磁共振成像診斷學(xué)

關(guān)于磁共振成像診斷學(xué)第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章總論

第一節(jié)磁共振成像基本原理第二節(jié)磁共振成像技術(shù)第三節(jié)磁共振成像機(jī)結(jié)構(gòu)第四節(jié)磁共振成像圖像特點(diǎn)第五節(jié)磁共振成像臨床應(yīng)用第六節(jié)磁共振成像進(jìn)展第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章總論發(fā)展概況：

1946年美國斯坦福大學(xué)Bloch與哈佛大學(xué)

Purcell同時(shí)發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象（NMR）

1952年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

1952~研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)分析技術(shù)

70年代~NMR與醫(yī)學(xué)診斷聯(lián)系起來

1976年首先實(shí)現(xiàn)人體手部成像

1980年第一臺(tái)MRI機(jī)問世

1985年第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院引進(jìn)第一臺(tái)MRI機(jī)

1989年國內(nèi)開始生產(chǎn)MRI機(jī)并投入臨床應(yīng)用第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一章總論名詞：核磁共振：

NMRnuclearmagneticresonance磁共振成像：MRImagneticresonanceimaging第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理

定義：利用人體內(nèi)固有的原子核，在外加磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，吸收能量并釋放MR信號(hào)，將其采集并作為成像源，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，形成人體MR圖像。第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理成像條件：

人體內(nèi)原子核—?dú)滟|(zhì)子（H）外加磁場(chǎng)—主磁場(chǎng)（B0）梯度磁場(chǎng)（GyGxGz）交變磁場(chǎng)（RF）中心控制系統(tǒng)—計(jì)算機(jī)第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理自旋質(zhì)子：

任何一個(gè)原子核，只要其所含質(zhì)子或中子任何一個(gè)為奇數(shù)時(shí)，原子核帶有“凈電荷”，有繞著自旋軸自旋的特性，具備磁性，1H只有一個(gè)質(zhì)子，沒有中子，稱為自旋質(zhì)子。第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理氫原子磁矩進(jìn)動(dòng)學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）一、氫原子核磁矩平時(shí)狀態(tài)----雜亂無章二、氫原子置于磁場(chǎng)的狀態(tài)----磁矩按磁力線方向排列三、施加射頻脈沖----原子核獲得能量四、射頻脈沖停止后----產(chǎn)生MR信號(hào)原子核的能級(jí)躍遷學(xué)說（量子力學(xué)理論）第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理弛豫過程：

射頻脈沖去除后，在靜磁場(chǎng)作用下，質(zhì)子從高能量狀態(tài)（與磁場(chǎng)垂直位置）到低能量狀態(tài)（與磁場(chǎng)平行位置）的恢復(fù)過程弛豫時(shí)間：

射頻脈沖去除后，有靜磁場(chǎng)作用下，質(zhì)子恢復(fù)到平衡位置所需時(shí)間為弛豫時(shí)間。第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理一、縱向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量

Mz逐漸增大到最初值，呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長，由于是在Z軸上恢復(fù)，稱為縱向弛豫。

T1弛豫時(shí)間（縱向弛豫時(shí)間）規(guī)定為Mz達(dá)到其最終平衡狀態(tài)63%的時(shí)間二、橫向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量Mxy很快衰減到零，呈指數(shù)規(guī)律衰減，稱為橫向弛豫。

T2弛豫時(shí)間（橫向弛豫時(shí)間）是指磁化分量

Mxy衰減到原來值的37%的時(shí)間。

第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理

決定成像因素

1組織內(nèi)質(zhì)子密度

2T1值

3T2值

4流空效應(yīng)第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)磁共振成像基本原理信號(hào)強(qiáng)度與成像因素的關(guān)系

與組織內(nèi)質(zhì)子密度成正比與T1值成反比與T2值成正比

第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月MR信號(hào)空間定位１、ＭＲ空間定位靠的是梯度磁場(chǎng)通過梯度磁場(chǎng)達(dá)到選層目的，稱選層梯度（Ｇs）２、為了完成同一層面內(nèi)不同區(qū)域質(zhì)子信號(hào)的空間定位，需借助于與選層梯度垂直的另外兩個(gè)梯度：頻率編碼梯度：Ｇf相位編碼梯度：Ｇp第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)MRI的基本結(jié)構(gòu)

