磁共振成像与应用

磁共振成像与应用,高一（8）班 丁宇喆,LOGIC,MRI成像系统简介MRI检查的临床应用MRI成像检查的优缺点MRI影像设备新技术进展,MRI影像设备发展概况,磁共振成像技术是在磁共振波谱学的基础上发展起来的。磁共振成像自出现以来曾被称为：核磁共振成像、自旋体层成像、核磁共振体层成像、核磁共振CT等 。1945年由美国加州斯坦福大学的布洛克（Bloch）和麻省哈佛大学的普塞尔（Purcell）教授同时发现了磁共振的物理现象，即处在某一静磁场中的原子核受到相应频率的电磁波作用时，在它们的核能级之间发生共振跃迁现象。因此两位教授共同获得1952年诺贝尔物理学奖。磁共振的物理现象被发现以后，很快形成一门新兴的医学影像学科磁共振波谱学 。,MRI影像设备功能,现代磁共振成像系统大体结构都很相似，基本上由四个系统组成：即磁体系统、梯度磁场系统、射频系统和计算机系统。,磁体系统,磁体系统是磁共振成像系统最重要、成本最高的部件，是磁共振系统中最强大的磁场，平时我们评论磁共振设备的大小就是指静磁场的场强数值，单位用特斯拉简称T,（垂直于磁场方向的1米长的导线，通过1安培的电流，受到磁场的作用力为1牛顿时，通电导线所在处的磁感应强度就是1特斯拉。）或高斯（Gauss）表示，1T=1万高斯。临床上磁共振成像要求磁场强度在0.053T范围内。一般将0.3T称为低场，0.3T1.0T称为中场，1.0T称为高场。磁场强度越高，信噪比越高，图像质量越好。但磁场强度过高也带来一些不利的因素。为了获得不同场强的磁体，生产厂商制造出了不同类型的磁体，常见的磁体有永久磁体、常导磁体和超导磁体。,（1）永久磁体,永久磁体是由永久磁铁（如铁氧体或铷铁）的磁砖拼砌而成。它的结构主要有两种，即环型和轭型。 优点：造价低，场强可以达到0.3T，能产生优质图像，需要功率极小，维护费用低，可装在一个相对小的房间里。 缺点：磁场强度较低，磁场的均匀度和强度欠稳定，易受外界因素的影响（尤其是温度），不能满足临床波谱研究的需要。,（2）常导磁体,常导磁体是根据电流产生磁场的原理设计的。当电流通过圆形线圈时，在导线的周围会产生磁场。常导磁体的线圈是由高导电性的金属导线或薄片绕制而成。它的结构主要由各种线圈组成。 优点：造价较低，不用时可以停电，在0.2T以下可以获得较好的临床图像。 缺点：磁场的不稳定性因素主要是受供电电源电压波动的影响，均匀度差。另外易受环境因素（如温度、线圈绕组的位置或尺寸）的影响.,（3）超导磁体,荷兰科学家昂尼斯（Kamerlingh Onnes） 在1911年首先发现某些物质的电阻在超低温下急剧下降为零的超导性质，电阻的突然消失意味着物质已转变为某种新的状态，这些物质称为超导体。科学家昂尼斯获得了1913年诺贝尔物理学奖。 优点：场强高，稳定性和均匀度好，因此可开发更多的临床应用功能。 缺点：技术复杂和成本高。,2梯度磁场系统,梯度磁场简称梯度场，梯度是指磁场强度按其磁场的位置（距离）的变化而改变，它的产生是由梯度线圈完成的，一般在主磁体空间沿着X、Y、Z三个方向放置。梯度线圈有三组即GX、GY、GZ，叠加在静磁场的磁体内，当线圈通电时可在静磁场中形成梯度改变。,3射频系统,射频脉冲磁场简称射频脉冲（radio frequency，RF）是一种以正弦波震荡的射频电波。磁共振系统中应用的频率较低，相当于调频广播FM波段，根据静磁场的强度不同其RF频率也不同。射频系统作用：用来发射射频磁场，激发样品的磁化强度产生磁共振，同时，接收样品磁共振发射出来的信号，通过一系列的处理，得到数字化原始数据，送给计算机进行图像重建。它是由发射射频磁场部分和接收射频信号部分组成。