磁共振成像(MRI)

1、 磁共振成像磁共振成像磁共振成像是利用原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生共振所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)圖像重建的種成像核磁共振(nuelearmagneticresonanceNMR)亦稱(chēng)磁共振(magneticresonance，MR)是一種核物理現(xiàn)象。1946年BlockPurcell報(bào)道了這種現(xiàn)象，并應(yīng)用于波譜學(xué)。Lauterburl973年開(kāi)發(fā)了MR成像技術(shù)，使核磁共振應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。近年來(lái)，核磁共振成像技術(shù)發(fā)展十分迅速，并日臻成熟完善。檢查范圍基本上覆蓋了全身各系統(tǒng)。為了準(zhǔn)確反映其成像基礎(chǔ)，消除該項(xiàng)檢查有核輻射之虞，現(xiàn)稱(chēng)之為磁共振成像。MRIMRI成像基本原理成像基本原理 磁共振現(xiàn)象和利用磁共振信號(hào)重建M

2、RI，其理論與技術(shù)均比較復(fù)雜。為了說(shuō)明MRI的成像基本原理與技術(shù)，從MRI成像的操作步驟入手，認(rèn)識(shí)在檢查過(guò)程中所發(fā)生的物理現(xiàn)象可能較易理解。操作步驟如下：將患者擺在強(qiáng)的外磁場(chǎng)中；發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波，瞬間即關(guān)掉無(wú)線(xiàn)電波；接收由患者體內(nèi)發(fā)出的磁共振信號(hào)；用磁共振信號(hào)重建圖像。 原子核由中子與質(zhì)子組成，但氫核只有一個(gè)質(zhì)子，沒(méi)有中子。在人體內(nèi)氫核豐富，而且用它進(jìn)行MRI的成像效果最好。因此，當(dāng)前MRI都用氫核或質(zhì)子來(lái)成像。質(zhì)子有自己的磁場(chǎng)，是一個(gè)小磁體。 人體進(jìn)入外磁場(chǎng)前，質(zhì)子排列雜亂無(wú)章，放人外磁場(chǎng)中，則呈有序排列。質(zhì)子作為小磁體，同外磁場(chǎng)磁力線(xiàn)呈平行和反平行的方向排列。平行于外磁場(chǎng)磁力線(xiàn)的質(zhì)子處于低能級(jí)

3、狀態(tài)，數(shù)目略多。反平行于外磁場(chǎng)的質(zhì)子則處于高能級(jí)狀態(tài)。 有序排列的質(zhì)子不是靜止的，而是作快速的錐形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為進(jìn)動(dòng)(precession)(圖1-5-3)。進(jìn)動(dòng)速度用進(jìn)動(dòng)頻率(precessionfrequency)表示，即每秒進(jìn)動(dòng)的次數(shù)。進(jìn)動(dòng)頻率取決于質(zhì)子所處的外磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，外磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng)，進(jìn)動(dòng)頻率越高。與外磁場(chǎng)磁力線(xiàn)平行的質(zhì)子磁矩指向上，反平行的質(zhì)子磁矩指向下，前者略多于后者，結(jié)果指向上與指向下的磁力互相抵消，余下一些指向上的質(zhì)子磁矩。這些指向上質(zhì)子的磁矢量疊加起來(lái)就成為順外磁場(chǎng)磁力線(xiàn)方向的凈(總)磁矢量患者放進(jìn)MR機(jī)磁體內(nèi)，患者本身成為一個(gè)磁體，它有自己的磁場(chǎng)，即發(fā)生了磁化。這種磁化沿著

4、外磁場(chǎng)縱軸(Z軸)方向，為縱向磁化橫向磁化橫向磁化 向患者發(fā)射短促的無(wú)線(xiàn)電波，稱(chēng)之為射頻脈沖radiofrequency(RF)pulse，如RF脈沖與質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率相同，就能把其能量傳給質(zhì)子，出現(xiàn)共振。進(jìn)動(dòng)頻率可由Larmor方程算出。Larmor方程，其中：進(jìn)動(dòng)頻率(單位Hz)；T：旋磁比；Bo：外磁場(chǎng)強(qiáng)度，場(chǎng)強(qiáng)單位為特斯拉(Tesla，T)。質(zhì)子吸收RF脈沖的能量，由低能級(jí)(指向上)躍遷到高能級(jí)(指向下)。指向下質(zhì)子抵消了指向上質(zhì)子的磁力，于是縱向磁化減小。 與此同時(shí)，RF脈沖還使進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子不再處于不同的相位，而作同步、同速運(yùn)動(dòng)，即處于同相位(inphase)。這樣，質(zhì)子在同一時(shí)間指向同一

