磁共振基本原理及讀片課件

磁共振成像

中國石油中心醫(yī)院磁共振室楊景震基本原理及讀片主要內(nèi)容醫(yī)學(xué)影像學(xué)概況及磁共振技術(shù)的發(fā)展簡要介紹磁共振成像基本原理及概念磁共振檢查方法及臨床應(yīng)用磁共振成像的主要優(yōu)點及限度如何閱讀磁共振圖像影像學(xué)檢查常見名詞概念讀片醫(yī)學(xué)影像學(xué)的形成年?發(fā)現(xiàn)線，形成放射診斷學(xué)（）世紀(jì)年代出現(xiàn)超聲（）檢查世紀(jì)年代出現(xiàn)核素(ν)掃描世紀(jì)年代出現(xiàn)()檢查世紀(jì)年代出現(xiàn)()檢查世紀(jì)年代出現(xiàn)發(fā)射體層成像（）世紀(jì)年代正電子發(fā)射體層成像（)世紀(jì)年代以后興起介入放射學(xué)()世紀(jì)初出現(xiàn)

線源體外放射源（核素）聲能磁場微電子技術(shù)計算機技術(shù)醫(yī)學(xué)影像學(xué)各種技術(shù)涉及：當(dāng)今的醫(yī)學(xué)影像學(xué)內(nèi)容包括：傳統(tǒng)線診斷學(xué)透視照相（普通Ｘ攝影、體層攝影）造影計算線攝影(，)數(shù)字線攝影（，)線(，)數(shù)字減影血管造影（，）介入放射學(xué)（)超聲成像（）發(fā)射型計算斷（體）層攝影（，）正電子發(fā)射型計算斷（體）層攝影（,）單光子發(fā)射型計算斷（體）層攝影（,）磁共振成像（）分子影像學(xué)（）世紀(jì)最前沿課題技術(shù)：或、、、光學(xué)成像（生物發(fā)光、熒光）信息放射學(xué)系統(tǒng)（)圖像存檔與傳輸系統(tǒng)（,)影像科管理、、.

全新的醫(yī)學(xué)影像學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：★影像診斷學(xué)：線、、、、、等?！镉跋窠槿胄灾委煂W(xué)：、超聲、、等?！镄畔⒎派鋵W(xué)：影像學(xué)工作管理、質(zhì)控；影像的傳輸與存儲（）存儲、傳輸、遠程會診（遠程放射學(xué))發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)腫瘤的、時間長做出兩個充水試管圖像活鼠的圖像等人體胸部的圖像初期的全身圖像磁共振裝置商品化諾貝爾獎金時間發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史成像基本原理

實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核作為磁共振中的靶子，它是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。核只含一個質(zhì)子不含中子，最不穩(wěn)定，最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）：常導(dǎo)型、永磁型、超導(dǎo)型。－梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等磁共振成像的過程

