神经MRI基础.ppt

神经MRI基础(FundamentalsofNeuro-MR-Imaging),椎体转移瘤,矢状T2WI显示椎体及其附件呈异常高信号，脊髓受压椎间隙及椎间盘正常,有关磁共振成像（MRI)图像,生物磁学成像(氢原子核/氢质子成像)人体组织结构氢原子核在磁共振过程中，密度分布、能量弛豫（代谢）变化和弥散过程等的图像数字化医学图像，便于：存贮，不占空间，无”失真”有后处理功能携带方便传输交流,磁共振成像(MRImaging)原理简介,人体是生物磁体，蕴藏大量氢原子人体置身于高磁场(0.063.0T)，即静磁场，使氢轴重新排列，形成纵向磁矩射频脉冲(Rf)激发氢原子核，在Rf暂停瞬间，用探测器可测得发自人体的电磁波信号，此即MR信号。此过程即磁共振现象梯度磁场实施选层和MR信号的空间定位功能以MR信号为成像源，通过计算机的数据运算、处理以及图像重建等过程而成像,(核)磁共振成像(NMRI)要领,核Nucleus，特定原子核，即1H、19F、23Na、31P.磁Magnetic磁场静磁场氢原子核磁轴重组脉冲磁场，Rf，激发成像体层氢核梯度磁场选层、MR信号空间定位共振Resonance通过表面线圈收集信号，计算机运算处理数据，重建切面图像,MRI医学图像的主要特点,数字化图像高软组织分辨能力多参数扫描成像T1WI、T2WI、PDWI、DWI.，提供解剖、病理、生化、物理等分子水平的诊断信息多方向切面成像TA,CR,SG或任何方向MR血管造影无需造影剂对人体无电离辐射性损伤,磁共振电磁波物理性能,MRI的检查方法,平扫为检查的基础，也便于与增强扫描相比较，通常作不同方向切层和T1WI,T2WI以及抑水或抑脂的T1或T2WI扫描增强扫描借造影剂显凸病灶与其周围组织的对比以及病灶的血管结构和血供情况造影剂常用为Gd-DTPA组织特异造影剂超顺磁性氧化铁微粒(Ferridex),Gd-EOB-DTPA(Multi-Hance),Gd-BOPTA.必要时行动态或延迟扫描,MRI成像序列的主要参数,脉冲序列激发，是MRI获得扫描图像的主要过程，常用的参数（Parameters）有：TR（射频重复时间,RepetitionTime）由一个脉冲序列的开始到下一个脉冲序列开始相隔时间，如SE序列，即为两个90o脉冲间相隔时间TE（回波时间，EchoTime）是指在SE序列90o脉冲中线到收集的回波中线间的时间间隔，如是多回波，则采用TE1、TE2.标记TI（反转时间，InversionTime）在重T1WI的反转回复（InversionRecovery）序列,由反转射频脉冲中线到90o脉冲中线的时间间隔上述TR、TE、TI等均以ms（毫秒）为单位,成像参数（ImagingParameters）TR(射频脉冲重复时间，ms)长TR1500ms短TR600800msTE（回波时间，ms）长TE60ms短TE30msTI（反转时间ms）长TI1500ms中TI400800ms短TI100ms,弛豫时间T1和T2,弛豫时间(RelaxationTime)是指在磁共振过程中，质子能量(纵向磁矩和横向磁矩)恢复(T1)和衰减(T2)的时间。在T1WI图像中，长T1呈现低MR信号，短T1高信号；在T2WI图像，长T2显出高信号，短T2低信号。水是长T1/长T2，所以在T1WI是低信号，T2WI呈明亮高信号T1纵向弛豫/自旋-晶格弛豫时间(Longitudinal/Spin-latticerelaxationtime)质子在磁共振过程其沿磁场方向的纵向磁矩恢复到最大值的63%所需的时间常数。T1值受静磁场强度的影响T2横向/自旋-自旋弛豫时间(Transverse/Spin-spinrelaxationtime)质子磁共振过程产生的横向磁矩，受质子间不均匀的微磁场影响而衰减，衰减至其初值的37%所经历的时间常数T2*与静磁场方向成一角度的各质子间失相位相干的时间常数，T2*WI常用于超快速扫描序列，如EPI(EchoPlanarImaging),组织器官在不同成像参数加权扫描中的MR信号强度,注：强较强中等弱信号0无信号,有关MRImaging述语概念,MRI/CT信噪比(SignaltoNoiseRatio,SNR)对比噪声比(ContrastNoiseRatio,CNR)分辨率(Resolution)密度分辨率(ContrastResolution)空间分辨率(SpatialResolution)时间分辨率(TemporalResolution)对比度(Contrast)伪影(Artifacts)成像参数(ImagingParameters):TR,TE,TI,信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),两者都是判断图像质量常用的指标SNR表示图像获得的扫描信号与其“本底”或“固有”噪声信号之比，噪声信号表