颅脑MRI检查技术PPT课件_第1页
颅脑MRI检查技术PPT课件_第2页
颅脑MRI检查技术PPT课件_第3页
颅脑MRI检查技术PPT课件_第4页
颅脑MRI检查技术PPT课件_第5页
已阅读5页,还剩75页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

回顾 1 CT影像设备包括哪三部分?影像设备包括哪三部分? 1 回顾 1 2 扫描系统( X线管、探测器和扫描架 计算机系统(数据储存、运算等) 图像显示和存储、照相系统 回顾 2 CT影像设备的主要性能指标?影像设备的主要性能指标? 3 回顾 2 4 1 X线球管的热容量与散热率 2探测器的数量 3扫描时间、重建时间和周期时间 4、高对比度分辨力:也称空间分辨力 5、 低对比度分辨力 : 又称密度分辨力 回顾 3 名词解释:名词解释: CT值;窗宽、窗位;体素、像素值;窗宽、窗位;体素、像素 5 回顾 3 6 1、 CT值:是 CT图像中各种组织与 X线吸收系数( 值)相当的 对应值,它是从人体组织器官的 值换算出来的。 CT值 =ax( -w ) /w 。 2、 窗宽: 指显示图像所包含的 CT值范围。 3、 窗位: 指观察某一组织结构细节时,以该组织的 CT值为中 心进行观察。 4、 体素 :体素是体积单位。在 CT扫描中,根据断层设置的厚 度、矩阵的大小,能被 CT扫描的最小体积单位。( 三维概念 ) 5、 像素 :又称像元,是构成 CT图像的最小单位,也是矩阵中 的一个小方格。( 二维概念 ) 像素与矩阵的关系:像素( mm) = 扫描野( FOV) mm / 矩阵。 头颈部影像检查技术 头颅 MRI检查技术 7 提要 MRI影像设备简述影像设备简述 MRI设备主要性能指标及相关基本概念设备主要性能指标及相关基本概念 MRI技术的临床应用技术的临床应用 头颅头颅 MRI检查技术检查技术 8 第一节第一节 MRI影像设备简述影像设备简述 9 磁 体 梯度线圈 射频 线圈 梯度 控制 梯度 驱动 接受 通道 发射 通道 脉冲程序 计算机显示器 存储器 MRI影像设备的基本结构与工作原理流程 10 美国加州斯坦福大学的 布洛克 ( Bloch)和 麻省哈佛大学的 普塞尔 ( Purcell)于 1945年同 时发现了磁共振的物理现象。 即处在某一静磁场中的原子核受到相应频率 的电磁波作用时,在它们的核能级之间发生共振 跃迁现象。 两位教授共同获得 1952年诺贝尔物理学奖。 一、 MRI影像设备发展史 11 1971年纽约州立大学的达曼迪恩( Damadian)教授 在 科学 杂志上发表了题为 “ 核磁共振( NMR)信 号可检测疾病 ” 和 “ 癌组织中氢的 T1时间延长 ” 等 论文。 1976年,得到了第一张人体 MR图像(活体手指)。 1977年磁共振成像技术进入体层摄影实验阶段。 12 二、二、 MRI的主要四部分的主要四部分 主 磁体系统 梯度磁场系统 射频系统 计算机系统 13 磁体系统是磁共振成像系统最重要、成本最高的部 件,是磁共振系统中最强大的磁场,平时我们评论磁 共振设备的大小就是指静磁场的场强数值,单位用特 斯拉( Tesla,简称 T)或高斯( Gauss)表示, 1T=1 万高斯。 临床上磁共振成像要求磁场强度在 0.05 3T范围内 一般将 0.3T称为低场, 0.3T 1.0T称为中场, 1.0T称为高场。磁场强度越高,信噪比越高,图像质 量越好。但磁场强度过高也带来一些不利的因素。 为了获得不同场强的磁体,生产厂商制造出了不同 类型的磁体,常见的磁体有永久磁体、常导磁体和超 导磁体。 1、主磁体系统、主磁体系统 14 ( 1)永久磁体 : 永久磁体是由永久磁铁(如铁氧体 或铷铁)的磁砖拼砌而成。 优点:造价低,场强可以达到 0.3T,能产生优 质图像,需要功率极小,维护费用低,可装在一 个相对小的房间里。 