MRI成像原理ppt课件

MRI的历史 1946年斯坦福大学的布洛赫与哈佛大学的 珀塞尔几乎同时发现了核磁共振 NMR现象 ，并因此而共同获得了 1952年的诺贝尔物 理学奖。 50多年来，核磁共振已形成为一门有完整 理论的新学科。 MRI的发展，使 NMR技术扩展到生物和医 学领域。 1 MRI的历史 核磁共振现象的发现者 布洛赫（ Felix Bloch） 核磁共振现象的发现者珀塞尔（ Edward Purcell ） 2 MRI的历史 一、萌芽期（ 1946年 1972年） NMR逐渐应用到生物领域。 代表人物：达马迪安（ Raymond Damadian） 全身 MRI装置的创始人。 3 MRI的历史 二、成熟期（ 1973年 1978年） NMR波谱技术与成像技术 相结合，并取得巨大成果。 代表人物：劳特伯 （ Paul Lauterbur）， MRI空间 定位法的开拓者。 4 MRI的历史 三、发展期（ 1978年 ） 磁共振成像技术全面发展。 GE、西门子、 飞利浦、东芝等公司相继开发出商品化的 磁共振成像设备，并应用于临床。 5 MRI的原理 一、核磁共振现象的发现 MRI根据是生物体磁性核（氢核）在静磁场 中，所表现出的特性磁共成像的高新技术 。它的物理基础为核磁共振（ nuclear magnetic resonance NMR）理论，其本 质是一种能级间跃迁的量子效应。原子核 在静磁场中，受到一定频率电磁波的作用 时，在它们的磁能级间产生跃迁，这就是 我们所说的核磁共振现象。 6 MRI的原理 磁共振（ MR）的成像原理就是：将人体放 入一强磁场中，使氢质子磁化定向产生磁 距，并一定的频率绕磁场方向进动，然后 使用与原子进动频率相同射频脉冲（ RF） ，激发质子的磁距，使其产生共振。人体 中不同部位的氢原子（不同部位疾病的氢 原子含量不同），其活动的频率是不一样 的，把这些原子共振时其活动所产生的信 号，通过线圈接收下来，通计算机处理， 进行图像重建即获得 MR图像。 7 MRI的原理 为什吗 MR检查选用的靶子用氢原子？ 、因为氢原子（ H）核内只含有一个质子（奇 数而不是偶数），易受外界磁场的影响，而易产 生信号（如奇数的有 C碳 13、 F氟 19、 P磷 31人体 内含量较少，现在有的 MR机波谱分析用应 P磷谱 ）等。说一句： MR波谱分析，是通过波谱的表现 来分析人体内的生化代谢，来诊断疾病。 、因为氢原子人体内含量最多（不同部位疾病 的氢原子含量不同），那 MR表现也是不一样的。 8 MRI的原理 、人体内氢质子平时状态： 、人体内氢质子在外加磁场内的状态 ： 9 MRI的原理 3，什么形式的运动是 “进动 ”？旋转的陀螺 则进行摇摆式运动，处於强磁场内的质子 也表现为这种运动形式，称为进动。 10 磁体的种类 磁体的种类： （一）、永磁性磁体： 永久磁体 (Permanent ma-gnets)总带有磁性， 其优点：（ 1）、造价低。（ 2）、度耗电。（ 3 ）、不需制冷液。（ 4）磁力线垂直于孔洞，使用 螺旋管线圈，有助于提高信噪比。缺点（ 1）、场 强热稳定性差。（ 2）磁场强低，一般为能达到 0.15 0.2T,现在可达到 0.3 0.35T。（ 3）、磁 体重近 100吨。（ 4）、磁场不能关闭。 11 磁体种类 （二）、常导型（阻抗磁体） (resistive mag- nets)是由几组线圈绕成桶状，导线是有铝和铜线 制成，有明显的电阻，故称阻抗磁体，电流通过 线圈产生磁场。优点：（ 1）造价低、工艺不复杂 。（ 2）、磁体重轻，一般 5吨左右。（ 3）、切 断电源磁场可关闭。缺点：（ 1）、耗电量大，只 有电流通才能磁性。（ 3）因电流通过线圈而产生 大量热量。（ 4）必须有大量水加以冷却。（ 5） 、磁场强低，一般为能达到 0.15 0.2T,现在可达 到 0.3 0.35T，新式的可达到 0.5T。永磁性磁体 和阻抗磁体各有优点。 12 磁体种类 （三）、 超导磁体（ supercomduct-Ing magnets)是目 前在 MR机使用较广泛的磁体，磁体也是有导线通电产生 电流，它使用超导材料，铌钛合金镀在铜线的表面上绕制 而成，没有电阻，当冷却到超导温度（大约 -269 ）时， 导电材料就失去了对电流的阻力。所以，只要通入一次电 流立磁后就持久产生一个恒定磁场。优点：（ 1）、场强 高， 0,5 3T,现试验用的达到 4.7T。（ 2）、磁场稳定而 均匀。（ 3）、磁场亦可关闭，但很危险，要线圈失超。 缺点：（ 1）、制造工艺复杂。（ 2）、价格昂贵。（ 3） 、由于冷却剂挥发定期补充液氦。（ 4）、保修费和日常 维护价格较贵。 13 磁共振成像技术 三、 MR成像：首先知道常用的词语。 （一）、驰豫：什么叫驰豫，就是氢原子 受（ RF）激励后（接受能量），激励结束 后释放能量并返回原先排列的方位的过程 称驰豫（时间）。