1、心房接受静脉,心室发出动脉体循环:左心室主动脉中小动脉全身毛细血管中小静脉上下腔静脉及冠状窦右心房肺循环: 左心房肺静脉肺泡毛细血管肺动脉肺动脉干右心室磁共振成像MRI-利用射频(RF)电磁波对置于磁场中的含有自旋不为零的原子核的物质进行激发,发生核磁共振(NMR),用感应线圈采集磁共振信号,按一定数学方法进行处理而建立的成像方法。 MRI-乙类大型医用设备被检者置于磁场中发射RF(射频脉冲)序列接收MR信号(接收线圈探测到的电磁波,具有一定的相位、频率、强度,在MRI图像上反应不同组织的亮暗特征;大小与横向磁化矢量成正比)成像。1946-斯坦福大学Flelix Bloch、哈佛大学Edwar
2、d Purcell-1952诺贝尔物理学奖;1978-英国-头部MRI;1980-全身MRIMRI 特点参数成像,丰富的诊断信息高对比成像,详尽的解剖图谱任意层面断层,三维空间上观察人体人体能量代谢研究,有可能直接观察细胞活动的生化蓝图不使用对比剂,可观察心脏和血管结构无电离辐射,一定条件下可进行介入MRI治疗无气体和骨伪影干扰;局限性成像速度慢,检查时间长对钙化灶和骨质病变不够敏感图像易受多种伪影干扰禁忌症多定量诊断困难。质子(+)数=核外电子数=核电荷数=原子序数,保持原子的电中性,原子核决定该原子物理特性;质子自旋-正电荷附着于质子,并与质子一起以一定的频率旋转;质子和中子不成对,将使质
3、子在旋转中产生角动量(与B0同方向时处低能级状态,反方向时处高能级状态极易改变方向),磁共振是利用这个角动量的物理特性来进行激发、信号采集和成像。角动量是有方向性的矢量(空间方向总是与自旋的平面垂直),是磁性强度的反应,角动量磁性。人体内最多的分子是水,约占人体重量的65%,氢原子是人体中含量最多的原子;人体中的氢、碳、钠、磷原子都存在此情况,均可用来作磁共振成像。磁距磁距是一个总和的概念磁距是动态形成过程磁距在磁场中是随质子进动的不同而变化,进动是具有特定频率的,称进动频率磁距有空间方向性,方向与B0的方向一致(约一半少点的质子的角动量方向与B0方向相反)。进动-磁距的作用下,原子核自身旋转
4、的同时又以为轴做旋转运动;磁距方向与B0轴的夹角决定了旋转的圆周大小。外加磁场的大小决定着磁距与B0轴的角度, B0角度B0方向上的磁距,可用来进行磁共振的信号会越强,图像结果会更好;B0进动频率。与B0强度相对应的进动频率也叫Lamor频率(或原子核的进动频率与主磁场B0成正比)。旋磁比-原子在1.0Tesla磁场中的进动频率为常数值;氢原子旋磁比为42.58MHz;1T=10G(高斯)弛豫-从外加的B1消失开始,到回复至发生磁共振前的磁距状态为止(原子核从激化状态回复到平衡排列状态)的过程。弛豫过程是一个能量转变的过程,磁距的能量状态随时间延长而改变;纵向弛豫(T1,自旋-点阵/自旋-晶格
5、)- 从零状态恢复到最大值的过程,MZ由零逐渐恢复到平衡状态的过程,长T1黑/短T1白;纵向磁矩恢复到原来的63%所需时间为一个单位T1时间(T1值),反映组织纵向磁矩恢复快慢的物理指标;横向弛豫(T2,自旋-自旋)-从最大值恢复到零状态的过程,长T2白/短T2黑;横向磁矩减少至最大时的37%所需时间为一个单位T2时间(T2值);横向弛豫与纵向弛豫同时发生。水T1白T2黑 脂肪T1白T2灰白去相位-质子失去相位一致性;复相位-质子的相位重聚;回波-由质子的相位重聚产生的MR信号,回波信号实质是射频信号,具有频率和强度的特点;自由感应衰减FID-弛豫过程中产生的信号,产生于射频脉冲激励自旋质子之
6、后,是信号瞬间幅度与时间的对应关系。梯度磁场G-实现MRI的空间定位,横轴位Gz、矢状位Gx、冠状位Gy,使成像时感兴趣人体区域受到的磁场强度出现微小的差别。人体组织在不同磁场强度下,其共振的频率就会不同。空间定位-在相对均匀的主磁场基础上施加梯度磁场,不断变化的梯度磁场与对应变化的RF发生放大器配合,将达到空间定位的目的。MRI做任何断面都不移动病人,只启动不同的梯度场。顺序:层面选择相位编码频率编码K空间-计算机根据相位和频率不同而给予的暂时识别定位,即MR信号的定位空间。K空间中,相位编码是上下、左右对称的,从正值的最大逐渐变化到负值的最大,中心部位是相位处于中心点的零位置,而不同层面中
