MR常用序列成像基本原理

磁共振成像MRI（MagneticResonanceImaging）

常用序列及成像基本原理主讲人：唐孝春1精选2021版课件主要内容简要介绍磁共振成像基本原理及概念磁共振常用检查方法及临床应用如何阅读磁共振图像结合实际阅读病例图像2精选2021版课件X线源体外放射源（核素）声能磁场微电子技术计算机技术医学影像学各种技术涉及：3精选2021版课件

当今的医学影像学内容包括：传统X线诊断学

透视照相（普通Ｘ摄影、体层摄影）造影计算X线摄影(computedradiography，CR)数字X线摄影（Digitalradiography，DR)X线CT(computedTomography，CT)数字减影血管造影（DigitalSubtractionAngiography，DSA）介入放射学（interventionalradiology)超声成像（UltrasonicImaging）4精选2021版课件发射型计算断（体）层摄影（EmissioncomputedTomography，ECT）

正电子发射型计算断（体）层摄影（PositronEmissioncomputedTomography,PET）单光子发射型计算断（体）层摄影（SinglephotonEmissioncomputedTomography,SPECT）磁共振成像（MagneticResonanceImaging,MRI）分子影像学（MolecularImaging）21世纪最前沿课题

技术：PET或PET-CT、MR、CT、光学成像（生物发光、荧光）信息放射学系统（radiologyinformationsystem)

图像存档与传输系统（PictureArchivingand

CommunicationSystem,PACS)

影像科管理、qualitycontrol,QC、qualityassurance,QA.

5精选2021版课件

全新的医学影像学在医学领域的应用包括：★影像诊断学：X线、CT、DSA、MRI、US、ECT等。★影像介入性治疗学：DSA、超声、CT、MR等。★信息放射学：影像学工作管理、质控；影像的传输与存储（PACS）存储、传输、远程会诊（远程放射学teleradiology)6精选2021版课件1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像Mallard1980磁共振装置商品化2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间发生事件作者或公司磁共振发展史7精选2021版课件8精选2021版课件

磁共振成像的原理

9精选2021版课件10精选2021版课件实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核H+作为磁共振中的靶子，它是人体内最多的物质。H核只含一个质子不含中子，最不稳定，最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象有一个稳定的静磁场（磁体）：常导型、永磁型、超导型。0.15－3.0T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11精选2021版课件

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

按照单一核子进动原理,质子群在静磁场中形成的宏观磁化矢量MzMyx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12精选2021版课件ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB: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ABC在这一过程中，产生能量13精选2021版课件B0ZZZZZYYYYYXXXXX90度（3）－（5）该过程称弛豫(relaxation)，即将能量（MR信号）释放出来。整个弛豫过程实际上是磁化矢量在横轴上缩短（横向或T2弛豫），和纵轴上延长（纵向或T1弛豫）。而人体各类组织均有特定T1、T2值，这些值之间的差异形成信号对比（1）静磁场中（2）90度脉冲（3）脉冲停止后（4）停止后一定时间（5）恢复到平衡状态14精选2021版课件15精选2021版课件●

人体——进入磁场——磁化——施加射频脉冲、H核磁矩发生90。偏转，产生能量——射频脉冲停止、弛豫过程开始，释放所产生的能量（形成MR信号）——信号接收系统——计算机系统●在弛豫过程中，即释放能量（形成MR信号），涉及到2个时间常数：纵向弛豫时间常数—T1；横向弛豫时间常数—T2●加权（weighted）的概念：MR成像过程中，T1、T2弛豫二者同时存在，只是在某一时间内所占的比重不同。如果选择突出纵向（T1）弛豫特征的扫描参数（脉冲重复时间和回波时间，以毫秒计）用来采集图像，即可得到以T1弛豫为主的图像，当然其中仍有少量T2弛豫成分，因是以T1弛豫为主，故称为T1加权像（weightedImagingWI）。如果选择突出横向（T2）弛豫特征的扫描参数采集图像………加权或称权重，有侧重、为主的意思●

因为人体各种组织如肌肉、脂肪、体液等，各自都具有不同的T1和T2弛豫时间值，所以形成的信号强度各异，因此可得到黑白不同灰度的图像16精选2021版课件磁共振常规检查图像的特点层面成像、成像参数多、任意多方位直接成像、血管流空效应17精选2021版课件人体不同组织的MR信号特点18精选2021版课件黑白灰度对比：X光片、CT均以密度高低为特征MR图象是以信号高低/强弱为特征水：