5、方向，其磁矢量也在該方向疊加起來(lái)，于是出現(xiàn)橫向磁化縱向磁化恢復(fù)，其過(guò)程為縱向弛豫；而橫向磁化消失，其過(guò)程則為橫向弛豫。縱向磁化由零恢復(fù)到原來(lái)數(shù)值的63所需的時(shí)間，為縱向弛豫時(shí)間簡(jiǎn)稱(chēng)T1。橫向磁化由最大減小到最大值的37所需的時(shí)間，為橫向弛豫時(shí)間，簡(jiǎn)稱(chēng)T2。T1與T2是時(shí)間常數(shù)，而不是絕對(duì)值。弛豫與弛豫時(shí)間弛豫與弛豫時(shí)間 中止RF脈沖，則由RF脈沖引起的變化很快回到原來(lái)的平衡狀態(tài)，即發(fā)生了弛豫 Tl的長(zhǎng)短同組織成分、結(jié)構(gòu)和磁環(huán)境有關(guān)，與外磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)也有關(guān)系。T2的長(zhǎng)短同外磁場(chǎng)和組織內(nèi)磁場(chǎng)的均勻性有關(guān) MRIMRI成像成像 人體不同器官的正常組織與病理組織的Tl是相對(duì)恒定的，而且它們之間有一定的差別

6、，T2也是如此.這種組織間弛豫時(shí)間上的差別，是MRI的成像基礎(chǔ)。在CT，組織間吸收系數(shù)(CT值)差別是CT的成像基礎(chǔ)。但MRI的成像不像CT只有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有Tl、T2和自旋質(zhì)子密度(protondensity，Pd)等幾個(gè)參數(shù)，獲得選定層面中各種組織的T，(或T2、Pd)的差別，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。 脈沖序列脈沖序列 如何獲得選定層面中各種組織的T1、T2或Pd的差別，從而得到不同的MRI圖像，首先要了解脈沖序列。 施加RF脈沖后，縱向磁化減小、消失，橫向磁化出現(xiàn)。使縱向磁化傾斜900脈沖為900脈沖，而傾斜1800的脈沖則為1800脈沖。 施加900脈沖，

7、等待一定時(shí)間，施加第二個(gè)900脈沖或1800脈沖，這種連續(xù)施加脈沖為脈沖序列。使用900脈沖，產(chǎn)生橫向磁化，中止脈沖橫向磁化開(kāi)始消失，因?yàn)橘|(zhì)子失去相位一致性。在某一定時(shí)間，例如12回波時(shí)(echotime，TE)，施加一個(gè)1800脈沖，使質(zhì)子改向相反的方向上進(jìn)動(dòng)，再等12TE，質(zhì)子再次接近同相位，又引起較強(qiáng)的橫向磁化，再次出現(xiàn)較強(qiáng)的信號(hào)，這個(gè)強(qiáng)信號(hào)叫作回波或自旋回波。接著質(zhì)子又一次失去相位一致性，可再用1800脈沖使之再重聚。如此，重復(fù)進(jìn)行，可獲得一個(gè)以上的信號(hào)，即自旋回波。自旋回波脈沖序列自旋回波脈沖序列 900脈沖一等待TE21800脈沖一等待TE2一記錄信號(hào)，這是一個(gè)自旋回波脈沖spin

8、echo(SE)pulsesequence序列 MRI MRI 設(shè)設(shè) 備備 MRI設(shè)備包括主磁體、梯度線(xiàn)圈、射頻發(fā)射器及MR信號(hào)接收器，這些部分負(fù)責(zé)MR信號(hào)產(chǎn)生、探測(cè)與編碼；模擬轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)、磁盤(pán)與磁帶機(jī)等，則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲(chǔ)磁共振現(xiàn)象：磁共振現(xiàn)象：某些特定的原子核在外界靜磁場(chǎng)中受 一個(gè)適當(dāng)?shù)纳漕l脈沖激勵(lì)后吸收或釋放電磁能的現(xiàn)象一、磁共振成像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、磁共振成像機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁體 梯度系統(tǒng) 射頻系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 檢查床與操作控制臺(tái) 主磁體，直接關(guān)系到磁場(chǎng)強(qiáng)度、均勻度和穩(wěn)定性，影響MRI的圖像質(zhì)量，非常重要。通常用主磁體類(lèi)型來(lái)說(shuō)明MRI設(shè)備的類(lèi)型。 主磁體的場(chǎng)強(qiáng)要相當(dāng)強(qiáng)。

9、場(chǎng)強(qiáng)單位為特斯拉(T)或高斯(Gauss G)。主磁體的場(chǎng)強(qiáng)要求均勻。 根據(jù)主磁體的結(jié)構(gòu)可分為永久磁體(permanentmagnets)、阻抗磁(resistivemagnets)和超導(dǎo)磁體(superconductingmagnets)三種。l永久0.3T 阻抗 超導(dǎo)：0.352Tl場(chǎng)強(qiáng)：超低場(chǎng)：002009；低場(chǎng)：0103 中場(chǎng)：0310； 高場(chǎng)：102T磁場(chǎng)強(qiáng)度：磁力在空間某處的強(qiáng)度。l1Tesla=10 000gause，約地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的20 000多倍。l均勻性：成像磁場(chǎng)空間一定范圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差與主磁場(chǎng)強(qiáng)度的比。以ppm為單位（百萬(wàn)分之一）。l穩(wěn)定性：磁場(chǎng)強(qiáng)度在單位時(shí)間內(nèi)的相

