研究生医学影像学-总论3-磁共振成像课件

,医学影像学 总论,第三章 磁共振成像 核磁共振（nuclear magnetic resonance， NMR）是一种核物理现象。 1946年人们发现了物质的核磁共振现象。 1973年应用于临床医学领域。近些年来得到普及，成为医学影像学前沿学科的一个重要组成部分。 为了区分核磁共振中的“核”与 “放射性核原子”、 “核素” 。现已将核磁共振（NMR）改称为磁共振成像（MRI）。,第三章 磁共振成像,一、MRI成像基本原理与设备 二、MRI图像特点 三、MRI检查技术 四、MRI检查新进展 五、MRI诊断的临床应用,一、磁共振成像基本原理与 设备 （一） 磁共振成像基本原理 磁共振 成像（ magnetic resonance image MRI）是利用原子核在磁场内经共振所产生的射频信号经计算机重建形成图像的一种成像技术。,（一） 磁共振成像基本原理,物质,分子,原子,原子核+,电 子-,质子+,中子（不带电荷）,氢原子核（H+）不含中子，只有一个质子。 氢原子核作为磁共振成像的靶原子核是因为： 1. 氢原子在人体内分布最广含量最高。（水含量高） 2.氢原子核具有最强的磁矩。 (磁化率最高）,（一）磁共振成像基本原理 磁共振信号的产生： 将人体置于外强磁场中，外加射频脉冲后，质子释放能量并产生射频信号。采集射频信号，通过调节成像参数重复时间TR和回波时间TE，分别以T1、T2和质子密度的参数成像，即可获得T1WI、T2WI或PDWI图像。,TE：回波时间：指90度脉冲与产生回波之间的时间。 TR：重复时间：指相邻两个90度脉冲之间的时间。 选用不同的TE和TR，就可组成T1WI、T2WI和质子加权像。,（一） 磁共振成像基本原理,（一）MRI成像基本原理,MR信号 接收器,光/电 转换器,模/数 转换器,计 算 机,数/模 转换器,（二）MRI 设备,MRI设备： 主磁体、 梯度系统、 射频系统、 计算机及数据处理系统、 辅助设备。,主磁体是产生磁场的装置 永磁 主磁体 常导 电磁 超导,磁场场强用“T”特斯拉或“G”高斯表示 1T=10000G,MR机磁场场强分为： 低场机 0 . 1T0 . 4T 中场机 0 . 5T1 . 0T 高场机 1 . 5T2 . 0T 超高场机 2 . 0T以上,梯度系统：由梯度放大器及X.Y.Z三组梯度 线圈组成 射频系统：用来发射射频脉冲和接收MR信号 计算机系统：控制着磁共振脉冲激发，信号采集，数据运算和图像显示。 其他辅助设备：检查床，液氮及水冷却系统，空调，胶片处理等。,二、 MRI图像特点,1、多参数灰阶图像 2、多方位断层图像 3、流空效应,1、多参数灰阶图像,MRI成像也是以不同灰度显示图像，但反映的是MRI信号强度的不同。 无论那一种加权像，白影都表述为高信号，黒影都表述为低信号。 同一组织的信号在不同加权像上，其信号强度可以不同。,1、多参数灰阶图像 加权即“突出重点”，即重点突出某一参数图象特性。 T1WI:（ T1加权像 ） 这种成像方法重点突出组织T1参数图象特性。 短TR(TR500ms) 短TE(TE30ms) T1短的组织：MRI信号高（脂肪） T1长的组织：MRI信号低（水）,1、多参数灰阶图像 T2WI: （T2加权像 ） 这种成像方法重点突出组织T2参数图象特性。 长TR(TR2000ms) 长TE(TE90ms ) T2长的组织：MRI信号高（水） T2短的组织：MRI信号低（肌肉）,1.5T场强下正常人体组织T1T2值(mu),组织 T1 T2,水 3000 1200 肌肉 500 70 脑灰质 400 100 脑白质 350 90 脂肪 220 90,MRI可获得人体横断面、冠状面及任何方向断面的图像，图像的分辨力高，清晰逼真，有利于病变的三维定位。,2、多方位断层图像,3、流 空 效 应,心血管内的血液由于流动迅速，在MRI采集该层面的信号时，血管内被激发的血液质子已流动离开受检层面，接收不到信号，血管在T1WI、T2WI图像上均呈黑色。这就是流空效应。 流空效应使心腔和血管不需造影剂就可显影，是CT所不能比拟的。,三、 MRI检查技术,（一 ）序列技术 MRI可根据需要，选择适当的脉冲序列和扫描参数成像。 