人體內(nèi)的核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，核進動雜亂無章，磁性相互抵消按照單一核子進動原理,質(zhì)子群在靜磁場中形成的宏觀磁化矢量進入靜磁場后，核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的核合成總磁化矢量，即為信號基礎(chǔ):施加度脈沖前的磁化矢量:施加度脈沖后的磁化矢量.并以頻率橫向施進度脈沖對磁化矢量的作用。即以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面在這一過程中，產(chǎn)生能量度（）－（）該過程稱弛豫()，即將能量（信號）釋放出來。整個弛豫過程實際上是磁化矢量在橫軸上縮短（橫向或弛豫），和縱軸上延長（縱向或弛豫）。而人體各類組織均有特定、值，這些值之間的差異形成信號對比（）靜磁場中（）度脈沖（）脈沖停止后（）停止后一定時間（）恢復(fù)到平衡狀態(tài)縱向弛豫或稱自旋－晶格弛豫(弛豫)橫向弛豫或稱自旋自旋弛豫(弛豫)●人體——進入磁場——磁化——施加射頻脈沖、核磁矩發(fā)生。偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生能量——射頻脈沖停止、弛豫過程開始，釋放所產(chǎn)生的能量（形成信號）——信號接收系統(tǒng)——計算機系統(tǒng)●在弛豫過程中，即釋放能量（形成信號），涉及到個時間常數(shù)：縱向弛豫時間常數(shù)—；橫向弛豫時間常數(shù)—●加權(quán)（）的概念：成像過程中，、弛豫二者同時存在，只是在某一時間內(nèi)所占的比重不同。如果選擇突出縱向（）弛豫特征的掃描參數(shù)（脈沖重復(fù)時間和回波時間，以毫秒計）用來采集圖像，即可得到以弛豫為主的圖像，當(dāng)然其中仍有少量弛豫成分，因是以弛豫為主，故稱為加權(quán)像（）。如果選擇突出橫向（）弛豫特征的掃描參數(shù)采集圖像………加權(quán)或稱權(quán)重，有側(cè)重、為主的意思●因為人體各種組織如肌肉、脂肪、體液等，各自都具有不同的和弛豫時間值，所以形成的信號強度各異，因此可得到黑白不同灰度的圖像磁共振常規(guī)檢查圖像的特點層面成像、成像參數(shù)多、任意多方位直接成像、血管流空效應(yīng)人體不同組織的信號特點黑白灰度對比：光片、均以密度高低為特征圖象是以信號高低強弱為特征水：長（黑）、長（白）骨皮質(zhì)、完全性的鈣化：黑（無信號）脂肪：短（白）、短（暗灰）血流：常規(guī)掃描為流空（黑）肌肉：長（黑）、短（黑）大多數(shù)腫瘤：長、長黑色素瘤：短、短磁共振成像檢查方法檢查方法普通檢查：采用不同脈沖序列、不同方位，對病變部位進行掃描（包括脂肪或水抑制）。（)抑制水的重度加權(quán)像,也稱黑水技術(shù)。即抑制自由水，如腦脊液，對鄰近腦脊液病變的顯示更有利。增強檢查：靜脈內(nèi)注射造影劑進行掃描，用于鑒別診斷等。所用造影劑與的造影劑不同，除不是碘劑不存在過敏之外，其作用的原理也不同。造影劑（順磁性物質(zhì)）是改變病變部位磁環(huán)境，縮短質(zhì)子的、弛豫（但的縮短不如明顯）

造影劑入血行——病變組織間隙——與病變組織大分子結(jié)合——馳豫接近脂肪或頻率———縮短——強化（白），（稱間接增強）

影響因素：病變區(qū)的血流；灌注；血腦屏障。與血液內(nèi)的藥濃度不絕對成正比，達一定濃度后不起作用。直接提高病變區(qū)線衰減值（稱直接增強）

造影劑（碘制劑）血管豐富程度血流灌注如何血液內(nèi)碘濃度高低血腦屏障完整與否特殊檢查：血管成像（）利用流動的血液進行血流的直接成像可用于動脈或靜脈的檢查，若同時使用造影劑，稱增強血管成像（)。血管成像用于血管畸形、動脈瘤、血管狹窄或閉塞。但目前仍不能代替。特點：簡便、無創(chuàng)傷水成像膽道成像（）不使用造影劑，利用膽汁（水）進行成像。用于膽道梗阻檢查。尿路成像（）不使用造影劑，利用尿液進行成像。硬膜囊成像（）不使用造影劑，利用腦脊液進行成像。內(nèi)耳膜迷路成像（)不使用造影劑利用迷路內(nèi)的淋巴液進行成像。結(jié)腸水成像:向結(jié)腸內(nèi)注入水后，進行結(jié)腸人工水造影。胃、小腸也同樣可進行此項檢查。仿真內(nèi)窺鏡：同一樣，利用計算機所作的圖像的后處理技術(shù)之一三維重建電影成像（）:對運動的臟器實施快速成像。采集臟器運動中的不同時段（時相）的“靜態(tài)”圖像，再利用計算機技術(shù)快速、連續(xù)顯示。例如：關(guān)節(jié)、心臟等。正常心臟電影（靜態(tài)圖）動畫輕看功能成像():從范圍上有

、灌注加權(quán)成像()

包括外源性和內(nèi)源性。

、彌散加權(quán)成像()

、波譜分析()

