MRI成像PPT课件.ppt

GUIYANGMEDICALCOLLEGE,磁共振成像（MRI）,磁共振检查技术,MRI检查技术是利用人体内氢质子在强磁场中发生共振时所产生的信号经图象重建的一种成像技术。MRI没有X线的电离辐射。不仅可以显示人体形态学结构，还可以显示不同组织结构的生物化学信息。,NMR是一种物理现象，1946年由Bloch和Purcell发现。1971年，Damandian提出肿瘤组织的T1、T2时间比正常组织长。1973年，Lauterbur经重建获得第一幅二维MRI1978年，Mallard、Hutchison及Lauturbur于5月28日取得第一幅人体头部、胸部和腹部MRI1980年，开始应用于临床,第一节MRI装置的基本构成一主磁体：永久磁体（0.02-0.3T)阻抗磁体(0.5T)超导磁体(0.5-3T)二梯度系统：（线圈：层面选择及空间定位）三射频系统：发射线圈和射频放大器：产生脉冲序列四射频接收系统：（接收线圈：接收信号）五计算机及其它：,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,第二节MRI基本概念和原理一基本概念1核（Nuclear）：指原子核质子（正电）原子核原子中子（中性）电子（负电）,2磁（Magnet）：静磁场（2002万高斯=0.022T）外加小磁场（射频场：激励原子核。梯度场：空间定位）运动质子自旋产生磁场（目前运用于MRI者均为H+)3共振（Resonance）:指在一定条件下，能量从一个客体传送到另一个客体，并且接收者也与供应者以相同的频率振动的现象,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,二基本原理1静息状态：M=0（质子任意方向自旋）,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,2净磁化状态：M=a(氢原子核旋进=rB）,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,3激励：Larmor频率射频脉冲（RF）共振,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,4驰豫：产生MR信号核磁驰豫受激励的质子群发生共振时，宏观磁化矢量M离开平衡状态。但RF停止后，M又会回复到平衡状态，这一恢复过程称为核磁驰豫核磁驰豫分别在两个不同部分同时进行，各称为纵向驰豫和横向驰豫驰豫时间核磁驰豫所需的时间称驰豫时间。人体不同的组织器官内H质子发生共振后，驰豫时间各不相同,纵向驰豫,纵向驰豫（能量释放过程）,T1,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,纵向驰豫（T1）指射频脉冲停止后，纵向磁化矢量恢复到平衡状态的过程。其所需的时间称为纵向驰豫时间T1被规定为纵向磁化矢量恢复到原来的63%时所需要的时间，单位：ms。收集纵向驰豫信号所建图像为T1WI,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,横向驰豫（T2）指RF停止后，横向磁化矢量逐渐衰减到激励前状态的过程。其所需时间称为横向驰豫时间。T2被规定为横向磁化矢量衰减到其原有值的37%时所需要的时间，单位：ms。收集横向驰豫信号所建图像为T2WI同一组织的T1长于T2。一般T1为3002000ms，T2为30150ms水的T1和T2都很长，含水量高的组织驰豫时间也长,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,横向驰豫（去相位，横向磁化矢量衰减）,第三节常用脉冲序列和扫描参数一脉冲序列是指扫描方式的程序。是MRI技术的重要组成部分。可根据需要进行选择。常用的脉冲序列一般分为：SE脉冲序列IR脉冲序列GRE脉冲序列,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,1自旋回波脉冲序列（spinecho，SE）90180回波90180回波90TITE.TR,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,二主要扫描参数1组织特征参数：是指人体组织固有的、操作者不能人为改变的参数。如：T1T2质子密度（PD）流空效应质子密度：给定组织区域内发生共振的游离氢质子数，PD与图像亮度成正比关系,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,流空效应（Flowingvoideffect）：指被RF激发的H+在释放MR信号时，由于流动超出了接收线圈的接收范围，新流入的同类物质由于没有被RF激励，故无MR信号产生，在MRI上显示为黑色,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,2扫描时间参数：操作者可根据需要而改变的参数如：TRTETI,MR扫描室工作实况,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,第四节MRI临床应用一应用基础1加权像(WeightedImegeWI)：通过调节扫描时间参数，以得到突出某个组织特征参数的图像。