磁共振成像的臨床應(yīng)用

關(guān)于磁共振成像的臨床應(yīng)用

一、MRI掃描儀的基本硬件構(gòu)成第2頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天一般的MRI儀由以下幾部分組成主磁體梯度線圈脈沖線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)其他輔助設(shè)備第3頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天主磁體

磁共振最基本的構(gòu)建產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置最重要的指標(biāo)為磁場(chǎng)強(qiáng)度和均勻度第4頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天MRI按磁場(chǎng)產(chǎn)生方式分類(lèi)永磁電磁常導(dǎo)超導(dǎo)主磁體0.35T永磁磁體1.5T超導(dǎo)磁體第5頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天MR按主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)分類(lèi)MRI圖像信噪比與主磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)成正比低場(chǎng):小于0.5T中場(chǎng)：0.5T－1.0T高場(chǎng):1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高場(chǎng)強(qiáng)：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）第6頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天梯度線圈作用：空間定位產(chǎn)生信號(hào)梯度線圈性能的提高

磁共振成速度加快沒(méi)有梯度磁場(chǎng)的進(jìn)步就沒(méi)有快速、超快速成像技術(shù)第7頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天脈沖線圈作用：如同無(wú)線電波的天線激發(fā)人體產(chǎn)生共振（廣播電臺(tái)的發(fā)射天線）采集MR信號(hào)（收音機(jī)的天線）第8頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天脈沖線圈的分類(lèi)激發(fā)并采集MRI信號(hào)（體線圈）僅采集MRI信號(hào)，激發(fā)采用體線圈進(jìn)行（絕大多數(shù)表面線圈）第9頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及譜儀數(shù)據(jù)的運(yùn)算控制掃描顯示圖像第10頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天其他輔助設(shè)備空調(diào)檢查臺(tái)激光照相機(jī)液氦及水冷卻系統(tǒng)自動(dòng)洗片機(jī)等第11頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、MRI的基本原理、基本概念

第12頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、人體MR成像的物質(zhì)基礎(chǔ)原子的結(jié)構(gòu)電子：負(fù)電荷中子：無(wú)電荷質(zhì)子：正電荷第13頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天原子核總是繞著自身的軸旋轉(zhuǎn)－－自旋(Spin)

