醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)課件：MRI化學(xué)位移成像技術(shù)原理及應(yīng)用淺學(xué)

1、MRI化學(xué)位移成像技術(shù)原理及應(yīng)用淺學(xué),化學(xué)位移成像（chemical shife imaging）也稱同相位（in phase）/反向位（out of phase）成像。 在腹部磁共振掃描中，“同反序列”是很重要的一個序列，或者又叫“雙回 波序列”。這個序列是一個2D的梯度回波序列，在一個TR（重復(fù)時間里） 采集兩個回波（兩個TE），所以又叫雙回波序列。,一、原理 二、應(yīng)用 三、臨床應(yīng)用,同反相位成像原理,進動頻率差異 人體MR的信號主要來源于兩種成分：水和脂肪。 水分子中氫質(zhì)子的化學(xué)鍵為O-H鍵，而脂肪分子中氫質(zhì)子的化學(xué)鍵為C-H鍵。 由于這兩種結(jié)構(gòu)中氫質(zhì)子周圍電子云分布的不同，造成水分子中

2、氫質(zhì)子所感 受到的磁場強度稍高些，最終導(dǎo)致水分子中氫質(zhì)子的進動頻率要比脂肪分子 中氫質(zhì)子稍快些，其差別約3.5ppm，ppm代表part per million也就是百萬分之 一，相當(dāng)于150Hz/T。這種進動頻率的差異隨場強增大而增加。,水和脂肪中的氫質(zhì)子進動頻率差異,In phase & Out of phase,同代表同相位，in phase，指水和脂肪中的氫質(zhì)子相位處于同一方向； 反代表反相位，out of phase，指水和脂肪中的氫質(zhì)子相位處于相反方向,In phase,Out of phase,水和脂肪的同相位、反相位示意圖,二、應(yīng)用,化學(xué)位移成像技術(shù)多采用2D擾相GRE T1W

3、I 序列，利用該序列很容易獲得 反相位和同相位圖像。 擾相GRE T1WI 序列需要選擇不同的TE值可得到同/反相位圖像，關(guān)鍵在于 如何選擇合適的TE。不同場強的掃描機應(yīng)該采用不同的TE進行同/反相位成 像，公式如下： 同相位TE=1000ms/150Hz/T*場強 反相位 TE=同相位TE/2 如1.5T掃描機，同相位TE=1000ms/150Hz/T*1.5T=4.4ms，反相TE=2.2ms,Dixon技術(shù)(水脂分離成像技術(shù)),利用同相位像和反相位像，還可產(chǎn)生單獨的“水”或“脂肪”信號的圖像。 W：脂肪的信號強度 F：水的信號強度 I同：同相位信號強度 I反：反相位信號強度 I同=W+F

4、 I反=W-F 兩式相加和相減可得到 W=(I同+I反)/2 F=(I同-I反)/2,Dixon技術(shù)不但可以采用繞向GRET1WI序列，也可采用SE或FSE序列。采 用了SE或FSE序列后，Dixon技術(shù)方能在低場強條件下較容易實現(xiàn)脂肪抑制。 在低場強，SE或FSE都可利用Dixon方法進行獲得水脂分離圖像，應(yīng)用較多 的是骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)。,反相位圖像特點,1、水脂混合組織信號明顯衰減 2、純脂肪組織的信號沒有明顯衰減。 3、勾邊效應(yīng),反相位圖像特點,1、水脂混合組織信號明顯衰減，其衰減程度一般超過頻率選擇飽和法脂肪抑制技術(shù)。 假設(shè)某組織的信號30來自脂質(zhì)，70來自水分。如果利用頻率選擇飽和 法進行

5、脂肪抑制，即便所有來自脂質(zhì)的信號完全被抑制，那么還保留70來 自水分子的信號，即信號衰減幅度為30；而在反相位圖像上，則不僅30 的脂質(zhì)信號下消失，同時70來自水分子的信號中，也有30被脂肪質(zhì)子抵 消，組織僅保留原來信號的40，信號衰減幅度達(dá)60。,2、純脂肪組織的信號沒有明顯衰減。 幾乎接近于純脂肪的組織如皮下脂肪，所含的水分極少，在反相位圖像上，兩種質(zhì)子能夠 相互抵消的橫向磁化矢量很少，因此組織的信號沒有明顯的衰減。 3、勾邊效應(yīng)。 反相位圖像上，周圍富有脂肪組織的臟器邊緣會出現(xiàn)一條黑線，把臟器的輪廓勾畫出來。 因為一般臟器的信號主要來自水分子，而其周圍脂肪組織的信號主要來自脂 肪，所以在

6、反相位圖像上，臟器和周圍脂肪組織的信號下降都不明顯，但在 兩者交界面上的各像素中同時夾雜有臟器（水分子）和脂肪，因此在反相位 圖像上信號明顯降低，從而出現(xiàn)勾邊效應(yīng)。,臨床應(yīng)用,臨床應(yīng)用： （1）脂肪肝的診斷與鑒別診斷。 （2）鑒別肝臟局灶性病變內(nèi)是否有脂肪變性。 因為肝臟局灶性病變中發(fā)生脂肪變性者多為肝細(xì)胞腺瘤或高分化肝細(xì)胞癌 （3）腎上腺瘤的診斷與鑒別。 因為腎上腺腺瘤中含有脂質(zhì)，在反相位上圖像信號明顯減低，利用化學(xué)位 移成像技術(shù) 判斷腎上腺結(jié)節(jié)是否為腺瘤的敏感性為70-80，特異性高達(dá)90-95。,（4）腎臟或者肝臟血管平滑肌脂肪瘤等其他含脂病變的診斷與鑒別診斷。 （5）有助于脊柱單純性和

7、病理性壓縮性骨折的診斷和鑒別診斷 快速梯度回波反相位序列上，病理性壓縮性骨折多為高信號，單純性壓 縮椎體則大多表現(xiàn)為低信號 （6）椎體良性病變組反相位變現(xiàn)為低信號，同相位高信號；椎體惡性病變顯 示為反相位高信號，同相位低信號。,脂肪抑制技術(shù)在MRI中一個重要的應(yīng)用就是定性顯示含脂肪的病變。他能用 來辨認(rèn)主要含脂肪的組織，但是當(dāng)組織內(nèi)脂肪和水的含量接近時，多數(shù)組織 的脂肪抑制技術(shù)不能很好的抑制脂肪信號，在這種情況下，可用同相位反相 位成像技術(shù)抑制組織內(nèi)的脂肪信號。,只有當(dāng)體素內(nèi)的脂肪和水的含量相近時才會發(fā)生矢量抵消現(xiàn)象。當(dāng)一個主要 含脂肪的結(jié)構(gòu)一個含水很多的結(jié)構(gòu)想毗鄰時，在反相位圖像上信號的丟失只 會出現(xiàn)在它們之間的交界處（勾邊效應(yīng)），因為該處的脂肪