主要反映组织T1、T2、PD的图像，分别称为T1WI、T2WI、PDWI,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,2MRI上加权像的确定方法实际工作中，人体各组织结构经测定，一般：纵向驰豫时间(T1)为1000ms横向驰豫时间(T2)为30ms,若定TR小于1000ms，为600ms，而定TE小于30ms时，各组织结构释放的能量有差别，将有差别的信号重建图像就有密度差别。同时，横向驰豫尚未开始，各组织结构的横向磁化矢量基本相同，重建图像无意义，故只能重建出T1WI（短TR、短TE）若将TR选为大于1000ms，TE也大于30ms，则获得各组织纵向驰豫的信号大致相同，而横向磁化矢量却有差别，故重建的图像为T2WI（长TR、长TE）同理，长TR、短TE为质子加权像（PDWI）,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,3加权像上不同组织的信号特征：T1WI低信号：（长T1信号）长T1物质如水；氢质子密度低物质如钙化、骨皮质、气腔；流空效应高信号：（短T1信号）T1短物质如脂肪、高蛋白液体、正铁血红蛋白（MHb）、黑色素瘤、真菌；Gd-DTPA,T2WI低信号：（短T2信号）T2短如含铁血黄素、黑色素瘤；氢质子密度低如钙化、骨皮质、气腔流空效应高信号：（长T2信号）T2长如水、高铁血红蛋白,二临床应用适应范围：1、颅脑：肿瘤、外伤、梗塞、出血性疾病、炎症、先天性病变、脑白质病变等。2、五官、颌面、颈部病变。3、脊椎及椎管内病变；肿瘤、炎症、外伤等。,4、胸部：（纵隔）5、腹部、盆腔；肝、胆、脾、胰、肾、子宫附件等。6、四肢关节、肌骨病变：外伤、感染性病变、肿瘤性病变等。7、心血管疾病。,禁忌：1、安有心脏起搏器、体内金属异物（特别是眼眶内、大血管周围）、钛2、郁闭恐怖症。3、重危病人,优缺点（与CT比较）：1、能多参数成像，能在不改变病变体位情况下，行任意角度、任意方位的扫描（轴、矢、冠等）；2、对软组织病变、后颅凹病变、椎管内病变、椎间盘、软骨病变等显示较CT更为优越；3、对缺“水”病变显示不及CT；4、增强扫描：不需行过敏试验。,头颅T1WI：短TR（500ms）头颅T2WI：长TR（4000ms）短TE（20ms）长TE（110ms）,胸部T1WI（TR=1000msTE=25msNEX=4）,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,第五节MRI常用扫描技术一、普通扫描（平扫）：T1WI、T2WI、FLAIR等二、特殊扫描：FLAIR、水成像、STIR、MRA等三、增强扫描：Gd-DTPA（磁显卜胺）四、功能成像：BOLD、DWI、PWI、MRS,FLAIR序列（液体衰减序列）也属于IR序列的一种类型。其特征是：使液体中H质子无横向磁化而无信号产生，因而达到在T2WI中显示为高信号的液体被抑制的目的，使与其相临或被其遮掩的小病灶显示清晰。,FLAIR序列扫描脑室内液体信号被抑制,上图为FLAIR序列扫描，蝶鞍区病灶信号被抑制，提示病变为液体性质（空泡蝶鞍）左二图显示蝶鞍区类圆形稍长T1长T2信号,MRhydrography（MR水成像）是利用重T2效果，扫描时选择长TR及特长的TE，消除T1对比，也使周围组织在T2弛豫上尽量失相位，表现为低信号；而水具有很长的T2弛豫特点，这时只有含水器官仍保持不失或少失相位，仍具有相当的横向磁化矢量，所以表现出较强的信号（高信号），从而达到水成像的效果。,磁共振胰胆管成像（MRCP）,3幅MRI均显示胆总管增粗，FLAIR像其内有圆形低信号,MRCP显示胆总管增粗，其远端杯口样缺损（胆总管结石）,磁共振胰胆管成像（MRCP）,胆总管结石,十二指肠,空肠,磁共振脊髓成像（MRM）,磁共振泌尿系成像（MRU）,IVP右侧肾盂肾盏不显影,MRU显示右侧输尿管下段狭窄，上方输尿管、肾盂肾盏积水（输尿管肿瘤）,磁共振泌尿系成像（MRU）,输尿管下段小结石,输尿管中段结石,STIR序列（脂肪抑制序列）,属IR序列的一个类型。其特征是：程序规定，扫描时脂肪中H质子无横向磁化，因而无信号产生，使在WI中显示为高信号的脂肪被抑制。从而使其它短T1信号（如亚急性期血肿、富含蛋白质的液体等）物质能与脂肪鉴别，并使被脂肪遮掩的小病灶显示。,1.0TMR扫描机STIR序列扫描图像TR=3000TE=22TI=110皮下脂肪及椎体黄骨髓内脂肪信号受抑制，而病变椎体（L4、L5）内病灶信号仍保持不受抑制,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,MR血管成像技术（MRangiography，MRA）,MRA不需要造影对比剂，通过一定的脉冲设计，就可使血管显示影像，几乎可与血管造影比美,MRA,MRI血管成像,脑动脉造影,MRI对比增强MRI具有良好的软组织对比，但仍然不能显示极微小的病灶和与正常组织T1、T2近似的病灶。