研究生医学影像学-总论3-磁共振成像.ppt

1、 医学影像学医学影像学 总论总论第三章第三章 磁共振成像磁共振成像 核磁共振（核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现象。）是一种核物理现象。1946年年人们发现了物质的核磁共振现象。人们发现了物质的核磁共振现象。1973年年应用于临床医学领域。近些年来得到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普及，成为医学影像学前沿学科的一个重要组成部分。成部分。为了区分核磁共振中的为了区分核磁共振中的“核核”与与“放射性核放射性核原子原子”、“核素核素”。现已将核磁共振（。现已将核磁共振（NMR）改称为磁共振成像（改称为磁共振

2、成像（MRI）。）。第三章第三章 磁共振成像磁共振成像一、一、MRIMRI成像基本原理与设备成像基本原理与设备二、二、MRIMRI图像特点图像特点三、三、MRIMRI检查技术检查技术四、四、MRIMRI检查新进展检查新进展五、五、MRIMRI诊断的临床应用诊断的临床应用一、磁共振成像基本原理与一、磁共振成像基本原理与 设备设备 （一）（一）磁共振成像基本原理磁共振成像基本原理 磁共振磁共振 成像（成像（magnetic magnetic resonance image MRIresonance image MRI）是利用原子）是利用原子核核在在磁磁场内经场内经共振共振所产生的射频信号经计所产生

3、的射频信号经计算机重建形成图像的一种成像技术。算机重建形成图像的一种成像技术。（一）（一）磁共振成像基本原理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（氢原子核（H+）不含中子，只有一个质子。）不含中子，只有一个质子。氢原子核氢原子核作为磁共振成像的靶原子核是因为：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）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。氢原子核具有最强的磁矩。(磁化率最高）磁化率最高）（一）磁共振成像基本原理（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

4、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。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采集射频信号，通过调节成像参数重复时间时间TR和回波时间和回波时间TE，分别以，分别以T1、T2和质子密度的参数成像，即可获得和质子密度的参数成像，即可获得T1WI、T2WI或或PDWI图像。图像。TETE：回回波波时时间间：指指9090度度脉脉冲冲与与产产生生回回波之间的时间。波之间的时间。TRTR：重重复复时时间间：指指相相邻邻两两个个9090度度脉脉冲冲之间的时间。之间的时间。选选用用不不同同的的TETE和和TRTR，就就可可组组成成T T1 1WIWI

5、、T T2 2WIWI和质子加权像。和质子加权像。（一）（一）磁共振成像基本原理磁共振成像基本原理（一）（一）MRIMRI成像基本原理成像基本原理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）二）MRI MRI 设备设备MRIMRI设备：设备：主磁体、主磁体、梯度系统、梯度系统、射频系统、射频系统、计算机及数据处理系统、计算机及数据处理系统、辅助设备。辅助设备。主磁体主磁体是产生磁场的装置是产生磁场的装置 永磁永磁 主磁体主磁体 常导常导 电磁电磁 超导超导磁场场强用磁场场强用“T”特斯拉或特斯拉或“G”高斯表高斯表示示 1T=10000GMR机磁场场强分为：机磁场场强分为：

6、低场机低场机 0.1T0.4T 中场机中场机 0.5T1.0T 高场机高场机 1.5T2.0T 超高场机超高场机 2.0T以上以上梯度系统：梯度系统：由梯度放大器及由梯度放大器及X.Y.ZX.Y.Z三组三组梯度梯度 线圈组成线圈组成射频系统：射频系统：用来发射射频脉冲和接收用来发射射频脉冲和接收MRMR信号信号计算机系统：计算机系统：控制着磁共振脉冲激发，控制着磁共振脉冲激发，信号采集，数据运算和图像显示。信号采集，数据运算和图像显示。其他辅助设备：其他辅助设备：检查床，液氮及水冷却检查床，液氮及水冷却系统，空调，胶片处理等。系统，空调，胶片处理等。二、二、MRI MRI图像特点图像特点 1

7、1、多参数灰阶图像、多参数灰阶图像 2 2、多方位断层图像、多方位断层图像 3 3、流空效应、流空效应 1 1、多参数灰阶图像、多参数灰阶图像 MRIMRI成成像像也也是是以以不不同同灰灰度度显显示示图图像像，但反映的是但反映的是MRIMRI信号强度的不同。信号强度的不同。无无论论那那一一种种加加权权像像，白白影影都都表表述述为高信号，黒影都表述为低信号。为高信号，黒影都表述为低信号。同同一一组组织织的的信信号号在在不不同同加加权权像像上上，其信号强度可以不同。其信号强度可以不同。1、多参数灰阶图像、多参数灰阶图像加权加权即即“突出重点突出重点”，即重点突出某一，即重点突出某一参数参数图象图象

8、特性。特性。T T1 1WI:WI:（T T1 1加权像加权像）这种成像方法重点突出组织这种成像方法重点突出组织T1T1参数参数图象特性。图象特性。短短TR(TR500ms)TR(TR500ms)短短TE(TE30ms)TE(TE2000ms)TR(TR2000ms)长长TE(TE90ms)TE(TE90ms)T2 T2长的组织：长的组织：MRIMRI信号高（水）信号高（水）T2 T2短的组织：短的组织：MRIMRI信号低（肌肉）信号低（肌肉）1.5T场强下正常人体组织场强下正常人体组织T1T2值值(mu)组织 T1 T2 水 3000 1200 肌肉 500 70 脑灰质 400 100 脑