第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)MRI的基本結(jié)構(gòu)一、磁體系統(tǒng)主磁體：產(chǎn)生靜磁場(chǎng)永磁磁體—永久帶有磁體，造價(jià)低場(chǎng)強(qiáng)較低常導(dǎo)磁體—制造簡(jiǎn)單，耗電量大，場(chǎng)強(qiáng)稍高超導(dǎo)磁體—場(chǎng)強(qiáng)高穩(wěn)定，費(fèi)用高，消耗液氮梯度系統(tǒng)：掃描層面的空間定位射頻系統(tǒng)：發(fā)射射頻脈沖，產(chǎn)生MR信號(hào)并接收二、譜儀系統(tǒng):包括梯度場(chǎng)、射頻場(chǎng)的發(fā)生和控制，

MR信號(hào)接收和控制等部分三、計(jì)算計(jì)圖像處理系統(tǒng)第15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)

掃描序列

自旋回波序列（快速自旋回波序列）

SpinEchoSequence,SE（TSE，F(xiàn)SE）

梯度回波序列

GradientEchoSequence,GREFISP,FAST,GRASS,SSFP,FLASH,

反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

InversionRecoverySequence,IRSTIR

第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)

磁共振成像參數(shù)選擇(SE序列）

TR—重復(fù)時(shí)間RepetitionTime,TR

兩個(gè)90°脈沖之間的時(shí)間為重復(fù)時(shí)間

TE—回波時(shí)間EchoTime,TE90°脈沖至測(cè)量回波時(shí)間稱回波時(shí)間

第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)T1WI:

T1加權(quán)像T1WeightedImaging

在MRI成像中，兩種組織間信號(hào)強(qiáng)度的差別主要取決于T1弛豫時(shí)間的不同，所得圖像為T1WI。一般T1WI顯示解剖結(jié)構(gòu)清楚。

短TR(TR<500ms)短TE(TE<30ms)

T1短：縱向磁化恢復(fù)快，MR信號(hào)強(qiáng)（脂肪）T1長：縱向磁化恢復(fù)慢，MR信號(hào)弱（CSF）第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)T2WI:

T2加權(quán)像T2WeightedImaging

在MRI成像中，兩種組織間信號(hào)強(qiáng)度的差別主要取決于T2弛豫時(shí)間的不同，所得圖像稱為T2WI。一般T2WI顯示病變較敏感。

長TR(TR>2000ms)長TE(TE>90ms)

T2長：橫向磁化強(qiáng)度衰減慢，信號(hào)強(qiáng)（CSF）T2短：橫向磁化強(qiáng)度衰減快，信號(hào)弱（肌肉）第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)質(zhì)子密度成像：PDWI

在MRI中，信號(hào)強(qiáng)度的差別主要取決于質(zhì)子的數(shù)量，即質(zhì)子密度，這種圖像稱質(zhì)子密度成像

長TR（1500-2500），短TE（15-35）單位體積內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目越多，產(chǎn)生MR信號(hào)越弱含質(zhì)子少的組織和區(qū)域（氣腔）不產(chǎn)生MR信號(hào)或很弱

第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第四節(jié)MRI圖像特點(diǎn)

組織特性

T1WI

T2WI水長T1、很長T2低信號(hào)明亮高脂肪

T2短，T2長很高中等高肌肉

T1長，T2短低低骨皮質(zhì)活動(dòng)質(zhì)子少黑黑氣體無活動(dòng)質(zhì)子黑黑流動(dòng)血液流動(dòng)效應(yīng)

SE

低（無）低（無）GRE（MRA）

高

高出血

T1短，T長高高腫瘤

T1、T2延長低高

第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

正常顱腦T1加權(quán)像（T1WI）第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月正常顱腦T2加權(quán)像（T2WI）第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

正常腹部T1WI及T2WI第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)特殊序列：♀HASTE（Half-FourierAcquisitionSingle-shotTurboSpin-echo）

半傅立葉采集單次激發(fā)快速自旋回波♀EPI（EchoPlanarImaging）

回波平面成像♀脂肪抑制成像（FatSuppression）第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)特殊序列：水抑制序列：液體衰減反轉(zhuǎn)回復(fù)（fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR)是將自由水如腦脊液信號(hào)抑制為零，又得到T2WI序列對(duì)病灶檢出敏感的優(yōu)點(diǎn)，屬于重T2WI。主要用于顱腦，亦可用于全身。主要用于：腦梗塞灶，急性蛛網(wǎng)膜下腔出血，多發(fā)性硬化，腦腫瘤，腦炎等。第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

水抑制成像（FLAIR）第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)特殊序列：♀水成像（hydrography)或液體成像（liquidimaging)

