NMRI原理及临床应用创外.ppt

NMRI原理及临床应用（创外） nuclear magnetic resonance imaging,同济医院放射科 陈 浪,30年MRI发展趋势,以GRE家族为代表， 解决了动态扫描及血管成像问题,以EPI家族为代表， 掀起了功能研究的热潮,以PROPELLER家族为代表， 开创了无（低）伪影成像的广阔的空间,以SE家族为代表，解决了常规软组织成像的问题,自旋（spin）：绕其自身轴的旋转，每一个具有自旋特性的微粒都是一个磁矩。,进动（precession） ：外加磁场产生一个旋转力作用，作用于自旋质子，使之绕主磁场方向作圆锥面轨迹转动.其进动频率由larmor方程决定。,X,Y,Z,0=B0 f0=0/2,射频脉冲激发Radio Frequence Pulse，RF RF1H：低能高能 种类：90、180、90 核磁弛豫 Relaxation : RF停止，磁化（M）平衡,90R F,z,y,x,180R F,45R F,弛豫时间 T1：纵向弛豫时间, 自旋晶格时间, 63%. Mz-Mo T2: 横向弛豫时间,自旋自旋时间, 37%. Mxy-Mo,当TR=T1 1E-TR/T10.63,TR（重复时间） TE（回波延迟时间）,SI=N(H) (E-TE/T2*) (1-ETR/T1),T1 短TR 短TE T2 长TR 长TE NH 长TR 短TE,SE,FSE,提高扫描速度,FSE-XL,减小图像模糊,FRFSE-XL,SSFSE,提高采集速度,FSE-IR,改变图像对比,T1Flair,T2Flair,PROPELLER,减少伪影,GRE,SPGR,消除T2残留,FIESTA,保持稳定T2残留,EPI,加入弥散测量梯度,DW-EPI,Fast SPGR,加快扫描速度,LAVA,TRICKS,使用匙孔原理 提高时间分辨率,STIR,组织信号特征,水: 自由水小分子水、运动频率高、长T1 T2 结合水依附在大分子蛋白质周围的水化层 低频率，稍长T1 T2 脂肪与骨髓组织： 较高的质子密度，具有非常短T1 长T2。 质子密度加权像，T1呈高信号，但周围组织的信号强度增加，其对比度下降；T2信号都将受到一定程度的限制。,肌肉组织 所含的质子密度明显少于脂肪和骨髓组织，且具有较长的T1和较短的T2驰豫特点。所以在T1信号强度较低，影像呈灰黑色。随着短T2的弛豫特点，信号强度增加不多，影像呈中等灰黑色。 韧带和肌腱组织 质子密度低于肌肉组织，该组织也具有长T1和短T2弛豫特点，均表现为中低信号。,骨骼组织 骨皮质内所含的质子密度很小，MR信号非常弱，T1 T2均为黑色低信号。钙化软骨的质子密度特点与骨皮质相同，为黑色低信号。 纤维软骨组织质子密度明显高于骨皮质和钙化软骨。具有较长的T1和较短的T2弛豫特征，但因其具有一定的质子密度，故在T1或T2加权像上，信号强度不高，呈中低信号。 透明软骨内含有75%-80%的水份，具有较大的质子密度，并具有较长的T1和长T2弛豫特征。,顺磁性物质 含有不成对的电子，常见的有铁、铬、钆、锰等金属、稀土元素及自由基。在磁场中顺磁性物质的磁进动与组织内质子进动相互作用，产生一个随机变化的局部微小磁场，这个微小磁场的变化频率与Larmor频率接近，从而使T1弛豫时间缩短 。 脂类分子 纯水分子非常小，运动频率非常高，远高于Larmor频率。大分子如蛋白质和DNA分子运动频率较慢，低于Larmor频率。所以大、小分子在T1加权上均呈低信号。脂类分子为中等大小，其运动频率高于蛋白质，低于纯水，与Larmor频率相似，所以T1弛豫时间短，T1加权像呈高信号。