第14頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)原子核總是不停地按一定頻率繞著自身的軸發(fā)生自旋(Spin)原子核的質(zhì)子帶正電荷，其自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱(chēng)為核磁，因而以前把磁共振成像稱(chēng)為核磁共振成像（NMRI）。自旋與核磁第15頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天地磁、磁鐵、核磁示意圖第16頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天用于人體MRI的為1H（氫質(zhì)子），原因有：1、1H的磁化率很高；2、1H占人體原子的絕大多數(shù)。通常所指的MRI為氫質(zhì)子的MR圖像。何種原子核用于人體MR成像？第17頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天人體內(nèi)有無(wú)數(shù)個(gè)氫質(zhì)子（每毫升水含氫質(zhì)子3×1022）每個(gè)氫質(zhì)子都自旋產(chǎn)生核磁現(xiàn)象人體象一塊大磁鐵嗎？第18頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天通常情況下人體內(nèi)氫質(zhì)子的核磁狀態(tài)通常情況下，盡管每個(gè)質(zhì)子自旋均產(chǎn)生一個(gè)小的磁場(chǎng)，但呈隨機(jī)無(wú)序排列，磁化矢量相互抵消，人體并不表現(xiàn)出宏觀磁化矢量。第19頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天把人體放進(jìn)大磁場(chǎng)第20頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、人體進(jìn)入主磁體發(fā)生了什么？沒(méi)有外加磁場(chǎng)的情況下，質(zhì)子自旋產(chǎn)生核磁，每個(gè)氫質(zhì)子都是一個(gè)“小磁鐵”，但由于排列雜亂無(wú)章，磁場(chǎng)相互抵消，人體并不表現(xiàn)出宏觀的磁場(chǎng)，宏觀磁化矢量為0。第21頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天進(jìn)入主磁場(chǎng)前后人體組織質(zhì)子的核磁狀態(tài)第22頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天第23頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天處于高能狀態(tài)太費(fèi)勁，并非人人都能做到處于低能狀態(tài)的略多一點(diǎn)第24頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天進(jìn)入主磁場(chǎng)后人體被磁化了，產(chǎn)生縱向宏觀磁化矢量不同的組織由于氫質(zhì)子含量的不同，宏觀磁化矢量也不同磁共振不能檢測(cè)出縱向磁化矢量？第25頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天MR能檢測(cè)到怎樣的磁化矢量呢？？？MR不能檢測(cè)到縱向磁化矢量，但能檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量第26頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天如何才能產(chǎn)生橫向宏觀磁化矢量？？？？第27頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、什么叫共振，怎樣產(chǎn)生磁共振？共振：能量從一個(gè)震動(dòng)著的物體傳遞到另一個(gè)物體，而后者以前者相同的頻率震動(dòng)。第28頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天體內(nèi)進(jìn)動(dòng)的氫質(zhì)子怎樣才能發(fā)生共振呢？給低能的氫質(zhì)子能量，氫質(zhì)子獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，即核磁共振。？第29頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天怎樣才能使低能氫質(zhì)子獲得能量，產(chǎn)生共振，進(jìn)入高能狀態(tài)？第30頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天90度脈沖繼發(fā)后產(chǎn)生的宏觀和微觀效應(yīng)低能的超出部分的氫質(zhì)子有一半獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，高能和低能質(zhì)子數(shù)相等，縱向磁化矢量相互抵消而等于零使質(zhì)子處于同相位，質(zhì)子的微觀橫向磁化矢量相加，產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量第31頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天90度脈沖激發(fā)使質(zhì)子發(fā)生共振，產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)橫向磁化矢量，這種旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量切割接收線圈，MR儀可以檢測(cè)到。氫質(zhì)子多氫質(zhì)子少第32頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)線電波激發(fā)后，人體內(nèi)宏觀磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)了90度，MRI可以檢測(cè)到人體發(fā)出的信號(hào)氫質(zhì)子含量高的組織縱向磁化矢量大，90度脈沖后偏轉(zhuǎn)道橫向的磁場(chǎng)越強(qiáng)，MR信號(hào)強(qiáng)度越高。此時(shí)的MR圖像可區(qū)分質(zhì)子密度不同的兩種組織非常重要第33頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天檢測(cè)到的僅僅是不同組織氫質(zhì)子含量的差別，對(duì)于臨床診斷來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們總是在90度脈沖關(guān)閉后過(guò)一定時(shí)間才進(jìn)行MR信號(hào)采集。非常重要第34頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、射頻線圈關(guān)閉后發(fā)生了什么？第35頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度，關(guān)閉無(wú)線電波后，磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)（縱向)第36頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度，關(guān)閉無(wú)線電波后，磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)（縱向)第37頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天射頻脈沖停止后，在主磁場(chǎng)的作用下，橫向宏觀磁化矢量逐漸縮小到零，縱向宏觀磁化矢量從零逐漸回到平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為核磁弛豫。核磁弛豫又可分解為兩個(gè)部分：橫向弛豫

縱向弛豫第38頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天橫向弛豫也稱(chēng)為T(mén)2弛豫，簡(jiǎn)單地說(shuō)，T2弛豫就是橫向磁化矢量減少的過(guò)程。90度脈沖第39頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同的組織橫向弛豫速度不同不同的組織T2值不同第40頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天縱向弛豫也稱(chēng)為T(mén)1弛豫，是指90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場(chǎng)的作用下，縱向磁化矢量開(kāi)始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過(guò)程。90度脈沖第41頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同組織有不同的縱向弛豫速度不同組織T1值不同第42頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天重要提示不同組織有著不同質(zhì)子密度橫向(T2)弛豫速度縱向(T1)弛豫速度這是MRI顯示解剖結(jié)構(gòu)和病變的基礎(chǔ)？第43頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、磁共振“加權(quán)成像”T1WIT2WIPD第44頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天MR能檢測(cè)到怎樣的磁化矢量呢？？？MR不能檢測(cè)到縱向磁化矢量，但能檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量第45頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天在任何序列圖像上，信號(hào)采集時(shí)刻旋轉(zhuǎn)橫向的磁化矢量越大，MR信號(hào)越強(qiáng)第46頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天所謂的加權(quán)就是“重點(diǎn)突出”的意思T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別質(zhì)子密度加權(quán)成像（PD）－突出組織氫質(zhì)子含量差別何為加權(quán)？？？第47頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天T2加權(quán)成像（T2WI)T2值小

