磁共振最基本知識

磁共振最基本知識磁共振最基本知識磁共振最基本知識xxx公司磁共振最基本知識文件編號：文件日期：修訂次數：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度T1加權，TIWIT2加權T2WIT1是縱向弛豫時間，T2是橫向弛豫時間不同的物質，在T1WI、T2WI、PdWI上的成像信號是不同的（質子密度（protondensity，PD）圖像則主要反映組織的質子含量差別。）比如骨髓，在T1、T2都是白色的，PdWI上是灰白的，水在T1WI上黑T2WI黑灰在PdWI上表現為白短T1組織是脂肪，蛋白質。中T1組織是腦，長T1組織是肌肉。椎管內由于充滿腦脊液，所以在T1加權像上呈現低信號，T1和T2是組織在一定時間間隔內接受一系列脈沖后的物理變化特性，不同組織有不同的T1和T2，它取決于組織內氫質子對磁場施加的射頻脈沖的反應。T1加權像、T2加權像為磁共振檢查中報告中常提到的術語，很多非專業(yè)人士不明白是什么意思，要想認識何為T1加權像、T2加權像，請先了解幾個基本概念：1、磁共振(mageticresonanceMR)；在恒定磁場中的核子，在相應的射頻脈沖激發(fā)后，其電磁能量的吸收和釋放，稱為磁共振。

2、TR(repetitiontime)：又稱重復時間。MRI的信號很弱，為提高MR的信噪比，要求重復使用同一種脈沖序列，這個重復激發(fā)的間隔時間即稱TR。

3、TE(echedelaytime)：又稱回波時間，即射頻脈沖放射后到采集回波信號之間的時間。

4、序列(sequence)：指檢查中使用的脈沖程序-組合。常用的有自旋回波(SE)，快速自旋回波(FSE)，梯度回波(GE)，翻轉恢復序列IR)，平面回波序列(EP)。

5、加權像(weightimage．WI)：為了評判被檢測組織的各種參數，通過調節(jié)重復時間TR。回波時間TE，可以得到突出某種組織特征參數的圖像，此圖像稱為加權像。

6、流空效應(flowingvoideffect)：心血管內的血液由于流動迅速，使發(fā)射MR信號的氫質子離開接受范圍，而測不到MR信號。

7、MR血管成像：有兩種血管成像的模式，一是時間飛越法timeOfflight即TOF法；二是相位對比法phasecontrast即PC法。前者通過血流的質子群與靜止組織之間的縱向矢量變化來成像，后者通過相位對比變化而區(qū)別周圍靜止組織，突出重建血管圖像。目前以TOP法臨床應用較廣泛。

8、MR水成像：根據TW2圖像，可以抑制其它的組織，只顯示靜止的水份，這一技術可作腦室成像、膽道成像、尿路成像等。9、弛豫：在射頻脈沖的激發(fā)下，人體組織內氫質子吸收能量處于激發(fā)狀態(tài)。射頻脈沖終止后，處于激發(fā)狀態(tài)的氫質子恢復其原始狀態(tài)，這個過程稱為弛豫。

了解了以上概念后，描述磁共振成像過程大致如下：

人體組織中的原子核(含基數質子或中子，一般指氫質子)在強磁場中磁化，梯度場給予空間定位后，射頻脈沖激勵特定進動頻率的氫質子產生共振，接受激勵的氫質子馳豫過程中釋放能量，即磁共振信號，計算機將MR信號收集起來，按強度轉換成黑白灰階，按位置組成二維或三維的形態(tài)，最終組成MR圖像。

總之，磁共振成像是利用原子核在磁場內共振產生的信號經重建成像的成像技術。

了解了以上基本概念后我們就可以進一步了解何為

T1加權成像、T2加權成像了。

所謂的加權就是“突出”的意思

T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別。T1WI主要反映組織縱向弛豫的差別。我們還是以甲、乙兩種組織為例，假設這兩種組織質子密度相同，但甲組織的縱向弛豫比乙組織快（即甲組織的T1值短于乙組織）。進入主磁場后由于質子密度一樣，甲乙兩種組織產生的縱向磁化矢量大小相同（圖14a），90°脈沖后產生的宏觀橫向磁化矢量的大小也相同，我們先不去理會這種橫向磁化矢量，也不馬上檢測MR信號。射頻脈沖關閉后，甲乙兩種組織將發(fā)生縱向弛豫，由于甲組織的縱向弛豫比乙組織快，過一定時間以后，甲組織已經恢復的宏觀縱向磁化矢量將大于乙組織（圖14b）。由于接收線圈不能檢測到這種縱向磁化矢量的差別，必須使用第二個90°脈沖。第二個90°脈沖后，甲、乙兩組織的宏觀縱向磁化矢量將發(fā)生偏轉，產生宏觀橫向磁化矢量，因為這時甲組織的縱向磁化矢量大于乙組織，其產生的橫向磁化矢量將大于乙組織（圖14c），這時馬上檢測MR信號，甲組織產生的MR信號將高于乙組織（圖14d），這樣就實現了T1WI。在T1WI上，組織的T1值越小，其MR信號強度越大。

