MRI原理及進展

襄樊職業(yè)技術(shù)學院 復習舊課 原子和原子核及軌道電子的關(guān)系 H、 P、原子的特性 一、 一般的 主磁體 梯度線圈 脈沖線圈 計算機系統(tǒng) 其他輔助設(shè)備 主磁體 磁共振最基本的構(gòu)建 產(chǎn)生磁場的裝置 最重要的指標為磁場強度和均勻度 永磁 電磁 常導 超導 主磁體 磁磁體 導磁體 低場 : 小于 中場： 高場 : 超高場強：大于 7T） 梯度線圈 作用： 空間定位 產(chǎn)生信號 梯度線圈性能的提高 磁共振成速度加快 沒有梯度磁場的進步就沒有快速、超快速成像技術(shù) 脈沖線圈 作用： 如同無線電波的天線 激發(fā)人體產(chǎn)生共振（廣播電臺的發(fā)射天線） 采集 音機的天線） 脈沖線圈的分類 激發(fā)并采集 線圈） 僅采集 發(fā)采用體線圈進行 （ 絕大多數(shù)表面線圈 ） 312 512 利用 計算機系統(tǒng)及譜儀 數(shù)據(jù)的運算 控制掃描 顯示圖像 其他輔助設(shè)備 空調(diào) 檢查臺 激光照相機 液氦及水冷卻系統(tǒng) 自動洗片機等 二、 本概念 1、人體 原子的結(jié)構(gòu) 電子：負電荷 中子：無電荷 質(zhì)子：正電荷 原子核總是繞著自身的軸旋轉(zhuǎn) 自旋 ( 地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁場 原子核總是不停地按一定頻率繞著自身的軸發(fā)生 自旋 ( 原子核的質(zhì)子帶正電荷，其自旋產(chǎn)生的磁場稱為 核磁 ，因而以前把磁共振成像稱為核磁共振成像 （ 自旋與核磁 地磁、 磁鐵 、 核磁 示意圖 用于人體 H（氫質(zhì)子），原因有： 1、 1 2、 1 通常所指的 何種原子核用于人體 人體內(nèi)有無數(shù)個氫質(zhì)子（每毫升水含氫質(zhì)子 3 1022） 每個氫質(zhì)子都自旋產(chǎn)生核磁現(xiàn)象 人體象一塊大磁鐵嗎？ 通常情況下人體內(nèi)氫質(zhì)子的核磁狀態(tài) 通常情況下，盡管每個質(zhì)子自旋均產(chǎn)生一個小的磁場，但呈 隨機無序 排列，磁化矢量相互抵消，人體 并不表現(xiàn)出宏觀磁化矢量。 把人體放進大磁場 2、人體進入主磁體發(fā)生了什么 ？ 沒有外加磁場的情況下 ， 質(zhì)子自旋產(chǎn)生核磁 ， 每個氫質(zhì)子都是一個“ 小磁鐵 ” ， 但由于排列雜亂無章 ，磁場相互抵消 ， 人體并不表現(xiàn)出宏觀的磁場 ， 宏觀磁化矢量為 0。 進入主磁場前后人體組織質(zhì)子的核磁狀態(tài) 處于高能狀態(tài)太費勁 ， 并非人人都能做到 處于低能狀態(tài)的略多一點 進入主磁場后人體被磁化了，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 磁共振不能檢測出縱向磁化矢量 ？ 能檢測到 旋轉(zhuǎn) 的橫向磁化矢量 如何才能產(chǎn)生橫向宏觀磁化矢量？ 3、什么叫共振，怎樣產(chǎn)生磁共振？ 共振 ：能量從一個震動著的物體傳遞到另一個物體 ， 而后者以前者相同的頻率震動 。 體內(nèi)進動的氫質(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)子獲得能量進入高能狀態(tài)，即 核磁共振 。 怎樣才能使低能氫質(zhì)子獲得能量，產(chǎn)生共振，進入高能狀態(tài)？ 