研究生医学影像学总论3磁共振成像课件.ppt

1、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（改称为磁共振成像（MRI）。）。第三章第三章

2、 磁共振成像磁共振成像一、一、MRI成像基本原理与设备成像基本原理与设备二、二、MRI图像特点图像特点三、三、MRI检查技术检查技术四、四、MRI检查新进展检查新进展五、五、MRI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 resonance 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

3、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

4、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。TE：回波时间：指回波时间：指90度脉冲与产生回度脉冲与产生回波之间的时间。波之间的时间。TR：重复时间：指相邻两个重复时间：指相邻两个90度脉冲度脉冲之间的时间。之间的时间。选用不同的选用不同的TETE和和TRTR，就可组成，就可组成T T1 1WIWI、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

5、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 设备设备MRI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”高斯表示高斯表示 1T=10000GMR机磁场场强分为：机磁场场强分为：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

6、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图像特点图像特点 1、多参数灰阶图像、多参数灰阶图像 2、多方位断层图像、多方位断层图像 3、流空效应、流空效应 1、多参数灰阶图像、多参数灰阶图像 MRIMRI成像也是以不

7、同灰度显示图成像也是以不同灰度显示图像，但反映的是像，但反映的是MRIMRI信号强度的不同。信号强度的不同。无论那一种加权像，白影都表述无论那一种加权像，白影都表述为高信号，黒影都表述为低信号。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，同一组织的信号在不同加权像上，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(TR

8、500ms)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

9、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 心血管内的血液由于流动迅速，心血管内的血液由于流动迅速，在在MRI采集该层面的信号时，血管内被激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，接发的血液质子已流动离开受检层面，接收不到信号，血管在收不到信号，血管在T1WI、T2WI图像图像上均呈黑色。上均呈黑色。这就是流空效应。这就是流空效应。流空效应使心腔和血管不需造影剂流空效应使心腔和血管不需造影剂就可显影，是就可显影，是CTCT所不能比拟的。所不能比拟的。三、三、MRI检查技

10、术检查技术（一（一）序列技术序列技术 MRI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。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T1WI

11、T1WI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）MRM

12、R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）是利用静态液体长是利用静态液体长T2T2的特性，使用重的特性，使用重T2T2加权加权成像技术，使液体呈高信号显影。成像技术，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（椎管成像（MRMMRM）、）、MRMR内耳成像等。（内耳成像等。（P21P21）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，

13、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）MRMR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

14、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MRA正常正常颈部颈部MRA 正常颅脑正常颅脑MRA（TOF）是以是以MRI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MRI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

15、部灌注状态等改变，并显示于，并显示于MRI图像上。图像上。（二）（二）MR功能成像技术（功能成像技术（fMRI）（二）（二）MR功能成像技术（功能成像技术（fMRI）脑脑MR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，如癫痫手术时通过癫痫手术时通过fMRI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检查新进展检查新进展

16、（三）（三）扩散加权图像（扩散加权图像（DWI)扩散加权是根据人体组织之间弥散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，使水性水肿。细胞外水分子进入细胞内，使水分子弥散下降，分子弥散下降，MRI 信号为阴性，信号为阴性，DWI表表现为高信号。现为高信号。目前临床多应用于急性脑梗死的早期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。诊断，并取得较满意的结果。T1WI T2WI DWI 四、四、MRI检查新进展检查新进展（四

17、）（四）MR波谱技术（波谱技术（MRS）磁共振波谱学是利用磁共振波谱学是利用MRI中的化学位中的化学位 移来测移来测定分子组成空间构型的一定分子组成空间构型的一 种检测方法。种检测方法。目前常用原子核有：目前常用原子核有：1H，31P等常用来检测体内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。缺血、颅脑肿瘤及癫痫的诊断及研究。正常脑正常脑1HMRS1HMRS临床应用临床应用星形细胞瘤星形细胞瘤1HMRS Cho、C

18、r及及 Lac 轻轻度升高，度升高，NAA显著显著降低降低 四、四、MRI检查新进展检查新进展（五）、（五）、MRI全身类全身类PET成成像像 MRI全身类全身类PET成像也叫成像也叫MRI全全身弥散成像。它是将轴位身弥散成像。它是将轴位DWI图重建图重建形成全身形成全身DWI图像，经黑白反转形成图像，经黑白反转形成类类PET图像。这种方便、无创性检查，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，对于恶性肿瘤的诊断、评估及随访，提供了可靠的信息。提供了可靠的信息。MRI 检查新进展检查新进展MRI全身全身类类PET成像成像 MRI 检查新进展检查新进展 脑神经纤维弥散张量成像技

19、术脑神经纤维弥散张量成像技术 MRI 检查新进展检查新进展 运动伪影校正技术运动伪影校正技术 MRI 检查新进展检查新进展 魔方容积成像技术魔方容积成像技术五、五、MRI诊断的临床应用诊断的临床应用一：适应证一：适应证 1 中枢神经系统各种病变（炎症、肿瘤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），先天畸形、变性、血管性病变），优优于于CT。2 五官及颈部软组织病变。五官及颈部软组织病变。3 纵隔及心脏、大血管病变。纵隔及心脏、大血管病变。4 腹内实质器官及腹膜后病变。腹内实质器官及腹膜后病变。5 脊柱及四肢骨关节病变。脊柱及四肢骨关节病变。五、五、MRI诊断的临床应用诊断的临床应用 二：二：禁忌证禁忌证 1 带有心脏起搏器者。带有心脏起搏器者。2 危重患者需要抢救者。危重患者需要抢救者。3 严重心肺功能不全者。严重心肺功能不全者。4 体内有磁性金属异物者。体内有磁性金属异物者。5 怀孕三个月以内之孕妇。怀孕三个月以内之孕妇。6 幽闭恐惧症者。幽闭恐惧症者。复习题复习题1.MRI的成像原理的成像原理2.掌握水在掌握水在T1WI和和T2WI像上的信像上的信 号特点号特点3.MRI的临床应用的临床应用