T2加權成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。T2WI主要反映組織橫向弛豫的差別。以甲、乙兩種組織為例，假設這兩種組織質子密度相同，但甲組織的橫向弛豫比乙組織慢（即甲組織的T2值長于乙組織），進入主磁場后由于質子密度一樣，甲乙兩種組織產生的宏觀縱向磁化矢量大小相同（圖13a），90°脈沖后產生的宏觀橫向磁化矢量的大小也相同（圖13b），我們不馬上檢測MR信號；甲乙兩種組織的質子將發(fā)生橫向弛豫，由于甲組織橫向弛豫比乙組織慢，到一定時刻，甲組織衰減掉的宏觀橫向磁化矢量少于乙組織，其殘留的宏觀橫向磁化矢量將大于乙組織（圖13c），這時檢測MR信號，甲組織的MR信號強度將高于乙組織（圖13d），這樣就實現了T2WI。在T2WI上，組織的T2值越大，其MR信號強度越大。

在任何序列圖像上，信號采集時刻橫向的磁化矢量越大，MR信號越強。

T1加權像：特點是短TR、短TE——T1加權像，T1像特點：組織的T1越短，恢復越快，信號就越強；組織的T1越長，恢復越慢，信號就越弱。

T2加權像：特點是長TR、長TE——T2加權像，T2像特點：組織的T2越長，恢復越慢，信號就越強；組織的T2越短，恢復越快，信號就越弱。質子密度加權像長TR、短TE——質子密度加權像PD，圖像特點：組織的rH越大，信號就越強；rH越小，信號就越弱。

T1加權像高信號的產生機制

一般認為，T1加權像上的高信號多由于出血或脂肪組織引起。但近年來的研究表明，T1加權高信號尚可見于多種顱內病變中，包括腫瘤、腦血管病、代謝性疾病以及某些正常的生理狀態(tài)下。

在射頻脈沖的激發(fā)下，人體組織內氫質子吸收能量處于激發(fā)狀態(tài)。在弛豫過程中，氫質子將其吸收的能量釋放到周圍環(huán)境中，若質子及所處晶格中的質子也以與Larmor頻率相似的頻率進動，那么氫質子的能量釋放就較快，組織的T1弛豫時間越短，T1加權像其信號強度就越高。T1弛豫時間縮短者有3種情況：其一為結合水效應；其二為順磁性物質；其三為脂類分子。，組織信號越強，圖像上相應部分就越亮；組織信號越弱，圖像上相應部分就越暗。但應注意，在T1wI和T2wl圖像上，弛豫時間T1值和T2值的長短與信號強度的高低之間的關系有所不同：短的T1值(簡稱為短T1)呈高信號，例如脂肪組織；長的T1值(簡稱長T1)為低信號，例如腦脊液；短的T2值(簡稱短T2)為低信號，例如骨皮質；長的T2值(簡稱長T2)為高信號，例如腦脊液。囊變是一種較特殊的病理改變。囊內容物大體上可分為二種：一種為含有純水分，另一種為含有蛋白質水分。前者因其內容物為純水，故具有長T1和長T2弛豫特點，在T1加權像上表現為低信號，在T2加權像上表現為高信號與腦脊液信號相似。另一種為含有蛋白質水分的囊，其內水分子受大分子蛋白的吸引作用進入水化層時，質子的進動頻率明顯減低，當此結合水分子的進動頻率達到或接近Larmor頻率時，在T1加權像上其信號強度有所增加，呈中等信號乃至高信號強度表現。在T2加權像上，信號強度也較高，呈白色高信號改變。

T1加權成像、T2加權成像

所謂的加權就是“突出”的意思

T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

在任何序列圖像上，信號采集時刻橫向的磁化矢量越大，MR信號越強。

T1加權像短TR、短TE——T1加權像，T1像特點：組織的T1越短，恢復越快，信號就越強；組織的T1越長，恢復越慢，信號就越弱。

T2加權像長TR、長TE——T2加權像，T2像特點：組織的T2越長，恢復越慢，信號就越強；組織的T2越短，恢復越快，信號就越弱。

質子密度加權像長TR、短TE——質子密度加權像，圖像特點：組織的rH越大，信號就越強；rH越小，信號就越弱。腦白質：65%腦灰質：75%CSF：

97%

常規(guī)SE序列的特點

最基本、最常用的脈沖序列。

得到標準T1WI、T2WI圖像。

T1WI觀察解剖好。

T2WI有利于觀察病變，對出血較敏感。偽影相對少（但由于成像時間長，病人易產生運動）。成像速度慢。

FSE脈沖序列

原理：FSE脈沖序列，在一次900脈沖后施加多次1800復相位脈沖，取得多次回波并進行多次相位編碼，即在一個TR間期內完成多條K空間線的數據采集，使掃描時間大大縮短。