神經(jīng)元興奮區(qū)興奮性興奮區(qū)靜脈血中氧和血紅蛋白相對去氧血紅蛋白相對去氧血紅蛋白的順磁作用，可使*信號由于去氧血紅蛋白的減少神經(jīng)元興奮區(qū)信號相對內(nèi)源性稱血氧水平依賴法（）簡單原理外源性灌注加權(quán)成像：用超快速掃描技術(shù)，進行造影劑跟蹤，顯示造影劑首次通過的組織血流灌注情況并依需要作延遲增強（常用于腦、心肌的檢查）彌散加權(quán)成像：是以流動效應(yīng)為基礎(chǔ)的成像方法。與不同的是：觀察的是宏觀的血流現(xiàn)象，而觀察的是微觀的水分子流動擴散現(xiàn)象腦發(fā)生缺血時先有異常,出在小時內(nèi)(超急期),此時溶栓治療,療效最佳；若出現(xiàn)異常時,則易出血；若出現(xiàn)病灶時,則為不可逆的。腦彌散加權(quán)成像（）是使用一對大小相等、方向相反的擴散敏感梯度場。該梯度場對靜止組織作用的總和為零，但水分子在不斷擴散，受該梯度場影響而產(chǎn)生相位變化。梗死區(qū)域水含量增加，其早期細胞毒性水腫使水分子擴散下降，而在產(chǎn)生信號改變之前，在顯示出早期的腦梗死。右側(cè)急性輕癱，癥狀小時加權(quán)像無異常同一時間，彌散加權(quán)像（秒）見大片高信號同一時間，團注對比劑秒內(nèi)的灌注成像。缺血區(qū)顯示對比劑到達延遲（）。為病變區(qū)對比劑消散延遲。為秒后灌注基本趨于正常理解彌散成像的原理細胞正常，水分子游動自由。細胞毒性水腫時，較多的細胞外液進入細胞內(nèi)，使細胞內(nèi)、外水分子游動緩慢胞細水子分的物理神經(jīng)束對機的三個軸(,)的關(guān)系形成其在成像中的方向性,并導(dǎo)致與方向有關(guān)的彌散測量(各向異性)彌散呈橢圓形,三個本征矢量代表其彌散方向,本征值確定其形態(tài)本征矢量本征值本征值三個本征矢量的矩陣源于彌散方向性的張量(’)弓形纖維的神經(jīng)束圖弓形纖維短聯(lián)合纖維束胼胝體的神經(jīng)束圖冠狀面(與彩色編碼的圖融合）橫斷面矢狀面胼胝體上縱束下縱束皮質(zhì)脊髓束多神經(jīng)束的神經(jīng)束圖矢狀面橫斷面各神經(jīng)束可隨意標(biāo)示為各種不同顏色

腦膜上皮型腦膜瘤常規(guī)顯示腦膜瘤的典型表現(xiàn)何神經(jīng)束受犯？良性腦膜瘤瘤？較大量瘤細胞浸潤？上縱束向下移位腦膜上皮型腦膜瘤彩色編碼的圖神經(jīng)束成像圖彩色編碼的圖在彩色編碼的圖和神經(jīng)束成像圖上顯示一良性腫瘤所造成的神經(jīng)束推移征，即上縱束和放射冠被推移，但仍保持原來色彩，符合腦膜瘤的診斷。顯示膠元纖維所構(gòu)成之腫瘤包膜（箭）腫瘤呈神經(jīng)束推移型表現(xiàn)，提示瘤周無腫瘤細胞浸潤，為良性腫瘤，符合腦膜瘤診斷。放射冠膠元纖維構(gòu)成的包膜。心肌灌注成像造影劑首次通過相造影劑延遲增強相診斷、正常的心肌、缺血的心肌、心肌梗死后心肌存活狀況（頓抑心肌及冬眠心?。?、死亡心肌

心肌缺血發(fā)現(xiàn)的敏感性和特異性：灌注成像：敏感性％－％，特異性％－％。：敏感性％，特異性％磁共振波譜（）：研究人體能量代謝病生理改變。通過顯示組織生化學(xué)波譜，發(fā)現(xiàn)病變，這種生化代謝異常更早于病理形態(tài)學(xué)異常。診斷，更敏感、更早期、更特異是一種化學(xué)位移技術(shù)。均勻磁場中，同種元素的同一種原子由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)差異，拉莫爾頻率也不相同，這種頻率差異稱化學(xué)位移實際是某種原子的化學(xué)位移分布圖。橫軸：化學(xué)位移，縱軸：各種具有不同化學(xué)位移原子的相對含量全身一次成像水知道：答案磁共振成像主要優(yōu)點與限度檢查的主要優(yōu)點