缺点:磁场强度较低,磁场的均匀度和强度欠 稳定,易受外界因素的影响(尤其是温度),不 能满足临床波谱研究的需要。 1、主磁体系统、主磁体系统 15 ( 2)常导磁体 常导磁体是根据电流产生磁场的原理设计的。 当电流通过圆形线圈时,在导线的周围会产生磁场 。常导磁体的线圈是由高导电性的金属导线或薄片 绕制而成。它的结构主要由各种线圈组成。 优点:造价较低,不用时可以停电,在 0.2T以 下可以获得较好的临床图像。 缺点:磁场的不稳定性因素主要是受供电电源 电压波动的影响,磁场均匀度差。另外易受环境因 素(如温度、线圈绕组的位置或尺寸)的影响。 1、主磁体系统、主磁体系统 16 ( 3)超导磁体 荷兰科学家昂尼斯( Kamerlingh Onnes)在 1911年首先发现 某些物质的电阻在超低温下急剧下 降为零的超导性质,电阻的突然消失意味着物质已 转变为某种新的状态,这些物质称为超导体。 科学 家昂尼斯获得了 1913年诺贝尔物理学奖。 优点 :场强高,稳定性和均匀度好,因此可开 发更多的临床应用功能。 缺点: 技术复杂和成本高。 1、主磁体系统、主磁体系统 17 梯度磁场系统 : 指磁场强度按其磁场的位置(距 离)的变化而改变,它的产生是由梯度线圈完成的 ,一般在主磁体空间沿着 X、 Y、 Z三个方向放置。梯 度线圈有三组即 GX、 GY、 GZ,叠加在静磁场的磁体 内,当线圈通电时可在静磁场中形成梯度改变。 梯度磁场系统作用 : 磁共振系统的坐标系。 2、梯度磁场系统、梯度磁场系统 18 射频脉冲磁场:简称射频脉冲( radio frequency, RF)是一种以正弦波震荡的射频电波。磁共振系统中 应用的频率较低,相当于调频广播 FM波段,根据静磁 场的强度不同其 RF频率也不同。 射频系统作用:用来发射射频磁场,激发样品的磁化 强度产生磁共振,同时,接收样品磁共振发射出来的 信号,通过一系列的处理,得到数字化原始数据,送 给计算机进行图像重建。它是由 发射射频磁场部分 和 接收射频信号部分 组成。 3、射频系统、射频系统 19 在 MRI设备中,计算机系统包括各种规模的计算机 、单片机、微处理器等,构成了 MRI设备的控制网络 。 信号处理系统可采用高档次微型机负责信号预处理 、快速傅立叶变换和卷积反投影运算。 微机系统负责信息调度(如人机交互等)与系统控 制(如控制梯度磁场、射频脉冲)。 4、计算机系统、计算机系统 20 ( 1)主计算机系统及其功能 功能:主要是控制用户与磁共振各系统之间的通 信,负责对整个系统各部分的运行进行控制,使整个 成像过程各部分的动作协调一致,产生所需的高质量 图像。并通过运行扫描软件来满足用户的所有应用要 求,如扫描控制(控制梯度磁场、射频脉冲)、病人 数据管理、归档图像、控制图像的重建和显示等、评 价图像以及机器检测(包括自检)等。 组成:主机、控制台、主图像显示器(主诊断台 )、辅助图像显示器(辅诊断台或工作站)、存储器 、图像硬拷贝输出设备(多幅相机、激光相机等。 4、计算机系统、计算机系统 21 ( 2)主计算机系统中运行的软件 应用软件通过操作系统等系统软件与主计算机 发生联系,从而控制整个 MRI设备的运行。如图所 示。 应用软 件 操作系 统 主计算 机 硬件接口及 扫描控制器 测量设 备 用户层 计算机层 接口 测量系统层 软件 硬件 4、计算机系统、计算机系统 22 1)系统软件:用于计算机自身的管理、维护、控制 和运行,以及计算机程序的翻译、装载和维护的程 序组。 2)应用软件:指为某一应用目的而特殊设计的程序 组。在 MRI系统中,运行的应用软件就是磁共振成 像的软件包。(比如 MRS、 PWI、三维重建) 4、计算机系统、计算机系统 23 ( 3)图像重建:是一个极其复杂的信号处理过程,必 须在复杂且严格的程序软件控制下进行。图像重建 的本质是对原始数据的高速数学运算(包括累加平 均去噪声、相位校正、傅立叶变换等)。 