MRI在中枢神经系统的运用PPT课件

磁共振成像在磁共振成像在中枢神经系统的运用中枢神经系统的运用一、磁共振成像的基本原理一、磁共振成像的基本原理1、 MRI成像系统的构成成像系统的构成l 主磁体：决定场强，有常导、超导和永磁三种，又分为高 1.5-3.0T、中 0.5-1.0T、低 0.5T和超低 0.1T四种。l 梯度磁场：用于层面选择和空间定位l 射频发射和接受系统l 图象重建和显示系统2、 MRI成像的基本原理成像的基本原理l MRI检查步骤可以简单的描述为：l 把病人放入磁体内l 发射无线电波，随后关掉无线电波l 病人体内发出一个信号，该信号被接受并用作图象重建2.1 MRI成像原理成像原理 -原子核的特性原子核的特性l 人体由物质 -分子构成，分子由原子构成，原子包括一个核与一个壳，壳由电子组成，核内有带正电荷的质子。l 质子具有自旋性，自旋的质子产生磁场，磁场的大小、方向用 “ 磁距 ” 来描述。当原子核的质子为偶数时，质子的磁距彼此抵消。奇数的原子多一个质子，具有磁距，如： H1、 P31、 C13等。l 其中， 氢质子 在人体内含量最多，并且氢原子核内只有一个质子，磁共振能力最强。因此，目前人体磁共振成像仪多采用氢质子成像。l 正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态，当把它们放入一个强外磁场中，就会发生改变，它们仅在平行或反平行于外磁场的两个方向上排列2.1 MRI成像原理成像原理 -原子核的特性原子核的特性磁场中的质子不是静止的平行或反平行于磁力线磁场中的质子不是静止的平行或反平行于磁力线，而是处于进动，其频率和场强成正比。，而是处于进动，其频率和场强成正比。l 一个旋转的陀螺受到撞击时，则进行摇摆运动，处于强磁场中的质子也表现这种运动，称为进动。2.1 MRI成像原理成像原理 -原子核的特性原子核的特性2.2 MRI成像原理成像原理 -磁场中的坐标系磁场中的坐标系l自旋和进动：相当于地球的 “自转 ”和 “公转 ”。l 不同方向的质子互相抵消，最后剩下的是顺着外磁场方向的磁矢量，因为是沿着外磁场纵轴方向，故称为纵向磁化。l 我们不能测到这个磁力，因为它平行于外磁场，和外磁场处于同一方向。2.2 MRI成像原理成像原理 -磁场中的坐标系磁场中的坐标系l 把病人置入强外磁场中，沿着外磁场方向产生一个新的磁矢量，施加 RF脉冲后，产生一个新的横向磁化，而纵向磁化减少，甚至可消失。2.2 MRI成像原理成像原理 -磁场中的坐标系磁场中的坐标系l 能量上，接受 RF脉冲后，氢质子不仅位相也发生了变化，而且可以吸收能量跃迁到高能级水平；当 RF脉冲激发停止后，氢质子的能级和相位都恢复到激发前的状态。既重新指向上方，结果纵向磁化增加，恢复到原来的数值。2.2 MRI成像原理成像原理 -磁场中的坐标系磁场中的坐标系l氢质子的能级和相位都恢复到激发前的状态，这个过程叫做驰预，所需的时间叫驰预时间。2.3 MRI成像原理成像原理 -驰豫时间驰豫时间l 在 RF脉冲终止后，跃迁到高能级水平的质子要向环境（晶格）释放能量，恢复到最初的水平，以纵向磁化对时间画成曲线，就得 T1曲线，纵向磁化恢复到原来数值所需的时间，称为纵向弛豫时间，也称 T1时间，或自旋 -晶格弛豫。 T1为恢复到原来的 63%所需要的时间。