7、的多次激发产生的MR信号被错位记录到不同的K空间位置上。二维傅立叶变换法:将K空间排列的原始数据,整合了相位、频率和强度的信息逐行、逐点地解析和填补到真正的空间位置上去,形成多幅反映信号强弱的MRI图像。时间域信号频率域信号 二维傅立叶变换-选择性激发射频脉冲;三维-非选择脉冲序列:为不同成像目的而设计的一系列射频脉冲、梯度脉冲和信号采集按一定时序排列;一个周期-射频脉冲(激发脉冲/复相脉冲/反转恢复序列)、梯度脉冲(层面选择梯度/相位编码梯度/频率编码梯度,用以空间定位)、MR信号采集;射频脉冲:选择性激发/非选择性激发, 射频脉冲角度不能为零,宽度激发的频率范围,幅度激发后的翻转角度。重复
8、时间TR-脉冲序列一个周期所需时间;TR质子的弛豫恢复好SNRT1权重T2权重检查时间允许扫描层数;TR检查时间T1权重T2权重SNR允许扫描层数;长TR使大部分组织的T1弛豫接近完成,免除T1成分。回波时间TE-激发脉冲与产生回波之间的间隔时间,回波时间与信号强度成反比,TESNRT2权重;TESNRT1权重T2对比;TE超过一定范围,所有组织的T2横向磁化都极大的衰减而无对比。有效回波时间ETE-与最终图像对比度相关的回波时间。反转时间TI-反转恢复类脉冲中180反转脉冲与90激励脉冲之间的时间间隔;多数组织TI400ms;中等反转时间反转恢复序列TI(200800 ms;GE公司-T1
9、FLAIR,TI=750ms)可获得脑灰白质对比度高的图像。翻转角FA- 射频脉冲激励的角度;射频脉冲作用下,质子磁化矢量偏离平衡状态的角度;射频脉冲的能量偏转角度;偏转角能量组织纵向弛豫时间,翻转角过小SNR;GRE序列翻转角20-T1WI,80-T1WI。信号激励次数NEX/信号采集次数NA-指每一个相位编码步级采集信号的重复次数NEX信噪比伪影扫描时间。回波链长度ETL-每个TR 周期的回波次数;回波链扫描时间SNR允许扫描层数;主要用于FSE、IR、EPI序列。回波间隔时间ES-快速成像序列回波链中相邻两个回波之间的时间间隔,ES长短影响TE长短。视野FOV-最小FOV由梯度场强的峰值
10、和梯度间期决定。矩阵-组成每幅MR图像的像素方格,采集矩阵(原始资料矩阵,频率编码采样数相位编码步码数,增加相位方向编码数会增加扫描时间,常用256256,最高512256);显示矩阵(影像矩阵,经过付立叶变换显示在显示屏上,最高512512)显示矩阵采集矩阵。FOV不变,矩阵体素图像分辨力。扫描野/观察野FOV-扫描时采集数据的范围,取决于频率编码和相位编码梯度强度;最小FOV由梯度场强的峰值和梯度间期决定;采集矩阵不变,FOV体素空间分辨力信号强度SNR。接收带宽/射频带宽-MR系统采集MR信号时所接收的信号频率范围/读出梯度频率采集范围;射频脉冲越短/层厚越厚,带宽越宽;带宽信号采集范围
11、噪声;带宽可提高SNR但对比度。自旋回波脉冲序列SE- 90RF激励脉冲(Z轴纵向磁化矢量翻转至XY平面)180重聚相位脉冲(XY平面上的磁化矢量翻转180,失相质子重聚)获取回波;90RF激励脉冲;TRSNRT2权重;TRSNRT1权重T1加权像T1WI-突出组织纵向弛豫差别,利于观察解剖结构;SE序列:短TR500ms短TE20ms。T2加权像T2WI-突出组织横向弛豫差别,显示组织病变较好;SE序列:长TR2500ms长TE100ms。质子密度N(H)加权像-反映单位组织中质子含量;SE序列:长TR2500ms短TE20ms,各种软组织的质子密度差别大多不如其T1 或T2值相差大;可采用
12、双回波序列,第一个回波使用短TE形成质子密度加权像,第二个回波使用长TE形成T2WI。反转恢复脉冲序列IR- 180反转脉冲(纵向磁化矢量由Z轴翻转至负Z轴)90激励脉冲180重聚相位脉冲获取回波;180反转脉冲;对分辨组织的T1值极为敏感。TI(对组织信号形成有决定性作用,TR3TI,SNR最好)接近于两种组织的T1值,尽可能缩短TE(产生T2WI主要决定因素-长TE)可获得最大的T1WI;组织的T1TI。 T1WI/PDWI短TI反转恢复脉冲序列STIR(Short T1 IR)- 在T1WI中抑制脂肪的短T1(脂肪组织纵向磁距从负值恢复到零水平所需时间)高信号,特征是选择短TI(300m