是采用長TE技術(shù)，獲得重T2WI，以突出水的信號(hào)，合用脂肪抑制技術(shù)，使含水器官清晰顯影。常用：MR胰膽管造影（MRCP）

MR尿路造影（MRU）

MR脊髓造影（MRM）

MR內(nèi)耳成像第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月膽總管癌2第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

腎積水--水成像技術(shù)第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第四節(jié)MRI圖像特點(diǎn)偽影：圖像中的假影像稱為偽影

與病人有關(guān)偽影：

生理性偽影：呼吸，心跳等病人躁動(dòng)

圖像處理偽影

化學(xué)位移偽影卷褶偽影

與梯度有關(guān)的偽影

渦流、非線性、幾何畸變

金屬異物偽影第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)臨床應(yīng)用一：適應(yīng)證

1中樞神經(jīng)系統(tǒng)各種病變（炎癥、腫瘤、先天畸形、變性血管性病變），優(yōu)于

CT2五官及頸部軟組織病變

3縱隔及心臟大血管病變

4腹內(nèi)實(shí)質(zhì)器官及腹膜后血管病變

5脊柱及四肢骨關(guān)節(jié)病變第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)臨床應(yīng)用

二：禁忌征

1帶有心臟起搏器者

2危重患者需要搶救者

3嚴(yán)重心肺功能不全者

4體內(nèi)有磁性金屬異物者

5懷孕三個(gè)月以內(nèi)之孕婦

6幽閉恐怖癥者第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)臨床應(yīng)用MR的優(yōu)勢(shì)和限度優(yōu)勢(shì)：

1成像參數(shù)多（T1、T2、質(zhì)子密度、流空效應(yīng)），能提供組織的物理和生物化學(xué)特性

2流空效應(yīng)，不需造影劑即可觀察心臟和血管結(jié)構(gòu)

3無需移動(dòng)病人即可作多方向的掃描

4無電離輻射

5順磁性造影劑無毒性反應(yīng)

6無顱底骨偽影第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第五節(jié)臨床應(yīng)用MR的優(yōu)勢(shì)和限度限度：

1掃描時(shí)間較長

2危重病人，不能很好合作和配合病人不能檢查

3磁體掃描膛較小，少數(shù)病人會(huì)有幽閉恐怖癥

4帶有心臟起博器或體內(nèi)順磁性醫(yī)療裝置病人不能檢查

5費(fèi)用較高

6鈣無信號(hào)，對(duì)鈣化灶為病理特征的病變?cè)\斷受影響第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)MR造影劑原理及臨床應(yīng)用

一：MR造影劑的分類

陽性造影劑：Gd--DTPA

順磁性物質(zhì)Gd3+含7個(gè)不成對(duì)電子，為順磁性很強(qiáng)的金屬，能顯著縮短組織弛豫時(shí)間（尤其是T1時(shí)間）。劑量：0.1-0.2mmol/kg

方式：靜脈快速團(tuán)注成像序列：T1WI

第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第六節(jié)MR造影劑原理及臨床應(yīng)用一：MR造影劑的分類

陰性造影劑：超順磁性和鐵磁性粒子類（Fe3O4，SPIO）

順磁性遠(yuǎn)強(qiáng)于Gd-DTPA，造成磁場(chǎng)的不均勻，改變質(zhì)子橫向磁化的相位，縮短組織的橫向弛豫時(shí)間（T2值）劑量：0.05mmol/kg

方式：靜脈滴注成像序列：T2WI+脂肪抑制臨床應(yīng)用：主要用于肝臟及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR血管成像（MRA，MRangiography）

MRA是顯示血管和血流信號(hào)特征的一種技術(shù)，不僅可反映血管形態(tài)，而且可反應(yīng)血流方式和速度。第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號(hào)改變

一、血流呈低信號(hào)

1流空效應(yīng)：快速流動(dòng)的垂直于掃描層面的血流，氫質(zhì)子在選定掃描層面內(nèi)停留時(shí)間太短，不形成回波，不產(chǎn)生信號(hào)。平行于切層面的血管內(nèi)血流受90°脈沖激勵(lì)去相位，不能被180°脈沖翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生回波，從而MR信號(hào)減弱。第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號(hào)改變

一、血流呈低信號(hào)

2渦流等：

水分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，特定平面內(nèi)質(zhì)子相位一致性喪失，引起相位彌散，不能產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號(hào)改變

一、血流呈高信號(hào)

1流入性增強(qiáng)效應(yīng)：在脈沖過程中，充分弛豫的質(zhì)子群流入切層面代替部分飽和的質(zhì)子群。前者可接受新的脈沖而出現(xiàn)新的MR信號(hào)，而后者信號(hào)低。周圍靜止組織曾受過脈沖激勵(lì)，不能接受新的脈沖激勵(lì)，因而信號(hào)低。血液流入了充分弛豫的質(zhì)子群形成了高信號(hào)

