能不全;其他被提出但未嚴格證實的包括糖尿病、脫水、心血管疾病、利尿劑、高齡、高血壓、高尿酸、短時間內多次顯影。臨床上 eGFR 比單看肌酸酐更可靠(因為它考慮年齡與性別)。Harrison 引述:碘對比劑在 eGFR >30 mL/min/1.73m² 時風險極小;eGFR <30 才是最有證據的高風險門檻,這類病人若非打不可,要充分水化。值得一提的是,過去以為有保護作用的碳酸氫鈉與 acetylcysteine,近期統合分析顯示並不優於生理食鹽水。
435.1.0.3.5 併發症三:過敏
立即型過敏(anaphylaxis)從輕微蕁麻疹到支氣管痙攣甚至死亡都有。嚴重過敏在使用非離子性對比劑時約 0.04%,比離子性低六倍。風險因子包括「曾對對比劑過敏」(風險增五倍)、食物或藥物過敏、異位性體質(氣喘、花粉熱)。一個重要更正觀念:對蝦貝類過敏曾被認為重要,現在已知並不可靠。 若病史令人擔心,應考慮改做不打對比劑的 CT 或 MRI;若非打碘對比劑不可,要用非離子性藥劑並先以類固醇與抗組織胺前處置(但前處置不保證安全)。對碘對比劑過敏的病人通常不會對釓對比劑過敏(反之亦然),不過交叉反應仍偶有發生。另外,要接受放射碘治療甲狀腺疾病或癌症的病人,盡量不要先打碘對比劑,因為會降低放射性同位素的攝取。
435.1.0.4 三、磁振造影(MRI):序列的臨床意義(本章對醫學生最關鍵的一段)
435.1.0.4.1 原理速懂
MRI 利用組織中的氫質子(hydrogen proton)、靜態磁場與射頻(radiofrequency, Rf)波之間的交互作用成像。磁場強度(以特斯拉 Tesla, T 表示)與訊噪比(signal-to-noise ratio)直接相關,臨床常用 1.5T 與 3T。質子被 Rf 激發後回到平衡態(弛緩,relaxation)時釋放出能量(回波,echo),被線圈偵測、經傅立葉分析重建成影像。
435.1.0.4.2 T1 與 T2:先記 CSF 與脂肪
兩個弛緩時間決定影像對比:T1 弛緩時間是 63% 質子回到平衡態所需的時間;T2 弛緩時間是 63% 質子因彼此交互作用而去相位(dephase)所需的時間。透過調整脈衝間隔(TR)與脈衝到收訊的時間(TE)可得不同加權影像:TR、TE 都短 → T1 加權(T1W);TR、TE 都長 → T2 加權(T2W)。
最實用的記法是看 CSF 與脂肪:
| 影像 | CSF(腦脊髓液) | 脂肪 | 腦 | 水腫 |
|---|---|---|---|---|
| T1W | 低(暗) | 高(亮) | 低 | 低 |
| T2W | 高(亮) | 高 | 中 | 高 |
| FLAIR(T2) | 低(被壓暗) | 高 | 中 | 高 |
幾個臨床重點:脂肪與亞急性出血 T1 較短 → 在 T1W 上偏亮;含水多的結構(CSF、水腫)T1 與 T2 都長 → T1W 上偏暗、T2W 上偏亮。灰質含水比白質多 10–15%,這是兩者在 MRI 上天生對比的來源。T2W 對水腫、脫髓鞘、梗塞、慢性出血比 T1W 敏感;T1W 則對亞急性出血與含脂肪結構較敏感。
435.1.0.4.3 FLAIR:把 CSF 的亮壓掉
液體衰減反轉回復(fluid-attenuated inversion recovery, FLAIR) 是極實用的序列:它把 T2W 上 CSF 本來很亮的訊號壓抑掉,讓水腫病灶更突出,尤其是那些貼近 CSF 腦池與腦溝的病灶(因為不會被旁邊亮的 CSF 蓋住)。FLAIR 對含水病灶或水腫比標準自旋回波更敏感。