4、计算机系统、计算机系统 24 ( 4)图像显示:图像重建结束后,得到的是表示图 像各点不同亮度的一组数据,这些图像数据立即被 送入主计算机系统的海量存储器或硬盘中,并以图 像的形式输出才能让人眼看到。 4、计算机系统、计算机系统 25 第二节第二节 MRI设备主要性能指标设备主要性能指标 及相关基本概念及相关基本概念 26 ( 1)磁场强度 磁共振设备磁场强度的大小就是指静磁场的场 强数值大小,单位用特斯拉( Tesla,简称 T)或 高斯( Gauss)来表示, 1T=1万高斯。 ( 2)磁场均匀度 所谓磁场均匀度是指在特定容积(常取球形空 间)限度内磁场的同一性程度,即穿过单位面积 的磁感应线是否相同。 一、主磁场的性能指标 27 ( 3)磁场稳定度: 分时间稳定度和热稳定度两种。 时间稳定度:指磁场随时间而变化的程度。磁 场随时间变化会产生相位差,导致图像伪影。 热稳定度:指磁场值随环境温度变化而漂移的 程度。永磁体和常导磁体的热稳定度较差,超导 磁体的时间稳定度和热稳定度都能满足要求。 一、主磁场的性能指标 28 ( 4)有效孔径及长度: 指梯度线圈、匀场线圈、射 频体线圈和内护板等部件均安装完毕后所得到的 空间)。全身 MRI设备,磁体有效孔径须足以容纳 人体为宜,一般来说,内径应大于 65厘米。孔径 较小可使病人产生幽闭恐惧感。 近年来出现的开放式磁体使病人躺在半敞开的 检查床上,不会产生幽闭恐惧感,并能开展磁共 振介入治疗项目。 一、主磁场的性能指标 29 ( 5)磁场的逸散度 强大的主磁体周围形成的逸散磁场,其逸散程 度称为逸散度。它的危害是对附近的铁磁性物体 产生很强的吸引力,对人体健康、医疗仪器设备 受到不同程度的损害、干扰和破坏。降低逸散程 度的措施是对磁体采取各种有效的屏蔽。 一、主磁场的性能指标 30 ( 1)梯度场强:指单位长度内磁场强度的差别,通常 用每米长度内磁场强度的毫特斯拉( mT/m)表示。 ( 2)梯度场变化率和梯度上升时间 梯度场变化率:指单位时间及单位长度内的梯度 场变化的量,即最大梯度与上升时间的比率,亦称 梯度切换率,常用每毫秒每米长度内磁场强度变化 的毫特斯拉 mT/( mms ) 表示。 梯度上升时间:指梯度场达到某一预定值所需的 时间。梯度上升性能的提高,可开发更快速的成像 序列。 二、梯度磁场的性能指标 31 1、核磁:由带正电荷的磁性原子核自旋产生的磁场 称为核磁。 2、共振:为能量从一个振动着的物体传递到另一个 物体,而后者以前者相同的频率振动。(条件: 频率相同;实质:能量传递) 3、磁共振现象:以与质子进动频率相同的射频脉冲 作用于处于主磁场中的人体,射频脉冲的能量传 递给处于低能量的质子,低能量的质子获能跃迁 到高能级,称为磁共振现象。 三、基本概念 32 4、核磁弛豫: 90 射频脉冲激发后关闭,组织中的 宏观横向磁化矢量从最大值渐缩小,而宏观纵向 磁化矢量从 0渐恢复直至最大即平衡状态,这个过 程称为核磁弛豫。 5、 T1值:以 90 射频脉冲关闭后,某组织中的宏观 纵向磁化矢量为 0,以此为起点,以宏观纵向磁化 矢量恢复到最大值的 63%为终点,起点和终点的时 间间隔即该组织的 T1值。 6、 T2值:以 90 射频脉冲关闭后,某组织中的宏观 横向磁化矢量为最大值,以此为起点,以宏观横 向磁化矢量衰减到最大值的 37%为终点,起点和终 点的时间间隔即该组织的 T2值。 三、基本概念 33 T1和 T2:是组织在一定时间间隔内接受一系列脉 冲后的物理变化特性,不同组织有不同的 T1和 T2 ,它取决于组织内氢质子对磁场施加的射频脉冲 的反应。 三、基本概念 34 TR和 TE: TR(重复时间):即射频脉冲的间隔时间。 