第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號(hào)改變

一、血流呈高信號(hào)

2舒張期偽門控致動(dòng)脈高信號(hào)動(dòng)脈血流速度在心臟收縮期最快，舒張期最慢，使用心電門控時(shí)舒張期動(dòng)脈血流信號(hào)強(qiáng)度增高。不使用心電門控時(shí)，如心動(dòng)周期與TR

偶然同步，可產(chǎn)生類似心電門控的結(jié)果，稱偽門控。此時(shí)舒張期掃描層面上的動(dòng)脈內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度增高。第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號(hào)改變

一、血流呈高信號(hào)

3偶回波血流呈現(xiàn)高信號(hào)

在多回波成像時(shí)，平行于切層面的血管偶數(shù)回波信號(hào)比奇數(shù)回波信號(hào)強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為“偶回波相位回歸性”信號(hào)增強(qiáng)。

4梯度回波序列血液呈現(xiàn)高信號(hào)此時(shí)流動(dòng)質(zhì)子群的相位回歸不需要180°脈沖，即使質(zhì)子已離開切層面，所有被激勵(lì)的質(zhì)子也形成MR信號(hào)。第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRAMRA方法一、時(shí)間飛越法（TOF，timeofflight)

在流動(dòng)的血流中，在某一時(shí)間被射頻脈沖激發(fā)，而其信號(hào)在另一時(shí)間被檢出，在激發(fā)與檢出之間的血流位置已有改變，故稱為TOF。

TOF法的基礎(chǔ)是縱向弛豫的作用

TOF法又有三維及二維成像第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRAMRA方法二、相位對(duì)比法（PCA，phasecontrast)PC法的基礎(chǔ)是流動(dòng)質(zhì)子的相位效應(yīng)，當(dāng)流動(dòng)質(zhì)子受到梯度脈沖作用而發(fā)生相位移位，如果此時(shí)再施以寬度相同極性相反的梯度脈沖，由第一次梯度脈沖引出的相位就會(huì)被第二次梯度脈沖全部取消，這一剩余相位變化是PC法的基礎(chǔ)。

PCMRA有2D、3D及電影。第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRAMRA臨床應(yīng)用顱腦：已常規(guī)應(yīng)用，可檢出顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、腦血管畸形等，觀察腫瘤對(duì)血管侵犯情況。可部分替代DSA。胸腹：顯示大血管較好，如動(dòng)脈瘤及夾層動(dòng)脈瘤。因不受腸氣干擾，對(duì)門靜脈顯示清楚。四肢：對(duì)較大血管阻塞有一定的診斷價(jià)值。第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

正常腹部T1WI及T2WI第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

正常顱腦3DTOF法MRA第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

顱腦2DPC法MRA第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

正常顱腦MRA（TOF）第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月正常頸部MRA第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

正常體部MRA第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR波譜（MRS，MRspectroscopy）.磁共振波譜學(xué)是利用MR中的化學(xué)位移來測(cè)定分子組成及空間構(gòu)型的一種檢測(cè)方法

.目前常用原子核有：1H，31P等

第53頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR波譜（MRS，MRspectroscopy）

1HMRS常用來檢測(cè)體內(nèi)許多微量代謝物如肌酸(Cr)、膽堿(Cho)、谷氨酸(Glu)、谷氨酰氨(Gln)、乳酸(Lac)、N-乙酰天門冬氨酸(NAA)等，可根據(jù)這些代謝物的多少，分析組織代謝改變，以診斷疾病及判斷療效。常用于顱腦腫瘤及癲癇的診斷及研究。第54頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR波譜（MRS，MRspectroscopy）

31PMRS被廣泛應(yīng)用于研究組織能量代謝和生化改變?？蓹z測(cè)出7條不同的共振峰：磷酸單酯（PME）、磷酸二酯（PDE）、磷酸肌酸（PCr）、無機(jī)磷（Pi）和三磷酸腺苷（ATP）中α、β、γ磷原子。臨床應(yīng)用較多的是骨骼肌和心臟。第55頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月正常腦1HMRS1HMRS臨床應(yīng)用星形細(xì)胞瘤1HMRSCho、Cr及Lac輕度升高，NAA顯著降低第56頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月32PMRS臨床應(yīng)用正常心肌32PMRS犬心肌缺血32PMRS冠脈結(jié)扎1h。Pi明顯增高，Pcr、ATP明顯