435.1.0.4.4 DWI:急性中風的主角
擴散加權影像(DWI) 探測的是「水分子的微觀運動」。會動的水質子讓 DWI 訊號降低;當病理讓水的微觀運動「受限」時,DWI 上就呈高訊號。梗塞組織會讓細胞內與間質的水運動減少,因此 急性梗塞在 DWI 上呈高訊號。這就是為什麼 DWI 是偵測發病 7 天內急性腦梗塞最敏感的技術。DWI 也對腦炎、膿瘍、化膿性病灶敏感——例如臨床上典型的環狀增強病灶(ring-enhancing lesion),若 DWI 呈擴散受限(高訊號),在發燒合併局部神經缺損的情境下,高度提示是腦膿瘍而非單純腫瘤。
DWI 通常會搭配 表觀擴散係數(apparent diffusion coefficient, ADC) 圖一起判讀(急性梗塞 DWI 亮、ADC 暗)。本章圖中即以 DWI 加 ADC 共同證實中大腦動脈梗塞的存在。
435.1.0.4.5 SWI:抓微出血與鈣化
磁感性加權影像(susceptibility-weighted imaging, SWI) 是一種梯度回波(gradient echo)序列,對「血液、鈣化、空氣」造成的局部磁場變化非常敏感。臨床上 SWI 常規用來抓微出血(microhemorrhages)——例如類澱粉血管病(amyloid angiopathy)、高血壓、出血性轉移、外傷性腦損傷、血栓狀態的典型表現。例如本章圖示的家族性海綿狀血管畸形(cavernous malformation),SWI 能顯出眾多含血鐵質(hemosiderin)的低訊號病灶,遠比 T2W 更明顯。
435.1.0.4.6 釓對比劑(gadolinium):機轉與兩大安全議題
釓(gadolinium)是目前所有核准的靜脈 MRI 對比劑的基礎。 它縮短鄰近水質子的 T1 與 T2 弛緩時間,因此在 T1W 上造成增強(在 T2W 上需足夠局部濃度才會呈低訊號)。和碘對比劑不同,釓劑的效果取決於「附近有沒有氫質子」讓它作用。釓本身有毒,必須用螯合分子(chelate)「關」起來:螯合載體可分大環狀(macrocyclic,第 2 群)vs 線性(linear,第 1 群)、以及離子性 vs 非離子性。大環狀(第 2 群)較穩定,因為釓離子被「關」在配體的空腔裡,解離速率比線性配體慢。
第一個安全議題是腦部釓沉積:研究顯示所有種類的釓對比劑(GBCAs)序列性給藥後都可能沉積在腦部(主要在齒狀核 dentate nuclei 與蒼白球 globus pallidus),且線性 GBCAs 沉積比大環狀多、呈劑量依賴性,連腎肝功能正常者都會發生。目前沒有證據顯示這些沉積會造成神經毒性的組織變化。
第二個、也是更要記住的安全議題是腎源性全身性纖維化(nephrogenic systemic fibrosis, NSF):這是釓劑的罕見併發症,發生在嚴重腎功能不全且暴露於「線性」(第 1、3 群)釓劑的病人。要特別記住:碘對比劑造成的腎病變不會發生在釓劑上——釓劑不造成 CA-AKI;釓劑在嚴重腎病人的問題是 NSF,不是腎損傷本身。NSF 在暴露後 5–75 天發病,皮膚出現膠原束增厚、纖維化,也可侵犯肌肉、骨、肺、心包、腎等。嚴重腎功能不全(GFR <30)病人的 NSF 發生率約 0.19–4%。美國放射學會(ACR)建議:第 2 群(大環狀)釓劑風險極低甚至可能不存在,給藥前評估腎功能是選擇性的,且高風險病人應優先用第 2 群釓劑;而使用第 1 或 3 群(線性)釓劑的病人若在洗腎、嚴重/末期腎病(eGFR <30)、eGFR 30–40 或急性腎損傷,都應視為 NSF 風險族群。 此外,<6 個月的嬰兒一般避免用釓劑,幼兒因腎系統未成熟也不鼓勵使用。