9、白质 350 90 脂肪 220 90 MRIMRI可获得人体横断面、冠状面可获得人体横断面、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，有利于病变的辨力高，清晰逼真，有利于病变的三维定位。三维定位。2、多方位断层图像、多方位断层图像 3 3、流、流 空空 效效 应应 心心血血管管内内的的血血液液由由于于流流动动迅迅速速，在在MRIMRI采采集集该该层层面面的的信信号号时时，血血管管内内被被激激发发的的血血液液质质子子已已流流动动离离开开受受检检层层面面，接接收收不不到到信信号号，血血管管在在T1WIT1WI、T2WIT2WI图图像像上均呈黑色。上均呈黑

10、色。这就是流空效应。这就是流空效应。流流空空效效应应使使心心腔腔和和血血管管不不需需造造影影剂剂就就可显影，是可显影，是CTCT所不能比拟的。所不能比拟的。三、三、MRI MRI检查技术检查技术（一（一 ）序列技术序列技术 MRIMRI可可根据需要，选择适当的脉冲序列根据需要，选择适当的脉冲序列和扫描参数和扫描参数成像成像。自旋回波（自旋回波（SESE）序列：）序列：是目前是目前MRIMRI扫描的基本和常用序列。扫描的基本和常用序列。T1WIT1WI显示解剖结构好，显示解剖结构好，T2WIT2WI显示病变好。显示病变好。梯度回波和平面回波成像。成像快，梯度回波和平面回波成像。成像快，图像质量高

11、。图像质量高。（一（一 ）序列技术序列技术 反转恢复序列：反转恢复序列：1 1、抑脂序列，该序列是通过选择、抑脂序列，该序列是通过选择特定的特定的T1T1值，使脂肪组织在值，使脂肪组织在T1WIT1WI图图像的信号为零。像的信号为零。2 2、抑水序列，应用该序列，可使、抑水序列，应用该序列，可使自由水在自由水在T2WIT2WI图像的信号为零。图像的信号为零。（二）对比增强检查技术（二）对比增强检查技术 常规用常规用T1WIT1WI序列，采用静脉注射顺磁序列，采用静脉注射顺磁性造影剂，缩短性造影剂，缩短T1T1驰豫时间，提高病变的驰豫时间，提高病变的检出率和诊断准确率。检出率和诊断准确率。临床最

12、常用的临床最常用的MRIMRI造影剂为钆二乙造影剂为钆二乙三胺五乙酸三胺五乙酸(Gd-DTPA)(Gd-DTPA)。常用剂量：常用剂量：0.1mmo1/Kg0.1mmo1/Kg（三）（三）MRMR水成像技术水成像技术 磁共振水成像技术（磁共振水成像技术（MRhydrographyMRhydrography）是）是利用静态液体长利用静态液体长T2T2的特性，使用重的特性，使用重T2T2加权成加权成像技术，使液体呈高信号显影。像技术，使液体呈高信号显影。临床常用临床常用:MR:MR胰胆管成像（胰胆管成像（MRCPMRCP）、）、MRMR泌泌尿系成像（尿系成像（MRUMRU）、）、MRMR椎管成像（

13、椎管成像（MRMMRM）、）、MRMR内耳成像等。（内耳成像等。（P21P21）MRCP 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）（四）MRMR电影成像技术电影成像技术 磁共振电影成像技术（磁共振电影成像技术（MRCMRC）是利）是利用用MRIMRI快速成像序列对运动脏器实施快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。技术主要用于评价脏器的运

14、动功能。四、四、MRI检查新进展检查新进展（一）（一）MRMR血管成像技术（血管成像技术（MRAMRA）MR MR血管成像是使血管显像的血管成像是使血管显像的MRIMRI技技术，一般无需注射造影剂，检查比较简术，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，如及体部较大血管病变的检查，如动脉瘤、动脉瘤、血管畸形和血管阻塞等。血管畸形和血管阻塞等。正常颅脑正常颅脑MRAMRA正常正常颈部颈部MRA 正常颅脑正常颅脑MRAMRA（TOFTOF）是以是以MRIMRI研究活体脑神经细胞活动状态研究活体脑神经细胞活动状态的崭新

15、的检查技术。的崭新的检查技术。它主要借助于快速它主要借助于快速MRIMRI扫描技术，测量扫描技术，测量人脑在思维、视、听觉或肢体活动时相应脑人脑在思维、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区脑组织的血氧含量及局部灌注状态等改变，并显示于，并显示于MRIMRI图像上。图像上。（二）（二）MR功能成像技术（功能成像技术（fMRI）（二）（二）MRMR功能成像技术（功能成像技术（fMRIfMRI）脑脑MRMR功能成像技术功能成像技术日前更多仍日前更多仍在研究脑组织的功能部位。临床主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，如要用于脑部手术前计划的制定，如癫

16、痫手术时通过癫痫手术时通过fMRIfMRI识别并保护功识别并保护功能区，了解卒中偏瘫病人脑的恢复能区，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能力的评估及精神疾病神经活动的研究等。研究等。MRI脑注脑注功能成像功能成像 四、四、MRI MRI检查新进展检查新进展（三）（三）扩散加权图像（扩散加权图像（DWI)DWI)扩散加权是根据人体组织之间弥散系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，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，使水分子肿。细胞外水分子进入细胞内，使水分子弥散下降，弥散下降，MRI MRI 信号为阴性，信号为阴性，DWIDWI表现为表现为高信号。高信号。目前临床多应用于急性脑梗死的早期诊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。断，并取得较满意的结果。T1WI T2WI DWIT1WI T2WI DWI 四、四、MRI MRI检查新进展检查新进展（四）（四）MRMR波谱技术（波谱技术（MRSMRS）磁共振波谱学是利用