13、s),脂肪组织TI100ms没信号,降低运动伪影;1.5T的MR设备约为150170ms。液体衰减反转恢复脉冲序列FLAIR-,IR序列与SE/FSE T2WI相结合的组合序列,产生液体信号为零的T 2WI,抑制游离水信号。长TI(15002500 ms)长TE;脑脊液信号为零,TE可较长,可获得更重的T2WI。常用于脑的多发性硬化、脑梗死、脑肿瘤等疾病的鉴别诊断,尤其是当这些病变与富含脑脊液的结构邻近时。1.5T的MR设备约为2000ms梯度回波序列GRE/场回波序列FE-与SE脉冲区别用90的射频脉冲激发,短TR(10-20ms)反转梯度取代180复相脉冲扫描时间空间分辨力和SNR无明显下
14、降;影响因素:组织T1T2、B0不均匀性、激发脉冲的翻转角、TR、TE、磁敏感性和流动。T1WI-FA5080TR10200ms;T2WI-FA1030TR200500ms。小角度激发优点脉冲能量较小SAR与90脉冲相比,产生的宏观横向磁化失量的效率小角度激发后,组织的纵向磁化失量大部分被保留,恢复时间缩短,采用短TR采集时间小角度脉冲Mz变化较小,能形成较大稳态Mz,故图像具有较高SNR。稳态梯度回波脉冲序列/稳态自由进动快速成像FISP -GRE小翻转角成像时,纵向磁距在数次脉冲后出现稳定值,导致组织T1值对图像的影响很小。如果TE也很短(远短于T2值)那么此时横向磁距也会在数个脉冲后趋向
15、一个稳定值,此时组织T2值对图像的影响也很小了,而真正对图像产生影响的是组织的质子密度。获得的图像为质子密度加权图像,血液呈很高信号,由于短TR短TE,速度快,适合心脏电影动态磁共振成像/MRA。扰相位梯度回波脉冲序列FLASH:消除带状伪影(组织的T2TR激发角度带状伪影越明显)。快速梯度回波脉冲序列Turbo-FLASH- FLASH序列中为了实现T1或T2加权,除了FLASH序列外,在快速GRE序列前加用一个脉冲(快速梯度序列的磁距预准备成像)之后,通过控制后续的梯度脉冲出现的TI,既可选择性抑制某一种组织信号,从而实现心脏快速成像时的亮血或黑血成像技术,又可选择性形成T1或T2加权成像
16、。Turbo-FLASH结合K空间分段采集技术是心脏快速MRI和冠状动脉成像的主要方法。快速采集弛豫增强RARE技术-用SE多回波技术和K空间填充方法实现快速MR扫描减少扫描时间。FES的基础,90脉冲激发多个聚焦180脉冲(多个自旋回波) ,一个TR填充多行K空间相位编码,TR重复少,扫描时间短。快速自旋回波脉冲序列FSE/TSE-90RF激励脉冲180重聚相位脉冲获取回波180重聚相位脉冲获取回波90RF激励脉冲;采集的数据可填充K-空间的几行,最终一组回波结合形成一幅图像。每个TR时间内获得多个彼此独立的不同的相位编码数据,一次激发采集多个相位K空间,时间,但一次激发中后面数次回波的ES
17、信号使T2WI不同, MRI图像必然与常规SE序列T2WI不同。快速自旋回波脉冲序列FSE/TSE-一个TR周期先发射一个90RF脉冲,然后相继发射多个180RF脉冲,形成多个自旋回波,采集数据填充K空间的几行,一组回波形成一幅图像;扫描时间 (Ny相位编码数,N采集层数;ETL多为432个,过长会使模糊伪影明显);FSE序列较SE序列,优-采集速度快,运动伪影和磁敏感性伪影减少,能提供比较典型的PDWI和重T2WI;缺-T2WI的脂肪信号高于普通SE序列T2WI,提高了因使用多个180脉冲而引起的对人体射频能量的累积。半傅里叶采集单次激发快速自旋回波序列HASTE-一个单次激发(在一次90激
18、发脉冲后使用一连串180复相脉冲,采集一连串的回波信号)快速成像序列,并结合半傅里叶采集技术(仅采集正相位编码行、零编码以及少数几个负相位编码行的数据,利用-空间的数学对称原理对正相位编码数据进行复制,由采集数据以及复制的数据重建成一幅完整图像,扫描时间减少近半),使一幅256256矩阵的图像数据在1秒内便可采集完,大大减少运动伪影。主要用于生成T2WI;重T2加权HASTE序列可用于胆道、泌尿道、内耳、椎管等部位的水成像。K空间轨迹-K空间的数据按某种顺序填充数据(填充方式-K空间轨迹,直角坐标-直线,极坐标-圆形,球面坐标-螺线形) K空间中心部分决定图像对比度,边缘部分决定图像细节/空间