橫向磁化矢量減少快

MR信號(hào)低（黑）T2值大

橫向磁化矢量減少慢

MR信號(hào)高（白）水T2值約為3000毫秒

MR信號(hào)高腦T2值約為100毫秒

MR信號(hào)低反映組織橫向弛豫的快慢！第48頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天T1加權(quán)成像(T1WI)T1值越小

縱向磁化矢量恢復(fù)越快

MR信號(hào)強(qiáng)度越高（白）T1值越大

縱向磁化矢量恢復(fù)越慢

MR信號(hào)強(qiáng)度越低（黑）脂肪的T1值約為250毫秒

MR信號(hào)高（白）水的T1值約為3000毫秒

，MR信號(hào)低（黑）反映組織縱向弛豫的快慢?。康?9頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天重要提示!!!人體大多數(shù)病變的T1值、T2值均較相應(yīng)的正常組織大，因而在T1WI上比正常組織“黑”，在T2WI上比正常組織“白”。第50頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天90180回波回波90180TETRTE：回波時(shí)間TR：重復(fù)時(shí)間6、如何區(qū)分T1WI、T2WI第51頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天如何區(qū)分T1WI、T2WI1、看TR、TE

T2WI：長(zhǎng)TR（>2000毫秒）、長(zhǎng)TE（>50毫秒）T1WI：短TR（400-800毫秒）短TE（10-15毫秒）T2WIT1WI第52頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天如何區(qū)分T1WI、T2WI2、看水和脂肪T1WI：水（如腦脊液、胃液、腸液、尿液）呈低信號(hào)（黑）脂肪呈很高信號(hào)（很白）T2WI：水呈很高信號(hào)（很白）脂肪信號(hào)有所降低（灰白）T2WIT1WI第53頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、看其他結(jié)構(gòu)腦組織：T1WI:白質(zhì)比灰質(zhì)信號(hào)高T2WI:白質(zhì)比灰質(zhì)信號(hào)低腹部：T1WI:肝臟比脾臟信號(hào)高T2WI:肝臟比脾臟信號(hào)低如何區(qū)分T1WI、T2WIT2WIT1WIT1WIT2WI第54頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、MRI的基本技術(shù)和新技術(shù)第55頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天

常規(guī)MRI超快速M(fèi)RIMRA擴(kuò)散成像灌注加權(quán)MR水成像

腦功能成像

MRI仿真內(nèi)窺鏡

MRI電影

MR頻譜分析介入性MRI第56頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、常規(guī)MRI包括常規(guī)T1WI、T2WI、質(zhì)子加權(quán)成像臨床工作中最常用的ＭＲＩ技術(shù)第57頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天單層成像時(shí)間短于1秒，適用于：不能控制運(yùn)動(dòng)或神志不清病人胸部、腹部屏氣掃描動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描各器官功能成像２、超快速成像技術(shù)第58頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天３、MR血管成像（MRA）不用造影劑的MRA（常規(guī)MRA）：適用于全身血管病變的顯示，也可用于血管血液流速、流量分析。對(duì)比增強(qiáng)MRA：能提高常規(guī)MRA的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。適用于動(dòng)脈瘤、大血管疾病的MRA檢查。對(duì)于大血管疾病的檢查，對(duì)比增強(qiáng)MRA已經(jīng)能基本取代血管造影。ＭＲＡ第59頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天第60頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天第61頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天４、水分子擴(kuò)散加權(quán)成像檢測(cè)組織內(nèi)水分子熱運(yùn)動(dòng)水平，適用于：超急性期腦梗塞的診斷和鑒別診斷，可檢出發(fā)病6小時(shí)內(nèi)甚至2小時(shí)以?xún)?nèi)的腦梗塞ＣＴ１２－２４小時(shí)以后常規(guī)ＭＲＩ６－１２小時(shí)以后T2WIT1WI擴(kuò)散成像第62頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天彌散成像的基本知識(shí)彌散的基本概念自由水的布朗運(yùn)動(dòng)影響因素組織結(jié)構(gòu)生化特性溫度外加使局部組織運(yùn)動(dòng)的因素測(cè)量方法生物、物理方法放射活性或熒光標(biāo)記核磁共振成像核磁共振是目前在人體上進(jìn)行水分子彌散測(cè)量與成像的唯一方法第63頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天MR彌散成像原理234靜止水分子1彌散水分子RFslice信號(hào)強(qiáng)信號(hào)弱第64頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天B值的影響因素b=γ2Gδ2(△–δ/3)b值是反映附加梯度場(chǎng)性質(zhì)的參數(shù)b值的大小與信號(hào)衰減成正比第65頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天組織A