TE(回波时间):即从施加射频脉冲到接受到信号 问 的时间, TR和 TE的单位均为毫秒( ms) 三、基本概念 35 lT1WI:短 TR、短 TE lT2WI:长 TR、长 TE lPDWI:长 TR、短 TE 36 T1、 T2与 TR、 TE的联系 三、基本概念 第三节第三节 MRI技术的临床应用技术的临床应用 37 磁共振成像检查注意事项: 1、避免带有含铁等顺磁性物质的物品,如手表、金属 项链、假牙、金属钮扣、金属避孕环等进入检查室 ,因为这些带有顺磁性物质的物品,可使图像中产 生大片的无信号伪影,不利于病灶的显示。 2、带有心脏起搏器的病人,严禁做磁共振成像检查。 3、对体内有金属弹片存留、术后有银夹残留,金属性 内固定板、假关节等的病人,磁共振成像检查要持 慎重态度,必需检查时要严密观察,病人如有局部 不适,应立即中止检查,防止弹片、银夹等在高磁 场中移动,以致损伤邻近大血管和重要组织。 38 MRI检查禁忌症: 1.心脏起搏器; 2.耳蜗移植体; 3.某些人工心脏瓣膜; 4.骨骼生长刺激器和神经刺激器( TENs); 5.动脉夹或圈; 6.金属结构(框周); 7.某些假体; 8.胰岛素泵; 9.怀孕前三月。 39 MRI造影剂的种类及适应症: (一)、种类: 1、顺磁性阳性造影剂。常用的有 Gd-DTPA(马根维 显;磁显葡胺)等。其作用主要使 T1缩短,在 T1加 权像上呈高信号。 2、 超顺磁性物质 。常用的有纳米氧化铁颗粒( SPIO)等。其作用主要使 T2缩短,在 T2加权像上是 低信号。 (二)、适应症: 1、某些肿瘤的鉴别诊断。 2、确定血脑屏障是否被破坏。 3、提高病变的发现率。 40 MRI成像检查的优点 MRI优于 CT: 1.没有电离辐射; 2.多方位成像(横断面、冠状面、矢状面和斜面); 3.解剖结构细节显示较好; 4.对组织结构的细微病理变化更敏感(如骨髓的浸润 ,脑水肿); 5.由信号强度可以确定组织的类型(如脂肪,血液和 水); 6.组织对比优于 CT。 41 1、对一些不配合的病人的检查常感困难。 2、对运动性器官,例如胃肠道因缺乏合适的对比剂 ,常常显示不清楚。 3、对于肺部,由于呼吸运动以及肺泡内氢质子密度 很低等原因,成像效果也不满意。 4、磁共振成像对钙化灶和骨骼病灶的显示,也不如 CT准确和敏感。 5、磁共振成像术的空间分辨力,也有待进一步提高 。 MRI成像检查的缺点 42 磁共振成像检查常用的成像序列: 目前,临床上最常用的是 自旋回波序列( SE 序列 )。通过改变序列中的 TR( 射频重复时间)和 TE(回波时间)两个参数,可分别获得 PDWI、 T1WI 和 T2WI图像 .三种不同成像参数的加权图像,分别 代表了组织的三种不同的磁共振特性,借以分辨不 同组织,并识别病变。 43 第四节第四节 头颅头颅 MRI检查技术检查技术 44 优势明显,应用最广 常规:横断 T1WI、 T2WI、 DWI、 FLAIR、矢状、冠 状 T2WI 新技术: BOLD、 MRS、 SWI 适应症:几乎所有颅脑疾病 45 一、头颅 MRI检查技术概述 常见颅脑疾病: 脑肿瘤:脑膜瘤、胶质瘤、垂体瘤、转移瘤 脑血管病:脑梗塞、脑出血、 A瘤、血管畸形 脑外伤:血肿、 DAI 脑变性、白质病:豆状核变性、多发性硬化 感染:脑膜炎、脑脓肿 颅内先天性畸形:胼胝体发育不全、 Chiari畸形 46 一、头颅 MRI检查技术概述 几点注意事项: T1WI压脂:鉴别出血和脂肪( T1WI上高信号,加 做压脂) T2FLAIR:水抑制,利于显示脑室周围、 脑沟旁 皮质等邻近脑脊液的脑实质内病灶 怀疑脑转移瘤,平扫 +增强 脑外伤: 稳定者 -MRI(脑挫伤、 DAI) 不稳定者 -CT(出血,尤其是少量蛛血、骨折) 47 一、头颅 MRI检查技术概述 48 磁共振波谱成像 ( MRS) 血氧水平饱和度 依赖成像 ( BOLD-fMRI) 磁共振灌注成像 ( PWI) 弥散成像 ( DWI DTI DTT) 磁敏感成像 ( SWI) 脑磁共振 成像新技术 49 二、头颅 MRI检查新技术 (一)脑功能性磁共振成像 50 弥散加权成像( DWI) 灌注加权成像( PWI) 磁共振波谱成像( MRS) 血氧饱和度水平检测( BOLD) 广义功能性磁共振成像 51 特指血氧饱和度水平检测 ( Blood Oxygen Leve Dependent) (简称 BOLD) 狭义功能性磁共振成像 52 采样过程中需设置两种状态:一种是活动、一 种是休息( “ A” 和 “ B” ),在两种状态下,收集 由于代谢活动的改变而引起的血氧水平增加信息, 作为原始数据将这些原始数据进行标准化。