经研究证明，改变质子周围的局部磁场，其T1和T2弛豫时间就会发生改变。以顺磁性、铁磁性物质制成的MRI对比剂能完成这种改变。使用这种对比剂进行的MR扫描称对比增强,左二图平扫T1WI见左侧桥小脑区不规则长T1信号，边缘欠清晰；增强扫描病灶明显强化，边缘清晰、光滑。下三图平扫时见额顶部不规则分叶状长T1信号，边缘清晰，周围脑组织受压推移。增强扫描显示病灶明显不均匀强化，大脑镰也有部分强化（脑膜尾征）。,脑膜瘤的钆螯合剂增强扫描,磁共振脑功能成像（FMRI）,磁共振功能成像（FMRI)是磁共振成像中迅速发展的领域。FMRI从范围上讲应包括：1、扩散加权成像（DWI）包括扩散张量成像2、灌注成像（PWI）包括外源性和内源性灌注成像，血氧水平依赖法（BOLD）为内灌注成像3、磁共振波谱分析（MRS）等。,弥散成像（DWI）使用弥散成像软件，了解水分子弥散情况。用于发现极早期的脑组织缺血，鉴别椎体压缩的良恶性灌注成像（PWI）是静注高浓度Gd-DTPA进行的MRI动态成像，借以评价毛细血管床的状态和功能,CT,T2WI,同一病人DWI,第四天后CT平扫,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,第六节正常组织的MRI,一水1.自由水：运动频率高，T1长。横向驰豫中，局部磁场波动快，与其运动差别小，质子同步化维持时间就较长，T2长。2.结合水：指水分子依附在运动缓慢的较大分子蛋白质周围，形成水化层的这部分水，运动频率低，接近Larmor频率，T1短。横向驰豫中，其运动频率与局部磁场差异大，质子同步化维持时间就短，T2短。,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,自由水和结合水示意图,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,二脑灰质和脑白质正常脑脊髓灰质含水量比白质高，T1和T2值均较白质长。即T1WI上灰质信号低于白质；T2WI上灰质信号高于白质，但低于脑脊液。,三脂肪、骨髓组织脂肪与骨髓（黄骨髓）内H质子多，具有短T1、中等T2的特点，在T1WI呈高信号；T2WI也呈高信号，但低于T1WI（红骨髓含：水40%脂肪40%蛋白质20%黄骨髓：水15%脂肪80%蛋白质5%）,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,四肌肉与骨骼组织肌肉：较长T1和较短T2，灰黑色。韧带和肌腱：H质子密度低于肌肉，故信号均低于肌肉骨皮质：H质子含量极低，黑色软骨：纤维软骨密度较骨皮质高，呈中低信号。透明软骨内含70%-80%的水，具有较高质子密度，T1WI呈较低信号，T2WI呈较高信号,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,骨皮质,透明软骨,关节积液,纤维软骨,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,五淋巴结质子密度高，中等信号，较肌肉高（T1，T2）,六正常血流多为低信号，也可呈高信号,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,七正常脑发育过程中MRI的信号改变英国KatsumiH研究：6月婴儿，脑白质T2WI信号高于灰质。618个月幼儿白质信号近似灰质，并逐渐相互转换。18个月至2岁以后与成人相近，白质低，灰质高。,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,第七节异常MRI,一出血（一）超急性期：（24小时内）血肿内仍为氧合血红蛋白。T1WI：等信号；T2WI：低或混杂信号。灶周无或有轻中度水肿,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,（二）急性期：（1周内）血肿内为脱氧血红蛋白，红细胞开始溶解，演变为高铁血红蛋白。FE+2成为氧化铁。T1WI：周高中低信号；T2WI：低信号。灶周水肿明显。,（三）亚急性期：（1周1月）高铁血红蛋白由血肿外周向中间扩延。早期T1WI、T2WI均呈周高中低信号。灶周水肿较轻。晚期（2周以后）T1WI血肿周边高信号逐渐向中心扩延，T2WI血肿呈高信号，周边可见含铁血黄素沉积呈黑线状，灶周无水肿,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,GUIYANGMEDICALCOLLEGE,（四）慢性期：（12月）血肿由游离高铁血红蛋白构成，T1WI及T2WI均呈高信号，周围绕以低信号含铁血黄素环。无水肿（五）残腔期：（2月后）含铁血黄素增多，