MRI原理及进展

襄樊职业技术学院 复习旧课 原子和原子核及轨道电子的关系 H、 P、原子的特性 一、 一般的 主磁体 梯度线圈 脉冲线圈 计算机系统 其他辅助设备 主磁体 磁共振最基本的构建 产生磁场的装置 最重要的指标为磁场强度和均匀度 永磁 电磁 常导 超导 主磁体 磁磁体 导磁体 低场 : 小于 中场： 高场 : 超高场强：大于 7T） 梯度线圈 作用： 空间定位 产生信号 梯度线圈性能的提高 磁共振成速度加快 没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术 脉冲线圈 作用： 如同无线电波的天线 激发人体产生共振（广播电台的发射天线） 采集 音机的天线） 脉冲线圈的分类 激发并采集 线圈） 仅采集 发采用体线圈进行 （ 绝大多数表面线圈 ） 312 512 利用 计算机系统及谱仪 数据的运算 控制扫描 显示图像 其他辅助设备 空调 检查台 激光照相机 液氦及水冷却系统 自动洗片机等 二、 本概念 1、人体 原子的结构 电子：负电荷 中子：无电荷 质子：正电荷 原子核总是绕着自身的轴旋转 自旋 ( 地球自转产生磁场 原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生 自旋 ( 原子核的质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为 核磁 ，因而以前把磁共振成像称为核磁共振成像 （ 自旋与核磁 地磁、 磁铁 、 核磁 示意图 用于人体 H（氢质子），原因有： 1、 1 2、 1 通常所指的 何种原子核用于人体 人体内有无数个氢质子（每毫升水含氢质子 3 1022） 每个氢质子都自旋产生核磁现象 人体象一块大磁铁吗？ 通常情况下人体内氢质子的核磁状态 通常情况下，尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场，但呈 随机无序 排列，磁化矢量相互抵消，人体 并不表现出宏观磁化矢量。 把人体放进大磁场 2、人体进入主磁体发生了什么 ？ 没有外加磁场的情况下 ， 质子自旋产生核磁 ， 每个氢质子都是一个“ 小磁铁 ” ， 但由于排列杂乱无章 ，磁场相互抵消 ， 人体并不表现出宏观的磁场 ， 宏观磁化矢量为 0。 进入主磁场前后人体组织质子的核磁状态 处于高能状态太费劲 ， 并非人人都能做到 处于低能状态的略多一点 进入主磁场后人体被磁化了，产生纵向宏观磁化矢量 不同的组织由于氢质子含量的不同，宏观磁化矢量也不同 磁共振不能检测出纵向磁化矢量 ？ 能检测到 旋转 的横向磁化矢量 如何才能产生横向宏观磁化矢量？ 3、什么叫共振，怎样产生磁共振？ 共振 ：能量从一个震动着的物体传递到另一个物体 ， 而后者以前者相同的频率震动 。 体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢？ 给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高能状态，即 核磁共振 。 怎样才能使低能氢质子获得能量，产生共振，进入高能状态？ 90度脉冲继发后产生的宏观和微观效应 低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态，高能和低能质子数相等，纵向磁化矢量相互抵消而等于零 使质子处于同相位，质子的微观横向磁化矢量相加，产生宏观横向磁化矢量 90度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转横向磁化矢量，这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈， 氢质子多 氢质子少 无线电波激发后，人体内宏观磁场偏转了 90度， 氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大，90度脉冲后偏转道横向的磁场越强， 此时的 非常重要 检测到的 仅仅是不同组织氢质子含量的差别 ，对于临床诊断来说是远远不够的。 我们总是 在 90度脉冲关闭后过一定时间才进行 非常重要 4、射频线圈关闭后发生了什么 ？ 无线电波激发使磁场偏转 90度， 关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态 （纵向 ) 无线电波激发使磁场偏转 90度， 关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态 （纵向 ) 射频脉冲停止后 ， 在主磁场的作用下 ，横向宏观磁化矢量逐渐缩小到零 ， 纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡状态 ，这个过程称为 核磁弛豫 。 核磁弛豫又可分解为两个部分： 横向弛豫 纵向弛豫 横向弛豫 也称为 简单地说， 90度脉冲 不同的组织横向弛豫速度不同 不同的组织 纵向弛豫 也称为 是指 90度脉冲关闭后，在主磁场的作用下， 纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的过程 。 