19、分辨力。平面回波成像EPI- MR信号的一种采集方式,以梯度回波为基础,一次射频脉冲激发采集多个梯度回波。EPI回波由读出梯度场的连续正反向切换产生,产生的信号在K空间内填充是一种迂回轨迹;相位编码梯度场在每个回波采集结束后施加,其持续时间的中点正好与读出梯度场切换过零点时重叠。分类按激发次数分类(多次激发EPI MS-EPI,单次激发EPI SS-EPI;SS-EPI的成像速度明显快于MS-EPI;MS-EPI的图像质量优于SS-EPI,SNR更高,EPI常见的伪影更少)按准备脉冲分类(梯度回波EPI GRE-EPI-在90脉冲后利用EPI采集技术采集梯度回波链;自旋回波EPI序列 SE-E
20、PI-90脉冲+180脉冲后利用EPI采集技术,自旋回波填充在K空间中心, EPI回波链填充在K空间其他区域,T2WI/水分子扩散加权成像DWI序列;单次激发序列SE-EPI-脑部超快速T2WI,图像质量不及FSE T2WI,磁化率伪影较明显,该序列基础上施加扩散敏感梯度场即可进行DWI;反转恢复EPI IR-EPI-指EPI采集前施加180反转恢复预脉冲,可产生典型T1WI,选择适当TI,可获得脂肪抑制或液体抑制图像)。磁化传递MT/磁化传递对比MTC-结合水质子将饱和的磁化状态传递给自由水质子的过程,应用于MRA/磁共振增强/多发性硬化/骨关节检查。化学位移-因分子环境不同引起的共振频率差
21、异;是MRS的基础,用于检测组织内的细胞代谢物质;化学位移饱和成像可用来抑制或突出某种组织信号;可诱发化学位移伪影。并行采集技术-在相位编码方向采用多个表面接收线圈、多通道采集的方法。优点-采集时间减少,减少SS-EPI的磁敏感伪影;缺点-SNR,可能出现卷折伪影。MRI设备:磁体系统(主磁体为MRI设备提供满足要求的静磁场匀场线圈提高磁场均匀性梯度线圈解决被检体空间分辨力,空间定位,层面选择等成像问题射频发射和接受体线圈/内置体线圈发射射频脉冲激发被检测体产生MR信号,接收MR信号)、梯度磁场系统、射频系统、计算机及图像处理系统(超导MRI设备-低温保障冷却系统)。磁体的性能指标:主磁场强度
22、(B0SNR临床0.153.0Ttesla,特斯拉;1T=10G高斯)、磁场均匀度(磁场强度在一定空间的变化范围ppm值=磁场最大场强-最小场强)/平均场强105,磁场均匀度图像空间分辨力SNR,成像区域磁场均匀度,受环境影响)、磁场稳定性(受磁体附近散布的铁磁性物质、磁体间环境温度和湿度、超导匀场线圈电流漂移、主磁场超导线圈电流漂移、进入磁体检查的人体及体内置入物、体外携带物等;时间稳定性/热稳定性)、磁体有效孔径、边缘场空间范围(磁体产生的静磁场向空间各个方向散布,发散到磁体周围的空间中,强弱与空间位置有关)。 MRI磁体类型永磁型磁体(由具有铁磁性的永磁材料构成,优-磁场强度衰减极慢,运
23、行维护简单无水电消耗,磁力线闭合,磁体漏磁少,磁场方向为方向,射频线圈制作简便,线圈效率高;缺-磁场强度较低,磁体庞大.笨重,磁场均匀度受环境温度影响大,磁场稳定性较差)常导型(阻抗型)磁体(电流通过导线产生磁场,其磁力线与受检人体长轴平行;空心磁体/铁心磁体/电磁永磁混合型磁体;优-造安装容易,造价低廉;缺-磁场强度较低,匀性和稳定性较差,运行费用高,受室温影响大)超导型磁体(绝对零度-273.2,绝对温标0K,超导材料制成并置于液氦之中的导线通过导线产生磁场,优-磁场强度、均匀性高,成像质量高,能进行MRS及功能性磁共振成像等一些研究项目,磁场方向为水平方向;缺-维持运行费用较高消耗一定量
24、液氦,工艺复杂,造价昂贵失超超导体变为导体;温度急剧升高,液氦大量挥发,磁场强度迅速下降,线圈温度超过8K时非常危险)混合性磁体磁屏蔽-防止磁场影响附近的电子设备及扫描室外携带心脏起搏器的病人,大金属物品对磁场均匀性的干扰。多采用足够厚度的铁(像海绵样吸收磁力线)组成,目前均采用自屏蔽,磁场屏蔽标准5Gs-0.5MT磁力线分布范围。有源屏蔽(磁屏蔽线圈/线圈系统,内通以与静磁场线圈电流方向相反的电流,可用于磁体的主动屏蔽);无源屏蔽(铁磁性屏蔽体,房屋屏蔽48mm特制硅钢板/定向屏蔽超出规定限度方向对应墙壁中安装磁屏蔽,形成针对边缘杂散磁场的定向屏蔽/铁轭屏蔽自屏蔽,磁体外周安装铁轭作磁力线磁