2.3 MRI成像原理成像原理 -驰豫时间驰豫时间2.3.1 纵向驰预纵向驰预 -T1时间时间l 在 RF脉冲中止后，质子失去相位一致性，失去同步化，当您从上面整体地来看这些失相位的质子时，就会看到质子呈扇形散开，指向同一方向越来越小，因而横向磁化减少2.3 MRI成像原理成像原理 -驰豫时间驰豫时间2.3.2 横向驰预横向驰预 -T2时间时间l 在 RF脉冲中止后，以横向磁化对时间画一曲线，称为 T2曲线，横向磁化减少到原来磁化量的37%所需的时间为横向弛豫时间， 即 T2时间 。2.3 MRI成像原理成像原理 -驰豫时间驰豫时间2.3.2 横向驰预横向驰预 -T2时间时间l 对于一个外面的观察者来说，质子的横向和纵向磁化的总矢量不断变化，呈螺旋式运动，该矢量在天线内感应出一个电流，即 MR信号，它在 RF脉冲中止后即可最大，随后逐渐减少。2.3 MRI成像原理成像原理 -信号接受信号接受名词解释名词解释lTR时间：既射频脉冲重复时间，为两个 90度激励脉冲之间的时间lTE时间：既回波时间，为 RF脉冲和接受回波之间的时间间隔lT1加权和 T2加权：加权指某种成分突出， T1加权指 T1时间为图象的主要影响因素，组织的对比度差异主要为组织间的T1差异，而 T2加权为组织间的 T2值的差异2.3 MRI成像原理成像原理 -信号接受信号接受SE脉冲序列示意图脉冲序列示意图2.3 MRI成像原理成像原理 -信号接受信号接受2.4 MRI成像原理成像原理 - T1、 T2加权加权T1、 T2反应物质特征，而不是绝对值。T1的长短同组织成分、结构和磁环境有关，与外磁场场强也有关系；样品中如有顺磁性物质的存在，将使 T1大大减小。T2的长短与原子核间的相互作用和静磁场的均匀性有关。人体正常与病变组织的 T1和 T2值是相对恒定的，而且相互间有一定的差别，这种组织间驰预时间上的差别，是 MRI的成像基础。信号强度与驰豫时间的关系信号强度与驰豫时间的关系lT1时间短 T1WI 高信号（脂肪）lT1时间长 T1WI 低信号（如水）lT2时间短 T2WI 低信号（如含铁血黄素）lT2时间长 T2WI 高信号（如水）2.4 MRI成像原理成像原理 - T1、 T2加权加权l 在 T1或 T2加权图象上描述为低信号时，表现为黑色，既组织的 T1时间长， T2短l 在 T1或 T2加权图象上描述为高信号时，表现为白色，既组织的 T1时间短， T2长2.4 MRI成像原理成像原理 - T1、 T2加权加权人体各种组织的人体各种组织的 T1和和 T2值值组织 T1(0.5T)(ms) T1(1.5T)(ms) T2(ms)脂肪 210 260 80肝 350 500 42肌肉 550 870 45白质 500 780 90灰质 650 920 100脑脊液 1800 2400 160T1T2软组织对比度高软组织对比度高软软组组织织对对比比度度高高二、二、 MRI的其他检查方法的其他检查方法1、液体衰减反转恢复脉冲序列、液体衰减反转恢复脉冲序列（ fluid attenuation inversion recovery, FLAIR）l IR脉冲序列：首先使用一次 180反转脉冲使全部质子的净磁矢量反转 180，达到完全饱和；继而当质子的纵向磁化恢复一定时间后，施加一次 90脉冲使已恢复的纵向磁化翻转为横向磁化，以后再施加一次 180复相位脉冲，取得SE。l 通过适当的反转时间（ TI），可得到不同质子纵向磁化的显著差异，获得比 SE脉冲序列更显著的 T1加权效果。缺点是扫描时间长。1、 FLAIRl FLAIR是 IR序列的另一个类型，其特征是选择特殊的 TI值，使脑脊液信号被抑制，主要用于T2WI和 PDWI（质子