驰豫分两种： 14 磁共振成像技术 、 T1驰豫，亦称纵向驰豫：就是给以个 90度 RF从纵轴倒向横轴，此时纵向驰豫为 0，然后有横轴向纵轴恢复，最大值 63所 用的时间，即为一个单位的 T1WI(加权像 ) 。 T1的驰豫曲线。 15 磁共振成像技术 最大值 63所用的时间，即为一个单位的 T1WI(加权 16 磁共振成像技术 、 T2驰豫，亦称横向驰豫：就是给以个 90度 RF从纵轴倒向横轴，此时横向驰豫值 为为最大， RF停止后，横向驰豫磁化矢量 开始衰减，也就是从开始的最大值衰减到 37所用的时间，即为一个单位的横向驰 豫时间。 17 磁共振成像技术 在 RF脉冲中止后，而横向磁化减少 . 最大值衰减到 37所用的时 间。 18 磁共振成像技术 请看图 9。上山比下山需要的时间长 请看图。上山比下山需要的时间长 这就是说， T1长于 T2 规定 T1为纵向磁化恢复到原来磁化量的 63%所需的时间 , T2为横向磁化减少 到原来磁化量的 37%所需的时间。 19 磁共振成像技术 （二）、 TR:是激发周期重复时间。 （三） 、 TE：回波时间（采集信号）。 20 磁共振成像技术 当使用短 TR，短的 TE时。此时，所得图 T1WI加权像 。 21 磁共振成像技术 当使用长 TR，长的 TE时。此时，所得图 T2WI加权像。 22 怎样看磁共振图像 四、怎样看 MR片： （一）、首先区别 T1WI、 T2WI、质子密度 像。有两种方法： （ 1）、信号改变区别： 、游离水是黑的如脑脊液，即 T1WI。 、游离水是白的如脑脊液，即 T2WI。 、介入两者之间的，即质子密度像。 23 怎样看磁共振图像 （ 2）、根据 TR、 TE长短区别： 短 TR、短 TE、 T1WI加权像。 （ TR500、 TE30），高场可变。 长 TR，短 TE质子密度加权像。 （ TR500、 TE9mm为异常（包括青春期、育龄期，正常垂体上平直或微凹 。 56 典型病例介绍 垂体微腺瘤： 1、瘤体直径小于或等于 1CM 。 2、呈等 T1WI/T2WI信号改变。 3、强化延时扫描： （ 1）、正常垂体组织立即强化。 （ 2）、瘤体延时强化。 57 典型病例介绍 垂体微腺瘤 58 典型病例介绍 垂体微腺瘤 同一病例 延迟强化 59 典型病例介绍 垂体微腺瘤 女孩 8岁月经来潮 60 典型病例介绍 垂体微腺瘤 同一病例 延迟强化 61 典型病例介绍 垂体微腺瘤 62 典型病例介绍 垂体微腺瘤征象小结： 1、瘤体直径小于或等于 1CM。 2、垂体上缘隆起、左右不对称或局部下突 3、等 T1WI、 T2WI(T2略高或低）信号。 4、强化延时扫描垂体组织马上强化，瘤体 不强化呈低信号，随时间延长瘤体慢慢强 化。 63 典型病例介绍 垂体腺瘤 64 典型病例介绍 垂体腺瘤 65 典型病例介绍 垂体腺瘤 同一病例 C 66 典型病例介绍 垂体腺瘤征象小结 1、瘤体直径大于 1CM。 2、瘤体多呈等 T1WI略长 T2WI信号改变； 囊变时呈长 T1WI、 T2WI信号改变；出血 时呈短 T1WI、 T2WI信号改变。 3、瘤体多有 “卡腰征 ”。 4、强化呈均匀性强化，囊变者呈环状强化 5、向上推压视神经，向下突入蝶窦。 67 典型病例介绍 颅咽管瘤 68 典型病例介绍 颅咽管瘤 69 典型病例介绍 颅咽管瘤 70 典型病例介绍 颅咽管瘤 71 典型病例介绍 听神经瘤 72 典型病例介绍 听神经瘤 73 典型病例介绍 听神经瘤 同一病例 C 74 典型病例介绍 听神经瘤 75 典型病例介绍 听神经瘤征象小结 1、临床表现：听力下降至失听。 2、部位： C-P角区。 3、实性的瘤体呈略长 T1WI、 T2WI信号。 4、囊性的瘤体呈长 T1WI、 T2WI信号。 5、强化实性的瘤体均匀明显强化，囊性呈 花边状不规则强化。 76 典型病例介绍 脑血管病 急性脑梗塞： 12小时内：常规 T1WI、 T2WI可无阳性发现 ，有时 T2WI可见略高信号。 DWI：梗塞半小时即可呈高信号。 77 典型病例介绍 78 典型病例介绍 79 典型病例介绍 80 典型病例介绍 81 典型病例介绍 82 典型病例介绍 腔隙性脑梗塞（陈旧性） 83 典型病例介绍 84 典型病例介绍 85 典型病例介绍 网脱伴出血 86 典型病例介绍 MRA 87 典型病例介绍 MRA 88 典型病例介绍 静脉窦血栓 89 典型病例介绍 90 典型病例介绍 91 典型病例介绍 92 典型病例介绍 MRCP（胰胆管造影）：正常胰胆管造影 93 典型病例介绍 94 典型病例介绍 95 典型病例介绍 96 典型病例介绍 97 典型病例介绍 MRU（泌尿系统造影）： 98 典型病例介绍 正常肝脏： 99 典型病例介绍 肝海绵状血管瘤： 100 典型病例介绍 101 典型病例介绍 102 典型病例介绍 103 典型病例介绍 104 典型病例介绍 105 典型病例介绍 106 典型病例介绍 107 典型病例介绍 108 典型病例讨论 109 典型病例讨论 窃血综合症 110 典型病例讨论 111 典型病例讨论 橄榄桥脑小脑萎缩 112 典型病例讨论 113 典