10、對(duì)變化率。l 一個(gè)絕對(duì)均勻的磁場(chǎng)不能提供 任何空間信息。因?yàn)樗械馁|(zhì)子 都具有相同的共振頻率，發(fā)射出不能區(qū)分的MR信號(hào)。要確定共振的質(zhì)子相應(yīng)空間位置必須改變磁場(chǎng)的空間結(jié)構(gòu)。 l它由梯度放大器及 X、Y、Z三組梯度線(xiàn)圈組成。梯度線(xiàn)圈改變主磁體場(chǎng)強(qiáng)，產(chǎn)生梯度場(chǎng)，用作選層和信息的空間定位。因?yàn)槭侨S空間，故需要有三套相應(yīng)的梯度線(xiàn)圈。l射頻線(xiàn)圈: 發(fā)射線(xiàn)圈:發(fā)送射頻脈沖，激發(fā)自旋。 原子核自旋系統(tǒng)吸收相同頻率的RF磁場(chǎng) 能量而從平衡態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)的過(guò)程稱(chēng)MR。 接收線(xiàn)圈：小線(xiàn)圈具有較好的信噪比。l射頻放大器：調(diào)制不同類(lèi)型的射頻并通過(guò)發(fā)射線(xiàn) 圈發(fā)射至興趣區(qū)。l射頻接收放大器：將MR信號(hào)先放大再進(jìn)行數(shù)字化及

11、進(jìn)一步處理。l射頻屏蔽：防止外界電磁波對(duì)MR影響而產(chǎn)生偽影; 避免RF對(duì)磁體室外接收器產(chǎn)生干擾。 射頻發(fā)射器與MR信號(hào)接收器為射頻系統(tǒng)，主要由線(xiàn)圈組成。射頻發(fā)射器是為了產(chǎn)生不同的脈沖序列，以激發(fā)體內(nèi)氫原子核，產(chǎn)生MR信號(hào)。射頻發(fā)射器很像一個(gè)短波發(fā)射臺(tái)及發(fā)射天線(xiàn)，向人體發(fā)射脈沖，人體內(nèi)氫原子核相當(dāng)一臺(tái)收音機(jī)接收脈沖。脈沖停止發(fā)射后，人體氫原子核變成一個(gè)短波發(fā)射臺(tái)而MR信號(hào)接受器則成為一臺(tái)收音機(jī)接收MR信號(hào)。體積線(xiàn)圈(volume coil)完全包繞需要成像的部位，大小與掃描部位的大小相仿。作為發(fā)射RF脈沖之用，也作為接收線(xiàn)圈(receive coil)表面線(xiàn)圈(surface coil)直接放在

12、興趣區(qū)部分，形狀與受檢部位相適應(yīng)，專(zhuān)用作接收線(xiàn)圈，接收來(lái)自附近結(jié)構(gòu)的信號(hào)，對(duì)深部結(jié)構(gòu)的信號(hào)接收能力差 MRI設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、處理和圖像顯示，除圖像重建用Fourier變換代替了反投影以外，與CT設(shè)備相似l自旋特性的原子核，且質(zhì)子與中子必須一個(gè)是奇數(shù)自旋是自然界普遍存在的現(xiàn)象，但16O 、12C 不能用于MRI（磁矢量為零）；自然界2/3的同位素具有奇數(shù)質(zhì)子或中子1H、13 C、19 F、23 Na、31 P有凈核自旋稱(chēng)自旋磁體。1、質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)：圓錐（陀旋）運(yùn)動(dòng)2、自旋質(zhì)子須保持一個(gè)恒定的頻率-拉莫 頻率：Larmor 公式： w w0 0(f)(f)=r =r B B0 0 質(zhì)子產(chǎn)生信號(hào)（被

13、接收與利用）3、自旋弛豫：從激發(fā)態(tài)恢復(fù)至平衡態(tài)的 一個(gè)動(dòng)態(tài)自然過(guò)程。l晶格：晶格： MRI中原子核周?chē)沫h(huán)境稱(chēng)為晶格。l平衡態(tài)：平衡態(tài)：質(zhì)子在溫度與磁場(chǎng)強(qiáng)度不變的情況下充分磁化后，磁化矢量保持衡定，這種穩(wěn)定狀態(tài)為平衡態(tài)。l激發(fā)態(tài)：激發(fā)態(tài)：質(zhì)子吸收能量(RF)后的不穩(wěn)定狀態(tài)為激發(fā)態(tài)。1、質(zhì)子在正常情況下是隨意排列的（雜亂無(wú)章），宏觀(guān)磁化矢量和為零. “自由態(tài)”2、質(zhì)子進(jìn)入外加磁場(chǎng)時(shí)會(huì)發(fā)生二種情況：順、逆外加磁場(chǎng)的方向。(磁化）4、質(zhì)子進(jìn)動(dòng)（圓錐運(yùn)動(dòng)） Larmor公式：w w0 0(f)(f)=r =r B B0 05 5、自旋自旋質(zhì)子弛豫l微觀(guān)上講:l共振即誘發(fā)兩種質(zhì)子能態(tài)間的越遷,產(chǎn)生磁共振