25、通的返回路径)。匀场-磁体安装后在现场对磁体进行物理调整,在励磁后才能进行。被动/无源匀场(安装阶段在磁体孔洞内壁贴补专用的小铁片,工程师进行无源匀场调整);主动/有源匀场(匀场线圈铌钛NbTi合金,性能-电流调节能力ppm/A,最大场强调节范围ppm,匀场线圈数量通以电流,产生小磁场调节改善静磁场的不均匀,在每次扫描前调整。方位确定层面频率编码相位编码TraGZGXGYSagGXGYGZCorGYGZGX梯度系统-梯度线圈(绕在主磁体和匀场补偿线圈内,由三组线圈组成,作为图像重建的空间定位和层面选择依据;梯度场方向按X、Y、Z轴三个方向,一方向的梯度场均可提供层面选择梯度/相位编码梯度/频率
26、编码梯度,联合使用可获得任意斜面的MR图像)、梯度控制器GCU、数模转换器DAC、梯度放大器/梯度电源(整个梯度系统的功率输出级,有良好的开关特性,功率大/开关时间短/可重复性好/持续工作时间长/散热系统优良)、梯度冷却系统(梯度线圈-水冷;梯度放大器-水冷/风冷);决定MRI设备扫描速度(时间分辨力)/最小扫描层厚(空间分辨力)/XYZ三轴有效扫描范围/影像几何保真度。梯度磁场-梯度线圈、梯度电源;快速启停,大小方向可变;性能指标:有效容积、线性、梯度场强度(梯度场强度能够达到的最大强度层厚体素空间分辨力)、梯度场切换率(单位时间及单位长度内梯度磁场强度变化量,梯度切换率梯度场强度爬升梯度上
27、升时间)、梯度场上升时间;功能-对MRI信号进行空间编码(确定成像层面的位置和厚度),产生MR回波(梯度回波),施加扩散加权梯度场,进行流动补偿,进行流动液体的流速相位编码;要求-在成像范围内具有良好的线形特征,切换时间短,功率损耗小,降低涡流效应影响。射频系统:组成-主要由发射和接收两部分组成;包括发射器(产生射频信号形成射频脉冲并对其进行加工处理)、功率放大器、射频线圈(发射线圈发射射频建立射频磁场的射频线圈,接收线圈检测MR信号的射频线圈,射频线圈的敏感容积及其与被检查组织的距离直接决定着图像的质量,线圈的敏感容积SNR噪声,根据检查部位形状大小选择合适线圈)、低噪声信号放大器。作用-发
28、射射频脉冲,使磁化的质子吸收能量产生共振并接收质子在弛豫过程中释放的能量,产生MR信号。射频屏蔽-由铜铝合金或不锈钢制成,并密封地安装于扫描室墙壁,天花板及地板,窗口用铜网,拉门接缝贴合紧密,整个屏蔽间与建筑物绝缘,只通过一根电阻符合要求的导线接地。控制和评价MRI图像质量主要因素:空间分辨力(影像设备系统对组织细微解剖结构的显示能力,大小与MR系统的磁场强度、梯度磁场、所选择的体素大小有关,体素大小与层面厚度/FOV成正比,与空间分辨力/矩阵成反比)、信号噪声比SNR(MR图像信号强度与背景噪声之间的比值,一定范围内SNR越高越好;SNR高图像表现为图像清晰,轮廓鲜明;影响因素- MR系统设
29、备性能和工作环境、被检组织的特性感兴趣区内组织的质子密度影响信号强度,质子密度SNR,质子密度SNR,短T1长T2值的组织SNR、体素大小层厚体素SNR,FOV体素SNR,矩阵体素SNR、扫描参数TR(长TR,SNR)/TE(长TE,SNR)/翻转角(FASNR)/平均采集次数(SNR的变化与采集信号平均次数的平方根成正比)/层间距(层间距SNR)/接收带宽(接收带宽SNR)和射频线圈线圈的形状/大小/敏感性/检查部位与线圈间的距离均能影响SNR,体线圈SNR最低,表面线圈SNR最高 ,)、图像对比度(能够区分最小信号强度的能力影响对比度的特征值-有效质子密度,T1,T2;影响因素:TR-对于
30、T1对比度TRT1,TR较长可得T2WI;TE-主要影响图像的T2对比度,TET1对比度,TET2对比度,T1WI.质子密度加权及MRA中采用尽可能短的TE;TI-IR 序列图像对比度主要受TI影响,抑脂短TI;翻转角-小翻转角产生T2图像对比,大翻转角产生的图像T1WI明显;增强用对比剂-提高正常组织与病变组织的对比,Gd-DTPA可使组织的T1缩短,特别是病变组织的T1提高了显示病变组织的能力)、对比噪声比CNR(影响因素:组织间固有差别,成像技术,对比剂)、磁场的均匀度(图像上均匀物质信号强度的偏差,信号强度均匀度/SNR均匀度/CNR均匀度)。根据伪影产生的原因分为:装备伪影(机器设备