自旋回波（SE）序列： 是目前MRI扫描的基本和常用序列。T1WI显示解剖结构好，T2WI显示病变好。 梯度回波和平面回波成像。成像快，图像质量高。,（一 ）序列技术 反转恢复序列： 1、抑脂序列，该序列是通过选择特定的T1值，使脂肪组织在T1WI图像的信号为零。 2、抑水序列，应用该序列，可使自由水在T2WI图像的信号为零。,（二）对比增强检查技术 常规用T1WI序列，采用静脉注射顺磁性造影剂，缩短T1驰豫时间，提高病变的检出率和诊断准确率。 临床最常用的MRI造影剂为钆二乙三胺五乙酸(Gd-DTPA)。 常用剂量：0.1mmo1/Kg,（三）MR水成像技术 磁共振水成像技术（MRhydrography）是利用静态液体长T2的特性，使用重T2加权成像技术，使液体呈高信号显影。 临床常用:MR胰胆管成像（MRCP）、MR泌尿系成像（MRU）、MR椎管成像（MRM）、MR内耳成像等。（P21）,MRCP,精确内耳3D重建,左侧半规管（垂直半规管） 局部狭窄，膜迷路阻塞,3D Fiesta MIP重建,男，34岁，半年前突发耳聋,正常,（四）MR电影成像技术 磁共振电影成像技术（MRC）是利用MRI快速成像序列对运动脏器实施快速成像，然后将图像连续显示，即产生运动脏器的电影图像。磁共振电影成像技术主要用于评价脏器的运动功能。,四、MRI检查新进展 （一）MR血管成像技术（MRA） MR血管成像是使血管显像的MRI技术，一般无需注射造影剂，检查比较简单，属于无创性检查。临床多用于头颈及体部较大血管病变的检查，如动脉瘤、血管畸形和血管阻塞等。,正常颅脑MRA,正常颈部MRA,正常颅脑MRA（TOF）,是以MRI研究活体脑神经细胞活动状态 的崭新的检查技术。 它主要借助于快速MRI扫描技术，测量 人脑在思维、视、听觉或肢体活动时相应脑 区脑组织的血氧含量及局部灌注状态等改变 ，并显示于MRI图像上。,（二）MR功能成像技术（fMRI）,（二）MR功能成像技术（fMRI）,脑MR功能成像技术日前更多仍在研究脑组织的功能部位。临床主要用于脑部手术前计划的制定，如癫痫手术时通过fMRI识别并保护功能区，了解卒中偏瘫病人脑的恢复能力的评估及精神疾病神经活动的研究等。,MRI脑注 功能成像,四、 MRI检查新进展,（三）扩散加权图像（DWI) 扩散加权是根据人体组织之间弥散系数不同而形成图像。在急性脑梗死的早期，脑组织缺血缺氧造成的主要是细胞毒性水肿。细胞外水分子进入细胞内，使水分子弥散下降，MRI 信号为阴性，DWI表现为高信号。 目前临床多应用于急性脑梗死的早期诊断，并取得较满意的结果。,T1WI T2WI DWI,四、 MRI检查新进展,（四）MR波谱技术（MRS） 磁共振波谱学是利用MRI中的化学位 移来测 定分子组成空间构型的一 种检测方法。 目前常用原子核有：1H，31P等常用来检测体内 许多微量代谢物，可根据这些代谢物的多少，分析 组织代谢改变，以诊断疾病及判断疗效。常用于脑 缺血、颅脑肿瘤及癫痫的诊断及研究。,正常脑1HMRS,1HMRS临床应用,星形细胞瘤1HMRS Cho、 Cr及 Lac 轻度升高，NAA显著降低,四、 MRI检查新进展,（五）、 MRI全身类PET成像 MRI全身类PET成像也叫MRI全身弥散成像。它是将轴位DWI图重建形成全身DWI图像，经黑白反转形成类PET图像。这种方便、无创性检查，对于恶性肿瘤的诊断、评估及随访，提供了可靠的信息。,MRI 检查新进展,MRI全身 类PET成像,MRI 检查新进展 脑神经纤维弥散张量成像技术,MRI 检查新进展 运动伪影校正技术,MRI 检查新进展 魔方容积成像技术,五、 MRI诊断的临床应用,一：适应证 1 中枢神经系统各种病变（炎症、肿瘤 、 先天畸形、变性、血管性病变）， 优于CT。 2 五官及颈部软组织病变。 3 纵隔及心脏、大血管病变。 4 腹内实质器官及腹膜后病变。 5 脊柱及四肢骨关节病变。,五、 MRI诊断的临床应用,二： 禁忌证 1 带有心脏起搏器者。 2 危重患者需要抢救者。 3 严重心肺功能不全者。 4 体内有磁性金属异物者。 5 怀孕三个月以内之孕妇。 6 幽闭恐惧症者。,复习题 1. MRI的成像原理 2. 掌握水在T1WI和T2WI像上的信 号特点 3.MRI的临床应用,