醫(yī)學(xué)影像診斷學(xué)總論(003)課件

1、磁 共 振 成 像軍醫(yī)訓(xùn)練大隊(duì)醫(yī)學(xué)影像教研室賈景磊 教授主要內(nèi)容一、MRI的成像基本原理 二、磁共振成像系統(tǒng) 三、MRI圖像的特點(diǎn) 四、MRI診斷的臨床應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn) 介時(shí)間事項(xiàng)作者或公司1946核磁共振現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)Block，Purcell1971腫瘤T1T2時(shí)間延長(zhǎng)Damadian1973兩個(gè)充水試管的NMR圖像Lauterbur1974活鼠NMR圖像Lauterbur等1976人胸部NMR圖像Damadian1977初期的NMR全身圖像Mallard1980MRI裝備商品化1989國(guó)產(chǎn)永磁型0.15T裝備商品化安科公司磁共振成像磁共振成像 （一）核磁共振原理 （一）核磁共振原理在MRI坐標(biāo)系

2、中，順主磁場(chǎng)方向?yàn)閆軸或縱軸垂直于Z軸為XY平面。平衡態(tài)宏觀(guān)磁化矢量M0繞Z軸以L(fǎng)amor頻率自旋。 （一）核磁共振原理 當(dāng)我們外加一個(gè)射頻脈沖(RF)，而脈沖的頻率又恰好等于Larmor頻率，那么處于靜磁場(chǎng)中的氫原子就會(huì)產(chǎn)生共振。 它吸收能量從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，當(dāng)停止射頻脈沖時(shí)，氫質(zhì)子又會(huì)從高能狀態(tài)降到低能狀態(tài)，將其吸收的能量以L(fǎng)armor頻率的電磁波形式釋放出來(lái)，這時(shí)就可將這種電磁波接收下來(lái)，利用計(jì)算機(jī)制作形成圖像。 （一）核磁共振原理額外施加一個(gè)以L(fǎng)amor頻率的射頻脈沖，使之共振，此時(shí)M0就會(huì)偏離Z軸向XY平面進(jìn)動(dòng)，從而形成橫向。 （一）核磁共振原理圖1-7 RF射脈脈沖 圖1-8

3、縱向弛豫中斷RF脈沖，質(zhì)子逐一從高能狀態(tài)，指向下，返回到低能狀態(tài)，重新指向上，縱向磁化逐漸增大，直至恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。 （二）T1弛豫時(shí)間(Tone relaxation time) （三）T2弛豫時(shí)間(TTwo relaxation time) 又稱(chēng)橫向弛豫時(shí)間。由最大減小到最大值的37%所需時(shí)間。 T1弛豫時(shí)間與T2弛豫時(shí)間為各特定組織的固有特征，各特定組織有其固定的Tl與T2值 （四）質(zhì)子密度(protonDensity) 是指給定的組織區(qū)域中發(fā)生共振的質(zhì)子數(shù)目；游離質(zhì)子的濃度主要與水含量和脂肪含量有關(guān)反映質(zhì)子密度的圖像稱(chēng)為質(zhì)子圖像；空氣和皮質(zhì)骨因?yàn)楹坞x質(zhì)子少信號(hào)強(qiáng)度低，MR顯示為黑色

4、。 （五）流空效應(yīng)(Flow void effect) 它是指給定的組織區(qū)域中發(fā)生共振的質(zhì)子數(shù)目；游離質(zhì)子的濃度主要與水含量和脂肪含量有關(guān)反映質(zhì)子密度的圖像稱(chēng)為質(zhì)子圖像；空氣和皮質(zhì)骨因?yàn)楹坞x質(zhì)子少，信號(hào)強(qiáng)度低，MR顯示為黑色。 二、磁共振成像系統(tǒng)磁共振成像掃描機(jī)，包括五個(gè)系統(tǒng)：(1)主磁體(Mainmagnet)；(2)梯度磁場(chǎng)(Gradient system)；(3)射頻發(fā)射線(xiàn)圈(RF coils)；(4)接收線(xiàn)圈(Receive coils)；(5)計(jì)算機(jī)圖像重建系(Recon struction system)。 從人體進(jìn)入靜磁場(chǎng)到獲得清晰的磁共振圖像，經(jīng)歷了五個(gè)階段的變化；(1)氫質(zhì)

5、子雜亂無(wú)章地自旋運(yùn)動(dòng)；(2)凈磁化；(3)外加射頻脈沖(RF)后氫核吸收能量；(4)外加RF停止后氫核釋放能量；(5)釋放的電磁波轉(zhuǎn)化為磁共振信號(hào)。 二、磁共振成像系統(tǒng) 三、MRI圖像的特點(diǎn) 多參數(shù)成像 ：MRI的圖像雖然和CT圖像一樣也以不同灰度顯示，但反映的是弛豫時(shí)間T1與T2的長(zhǎng)短。 同一層面就有T1WI、T2WI和PWI三種圖像。因此，MRI是多參數(shù)成像，而CT成像只有密度一個(gè)參數(shù)。分別獲得T1WI、T2WI和PWI有助于顯示正常組織與病變組織 三、MRI圖像的特點(diǎn)表1 人體不同組織T1WI和T2WI上的灰度 三、MRI圖像的特點(diǎn) 組織信號(hào)腦白質(zhì)腦灰質(zhì)腦脊液脂肪骨皮質(zhì)骨髓質(zhì)腦膜T1WI

6、白灰黑白黑白黑T2WI白灰白白灰黑灰黑 三、MRI圖像的特點(diǎn)表2 心、大血管信號(hào)強(qiáng)度特征 信號(hào) 組織T1WI質(zhì)子密度T2WI流動(dòng)血液黑黑黑大血管壁黑灰灰灰心肌灰灰灰白心包灰灰灰白心包脂肪白白白灰 三、MRI圖像的特點(diǎn)表3 病理組織信號(hào)強(qiáng)度組織T1WIT2WI組織T1WIT2WI水腫低高鈣化低低含水囊腫低高脂肪高中高瘤節(jié)低高膽固醇中、高高亞急性血腫高高三酸甘油酯高低 三、MRI圖像的特點(diǎn) 四、MRI診斷的臨床應(yīng)用及優(yōu)勢(shì) 在神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用較為成熟。三維成像使病變定位診斷更為準(zhǔn)確，血流成像則可觀(guān)察病變與血管的關(guān)系。對(duì)腦干、幕下區(qū)、枕大孔區(qū)、脊髓與椎間盤(pán)的顯示明顯優(yōu)于CT。 四、MRI診斷的臨床應(yīng)用及優(yōu)勢(shì) MRI的成像的優(yōu)勢(shì)1.主要有高的軟組織對(duì)比分辨力，無(wú) 骨偽影干擾。2.參數(shù)成像，便于比較對(duì)照。3.多方位成像，可獲得冠狀、矢狀和橫斷面像。4.利用流空現(xiàn)象，血流成像。5.由于質(zhì)子弛豫增強(qiáng)效應(yīng)，使一些物質(zhì)如脫氧血紅蛋白和正鐵血紅蛋白于MRI上被發(fā)現(xiàn)