90度脈沖繼發(fā)后產(chǎn)生的宏觀和微觀效應 低能的超出部分的氫質(zhì)子有一半獲得能量進入高能狀態(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 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， 氫質(zhì)子多 氫質(zhì)子少 無線電波激發(fā)后，人體內(nèi)宏觀磁場偏轉(zhuǎn)了 90度， 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)道橫向的磁場越強， 此時的 非常重要 檢測到的 僅僅是不同組織氫質(zhì)子含量的差別 ，對于臨床診斷來說是遠遠不夠的。 我們總是 在 90度脈沖關(guān)閉后過一定時間才進行 非常重要 4、射頻線圈關(guān)閉后發(fā)生了什么 ？ 無線電波激發(fā)使磁場偏轉(zhuǎn) 90度， 關(guān)閉無線電波后，磁場又慢慢回到平衡狀態(tài) （縱向 ) 無線電波激發(fā)使磁場偏轉(zhuǎn) 90度， 關(guān)閉無線電波后，磁場又慢慢回到平衡狀態(tài) （縱向 ) 射頻脈沖停止后 ， 在主磁場的作用下 ，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) ，這個過程稱為 核磁弛豫 。 核磁弛豫又可分解為兩個部分： 橫向弛豫 縱向弛豫 橫向弛豫 也稱為 簡單地說， 90度脈沖 不同的組織橫向弛豫速度不同 不同的組織 縱向弛豫 也稱為 是指 90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場的作用下， 縱向磁化矢量開始恢復，直至恢復到平衡狀態(tài)的過程 。 90度脈沖 不同組織有不同的縱向弛豫速度 不同組織 重要提示 不同組織有著不同 質(zhì)子密度 橫向 (豫速度 縱向 (豫速度 這是 5、 磁共振 “加權(quán)成像” 2D ？ 能檢測到 旋轉(zhuǎn) 的橫向磁化矢量 在任何序列圖像上，信號采集時刻 旋轉(zhuǎn)橫向的磁化矢量越大 ， 所謂的 加權(quán) 就是 “ 重點突出 ”的意思 1弛豫（ 縱向弛豫 ） 差別 2弛豫（ 橫向弛豫 ） 差別 質(zhì)子密度加權(quán)成像 （ 突出組織氫質(zhì)子含量差別 何為加權(quán)？ 橫向磁化矢量減少 快 （ 黑 ） 橫向磁化矢量減少 慢 （ 白 ） 水 000毫秒 腦 00毫秒 反映組織橫向弛豫的快慢！ 衡狀態(tài) 90度激發(fā)后 采集信號時刻 腦 水 1 縱向磁化矢量恢復越 快 （白） 縱向磁化矢量恢復越 慢 （黑） 脂肪 的 50毫秒 （白） 水 的 000毫秒 ， （黑） 反映組織縱向弛豫的快慢 ！ 水 平衡狀態(tài) 90 縱向弛豫 90 重要提示 ! 人體 大多數(shù)病變 的 常組織 大，因而在 黑 ” ，在 白 ” 。 90 180 回波 回波 90 180 R 波時間復時間 6、如何區(qū)分 何區(qū)分 1、 看 長 2000 毫秒 ） 、 長 50毫秒 ） 短 400 短 10 1何區(qū)分 2、 看水和脂肪 水（如腦脊液、胃液、腸液、尿液）呈低信號（黑） 脂肪呈很高信號（很白） 水呈很高信號（很白） 脂肪信號有所降低（灰白） 1 3、看其他結(jié)構(gòu) 腦組織： 質(zhì)比灰質(zhì)信號高 質(zhì)比灰質(zhì)信號低 腹部： 臟比脾臟信號高 臟比脾臟信號低 如何區(qū)分 2112業(yè) 名詞解釋 1、 2、 何為加權(quán) 3、何為 弛豫 復習舊課內(nèi)容 加權(quán)、何為弛豫 三、 成像速度更快 常規(guī) 15 快速超快速梯度回波 1秒以內(nèi) 100毫秒以內(nèi) 分秒 秒 空間分辨率更高 常 