长T1（黑）、长T2（白）

骨皮质、完全性的钙化：黑（无信号）脂肪：短T1（白）、短T2（暗灰）

血流：常规扫描为流空（黑）肌肉：长T1（黑）、短T2（黑）

大多数肿瘤：长T1、长T2

黑色素瘤：短T1、短T219精选2021版课件

磁共振成像检查方法普通检查T1WI、T2WI、FLAIR、FS_T2WI水成像MRMMRCPMRU血管成像MRAMRV功能成像PWIDWIDTI强化扫描GD_DTPA20精选2021版课件MR检查方法普通检查：采用不同脉冲序列、不同方位，对病变部位进行扫描（包括脂肪或水抑制）。21精选2021版课件FLAIR（FluidAttenuatedInversionRecovery)抑制水的重度T2加权像,也称黑水技术。即抑制自由水，如脑脊液，对邻近脑脊液病变的显示更有利。22精选2021版课件增强检查：静脉内注射造影剂进行扫描，用于鉴别诊断等。MR所用造影剂与CT的造影剂不同，除不是碘剂不存在过敏之外，其作用的原理也不同。23精选2021版课件

MR造影剂（顺磁性物质）是改变病变部位磁环境，缩短H质子的T1、T2弛豫（但T2的缩短不如T1明显）

造影剂入血行——病变组织间隙——与病变组织大分子结合——T1驰豫接近脂肪或Larmor频率———T1缩短——强化（白），（称间接增强）

影响因素：病变区的血流；灌注；血脑屏障。与血液内的药浓度不绝对成正比，达一定浓度后不起作用。直接提高病变区X线衰减值（称直接增强）

CT造影剂（碘制剂）血管丰富程度血流灌注如何血液内碘浓度高低血脑屏障完整与否24精选2021版课件脑膜瘤？术后两年小脑多发病灶25精选2021版课件

特殊检查：

血管成像（MagneticResonanceAngiographyMRA）利用流动的血液进行血流的直接成像可用于动脉或静脉的检查，若同时使用造影剂，称增强血管成像（CE-MRA)。

血管成像用于血管畸形、动脉瘤、血管狭窄或闭塞。但目前仍不能代替DSA。特点：简便、无创伤26精选2021版课件流空效应示意图27精选2021版课件28精选2021版课件

水成像

胆道成像（MagneticResonanceCholangio-pancreatography）MRCP不使用造影剂，利用胆汁（水）进行成像。用于胆道梗阻检查。29精选2021版课件尿路成像（MagneticResonanceUrography）MRU不使用造影剂，利用尿液进行成像。30精选2021版课件硬膜囊成像（MagneticResonanceMyelography）MRM不使用造影剂，利用脑脊液进行成像。31精选2021版课件内耳膜迷路成像（MagneticResonanceLabyrinthography)MRL不使用造影剂利用迷路内的淋巴液进行成像。32精选2021版课件功能MR成像(fMRI):1、灌注加权成像(Perfusion-WeightedImaging)PWI

包括外源性和内源性。

2、弥散加权成像(Diffusion-WeightedImaging)DWI

3、扩散张量成像(DiffusionTensorImaging)DTI

4、MR波谱分析(MagneticResonancespectroscopy)MRS

33精选2021版课件神经元兴奋区兴奋性兴奋区静脉血中氧和血红蛋白相对去氧血红蛋白相对去氧血红蛋白的顺磁作用，可使T2*信号由于去氧血红蛋白的减少神经元兴奋区信号相对内源性PWI称血氧水平依赖法（BOLD）简单原理34精选2021版课件外源性灌注加权成像PWI：用超快速MR扫描技术，进行造影剂跟踪，显示造影剂首次通过的组织血流灌注情况并依需要作延迟增强（常用于脑、心肌的检查）弥散加权成像DWI：是以MR流动效应为基础的成像方法。与MRA不同的是：MRA观察的是宏观的血流现象，而DWI观察的是微观的水分子流动扩散现象

脑发生缺血时,PWI先有异常,出在6小时内(超急期),此时溶栓治疗,疗效最佳；若出现DWI异常时,则易出血；若T2WI出现病灶时,则为不可逆的。PWI-DWI-T2WI35精选2021版课件

脑弥散加权成像（DWI）是使用一对大小相等、方向相反的扩散敏感梯度场。该梯度场对静止组织作用的总和为零，但水分子在不断扩散，受该梯度场影响而产生相位变化。梗死区域水含量增加，其早期细胞毒性水肿使水分子扩散下降，而在产生T2信号改变之前，在DWI显示出早期的脑梗死。36精选2021版课件理解弥散成像的原理细胞正常，水分子游动自由。细胞毒性水肿时，较多的细胞外液进入细胞内，使细胞内、外水分子游动缓慢胞细水子分37精选2021版课件磁共振扩散张量成像(MR-DTI)技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能