14、所需能量即為質(zhì)子兩種基本能態(tài)之差.l能量來(lái)源于射頻脈沖.l微觀(guān)上：l共振即誘發(fā)質(zhì)子二種能態(tài)間的躍遷，產(chǎn)生磁共振所需能量即為質(zhì)子二種基本能態(tài)之差.lRF頻率僅在與質(zhì)子群的進(jìn)動(dòng)頻率一致時(shí)，才出現(xiàn)共振.l宏觀(guān)上：宏觀(guān)上：l受RF激勵(lì)的質(zhì)子群發(fā)生共振時(shí)，其磁化矢量M不再與主磁場(chǎng)B0平行。lRF越強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，RF停止時(shí)，M偏離B0越遠(yuǎn)。l90RF停止時(shí)，M垂直于B0,Mz=0，平行于xy平面，Mxy最大。l180RF停止時(shí)，M平行于B0，但方向相反，橫向磁化矢量Mxy=0， Mz最大。l質(zhì)子帶有正電荷，并不停地作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。l旋轉(zhuǎn)著的質(zhì)子產(chǎn)生磁場(chǎng)猶如一個(gè)小磁棒。l病人入磁場(chǎng)后，體內(nèi)的質(zhì)子（小磁場(chǎng)）以

15、二種方式排列（順低能態(tài)，逆高能態(tài)）。lRF激勵(lì)質(zhì)子進(jìn)動(dòng)，如陀螺在重力下旋轉(zhuǎn)l進(jìn)動(dòng)頻率可依Larmor公式計(jì)算；外加磁場(chǎng)愈強(qiáng)，進(jìn)動(dòng)頻率愈高。l磁共振現(xiàn)象：指某些特定的原子核置于靜磁場(chǎng)內(nèi)，并受到一個(gè)適當(dāng)?shù)腞F磁場(chǎng)的激勵(lì)時(shí)，所出現(xiàn)的吸收和放出RF磁場(chǎng)的電磁能的現(xiàn)象。l外加磁場(chǎng)：l質(zhì)子：自旋特性的原子核（質(zhì)、中子之一）為奇數(shù)。lRF：頻率須與質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率相同。lRF符合Larmor頻率，被激勵(lì)的質(zhì)子群發(fā)生共振，宏觀(guān)磁化矢量M離開(kāi)平衡狀態(tài)。但RF停止后，M又自發(fā)地回復(fù)到平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“核磁弛豫”l90RF停止后，M圍繞B0軸旋轉(zhuǎn)，M末端沿著上升螺旋逐漸靠向B0 。RF結(jié)束的一瞬間，Mxy達(dá)最大值

16、，Mz= 0。恢復(fù)到平衡時(shí)， Mz達(dá)最大值， Mxy = 0l在弛豫過(guò)程中磁化矢量M強(qiáng)度并不恒定，縱、橫向部分必須分開(kāi)討論。弛豫過(guò)程可用兩個(gè)時(shí)間值描述，即 縱向弛豫時(shí)間（T1）和橫向弛豫時(shí)間（T2）l縱向弛豫時(shí)間（T1）：指90RF后，達(dá)到原縱向磁化矢量63%的時(shí)間.l質(zhì)子從RF波吸收能量，處于高能態(tài)（即被激勵(lì)）的質(zhì)子數(shù)目增加。 T1弛豫是質(zhì)子群釋放已吸收的能量以恢復(fù)原來(lái)高、低能態(tài)平衡的過(guò)程.l在恢復(fù)過(guò)程中，質(zhì)子處于一個(gè)磁波動(dòng)環(huán)境中，受到分子的Brown氏運(yùn)動(dòng)的影響.lMR成像：磁波動(dòng)的頻率與RF一致時(shí)，激發(fā)高能態(tài)的質(zhì)子，使其能量擴(kuò)散到周?chē)h(huán)境（晶格），兩種高能態(tài)的質(zhì)子恢復(fù)到平衡狀態(tài).l橫向弛

17、豫時(shí)間（T2）l指90RF后，原橫向磁化矢量值衰減到37%的時(shí)間l組織中水分子的熱運(yùn)動(dòng)持續(xù)產(chǎn)生磁場(chǎng)的小波動(dòng)，周?chē)怒h(huán)境的任何波動(dòng)可造成質(zhì)子共振頻率的改變，使質(zhì)子振動(dòng)稍快或稍慢，使質(zhì)子群由相位一致變?yōu)榛ギ?，即熱運(yùn)動(dòng)的作用使質(zhì)子間的旋進(jìn)方位和頻率互異，但無(wú)能量的散出。因此T2弛豫也稱(chēng)自旋-自旋弛豫。腦脊液脂肪37%841400Mxyt(ms)l在弛豫過(guò)程中，橫向磁化矢量Mxy的變化使環(huán)繞在人體周?chē)慕邮站€(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)可以放大的感應(yīng)電流即MR信號(hào)l自由感應(yīng)衰減： 90RF后MR信號(hào)以指數(shù)曲線(xiàn)形式衰減lRF與生物組織原子核的共振信號(hào)不同時(shí)，但同頻率可用一個(gè)線(xiàn)圈兼作發(fā)射和接收l(shuí)磁共振信號(hào)的測(cè)量

18、只能在垂直于主磁場(chǎng)的xy平面進(jìn)行.由于磁化矢量本身就是一個(gè)磁場(chǎng)，所以它在xy平面的旋進(jìn)正如一個(gè)xy平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁體，可以在接收線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這個(gè)隨時(shí)間波動(dòng)的電壓即為MR信號(hào)。l質(zhì)子密度N（H）加權(quán)像： 長(zhǎng)TR：15002500ms、短TE：1525ms。lT1加權(quán)像（T1WI）：短TR：500ms， 短TE：1525ms。 T2加權(quán)像（T2WI）：長(zhǎng)TR：15002500ms， 長(zhǎng)TE：90120ms。 l正常和病變組織的氫原子的T1、 T2受周?chē)瘜W(xué)環(huán)境或磁環(huán)境的影響，周?chē)瘜W(xué)環(huán)境改變氫原子核的行為，進(jìn)而改變組織所發(fā)出的RF波。換言之，氫原子的T1、 T2可反映其周?chē)幕瘜W(xué)環(huán)境或磁環(huán)境