31、系统本身产生的伪影包括机器主磁场强度/磁场均匀度/软件质量/电子元件/电子线路以及机器的附属设备/扫描参数偏差等产生的伪影;化学位移伪影-脂肪组织相对于含水组织的位置错误移动,在沿含水组织和脂肪组织界面处为无信号的黑色和高信号的白色条状或月牙状影像;增加频率编码宽度/B0较低的MR设备/改变频率编码方向/施加抑脂;卷褶伪影-被检查的解剖部位大小超出了观察野使观察野以外部分的解剖部位影像移位或卷褶到图像的另一端,主要发生在相位编码方向上,将被检查部位的最小直径摆到相位编码方向上/加大FOV/相位编码方向过采对超出FOV的组织也进行相位编码但重建时不包阔/施加空间预饱和带对FOV外相位编码方向上放
32、置,宽度应覆盖FOV外所有组织,对该区域组织信号进行抑制;截断伪影-数据采集不足所致空间分辨力较低的图像较明显,像素较大/两种信号强度差别很大的组织间,共振频率差异,环形黑白条纹;部分容积效应-选择的扫描层面较厚或病变较小且又骑跨于扫描切层之间时,周围高信号组织掩盖小的病变或出现假影,可能漏掉小的病变或产生假像,方法:薄层扫描/改变选层位置/减少扫描层厚/在可疑是部分容积效应造成的伪病灶的边缘作垂直方向定位。交叉对称信号伪影-图像在对角线方向呈对称性低信号.自旋回波脉冲序列T2WI或质子密度加权像,磁场的不均匀性引起,低场强的设备较高场强设备易出现;敏感性伪影-消除方法,改变扫描参数/在做EP
33、I之前先进行均场)运动伪影(生理性运动伪影心脏收缩、大血管搏动伪影,呼吸运动伪影,流动血液伪影,脑脊液流动伪影自主性运动伪影)。金属异物伪影(抗磁性物质及铁磁性物质造成;表现为干扰主磁场均匀性,使周围旋进的质子很快失相位)。层数NS-SE序列多回波多层面(MEMP)二维采集时脉冲重复期间最多允许层数;NS=TR/(TEma+K) Tma最大回波时间,K额外时间,用SAT和Flow Comp时K值就大。特殊吸收率SAR是层数的限制因素。层厚-取决于射频的带宽和梯度场强的强度;层厚激发的质子数量信号SNR,采样体积易产生部分容积效应;层厚空间分辨力SNR;扫描时要根据解剖部位及病变大小来决定扫描层
34、厚。层面系数-大小取决于层间距和层面厚度,与层间距成正比,而与层面厚度成反比;层面系数=层间距/层面厚度100%。层间距GAP-不成像层面;杜绝成像之间层面的干扰增加层间距,一般要求层间距20%层厚扫描部位或病变较小时,应采用间插切层采集法以提高信噪比。相位编码和频率编码方向-相位编码方向上的FOV缩小,可减少扫描时间,频率编码方向不;相位编码方向FOV放在成像平面最小径线方向,选择的相位编码方向应能避开在相位编码方向的运动伪影不在主要观察区;频率编码方向增加采样点,增加空间分辨力,不增加扫描时间;相位编码方向增加编码数,增加扫描时间。信号平均次数/激励次数/信号采集次数- K空间里每一个相位
35、编码步级被重复采样次数;增加采集次数,可抑制运动伪影及流动伪影,提高SNR,但会增加扫描时间。扫描时间与激励次数成正比;SNR大小与成正比。预饱和技术-可抑制各种运动伪影;最多可放6 个方向的饱和带;饱和带越窄,越靠近感兴趣区,抑制伪影效果越好。饱和带越多,抑制伪影效果越好,但要减少扫描层数或增加扫描时间。门控技术-心电门控(通过肢体导联,以心电图R波作为MRI测量的触发点,选择适当的触发时间,获得心电周期任何一个时相的图像;心脏,大血管检查)、脉搏门控(通过压力-电压传感器与手指接触能获得脉搏信号来控制射频脉冲触发;大血管检查)呼吸门控(通过压力-电压传感器获得呼吸信号来控制射频脉冲触发;胸
36、,腹部呼吸运动伪影大的扫描部位)。流动补偿技术-用一特定梯度场补偿血流、脑脊液中流动的质子,可消除或减轻其慢流动时产生的伪影(仅在频率编码方向和层面选择方向产生伪影,使频率编码方向/层面选择方向与血流方向一致),增加信号强度;常用于FSE T2WI序列及MRA中(大血管存在的部位);T1WI不用,因为T1加权脑脊液为低信号且最短TE延长。呼吸补偿技术-在呼吸运动敏感的相位方向集中采集呼吸周期呼气末至吸气初阶段的信号,可最大限度地抑制呼吸运动造成的伪影。用于T1加权检查胸、腹部呼吸运动伪影大的部位。扫描时间-SE序列T=TRNYNEX (NY相位编码步码数;NEX信号平均次数);FSE序列T=(