規(guī)： 256256 高分辨： 512 512， 1024 1024 512 512 從單純形態(tài)學分析向功能成像轉(zhuǎn)變 腦功能成像 心功能成像 肝功能成像 腎功能成像 磁共振波譜分析（ 腦功能成像 磁共振波譜分析 應用范圍逐步擴大 早期：顱腦、脊柱 目前：可用于全身各部位 四、 常規(guī) 超快速 擴散成像 灌注加權(quán) 腦功能成像 介入性 、常規(guī) 包括常規(guī) 子加權(quán)成像 臨床工作中最常用的技術(shù) 單層成像時間短于 1秒，適用于： 不能控制運動或神志不清病人 胸部、腹部屏氣掃描 動態(tài)增強掃描 各器官功能成像 、超快速成像技術(shù) 、 不用造影劑的 規(guī) 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。 對比增強 能提高常規(guī) 用于動脈瘤、大血管疾病的 于大血管疾病的檢查，對比增強 、水分子擴散加權(quán)成像 檢測組織內(nèi)水分子熱運動水平，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小時內(nèi)甚至 2小時以內(nèi)的腦梗塞 小時以后 常規(guī) 小時以后 1散成像 靜脈快速注射造影劑后，利用超快速成像序列進行掃描，可反應組織的血流灌注和血液動力學改變，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 、血流灌注成像 灌注成像 、 利用人體內(nèi)的水作為天然對比劑清晰顯示含水器官的解剖和病變。 內(nèi)耳水成像 內(nèi)耳水成像 3D 成像序列 不用造影劑快速得到高分辨率磁共振胰膽管水成像 利用人工刺激（聽覺、運動、視覺等）配合特定的 用于： 避免手術(shù)損傷 腦科學研究 、腦功能成像 利用 擬纖維內(nèi)窺鏡對空腔臟器進行腔內(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。 、 能對心臟、關(guān)節(jié)等進行運動、功能分析 、 10、 能對組織的化學元素含量進行分析，反應組織的代謝、功能狀態(tài)。 1H：檢測腦組織某些低濃度代謝產(chǎn)物 31P： 13C：酶缺乏性疾病的診斷 19F： 5 23瘤細胞生長評價 膠質(zhì)母細胞瘤 利用 免醫(yī)生病人遭受放射線損害。 11、介入性 、 （與 優(yōu) 點 組織分辨率較 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 ， 無放射線損傷 鈣化顯示不及 空間分辨率一般不及 但現(xiàn)代先進的 受磁場影響 ， 一般監(jiān)護儀器不能進入 因而不適用危重病人 價格比較昂貴 操作較為復雜 缺 點 重要提示 盡管 在定位診斷方面明顯優(yōu)于 在定性診斷方面也能提供更多的信息 ， 但是部分病變的 因而有些病變的定性診斷仍較困難 。 六、 最常用的是釓賁酸葡甲胺 （ 作用機理 ： 低劑量縮短組織的 劑量縮短組織的 一般利用前者 ， 表現(xiàn)為有增強的組織信號 “ 變白 ” 。 增強代表的意義 ： 腦組織：血腦屏障的破壞 。其他組織：血供豐富 。 和 對比好，病變檢出率高（顱腦、肝臟） 更為安全（同等劑量下，其安全性是 0倍） 使用劑量更?。ㄒ话銥?） 可用于碘過敏者 腎毒性明顯低于碘對比劑，可由于腎功能不全者 七、安全注意事項 、絕對禁止 進入 A、裝有心臟起搏器的病人； B、有眼球金屬異物的病人； 重要提示 體內(nèi)有大塊金屬植入體的患者 （ 如人工股骨頭等 ） 應盡量避免 外傷病人進行 懷孕 3個月以內(nèi)者不宜接受 危重病