MRI 基本知识

1、磁共振成像,Magnetic Resonance Imaging,1946 发现磁共振现象 Bloch Purcell 1971 发现肿瘤的T1、T2时间长 Damadian 1973 做出两个充水试管MR图像 Lauterbur 1974 活鼠的MR图像 Lauterbur等 1976 人体胸部的MR图像 Damadian 1977 初期的全身MR图像 Mallard 1980 磁共振装置商品化 1989 0.15T永磁商用磁共振设备 中国安科 2003 诺贝尔奖金 Lauterbur Mansfierd,时间,发生事件,作者或公司,磁共振发展史,MR成像基本原理,实现人体磁共振成像的条件:

2、,人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射) 有一个稳定的静磁场（磁体） 梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象 信号接收装置：各种线圈 计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等,人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。 自然状态下， H核进动杂乱无章，磁性相互抵消,z,M,y,x,进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础,Z,Z,Y,Y,X,B0,X,MZ,MXY,A:施加90度RF脉冲前的磁

3、化矢量Mz B:施加90度RF脉冲后的磁化矢量 Mxy.并以Larmor频率横向施进 C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面,A,B,C,在这一过程中，产生能量,.,三、弛豫（Relaxation） 回复“自由”的过程 1. 纵向弛豫（T1弛豫）： M0（MZ）的恢复 ，“量变” 高能态1 H 低能态1 H 自旋晶格弛豫、热弛豫,吸收RF光子能量（共振） 低能态1 H 高能态1 H 放出能量（光子，MRS）,.,T1弛豫时间： MZ恢复到 M0的2/3所需的时间 T1愈小、M0恢复愈快,.,T2弛豫时间： MXY 丧失2/3所需的时间； T2愈大、同相位时间长 MX

4、Y持续时间愈长,MXY与S,.,T1加权成像、T2加权成像 所谓的加权就是“突出”的意思 T1加权成像（T1WI）-突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别 T2加权成像（T2WI）-突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。,.,磁共振诊断基于此两种标准图像 磁共振常规h检查必扫这两种标准图像. T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围 T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围 在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多,.,如何观看MR图像 ： 首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描 部位、扫描层面。 正常或异常的所在部位-即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。 绝大部分病变T1WI是低信

5、号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。 一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。,.,磁共振成像技术图像空间分辨力，对比分辨力 一、如何确定MRI的来源 （一）层面的选择 1. MXY产生（1H共振）条件 RF = =B0 2. 梯度磁场Z（GZ） GZB0 不同频率的RF 特定层面1H激励、共振 3. 层厚的影响因素 RF的带宽 GZ的强度 层厚,.,二体素信号的确定 1、频率编码 2、相位编码 M0-GZ、RF 相应层面MXY - GY沿Y方向1H有不同 各1H同相位 MXY旋进速度不同 同频率 一定时间后 GX 沿X方向1H有不

6、同 沿Y方向不同1H 的MXY MXY旋进频率不同 位置不同（相位不同）,.,三空间定位及傅立叶转换 GZ-某一层面产生MXY GX-MXY旋进频率不同 GY-MXY旋进相位不同 （不影响MXY大小） 某一层面不同的体素， 有不同频率、相位 MRS（FID）,.,第三节、磁共振检查技术,MR最常用的技术是：多层、多回波的SE （spin echo，自旋回波）技术 磁共振扫描时间参数：TR、TE 磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等,.,序列,常规序列 自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE） 梯度回波（FE） 反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR） 高级序

7、列 水成像（MRCP,MRU,MRM） 血管造影（MRA,TOF2D/3D） 三维成像（SPGR） 弥散成像（DWI） 关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列,.,自旋回波（SE）,必扫序列 图像清晰 显示解剖结构 目前只用于T1加权像,.,快速自旋回波（FSE）,必扫序列 成像速度快 多用于T2加权像,.,梯度回波（GE）,成像速度快 对出血敏感,.,T2加权像,水抑制,反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）,抑制自由水 梗塞灶显示清晰 判断病灶成份,.,反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）,抑制脂肪信号 判断病灶成分 其它组织显示更清晰,脂肪抑制,.,血管造影（MRA）,无需造影剂 TOF法

8、 PC法 MIP投影 动静脉分开显示,.,水成像（MRCP，MRU，MRM）,含水管道系统成像 胆道MRCP 泌尿路MRU 椎管MRM 主要用于诊断梗阻扩张,.,三维梯度回波（SPGR）,超高空间分辨率扫描 任意方位重建 窄间距重建技术 大大提高对小器官、小病灶的诊断能力,.,弥散成像,早期诊断脑梗塞,.,.,MRI的设备 一、信号的产生、探测接受 1. 磁体（Magnet）: 静磁场B0 （ Tesla, T ）组织净磁矩M0 永磁型（permanent magnet） 常导型（resistive magnet） 超导型（superconducting magnet） 磁体屏蔽（magnet

9、 shielding） 2. 梯度线圈（gradient coil）: 形成X、Y、Z轴的磁场梯度 功率、切换率 3. 射频系统 （radio-frequence system， RF ） MR信号接收 二、信号的处理和图象显示 数模转换、计算机，等等；,.,.,.,MRI技术的优势 1、软组织分辨力强（判断组织特性） 2、多方位成像 3、流空效应（显示血管） 4、无骨骼伪影 5、无电离辐射，无碘过敏 6、不断有新的成像技术,.,MRI技术的禁忌证和限度 1.禁忌证 体内弹片、金属异物 各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等 危重病人的生命监护系统、维持系统 不能合作病人，早

10、期妊娠，高热及散热障碍 2. 其他 钙化显示相对较差 空间分辨较差（体部，较同等CT） 费用昂贵 多数MR机检查时间较长,.,.,扫描注意事项,1. 病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。 2. 扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。 3. 纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。 4. 病人应带耳塞，以防听力损伤。,.,.,颅脑MRI适应症 颅内良恶性占位病变 脑血管性疾病 梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等 颅脑外伤性疾病 脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等 感染性疾病 脑脓肿、化脓性脑

11、膜炎、病毒性脑炎、结核等 脱髓鞘性或变性类疾病 多发性硬化（MS）等 先天性畸形 胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等,.,脊柱和脊髓MRI适应证 1. 肿瘤性病变 椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外）， 椎骨肿瘤（转移性、原发性） 2. 炎症性疾病 脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、 蛛网膜炎、脊髓炎等 3. 外伤 骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等 4. 脊柱退行性变和椎管狭窄症 椎间盘变性、膨隆、突出、游离， 各种原因椎管狭窄，术后改变， 5. 脊髓血管畸形和血管瘤 6. 脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩 7. 先天性畸形,.,胸部MRI适应证 呼吸系统 对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。 胸廓入口病变及其上下比邻关系 纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系 其他 较CT无明显优越性 心脏及大血管 大血管病变 各类动脉瘤、腔静脉血栓等 心脏及心包肿瘤，心包其他病变 其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广,.,腹部MRI适应证 主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变 肝肿瘤性病变，提供鉴别信息 胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示 宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形 肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期 胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU 直肠肿瘤