如动手 实验中,要求受试者闭目、放松、停 30秒、对掌运 动 30秒、停 30秒、对掌运运动 30秒、停 30秒,依次 类推,完成 1分 20秒的扫描过程。 53 在工作站,将 “ A” 状态和 “ B” 状态中标化 的原始数据进行类比,无代谢活动改变的区域即 血氧水平无改变的感兴趣区域脑组织设为 0,而有 代谢活动改变的区域即血氧水平增高或减低的感 兴趣区域脑组织数字化,并依据血氧水平增高或 减低的情况作出伪彩图像。 54 脑活动 代谢变化 功能图像 脑活动 血管变化 功能图像 55 手对掌运动 56 双手对掌运动 57 fMRI 58 59 (二)磁共振弥散加权成像( DWI) 60 DWI概念 弥散加权成像( DWI) :依赖于水分子的运动而非组织 的自旋质子密度、 T1值、 T2值。反映人体细胞水平水 分子弥散运动的基本情况:数量、范围、程度强弱。 扩散系数( D):指分子扩散运动的速度,即水分子单 位时间内随机扩散运动的范围。水分子在不同的组织 内 D值不同。 D与 T1、 T2参数一样可以被 MRI用来产生组 织对比。 表观扩散系数( ADC):用于描述 DWI中不同方向的分 子扩散运动的速度和范围。由于 MRI图像自身不能区分 各种原因引起的信号衰减,故用 ADC值代替 D值。 61 DWI概念 DWI图像对比主要由组织间弥散系数 ( )及 T2成分 的对比产生 ,并受到微循环、渗透压、细胞外间隙 的几何形状及主观运动等多种因素的影响。所以 DWI的信号强度除与 ADC相关外 ,还受 T2的影响。基 于 DWI的对比特点,需结合 ADC图分析病变的性质 。 组织 T2值得延长及水分子扩散运动受限均可引起 DWI上组织信号增高, ADC图主要的价值在于去除 “ T2效应 ” DWI与 ADC的关系 62 DWI的应用 通常在脑缺血几分钟 后 Na-K泵功能失调, 导致细胞内钠水潴留 ,而梗死区含水量并 未增加,所以在常规 CT、 T1WI、 T2WI无异 常显示。 梗死区 ADC值 1.98 正常脑实质 ADC值 6.76( X10-4mm2/s) 63 DWI的应用 脑脓肿: DWI呈高信号 , ADC呈低信 号。 囊性转移瘤 : DWI呈低 信号, ADC呈 高信号。 64 (三)磁共振波谱成像 ( MRS) 65 MRS的概念 磁共振波普成像: 是一种利用是一种利用 核磁共振现象核磁共振现象 和和 化化 学位移作用学位移作用 对体内特定原子核和化合物进行定性对体内特定原子核和化合物进行定性 定量分析的影像学检查方法。定量分析的影像学检查方法。 是目前惟一能无创 性观察活体组织代谢及生化变化的技术。 化学位移:在相同的外在条件下,所处分子结构 不同的相同原子,其进动频率不同,这一现象称 为化学位移, 化学位移是 MRS的基础 。 66 MRS的概述 MRS在脑内所能探测的代谢物都是与三羧酸循环和(或 )能量代谢相关。目前能探测到的主要代谢物包括: N-乙酰天门冬氨酸( NAA) ,是正常神经元的标志物 ,当脑外伤损及神经元时,其谱线峰值降低 。 胆碱化合物( Cho) ,与细胞膜磷脂合成和分解有关 ,参与细胞膜的构成,是反映髓鞘形成、细胞代谢和胶 质

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论