至於過敏:釓劑整體不良反應約 0.07–2.4%,真正過敏罕見(0.004–0.7%),嚴重危及生命的極罕見(一份報告中兩千萬劑只有 55 件)。釓劑可安全用於兒童與成人,但一般避免用於 <6 個月嬰兒。
435.1.0.5 四、血管影像:CTA、MRA 與導管血管攝影怎麼選
評估腦血管時有三條路:CT 血管攝影(CTA)、磁振血管攝影(MRA)、導管血管攝影(catheter angiography / DSA)。重點是:MDCTA 與釓增強 MRA 的成熟已大幅減少對導管血管攝影的需求,導管攝影現在保留給「需要小血管細節」或「同時要做介入治療」的病人。
MRA 利用梯度回波序列讓流動質子訊號增強、背景靜態組織訊號被壓低。常見兩種:飛行時間法(time-of-flight, TOF)MRA 通常不打對比劑,靠抑制靜止組織來凸顯流入切面的血液;相位對比法(phase-contrast)MRA 取像較久,但除了解剖外還能顯示血流的速度與方向。MRA 也常在打釓對比劑時取像,好處是更快(1–2 分鐘 vs 10 分鐘)、流動假影更少、能做動脈期與靜脈期的四維時序影像;對顱外血管的評估,釓增強 MRA 已成為標準。 但 MRA 的限制是空間解析度比傳統血管攝影低,對小血管異常(如血管炎、遠端血管痙攣)較不敏感,也對慢速血流較不敏感,因此可能無法可靠區分「完全阻塞」與「近乎完全阻塞」。
血管壁影像(vessel wall imaging, VWI) 是高解析度三維 T1W 技術,抑制血管與 CSF 內所有流動質子並打對比劑,用來看「血管壁本身」的病理,可區分動脈粥狀硬化、血管炎(如中樞神經系統原發性血管炎 PACNS)、可逆性腦血管收縮症候群(RCVS)等。
導管血管攝影(angiography) 是所有診斷影像中風險最高的,因為要把導管插入血管。最可怕的併發症是中風:導管尖端可能形成血栓、罕見的動脈剝離或穿孔、或粥狀硬化斑塊被導管/導線/注射力量打落而栓塞到腦循環。神經學併發症風險約:暫時性腦缺血與中風 ~4%、永久缺損 0.5%、死亡 <0.1%。腦血管攝影只用非離子性對比劑。
435.1.0.6 五、灌注、擴散、功能性影像與 ASL(進階但重要的觀念)
回波平面 MRI(echo-planar imaging, EPI) 用快速開關的梯度,數毫秒內就能收集成像所需資訊,是 DWI、擴散張量影像(DTI)、功能性 MRI(fMRI)與動脈自旋標記(ASL)的基礎。
灌注與擴散影像合用特別有價值:可同時顯示「已梗塞組織」與「缺血但可能還能救的組織」——後者就是著名的缺血半暗帶(ischemic penumbra)。灌注 MRI 可由打釓對比劑或無對比劑的 ASL 取得,導出相對腦血容量(CBV)、平均通過時間(MTT)、最大時間(tMAX)與腦血流(CBF)等參數圖。梗塞的典型表現是 MTT 與 tMAX 延長、CBV 與 CBF 下降;而在血流減少的情況下,若 MTT 延長但 CBV 正常或上升,可能代表是靠較慢的側枝循環供血、屬於「有梗塞風險」的組織。