無射線、成像參數(shù)多、直接多方位成像不使用造影劑可進行血管或流體成像，無創(chuàng)性腦、脊髓、椎間盤檢查中具有其他任何影象檢查不能取代的優(yōu)勢骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)顯示病變敏感，軟骨及軟組織分辨好的生理、功能成像突破了影象學(xué)以大體病理形為診斷依據(jù)的傳統(tǒng)模式數(shù)據(jù)重建技術(shù)做三維立體重建或仿真內(nèi)窺鏡顯示檢查的限度及存在的問題某些病變定性困難成像仍相對較長（主要是限于信號采集）運動偽影某些部位的血管成像尚需、如冠脈，某些血管性病變術(shù)前的金標(biāo)準(zhǔn)仍借助引進和檢查費用相對昂貴禁忌癥：帶心臟起搏器、胰島素泵、體內(nèi)金屬假肢、眼球內(nèi)金屬異物，顱內(nèi)動脈瘤銀夾術(shù)后時間較短者嚴(yán)重不合作者，精神病，危重病人，幽閉恐怖癥怎樣閱讀常規(guī)檢查的圖像、熟悉圖像上的常用標(biāo)記：姓名、年齡、日期、左右、層厚以及增強的標(biāo)記等、仔細觀察每一幀圖像，目的在于發(fā)現(xiàn)疾病或異常的征象、當(dāng)發(fā)現(xiàn)病變后，應(yīng)看其病變在加權(quán)、加權(quán)上的信號特征，是高信號／低信號／等信號／混雜信號／無信號、通過不同方位圖像觀察，確定病變形態(tài)、數(shù)量、大小、位置、觀察病變鄰近器官或組織結(jié)構(gòu)有無異常：受壓、移位（占位效應(yīng)）；擴張、增大（失空間效應(yīng)）；破壞或吸收；等等、增強掃描觀察病變有無強化及強化程度；延遲掃描強化特點、綜合所見，結(jié)合臨床及其他影像學(xué)檢查材料作出診斷常用術(shù)語陰影、密度、回聲、信號增強掃描強化高密度、低密度、等密度、混雜密度高信號、低信號、等信號、混雜信號占位效應(yīng)、失空間效應(yīng)窗技術(shù)影像學(xué)中常見的名詞概念的一般性了解陰影、回聲、信號密度：影像學(xué)術(shù)語。密度有雙重含義，即物質(zhì)密度與影像密度二種。物質(zhì)密度系指單位體積內(nèi)的物質(zhì)質(zhì)量，由物質(zhì)的組成成分和空間排布情況決定。影像密度則指照片上模擬影像的黑化程度，即對光的吸收程度高密度、低密度、等密度、混雜密度：影像學(xué)術(shù)語在或線檢查中，以相鄰結(jié)構(gòu)作參照，進行興趣區(qū)密度的判定。傳統(tǒng)的線技術(shù)僅以肉眼作大致的分辨，而則可獲得標(biāo)定的密度值，即值，獲得病變密度的定量。值：影像學(xué)術(shù)語。在掃描中，線衰減系數(shù)的單位。（圖像中興趣區(qū)組織的密度單位）窗技術(shù)：影像學(xué)術(shù)語。包括窗位（窗中心）、窗寬數(shù)字成像使用的后處理技術(shù)。人眼密度分辨能力僅－個灰階，不能同時區(qū)分?jǐn)?shù)字影像全灰階（如有個灰階）。若在數(shù)字化影像上以某一灰階為中心點，使該中心上、下一定范圍內(nèi)的灰階作選擇性顯示（獲得病變區(qū)最適宜肉眼觀察的灰度對比），該中心即為窗位處理（）同理，僅選擇性顯示某一定范圍的部分灰階，而該范圍之上、下的灰階則均從圖像上刪除（全“白”或“黑”），這稱為窗寬處理（）。這猶如在一面很寬的墻面上開窗，使觀者只能透過開的窗子觀察到限定范圍的窗外景物，但看不到窗子允許觀察的視野以外的景物窗技術(shù)并不改變原始圖像信息，是回顧性實施的，可以任意設(shè)置、重復(fù)和調(diào)整全白全黑空氣水骨脂肪軟組織增強掃描（增強檢查）：影像學(xué)術(shù)語在或檢查中，當(dāng)普通掃描（平掃）不能滿足診斷時，采取向靜脈內(nèi)注入對比劑，利用對比劑在不同組織內(nèi)的分布差異，使組織間的密度或信號強度差別增大。這種方法稱增強檢查。一般以平掃為基礎(chǔ)強化：影像學(xué)術(shù)語在或的增強檢查中,通過靜脈內(nèi)注射對比劑，使組織的密度增高或信號增強的這種變化稱為強化無論或，在增強檢查中，一些正常的組織結(jié)構(gòu)可以出現(xiàn)強化，稱生理性強化；凡正常時不應(yīng)出現(xiàn)強化的組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)強化則稱病理性強化，或異