37、TRNYNEX)/ETL;3D MRI T= TRNYNEXS(S容积范围的分成数)。影响采集时间的主要因素:TR长短和TR需要重复的总次数。磁流体动力学效应:静磁场环境,心血管系统中的血流及其他流动液体产生的生物效应;静态血磁效应(血液中红细胞沉积速度加快)动态血磁效应(心血管系统在磁场中诱导出生物电位现象;与血流速度,脉管直径,磁场强度,磁场和血流方向夹角,血液的磁导率有关)心电图改变(处于静磁场中受检者的心电图ECG的T波太高及其它非特异性的波形变化)。中枢神经系统效应:神经信息传递的本质是神经电位传导,外加静磁场可能对神经电荷载体或传导过程产生影响和干扰。急性短期暴露于3.0t以下静磁
38、场中,中枢神经系统无明显不良反应和生物学影响。回波次数-多回波SE序列,使用最多4 次回波,TE为30、60、90、120 ms;将每次回波信号峰值点连线(一次比一次低),就得到T2衰减曲线。回波次数回波时间,图像T2对比,噪声空间分辨力图像质量。射频能量的特殊吸收率SAR:组织中电磁能量吸收值/RF功率沉积值的度量,分局部SAR和全身SAR;影响因素-静磁场强度、RF脉冲类型、重复时间和脉宽、线圈效率、成像组织容积、组织类型、解剖结构等;安全标准-全身平均SAR0.4W/kg或每克组织SAR空间峰值8.0W/kg。射频场对体温的影响:射频场的生物效应主要体现在MRI扫描时人体体温的变化,组织
39、的温升主要来自磁感应,不控制SAR会增加皮肤发生灼伤危险的可能性。静磁场不影响人的体温(温度效应)感应电流-梯度磁场只在扫描中产生,且工作在高速切换的开关状态(脉冲状态);变化中的磁场在导体中将感应到电流。周围神经刺激效应-当机体外周的组织感应电流密度达到神经活动电流密度3000A/cm的10%(300A/cm)这个安全阈值时,就可能导致误动作(如皮肤感觉神经或外周骨骼神经受到反映电流的强刺激会发生抽搐或收缩)。梯度场安全标准-MRI扫描过程中病人所经受的梯度场变化率不能达到和超过时外周神经出现误刺激的阈值,且至少要有三倍以上的安全系数和阈量;梯度脉冲的脉宽越大,可允许的梯度切换率越小。梯度噪
40、声-梯度线圈工作时梯度磁场不断开启和关闭,主磁场共同作用下,梯度线圈产生很强的洛伦兹力,使梯度线圈的载体在磁场转换其间发生剧烈的机械运动,产生扫描时的特殊噪音声;B0梯度上升速度/梯度脉冲频率梯度噪声。磁场对环境的影响:磁体边缘杂散磁场的强度达到一定程度,就可能干扰到周围环境中磁敏感性强的设备,使其不能正常工作甚至损坏;磁力影响通常在5高斯(G)线区域内非常显著。环境对磁场的干扰:磁体周围环境的变化会影响和干扰主磁场的均匀度,造成MR图像质量下降;分为静干扰(离磁体中心点很近2m的建筑物中的钢梁钢筋等铁磁性加固物/建筑材料等均可产生)和动干扰(移动、变化的磁场及振动等干扰源;场地尽量原理震动源
41、)MRI安全性:进入磁体间前应将所有铁磁性物质去除,投射效应-铁磁性物质被强度很高的主磁场吸引,以一定速度向磁体投射;非铁磁性金属物品虽不产生投射效应,但能形成金属伪影干扰图像。铁磁性置入物-MRI受检者体内各种铁磁性物体会在磁力和磁扭矩作用下发生移位/倾斜,射频电磁波可能使体内某些电子物品失灵,位置变化/功能紊乱/局部升温/金属伪影。MRI噪声-静态噪声(磁体冷却系统即冷头对超导磁体的工作引起的)动态噪声/梯度场噪声(扫描中梯度场的不断开关形成,MR噪声主要来源)。妊娠三个月的孕妇慎用,孕期工作人员活动范围应1Mt(10高斯线)。幽闭恐惧症。MRI信号强度-组织的弛豫时间(T1和T2均使MR
42、信号)、氢质子密度、血液(脑脊液)流动、化学位移、磁化率有关。正常组织MR信号特点:水-氢原子占人体组织原子数量的2/3;正常人体组织中MR信号80%-细胞内,20%-细胞外间隙;纯水的T1和T2弛豫时间均很长,质子密度较低,局部组织的含水量稍有增加;自由水(水分子很小,具有较高的自然运动频率,T1弛豫缓慢,T1时间长,运动频率高于Larmor共振频率)结合水(水分子依附在运动缓慢的较大分子T1弛豫也慢,T1长,运动频率Larmor共振频率,自然运动频率大大降低,T1弛豫时间明显缩短,T1反映了水分子运动频率与Larmor共振频率的关系两者较近时,T1弛豫快;两者不同时,T1弛豫时间慢);MR