組織B正常腦組織隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的水分子=

低信號(hào)細(xì)胞毒性水腫的腦組織運(yùn)動(dòng)受限的水分子=

高信號(hào)DW-EPI診斷急性腦梗塞原理第66頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天

彌散圖像包含有T2、質(zhì)子、和ADC值變化的綜合信息，我們把T2及質(zhì)子的對(duì)比度在彌散圖像上反映的現(xiàn)象稱(chēng)為透過(guò)效應(yīng)（shinethrough).Shinethrough在梗死性病變發(fā)生一周左右，對(duì)彌散圖像的對(duì)比度起主要作用。T2透過(guò)效應(yīng)第67頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天DWIADC圖ADC值的引進(jìn)ADC=(S1-S2)/(b1-b2)第68頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天腦梗死急性期ADC值降低DWI高信號(hào)細(xì)胞毒性水腫腦梗死亞急性期ADC值升高血管源性水腫

不同性質(zhì)水腫在彌散圖像上的差別彌散效應(yīng)顯著T2效應(yīng)顯著DWI高信號(hào)第69頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨床病例陳舊瘢痕T2FliarDWIT1+CADCeADCeADCDTI第70頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天靜脈快速注射造影劑后，利用超快速成像序列進(jìn)行掃描，可反應(yīng)組織的血流灌注和血液動(dòng)力學(xué)改變，適用于：超急性期腦梗塞，大面積梗塞于血管閉塞后可立刻檢出心肌血流灌注分析，檢出早期心肌缺血５、血流灌注成像Ｔ２ＷＩ灌注成像T2WI第71頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天６、MRI水成像技術(shù)利用人體內(nèi)的水作為天然對(duì)比劑清晰顯示含水器官的解剖和病變。內(nèi)耳水成像MR延腺管造影MR脊髓造影（MRM）MR膽胰管造影（MRCP）MR尿路造影（MRU）ＭＲＣＰ內(nèi)耳水成像第72頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天利用人工刺激（聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、視覺(jué)等）配合特定的MRI序列標(biāo)識(shí)出腦組織的各功能區(qū)，適用于：避免手術(shù)損傷腦科學(xué)研究７、腦功能成像第73頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天第74頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天利用MRI薄層掃描技術(shù)及特定的軟件進(jìn)行重建，模擬纖維內(nèi)窺鏡對(duì)空腔臟器進(jìn)行腔內(nèi)觀察，有利于鼻腔、鼻咽部、氣管、支氣管、胃腸道、血管等部位病變的顯示。８、MRI仿真內(nèi)窺鏡第75頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天能對(duì)心臟、關(guān)節(jié)等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、功能分析９、MRI電影第76頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天10、MR頻譜分析能對(duì)組織的化學(xué)元素含量進(jìn)行分析，反應(yīng)組織的代謝、功能狀態(tài)。1H：檢測(cè)腦組織某些低濃度代謝產(chǎn)物31P：ATP、ADP含量分析13C：酶缺乏性疾病的診斷19F：5-FU的作用機(jī)理研究23Na：腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)評(píng)價(jià)第77頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠質(zhì)母細(xì)胞瘤第78頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天利用MRI作為監(jiān)視手段進(jìn)行介入性放射學(xué)手術(shù)，避免醫(yī)生病人遭受放射線損害。MRI導(dǎo)向活檢MRI導(dǎo)向射頻消融MRI導(dǎo)向微波治療MRI導(dǎo)向冷凍治療MRI介導(dǎo)血管成型術(shù)和內(nèi)支架植入術(shù)11、介入性MRI第79頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、MRI的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)（與CT比較）

第80頁(yè),共87頁(yè)，2024年2月25日，星期天優(yōu)點(diǎn)組織分辨率較CT高，可檢出更多的病變大多數(shù)病變不用造影劑就能較好顯示不用造影劑就可較好顯示血管沒(méi)有骨性偽影，有利于后顱窩、椎管等部位病變的檢查多參數(shù)成像，能為病變檢出和鑒別診斷提供更多信息可任意斷面成像，CT一般僅能進(jìn)行橫斷面掃描無(wú)放射線損傷