擴散張量影像(DTI) 評估白質內質子流動的方向與完整性,可在腦腫瘤手術前評估皮質下白質徑路(避免傷到重要神經束),也用於外傷性腦損傷等先天/後天病變。fMRI 則靠神經活動引發局部含氧血流增加、改變氧合與去氧血紅素比例而產生 2–3% 的訊號變化,用來定位感覺、運動、聽覺皮質(術前定位)。ASL 是定量、無對比劑的腦血流測量法(在頸部標記血液、短暫延遲後在腦內成像),因取得快、不需打對比劑,已幾乎成為許多 MRI 流程的標準。
MR 神經攝影(MR neurography, MRN) 用脂肪抑制技術看周邊神經,發炎神經在 T2W 上呈高訊號,適用於脊椎 MRI 正常的神經根病變、懷疑周邊神經夾擠或外傷者。MR 頻譜(MRS)、正子斷層(PET) 也是補充工具——FDG-PET 主要用來偵測顱外轉移,而頂葉 FDG 活性下降與阿茲海默症有關;新發展的 β-amyloid 與 tau PET 示蹤劑可用於失智評估(見 Ch.442)。
435.1.0.7 六、脊髓攝影與脊椎/血管介入(知道概念即可)
脊髓攝影(myelography) 是把水溶性碘對比劑注入腰椎或頸椎蜘蛛膜下腔,再做 CT(即 CT 脊髓攝影)顯示脊髓與神經根(呈充盈缺損)。CT 脊髓攝影與 MRI 已大幅取代傳統脊髓攝影;傳統脊髓攝影現僅剩少數適應症(如懷疑腦膜/蜘蛛膜囊腫、定位 CSF 瘻管,以及脊椎融合術後失敗症候群)。脊髓攝影最常見的併發症是頭痛(5–30%,多因穿刺處 CSF 持續漏出,年輕女性與較粗切割型穿刺針機率高;持續 >48 小時可考慮硬膜外血液貼片 epidural blood patch)。在懷疑脊椎阻塞時,MRI 是首選。
脊椎介入方面,椎間盤攝影(diskography) 現已少用;選擇性神經根與硬膜外類固醇注射兼具診斷與治療價值;壓迫性骨折常做椎體成形術(vertebroplasty)與後凸成形術(kyphoplasty)。脊髓血管攝影(spinal angiography) 用來定位血管畸形、並在主動脈瘤修補前找出 Adamkiewicz 動脈,嚴重併發症(如下肢輕癱)<1%。
435.1.0.8 🎯 醫學生最該記住的 7 件事
- 急、出血、外傷、骨頭 → CT 先(CT 快、看骨頭好);要看軟組織與實質病灶 → MRI(MRI 整體較敏感)。
- 急性腦梗塞最敏感的是 DWI(發病 7 天內),DWI 高訊號 = 擴散受限,也見於腦炎、膿瘍。
- 序列記憶:T1 看解剖(CSF 暗)、T2 對水腫/脫髓鞘/梗塞敏感(CSF 亮)、FLAIR 把 CSF 壓暗凸顯水腫、SWI 抓微出血與鈣化、打釓後 T1 看 BBB 破壞(增強)。
- 急性出血看 CT、亞急性/慢性出血看 MRI;懷疑蜘蛛膜下腔出血 → CT/CTA(必要時 LP → 血管攝影)。
- 兩類顯影劑風險不同:碘對比劑 → 過敏 + CA-AKI(eGFR <30 才是高風險門檻);釓對比劑不造成腎病變,但線性釓劑在嚴重腎衰竭可致 NSF,故高風險者優先用大環狀(第 2 群)釓劑。
- 對蝦貝過敏不能預測碘對比劑反應(舊觀念已更正);碘與釓之間一般不交叉過敏。
- MRI 磁鐵永遠是開的:心律調節器、某些動脈瘤夾、眼內金屬異物等是禁忌;導管血管攝影風險最高(中風 ~4% TIA/stroke、死亡 <0.1%)。
來源:Harrison 22e Ch.434。CT/MRI 適應症、各序列意義、DWI 角色、CTA/MRA/VWI、碘與釓對比劑風險(CA-AKI、NSF、eGFR 門檻、過敏率)、灌注/擴散/ASL、脊髓攝影併發症均對照原文。