43、信号主要来自于自由水质子,结合水质子可以影响MR信号。脂肪与骨髓-T1WI/T2WI(骨髓,稍)高信号(白色)质子密度T1值信号强度;STIR-低信号。肌肉-较长T1较短T2;T1WI较低信号,T2WI中等灰黑信号。韧带和肌腱-长T1短T2;T1WI/T2WI中低信号。骨皮质-短TR T1WI/长TR T2WI,低信号(黑色);松质骨-中等信号;致密骨-长T1短T2低信号;纤维软骨-T1、T2加权像呈中低信号;透明软骨-长T1长T2;T1WI低信号,T2WI高信号。淋巴-较长T1较短T2;T1WI/T2WI中等信号。气体-黑色无信号区。病理组织MR信号特点:脑水肿-血管源性水肿(血脑屏障破坏所
44、致,常见于肿瘤和炎症;典型的呈手指状分布于脑白质中,自由水为主结合水为辅,仅在早期T2加权像显示,常提示存在一个较早期或局限脑部病变;和肿瘤鉴别需长TE长TR序列,水肿信号高,肿瘤信号增幅不大;做Gd-DTPA增强扫描,水肿无异常对比增强)、细胞毒素水肿(由于缺氧,钠与水进入细胞内造成肿胀,细胞外间隙减少,常见于急性脑梗塞周围,白/灰质同时受累;T2WI边缘信号较高)、间质性水肿(脑室内压力增高脑脊液自由水经视管膜迁移到脑白质所致;间质性脑水肿所含结合水增加,信号强度明显高于脑脊液,T2WI可见,质子密度加权像更显)。出血-出血部位MR表现取决于出血时间,出血部位MR信号强度与血红蛋白含氧量和
45、红细胞的完整性有关,血红蛋白内铁的演变过程;超急性期(几小时之内,未形成去氧血红蛋白,不具顺磁性,信号不变)、急性期(13 天内,去氧血红蛋白,显著顺磁性, T2弛豫时间呈低信号)、亚急性期(47天,从周边开始形成正铁血红蛋白,强顺磁性,T1WI血肿周围高信号)、慢性期(814天,血肿中心部也产生正铁血红蛋白均位于红细胞外,短T1长T2,T1WI/T2WI均呈高信号;14天以上,中心T1WI等-低信号,T2WI等-高信号,外周T1WI/T2WI均低信号,可长时间持续)。梗死-脑血栓形成是脑梗塞的主要原因,组织表现为缺血、水肿、变性、坏死等;急性期(细胞毒素性水肿T1T2均延长,T1WI低信号T
46、2高信号DWI高信号;Gd-DTPA增强扫描,梗塞区有异常对比增强;6小时以内急性脑梗塞DWI才能显示,高信号)、亚急性期(水肿加重,T1WI渐成长T1低信号,T2WI高信号;Gd-DTPA增强扫描,脑梗塞呈异常对比增强;特征性表现为脑回增强)、慢性期(梗死发生几个月后,T1T2显著延长,MR表现:局部脑萎缩脑萎缩并形成囊性脑软化;T1WI低信号T2高信号DWI低信号)。坏死-一般坏死组织的自由水和结合水都有增加,T1和T2加权像均呈低信号。钙化-主要取决于钙盐的成份,含锰盐时T1WI高信号。囊变内容物自由水(明显增多,使T1 T2延长,T1WI低信号T2WI高信号),蛋白结合水(T1WI中等
47、信号T2WI高信号,信号强度均匀)。MRI适应证:中枢神经系统疾患(MRI最佳适应证,对中枢神经系统病变的定位定性诊断极有帮助,均优于CT);颅颈部疾患(MR不产生骨伪影,对后颅凹及颅颈交界区病变显示十分清晰,为咽、喉、颈部淋巴腺、血管病变等的诊断提供可靠信息);胸部疾患(纵隔内血管的流空效应及纵隔内脂肪的高信号衬托,形成良好对比,诊断纵隔占位性病变优于CT但肺内病变的诊断不如CT);心脏、大血管疾患(MRI可对心肌、心包病变、先天性心脏病做出明确诊断;对心功能作定量分析;直观显示主动脉瘤、夹层动脉瘤等大血管病变);肝、胆、脾、肾、腹膜后疾患(对腹部脏器的占位性病变可做出较明确的定位定性诊断;
48、对良恶性病变的鉴别诊断优于CT);胰腺、胆管病变及输尿管病变(胰腺周围脂肪的衬托,MR能显示胰腺及胰管;MRCP能清晰显示扩张的胰管;肾周围脂肪囊能与肾形成对比;MRU对肾、输尿管梗阻、狭窄显示清楚,与静脉肾盂造影、逆行肾盂造影两者具有互补作用);盆腔病变(清楚地显示盆腔的解剖结构;对男、女盆腔肿瘤、炎症、转移、淋巴结等能提供重要的诊断依据,最佳影像学诊断手段);四肢、关节病变(清楚显示软骨、关节囊、关节液及关节韧带,对关节软骨损伤性病变能提供重要的诊断依据,更早地对早期关节软骨变性与坏死作出诊断)。禁忌证:有心脏起搏器的患者;手术后动脉夹存留患者;铁磁性异物患者,如体内存留有弹片、眼内存留有金属异物等;换有人工金属心脏瓣膜患者;金属假肢、金属关节患者;体内置有胰岛素泵或神经刺激器者;妊娠不足3个月。心电触发及门控:心电触发-用心电图的R波触