19、l在MR成像中，質(zhì)子密度是一種成像參數(shù)，但不如另外二種成像參數(shù)T1、 T2重要。因?yàn)門(mén)1、 T2（氫原子核的行為）提供了更為重要周?chē)按艢夂颉钡男畔ⅰ?H H .l如：乙醇 H-C-C- H l OHl高信號(hào)：白 中等信號(hào)：灰 低信號(hào)：黑l1、信號(hào)強(qiáng)度與T1成反比：同一時(shí)間內(nèi)Fat的MR 強(qiáng),H2O的MR弱.l2、信號(hào)強(qiáng)度與T2成正比：同一時(shí)間內(nèi)H2O的 MR強(qiáng),Fat的MR弱.l3、分子量： 中等分子信號(hào)強(qiáng)、低分子信號(hào)弱、 高分子信號(hào)弱（黑色素、含鐵血黃素）。l4、質(zhì)子密度：某一定區(qū)域內(nèi)自旋質(zhì)子的密度。l5、流空效應(yīng)：l 種類(lèi) 組織特性 信號(hào) l骨皮質(zhì)、空氣: 質(zhì)子密度低 弱 l 致密結(jié) T

20、1長(zhǎng)、T2短 弱 締組織:l腦積液: T1很長(zhǎng)、T2很長(zhǎng). T1低T2高l實(shí)質(zhì)臟器: 質(zhì)子密度高 . T1較長(zhǎng)、T2較長(zhǎng) 中等信號(hào)l 脂肪: T1短、T2長(zhǎng) T1、T2 高信號(hào)MRIMRI檢查技術(shù)檢查技術(shù) 根據(jù)目前研究，應(yīng)用15T場(chǎng)強(qiáng)設(shè)備進(jìn)行MRI檢查對(duì)人體無(wú)不良影響。MRI的檢查技術(shù)較為復(fù)雜。檢查不僅要橫斷面圖像，還常需要矢狀面或(和)冠狀面圖像，還需要獲得T1WI、T2WI和PdWI等圖像。MRI檢查時(shí)須注意，置有心臟起搏器或人工金屬材料如動(dòng)脈瘤夾等，禁用MRI檢查。由于檢查時(shí)間長(zhǎng)，加之掃描孔深、較為封閉，因而患者堅(jiān)持不動(dòng)，克服幽閉感是檢查中的一個(gè)問(wèn)題。為此，檢查前應(yīng)向患者解釋清楚，以取得

21、合作。l自旋回波自旋回波SE脈沖序列：脈沖序列：l由于磁場(chǎng)的不均勻性，自旋磁矩的旋進(jìn)頻率各不相同，激發(fā)態(tài)自旋的相位相干性逐漸喪失，稱(chēng)去相位這種相位效應(yīng)使橫向磁化迅速衰減lSE： 90Ti180Tl去相位： 90RF后使同步的質(zhì)子群異步，相位由一致變?yōu)榉稚ⅲㄟ’B扇逐漸張開(kāi)）l相位回歸： 180RF后質(zhì)子群離散的相位又相互趨向一致（摺疊扇合起、列隊(duì)操練） SESE序列序列 SE序列有兩個(gè)掃描參數(shù)，即TR與TE，由操作者掌握。改變TR與TE可以改變組織T1、T2或質(zhì)子密度對(duì)影像灰度或影像亮度的影響和組織間的信號(hào)對(duì)比。選擇不同的TR與TE可分別獲得TlWI、T2WI和PdWI。一般TR用3003000

22、ms，TE用1590msSE序列，MR信號(hào)強(qiáng)度決定著MR影像的黑與白或暗與亮。強(qiáng)信號(hào)，稱(chēng)之為高信號(hào)為白影，弱信號(hào)，稱(chēng)之為低信號(hào)為黑影。而MR信號(hào)強(qiáng)度與TR，T2成正比，與TE，Tl成反比。流動(dòng)的液體如血液，其黑白與流速等因素有關(guān)。含氣器官與骨皮質(zhì)由于氫質(zhì)子少而呈黑影MRI圖像上均提供TR與TE的數(shù)據(jù)，藉以判斷該幀圖像是什么加權(quán)像T1WI 短(500ms) 短(20ms) 長(zhǎng)(75ms)PdWI 長(zhǎng)(20ms) 短(25ms) 梯度回波序列 梯度回波序列(gradientechosequence，GRE)是常用的快速成像脈沖序列，是為了解決SE序列時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。GRE序列成像時(shí)間短，而空間分辨力