现为颗粒状影,SNR愈大图像质量好,反之差,图像满布颗粒状影CNR表示图像内不同组织信号强度之差别与噪声之比,例如,脑内脑脊液与白质的CNR,即为SICSF-SIWM/N,用以判断组织间的分辨能力,对比、对比(密度)分辨率和空间分辨率,对比(Contrast)医学影像中，两种或多种结构，或某结构本身与其病变间显示的灰度差异，差别愈大，对比（度）愈好对比（宻度）分辨率（Contrast/DensityResolution）通常指某种设备提供的图像，其分辨病灶（或结构之间）与其周围结构最小灰度差别的能力，与层厚和本底噪音有关空间分辨率（SpatialResolution）指设备图像发现最小病灶的能力，亦与层厚、像素大小等有关,伪影（Artifacts）,伪影是指扫描过程中，由于各种不同因素干扰，导致图像中显现多种并不代表结构本身的“虚影”，可呈线条状或片状或任何形状，分两大类：系统（System/Inherent）伪影，主要指因硬件或软件缺陷产生的伪影生理性伪影（PhysiologicalArtifacts）亦称运动性（Motionartifacts）伪影，由呼吸、心脏大血管搏动、胃肠蠕动，亦可包括因病人身体或肢体活所致的伪影此外，还有金属物伪影等,化学位移伪影（ChemicalShiftArtifact）,质子由于在分子结构中的位置不同，可产生该质子周围微磁场的细微差异，人人而导致其进动频率（PrecessionFrequency）的轻微变化，这个现象，称为“化学位移”。因为化学位移现象引发的伪影，即为化学位移伪影。化学位移伪影只发生于髙磁场MR设备的扫描图像，表现为组织界面的模糊影,卷褶伪影（Aliasing/Wrap/Around）Artifact,因为计算机只识别既定带宽内的信号频率，对髙于fmax和低于-fmax的信号频率发生误判，出现信号频率混乱，从而形成所谓的“卷褶伪影”；卷褶伪影表现为原图像上/下方或前/后側的多余图像,截断伪影（TruncationArtifact）,发生于高对比度界面间的伪影。例如，在颇颅骨与脑组织之间，可出现黑白交替的线条影，即为裁断伪影,MRI的特殊成像技术,快速成像序列FSE,RARE,GRE（包括MPFSPGR,FLASH,FISP,HASTE.）FLAIR（FluidAttenuationInversionRecovery）水抑制序列脂肪抑制（Fat-Suppression）序列，如STIR序列MRAngiography、MRU、MRM、MRCP.弥散加权成像（Diffusionweightedimaging，DWIImaging）弥散张量成像(DiffusionTensorImaging,DTI)灌注成像（MRPerfusionImaging）脑功能成像(fMRI,FunctionalMRI)BOLDc(血氧水平依赖对比)3DAcquisitionImaging,MR频（波）谱检查MRSpectroscopy,高磁场MR扫描仪或专用MR频谱仪，可利用高磁场作用下产生的化学位移效应，借观察并测定生物体内参与新陈代谢的质子或其他生命元素原子核代谢产物的频谱变化，早期诊断疾病。这种检查手段，即为MR频谱检查，它有较好的敏感性和一定的特异性。目前应用于临床的有：1H-MRS和31P-MRS等MRSpectroscopy早期巳用于分析化学和药物结构的分析,MRI读片要点,熟悉扫描成像序列、有关参数、体位等成像扫描序列(Pulsesequence)借不同射频脉冲序列，获得T1WI、T2WI、PDWI、DWI图像，有SE,GRE,FSE,EPI,IR,FLAIR,STIR.有关成像参数TR,TE,TI.的值及其对图像参数加权的意义可借水的信号特征，判断图像的成像参数加权,步骤识别l成像序列l成像参数与加权,l从组织(水)灰度特性区分T1WI/T2WI/PDWI,TypicalCaseofBrainTumorCase1,Male,40yrsofageChiefcomplaints:Enduringheadacheonhisfronto-temporalzonewithlefteyeblurredvisionfor2months,MRFindings,Amassiveirregularshapedpatchofratheruneveniso-signalintensitywasseenintheleftoccipitallobeOnT1WI,thecentralzoneshowedheterogeneousIso-SI,whileitsperipheryrevealedlow-SIOnT2WI,thecentralzonestillanundulatedhigh-SIperipheralzoneandperifocaledemaPost-contrasttheperipheralzonewasmarkedlenhanced,indi