,临 床 应 用,膝关节正常解剖,骨挫伤,指骨小梁的水肿、出血,甚至骨小梁的微骨折 MRI上表现为T1WI信号减低, T2WI信号增高.,膝关节外伤MRI,半月板损伤,Stoller半月板损伤分级四级 一级：半月板内呈球形高信号，与关节面无关; 二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月 板关节面; 三级：3A半月板内线性异常高信号，与关节缘毗邻， 3B半月板内异常高信号，形态不规则，与关节 缘毗连，周边撕裂的半月板广泛变性; 四级：在三级撕裂的基础上，半月板变性更加明显。 三级以上属于真性撕裂，一级和二级为损伤或退行性改变,一级 外侧半月板后角见灶性高信号，不与半月板关节面相接触,二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月板关节面;,三级 内侧半月板后角内见线形高信号达到半月板的关节面下缘,盘状半月板,半月板异常增厚增大， 最窄处大于1.41.5CM，外侧缘高于2.0CM. 以外侧多见。,关节镜能很好地显示3级及以上半月板撕裂，由于1-2级损伤未累及半月板表面关节镜无法看到半月板的内部改变，所以，MRI对发现早期半月板退变和隐性损伤很重要。 MRI对半月板损伤的误诊。,膝关节韧带损伤,正常交叉韧带 前交叉韧带自胫骨髁间前窝斜向外后上方，呈散开状止于股骨外侧髁的内侧面后部。 后交叉韧带自胫骨髁间后窝斜向内前上方，止于股骨内髁的外侧面。 正常韧带在各个序列中均为低信号。,ACL撕裂,MRI征象 1.前交叉韧带信号增高 2.前交叉韧带走向异常（扭曲），和胫骨的交角变小 3.前交叉韧带连续性中断 4.出现假瘤征、空虚征,最常见的撕裂部位是中部、其次是股骨髁附着点，最少见部位是胫骨附着点。,假 瘤,扭曲和空虚,剪切伤,直接接触伤，是当膝关节中度屈曲(1030)时受到一个纯粹的外翻力作用。 多见于美式橄榄球运动。 水肿以股骨外侧髁最明显，其次是股骨内侧髁的内侧副韧带附着点，是由于受到外翻力作用而使内侧副韧带的撕脱所致。 可合并内侧副韧带的不同程度撕裂、前交叉韧带撕裂、内侧半月板撕裂（ODonoghue triad ）。,ODonoghue三联征,PCL撕裂,MRI 表现 后交叉韧带连续性中断，残余的交叉韧带退缩、扭曲。,后交叉韧带胫骨附着点的撕脱较常见， 表现为胫骨平台后部有线形的T1加权稍低信号，T2加权， STIR高信号的骨折线， 撕脱的碎片和后交叉韧带相连而韧带的连续性未见中断,侧副韧带损伤,内侧副韧带又称为胫侧副韧带，是由平行的和斜行的纤维所组成，长度约11cm，宽度约1.5cm，起自股骨内侧收肌结节之下，止于胫骨的内侧。 外侧副韧带又称为腓侧副韧带，起自股骨外上髁上方，止于腓骨小头下方，呈一个圆索状结构，长约5-7cm。,内侧副韧带撕裂,外侧副韧带撕裂,SWI的基本原理 (susceptibility weighted imaging),SWI是一项反映组织磁化属性对比度增强技术. 包含磁敏感效应较强物质的组织磁化属性与背景组织明显不同，在强度图像的后处理中使用相位蒙掩（phase mask）技术提高对磁敏感效应物质的显示，使其在SWI图像相位对比明显增强.,磁敏感效应较强的物质,主要包括去氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁血黄素、铁沉积（铁蛋白）以及钙沉积等，引起空间相位的改变，SWI图像上呈显著的低信号改变。,SWI的临床应用 低流量血管畸形及血管瘤的显示； 多发细小出血的显示； 良恶性出血的鉴别； 对肿瘤内血管和出血的显示； 铁沉积的显示； 脑外伤的显示； 显示早期脑梗死并发出血；,在脑外伤的应用,显示弥漫性轴索损伤。在灰白质交界处的多发小出血灶，较常规MRI 敏感。,总 结 SWI通过