23、及信噪比均較高。它可獲得準(zhǔn)T：WI、準(zhǔn)丁2WI和準(zhǔn)PdWI。主要用于心臟血管成像、與流動(dòng)液體相關(guān)的成像、骨關(guān)節(jié)成像和腦實(shí)質(zhì)成像等回波平面成像 回波平面成像(echoplanarimaging，EPl)是新開(kāi)發(fā)的快速成像技術(shù)，獲得一個(gè)層面的時(shí)間，可以短到20ms。這樣，可以不用門(mén)控技術(shù)，對(duì)進(jìn)行功能性MR成像是必要的脂肪抑制脂肪抑制 脂肪抑制是將圖像上由脂肪成分形成的高信號(hào)抑制下去，使其信號(hào)強(qiáng)度減低，而非脂肪成分的高信號(hào)不被抑制，保持不變，用以驗(yàn)證高信號(hào)區(qū)是否是脂肪組織。如高信號(hào)被抑制則是脂肪組織，而顯示為高信號(hào)的正鐵血紅蛋白、順磁性物質(zhì)，如含黑色素顆粒的黑色素瘤及為順磁性對(duì)比劑強(qiáng)化的病灶則不被抑

24、制，保持不變。這樣就有助于出血、腫瘤和炎癥等疾病的鑒別MRIMRI對(duì)比增強(qiáng)檢查對(duì)比增強(qiáng)檢查 是靜脈內(nèi)注入能使質(zhì)子弛豫時(shí)間縮短的順磁性物質(zhì)作為對(duì)比劑，行MRI對(duì)比增強(qiáng)?，F(xiàn)在用的對(duì)比劑為釓-二乙三胺五醋酸(Gadolinium-DTPA，Gd-DTPA)o這種對(duì)比劑不能通過(guò)完整的血腦屏障，不被胃粘膜吸收，完全在細(xì)胞外間隙內(nèi)，又無(wú)特殊靶器官分布，有利于鑒別病變的性質(zhì)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRI作對(duì)比增強(qiáng)時(shí)，病灶強(qiáng)化與否及強(qiáng)化程度同病灶血供的多少和血腦屏障形成不良或破壞的程度密切相關(guān)。因此有利于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷MRMR血管造影血管造影 MR血管造影(MRangiography，MRA)是使血管成像的MR

25、I技術(shù)，它無(wú)需或僅向血管內(nèi)注射少量對(duì)比劑，檢查比較簡(jiǎn)單、安全，屬于無(wú)創(chuàng)性檢查。常用的技術(shù)有時(shí)間飛躍(time of flight，TOF)和相位對(duì)比(phasecontrast，PC)方法。臨床上多用于頭頸及體部較大血管病變的檢查。對(duì)于小血管和小病變的顯示不夠滿(mǎn)意。 MRA技術(shù)仍在發(fā)展，如利用磁化傳遞對(duì)比(magnetizationtransfercontrast，MTC)脈沖，減少背景信號(hào)，以突出血管的影像，多重疊薄層采集(multipleoverlapping thinsliceacquisitions，MOTSA)方法和后處理技術(shù)以改善MRA圖像等。水水 成成 像像 水成像(hydrog

26、raphy)又稱(chēng)液體成像(Uquid imaging)是采用長(zhǎng)TE技術(shù)，獲得重T2WI，突出水的信號(hào)，合用脂肪抑制技術(shù)，使含水器官清晰顯影水成像技術(shù)中，MR膽胰管造影(MRcholangiopancreatography，MRCP)診斷效果好，可顯示肝內(nèi)膽管及未擴(kuò)張的胰管，是梗阻性黃疸的首選影像學(xué)檢查方法，可明確梗阻部位，分析梗阻的病因。此外，MR尿路造影(MRurography，MRU)、MR脊髓造影(MRmyelography，MRM)、MR內(nèi)耳成像、MR涎腺成像等都有一定的價(jià)值。 水成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛苦、影像較清楚，方法較簡(jiǎn)單、方便。只要有軟件，可在中場(chǎng)、甚至低場(chǎng)MRI機(jī)上完成，

27、實(shí)用價(jià)值較大。功能性功能性MRIMRI成像成像 功能性MRI成像(functionalMRI，fMRl)是在病變尚未出現(xiàn)形態(tài)變化之前，利用功能變化來(lái)形成圖像，以達(dá)到早期診斷為目的的成像技術(shù)。包括彌散成像(diffusion imaging，D1)、灌注成像(peffusionimaging，P1)和皮層激發(fā)功能定位成像等，均已開(kāi)始用于臨床。 彌散成像：彌散是分子隨機(jī)的熱運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)。DI是使用彌散成像軟件，以獲得彌散加權(quán)像(diffusionweightedimage，DWl)。主要用于診斷早期缺血性腦卒中。 在缺血性腦卒中早期，沒(méi)有形態(tài)變化，MRI為陰性，但DI可發(fā)現(xiàn)變化。早期缺血性腦卒

28、中，細(xì)胞外水分子進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)，使水分子彌散下降，在DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)。已應(yīng)用于臨床，并取得較滿(mǎn)意的結(jié)果。灌注成像：是靜注高濃度G&DTPA進(jìn)行MRI的動(dòng)態(tài)成像，借以評(píng)價(jià)毛細(xì)血管床的狀態(tài)與功能。臨床上主要用于腫瘤和心、腦缺血性病變的診斷。例如評(píng)價(jià)腫瘤的惡性度，鑒別放療后的MRI所見(jiàn)是放療反應(yīng)、瘢痕抑或腫瘤復(fù)發(fā)l反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列IR：l快速自旋回波序列：TSEl梯度自旋回波序列：TGSEl快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列：TIRl半付理葉采集單次激發(fā)快速自旋回波序列：HASTEl平面回波成像（EPI）l磁共振流體成像技術(shù)l幅度對(duì)比磁共振血管造影（MCA）l相位對(duì)比血管造影PCAl時(shí)間飛躍磁共振血管造影（TOF