在一次成像中得到同一層面的不同加權性質的圖像。

T1WI——短TE，20ms

短TR,300~600ms

ETL—2~6

T2WI——長TE，100

長TR，4000

ETL—8~12

優(yōu)點：時間短，顯示病變。

缺點：對出血不敏感，偽影多等。

IR序列特點

IR序列具有強T1對比特性；

可設定TI，飽和特定組織產生具有特征性對比圖像(STIR、FLAIR)；

短TI對比常用于新生兒腦部成像；

采集時間長，層面相對較少。

STIR序列(ShortTIInversionRecovery

在IR恢復過程中，組織的MZ都要過0點，但時間不同。利用這一特點，對某一組織進行抑制。如脂肪，由于其T1時間比其他組織短，取TI=(T1為脂肪弛豫時間)，脂肪的信號好過0點，接收不到它的信號。突出其他組織。

FLAIR序列當T1非常長時，幾乎所有組織的MZ都已恢復，只有T1非常長的組織的MZ接近于0，如水，液體信號被抑制，從而特出其他組織。FLAIR(FluidAttenuationIR)常用于對CSF抑制。

IR序列的運用

腦部IR的T1加權可使灰白質的對比度更大。眼眶部STIR能抑制脂肪信號，增加T2對比，使眼球后球及視神經能更好顯示。脊髓采用FLAIR技術能抑制腦脊液搏動產生的偽影，以利于顯示頸、胸段脊髓病變。肝部微小病變，使用IR能處到較好顯示。關節(jié)使用IR能同時提高水及軟骨的敏感性。

FLASH

采用“破壞(擾相)”殘余橫向磁化矢量。在數據采集結合后，在沿層面選擇梯度方向施加“破壞”梯度，使用殘存的橫向磁化矢量加速去相位，從而消除上一周期殘存的橫向磁化。

MRA臨床應用

顱內血管MRA

3D-TOF

3D-PC用于動、靜脈及復雜血流顯示，時間長

2D-TOF矢狀竇等慢流顯示

2D-PC也可用于矢狀竇成像及流速預測

頸部血管MRA

多層2D-TOF，2D，3D-PC用于動、靜脈顯示

胸部血管MRA

主動脈及分支、肺動、靜脈系用CE-MRA

2D、3D-TOF用于主動脈顯示

2D-PC加心電同步技術常用于主動脈流量分析

腹部血管MRA

首選CE-MRA

3D-TOF與PC可用于腎動脈

四肢血管MRA

3D-CE-MRA對四肢血管的動脈、靜脈期顯示好

2D-TOF也可用于四肢血管顯示

常用的造影劑為釓-二乙三胺五醋酸（Gadolinium-DTPA，Gd-DTPA），與含碘劑造影劑相比，安全性相當高。

根據病變有無強化、強化的程度、類型來鑒別診斷疾病。

部分正常顱內組織及顱腦腫瘤的CT值

組織成份CT值

骨1000

鈣化+60以上

腦灰質+32～+40

腦白質+28～+32

腦脊液+3～+14

流動血液+32～+44

新鮮血凝塊+64～+86

陳舊血凝塊+30～+60

膠質瘤（無鈣化）+18～+40

膠質母細胞瘤+29～+38

室管膜瘤+28～+50

髓母細胞瘤+36～+58

腦膜瘤（無鈣化）+36～+56

神經瘤+28～+40

垂體腺瘤+35～+50

脂肪瘤-120～-40

發(fā)育異常腫瘤（上皮樣

-120～+10囊腫，皮樣囊腫，畸胎瘤）

轉移瘤+22～+50

腫瘤囊腔+6～+22

腫瘤壞死區(qū)+19～+23

腫瘤周圍水腫+18～+26

急性腦梗塞+22～+26

陳舊腦梗塞+10～+16

腦膿腫囊壁+28～+34

腦膜瘤：呈卵圓形，邊界清，與皮質為等密度，可以有鈣化或囊變，增強后強化MRI：T1腫塊和皮質等信號，白質為低信號，T2等信號或高信號，水腫區(qū)域信號相對高，增強強化。

膠質瘤：占顱內腫瘤50％，I型呈星形膠質痛，平掃邊界低密度，均勻，CT值14―25，輕度占位，無強化，可薄壁狀強化。Ⅱ形星形膠質瘤，多為低密度區(qū)，邊界不清，可顯著或不典型強化。Ⅲ－Ⅳ型，CT不能區(qū)別混雜的邊界影，腫瘤體內有鈣化，不規(guī)則強化。MRI加權“突出”長T1長T2，邊緣清，內容物信號混雜，低信號，鈣化灶，條狀鈣化。

轉移痛：在灰白質交界處，CT圓形，不規(guī)則異常密度影，中心有壞死液化區(qū)，中心密度稍高于腦脊液，水腫范圍大，不規(guī)則，手指形，有不規(guī)則強化，內壁不規(guī)則，病灶多發(fā)。

MRI:T1增強用造影劑，主要顯示血管病變，血腦屏障多破壞，T2加權到120s以上則黑水序列，可以抑制結合水，（腦脊液蛋白，細胞內