90度脉冲 不同组织有不同的纵向弛豫速度 不同组织 重要提示 不同组织有着不同 质子密度 横向 (豫速度 纵向 (豫速度 这是 5、 磁共振 “加权成像” 2D ？ 能检测到 旋转 的横向磁化矢量 在任何序列图像上，信号采集时刻 旋转横向的磁化矢量越大 ， 所谓的 加权 就是 “ 重点突出 ”的意思 1弛豫（ 纵向弛豫 ） 差别 2弛豫（ 横向弛豫 ） 差别 质子密度加权成像 （ 突出组织氢质子含量差别 何为加权？ 横向磁化矢量减少 快 （ 黑 ） 横向磁化矢量减少 慢 （ 白 ） 水 000毫秒 脑 00毫秒 反映组织横向弛豫的快慢！ 衡状态 90度激发后 采集信号时刻 脑 水 1 纵向磁化矢量恢复越 快 （白） 纵向磁化矢量恢复越 慢 （黑） 脂肪 的 50毫秒 （白） 水 的 000毫秒 ， （黑） 反映组织纵向弛豫的快慢 ！ 水 平衡状态 90 纵向弛豫 90 重要提示 ! 人体 大多数病变 的 常组织 大，因而在 黑 ” ，在 白 ” 。 90 180 回波 回波 90 180 R 波时间复时间 6、如何区分 何区分 1、 看 长 2000 毫秒 ） 、 长 50毫秒 ） 短 400 短 10 1何区分 2、 看水和脂肪 水（如脑脊液、胃液、肠液、尿液）呈低信号（黑） 脂肪呈很高信号（很白） 水呈很高信号（很白） 脂肪信号有所降低（灰白） 1 3、看其他结构 脑组织： 质比灰质信号高 质比灰质信号低 腹部： 脏比脾脏信号高 脏比脾脏信号低 如何区分 2112业 名词解释 1、 2、 何为加权 3、何为 弛豫 复习旧课内容 加权、何为弛豫 三、 成像速度更快 常规 15 快速超快速梯度回波 1秒以内 100毫秒以内 分秒 秒 空间分辨率更高 常 规： 256256 高分辨： 512 512， 1024 1024 512 512 从单纯形态学分析向功能成像转变 脑功能成像 心功能成像 肝功能成像 肾功能成像 磁共振波谱分析（ 脑功能成像 磁共振波谱分析 应用范围逐步扩大 早期：颅脑、脊柱 目前：可用于全身各部位 四、 常规 超快速 扩散成像 灌注加权 脑功能成像 介入性 、常规 包括常规 子加权成像 临床工作中最常用的技术 单层成像时间短于 1秒，适用于： 不能控制运动或神志不清病人 胸部、腹部屏气扫描 动态增强扫描 各器官功能成像 、超快速成像技术 、 不用造影剂的 规 适用于全身血管病变的显示，也可用于血管血液流速、流量分析。 对比增强 能提高常规 用于动脉瘤、大血管疾病的 于大血管疾病的检查，对比增强 、水分子扩散加权成像 检测组织内水分子热运动水平，适用于： 超急性期脑梗塞的诊断和鉴别诊断，可检出发病 6小时内甚至 2小时以内的脑梗塞 小时以后 常规 小时以后 1散成像 静脉快速注射造影剂后，利用超快速成像序列进行扫描，可反应组织的血流灌注和血液动力学改变，适用于： 超急性期脑梗塞，大面积梗塞于血管闭塞后可立刻检出 心肌血流灌注分析，检出早期心肌缺血 、血流灌注成像 灌注成像 、 利用人体内的水作为天然对比剂清晰显示含水器官的解剖和病变。 内耳水成像 内耳水成像 3D 成像序列 不用造影剂快速得到高分辨率磁共振胰胆管水成像 利用人工刺激（听觉、运动、视觉等）配合特定的 用于： 避免手术损伤 脑科学研究 、脑功能成像 利用 拟纤维内窥镜对空腔脏器进行腔内观察，有利于鼻腔、鼻咽部、气管、支气管、胃肠道、血管等部位病变的显示。 、 能对心脏、关节等进行运动、功能分析 、 10、 能对组织的化学元素含量进行分析，反应组织的代谢、功能状态。 1H：检测脑组织某些低浓度代谢产物 31P： 13C：酶缺乏性疾病的诊断 19F： 5 23瘤细胞生长评价 胶质母细胞瘤 利用 免医生病人遭受放射线损害。 11、介入性 、 （与 优 点 组织分辨率较 可检出更多的病变 大多数病变不用造影剂就能较好显示 不用造影剂就可较好显示血管 没有骨性伪影 ， 有利于后颅窝 、 椎管等部位病变的检查 多参数成像 ， 能为病变检出和鉴别诊断提供更多信息 可任意断面成像 ， 无放射线损伤 钙化显示不及 空间分辨率一般不及 但现代先进的 受磁场影响 ， 一般监护仪器不能进入 因而不适用危重病人 价格比较昂贵 操作较为复杂 缺 点 重要提示 尽管 在定位诊断方面明显优于 在定性诊断方面也能提供更多的信息 ， 但是部分病变的 因而有些病变的定性诊断仍较困难 。 六、 最常用的是钆贲酸葡甲胺 （ 作用机理 ： 低剂量缩短组织的 剂量缩短组织的 一般利用前者 ， 表现为有增强的组织信号 “ 变白 ” 。 增强代表的意义 ： 脑组织：血脑屏障的破坏 。其他组织：血供丰富 。 和 对比好，病变检出率高（颅脑、肝脏） 更为安全（同等剂量下，其安全性是 0倍） 使用剂量更小（一般为 ） 可用于碘过敏者 肾毒性明显低于碘对比剂，可由于肾功能不全者 七、安全注意事项 、绝对禁止 进入 A、装有心脏起搏器的病人； B、有眼球金属异物的病人； 重要提示 体内有大块金属植入体的患者 （ 如人工股骨头等 ） 应尽量避免 外伤病人进行 怀孕 3个月以内者不宜接受 危重病