29、-MRA）l對(duì)比增強(qiáng)磁共振血管造影（CE-MRA）l磁共振特殊成像技術(shù)l腦功能成像（FMRI）l磁共振電影成像技術(shù)l磁共振螺旋掃描成像l匙孔技術(shù)（Key-hole)l磁共振水成像技術(shù)l磁共振波譜技術(shù)MRI檢查應(yīng)注意的問(wèn)題 一般而言，場(chǎng)強(qiáng)低于20T的MRI機(jī)行MRI檢查是安全的，無(wú)不良作用。但是MRI機(jī)的場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng)，對(duì)體內(nèi)的金屬?gòu)椘⑷斯りP(guān)節(jié)、動(dòng)脈瘤手術(shù)的金屬夾、起搏器等有很大的吸力，可引起移動(dòng)而發(fā)生危險(xiǎn)。因此，有這些情況則不能行MRI檢查。射頻線(xiàn)圈的電流，在組織內(nèi)可產(chǎn)生熱，所以在高熱或散熱功能障礙患者應(yīng)謹(jǐn)慎采用。危重患者需使用生命監(jiān)護(hù)和生命維持系統(tǒng)的患者也不能進(jìn)行這種檢查。孕婦，尤其早期妊娠時(shí)也

30、應(yīng)慎用，雖然尚無(wú)證據(jù)證明磁場(chǎng)對(duì)人體發(fā)育有何損害。進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)應(yīng)聽(tīng)從MRI室工作人員的指導(dǎo)。MRIMRI圖像特點(diǎn)圖像特點(diǎn) 一、多參數(shù)成像一、多參數(shù)成像具有一定Tl、T2或Pd差別的各種器官組織，包括正常與病變組織，在MRI上呈不同灰度的黑白影。MRI所顯示的解剖結(jié)構(gòu)逼真，在清晰的解剖影像背景上顯出病變影像，使病變同解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系明確 二、多方位成像二、多方位成像 MRI可獲得人體橫斷面、冠狀面、矢狀面及任何方向斷面的圖像，有利于病變的三維定位，普通CT則難作到直接三維顯示，需采用重組的方法才能獲得冠狀面或矢狀面圖像以及三維重組立體像 三、流動(dòng)效應(yīng) 在SE序列，對(duì)一個(gè)層面施加90脈沖時(shí)，該層面內(nèi)的質(zhì)

31、子，如流動(dòng)血液或腦脊液的質(zhì)子，均受到脈沖的激發(fā)。中止脈沖后，接受該層面的信號(hào)時(shí)，血管內(nèi)血液被激發(fā)的質(zhì)子已流動(dòng)離開(kāi)受檢層面，接收不到信號(hào)，這一現(xiàn)象稱(chēng)之為流空現(xiàn)象(flowvoid phenomenon)。血液的流空現(xiàn)象使血管腔不使用對(duì)比劑即可顯影，是MRI成像中的一個(gè)特點(diǎn)。流空的血管腔呈黑影。 流動(dòng)血液的信號(hào)還與流動(dòng)方向、流動(dòng)速度以及層流(1aminarflow)和湍(turbulent flow)有關(guān)。在某些狀態(tài)下，流動(dòng)液體還可表現(xiàn)為明顯的高信號(hào) 四、質(zhì)子弛豫增強(qiáng)效應(yīng)與對(duì)比增四、質(zhì)子弛豫增強(qiáng)效應(yīng)與對(duì)比增 強(qiáng)強(qiáng) 一些順磁性和超順磁性物質(zhì)使局部產(chǎn)生磁場(chǎng)，可縮短周?chē)|(zhì)子弛豫時(shí)間，此現(xiàn)象為質(zhì)子弛豫增強(qiáng)

32、效應(yīng)(proton relaxation enhancement effect)。這一效應(yīng)使MRI也可行對(duì)比增強(qiáng)檢查。釓(Gadolinium，Gd)是順磁性物質(zhì)，可用作MRI的對(duì)比劑。對(duì)比劑可以縮短其周?chē)|(zhì)子的Tl與T2而改變信號(hào)強(qiáng)度MRI的成像有許多優(yōu)勢(shì)，主要有高的軟組織對(duì)比分辨力，無(wú)骨偽影干擾；多參數(shù)成像，可獲得T1WI、T2WI和PdWI便于比較對(duì)照；多方位成像，可獲得冠狀面、矢狀面和橫斷面的斷層像；流動(dòng)效應(yīng)，不用對(duì)比劑即可使血管及血管病變?nèi)鐒?dòng)脈瘤及動(dòng)靜脈發(fā)育異常成像，即血流成像；由于質(zhì)子弛豫增強(qiáng)效應(yīng)，使一些物質(zhì)，如正鐵血紅蛋白于MRI上被發(fā)現(xiàn)。用順磁性物質(zhì)如釓作對(duì)比劑可行對(duì)比增強(qiáng)檢查

33、，效果好，副反應(yīng)少。在診斷上具有顯示病變敏感、確定病變位置與定量診斷準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì) MRI也有不足，對(duì)鈣化灶顯示不敏感，顯示骨變化不夠清楚，還會(huì)受到諸如MR機(jī)偽影、運(yùn)動(dòng)偽影、金屬異物偽影的干擾。另外，一些病變的MRI表現(xiàn)缺少特異性，在定性診斷方面仍有限度 MRIMRI分析與診斷分析與診斷首先要了解MRI設(shè)備的類(lèi)型、磁場(chǎng)強(qiáng)度和掃描技術(shù)條件，例如使用的脈沖序列，如TR與TE的長(zhǎng)短，因?yàn)樗鼈冎苯佑绊憟D像的對(duì)比，并有助于分辨T1WI、T2WI和PdWI。觀(guān)察MRI時(shí)需要對(duì)每幀圖像進(jìn)行分析，要結(jié)合冠狀面、矢狀面和橫斷面圖像進(jìn)行觀(guān)察，以便獲得立體的概念，便于對(duì)病變位置乃至起源作出判斷。要結(jié)合T1W1、T2WI

34、和PdWI，尤其對(duì)加權(quán)程度輕重不同的T2WI進(jìn)行分析，因?yàn)楸容^不同加權(quán)像上病變信號(hào)強(qiáng)度的演變，有助于對(duì)病變性質(zhì)的判斷。進(jìn)行增強(qiáng)檢查還要觀(guān)察病灶有無(wú)強(qiáng)化和強(qiáng)化的形式與程度。MRI顯示解剖結(jié)構(gòu)清晰而逼真，可很好地觀(guān)察器官大小、形狀和位置等方面的情況，所以，引起器官形態(tài)變化的疾病有可能作出診斷。在良好的解剖影像背景上顯示病變是MRI診斷突出優(yōu)點(diǎn)在觀(guān)察病變時(shí)需注意病變的位置、大小、形狀、邊緣、輪廓和與相應(yīng)臟器的關(guān)系等，還要觀(guān)察病變T1、T2的長(zhǎng)短或MR信號(hào)的強(qiáng)弱與均勻性，因?yàn)檫@有助于病變性質(zhì)的判斷。例如腦水腫表現(xiàn)為長(zhǎng)T1、長(zhǎng)T2，多數(shù)腦瘤為長(zhǎng)T1、長(zhǎng)T2，含脂類(lèi)病變表現(xiàn)為短T1和不同程度的長(zhǎng)T2血管由

35、于流空效應(yīng)而顯影，故可分析病變同血管的關(guān)系以及觀(guān)察血管自身的病變根據(jù)疾病的不同和成像技術(shù)的不同也要有針對(duì)性和重點(diǎn)地進(jìn)行觀(guān)察。例如TlWI上發(fā)現(xiàn)肝內(nèi)低信號(hào)病變，可考慮為肝血管瘤或肝細(xì)胞癌，為了鑒別二者，注意觀(guān)察T2WI，特別是重T2WI很有幫助。因?yàn)楦窝芰鲈谥卸取⒅囟萒2WI上，不僅呈高信號(hào)而且隨著加重程度的增加，其信號(hào)強(qiáng)度也遞增，重度T2WI信號(hào)很強(qiáng)。肝細(xì)胞癌則不同，雖然T2WI也呈高信號(hào)，但在重度T2WI上其高信號(hào)強(qiáng)度反比中度T2WI的信號(hào)強(qiáng)度為低。觀(guān)察內(nèi)容與重點(diǎn)還依成像技術(shù)與方法的不同而異。例如對(duì)MRA的觀(guān)察，則要了解MRA的成像方法，是TOF還是PC，血管的形態(tài)，是正常還是有局部擴(kuò)張、

36、狹窄或閉塞等。同樣，水成像技術(shù)或fMRI也都有各自需要觀(guān)察與分析的內(nèi)容觀(guān)察內(nèi)容與重點(diǎn)還依成像技術(shù)與方法的不同而異。例如對(duì)MRA的觀(guān)察，則要了解MRA的成像方法，是TOF還是PC，血管的形態(tài)，是正常還是有局部擴(kuò)張、狹窄或閉塞等。同樣，水成像技術(shù)或fMRI也都有各自需要觀(guān)察與分析的內(nèi)容 MRIMRI診斷的臨床應(yīng)用診斷的臨床應(yīng)用MRI診斷已廣泛應(yīng)用于臨床，并顯出它的優(yōu)越性在神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用較為成熟。三維成像使病變定位診斷更為準(zhǔn)確，血管成像則可觀(guān)察病變與血管的關(guān)系。對(duì)腦干、幕下區(qū)、枕大孔區(qū)、脊髓與椎間盤(pán)的顯示明顯優(yōu)于CT。對(duì)腦脫髓鞘疾病如多發(fā)性硬化、腦梗死、腦與脊髓腫瘤、血腫、脊髓先天異常與脊髓空洞癥的診斷價(jià)值較高。MRA使顱內(nèi)血管清晰顯影，對(duì)腦血管病變，包括動(dòng)脈瘤和動(dòng)靜脈畸形及其并發(fā)病如出血和腦血管閉塞的診斷有較高價(jià)值，更由于其無(wú)創(chuàng)性，使之更易