,对病人进行磁共振成像检查时：,要避免带有含铁等顺磁性物质的物品，如手表、金属项链、假牙、金属钮扣等进入检查室，因为这些带有顺磁性物质的物品，可使图像中产生大片的无信号伪影，不利于病灶的显示。带有心脏起搏器的病人，严禁做磁共振成像检查。对体内有金属弹片存留、术后有银夹残留，金属性内固定板、假关节等的病人，磁共振成像检查要持慎重态度，必需检查时要严密观察，病人如有局部不适，应立即中止检查，防止弹片、银夹等在高磁场中移动，以致损伤邻近大血管和重要组织。,1MRI检查在脑和头颅疾病中应用,对脑肿瘤、脑炎性病变、脑白质病变、脑梗塞、脑先天性异常等的诊断比CT更为敏感，可发现早期病变，定位也更加准确。 对颅底及脑干的病变因无伪影可显示得更清楚。MRI可不用造影剂显示脑血管，发现有无动脉瘤和动静脉畸形。 MRI还可直接显示一些颅神经，可发现发生在这些神经上的早期病变。,对于中枢神经系统的先天性病变MRI是最好的影像学检查方法。,左侧听神经瘤,脑膜瘤破坏颅骨,2MRI检查在脊柱和脊髓中应用,（1）检查技术：MRI技术的应用，MRI没有骨骼伪影，显示脊髓、椎管效果特别好；MRI的直接矢状位和冠状位成像，对于脊髓和椎管的整体显示有优势；MRI可以多种成像方法同时使用，对于脊髓变性、肿瘤等病变的显示敏感。扫描平面一般为矢状面和横断面，必要时可以加做冠状面，层厚一般采用45mm或更薄。,A,B,C,脊髓星形细胞瘤,3.颈部检查,MRI对眼耳鼻咽喉部的肿瘤性病变显示好，如鼻咽癌对颅底、颅神经的侵犯，MRI显示比CT更清晰更准确。 MRI还可做颈部的血管造影，显示血管异常。对颈部的肿块，MRI也可显示其范围及其特征，以帮助定性。,4.胸部检查,肺脏的MRI图像均呈黑色低信号，因此在显示肺内微细结构以及肺内病灶的细节等方面明显劣于CT，故多不用于肺脏疾病的诊断。但MRI在显示纵隔和肺门的病变、胸壁的病变、臂丛神经病变以及肺动脉栓塞的诊断方面也具有较重要的价值。由于纵隔内血管的流空效应及脂肪的高信号特点，因此不必注射对比剂即可清晰显示纵隔内肿瘤的位置及与周围结构的关系或增大的淋巴结,主动脉夹层,左上肺鳞癌,5.腹部检查,MRI检查已经成为肝脏局灶性病变最好的影像方法，明显提高了术前诊断的正确率，例如肝癌、肝血管瘤、转移瘤、结节状增生及肝腺瘤等均有相应的MRI表现特征。 常规MRI检查并不适于胆道病变的诊断，目前主要是利用MRCP（磁共振胰胆管成像）无创地显示肝内外胆管扩张以及梗阻的部位与形态，对胆道梗阻的良、恶性病变的鉴别诊断提供必要的证据。胆囊癌表现为正常胆囊形态消失，胆囊区出现肿块影，T1WI呈低信号、T2WI呈高信号，肿瘤常直接侵犯周围肝脏组织及肝门区域。,A,B,A为胆总管内多发结石呈低信号影；B为肝门区胆管癌引起胆道高位梗阻。,6.骨骼肌肉与关节检查,MRI对关节内的软骨盘、肌腱、韧带的损伤，显示率比CT高。由于对骨髓的变化较敏感，能早期发现骨转移、骨髓炎、无菌性坏死、白血病骨髓浸润等。对骨肿瘤的软组织块显示清楚。对软组织损伤也有一定的诊断价值。,A为正常膝关节T1WI显示韧带（）；B为胫骨上段骨肉瘤破坏骨质。,A B,MRI成像检查的优缺点,MRI优于CT:1.没有电离辐射； 2.多方位成像（横断面、冠状面、矢状面和斜面）； 3.解剖结构细节显示较好； 4.对组织结构的细微病理变化更敏感（如骨髓的浸润，脑水肿）； 5.由信号强度可以确定组织的类型（如脂肪，血液和水）； 6.组织对比优于CT。,磁共振成像术的主要不足: 在于它扫描所需的时间较长，因而对一些不配合的病人的检查常感困难，对运动性器官，例如胃肠道因缺乏合适的对比剂，常常显示不清楚；对于肺部，由于呼吸运动以及肺泡内氢质子密度很低等原因，成像效果也不满意。磁共振成像对钙化灶和骨骼病灶的显示，也不如CT准确和敏感。磁共振成像术的空间分辨力，也有待进一步提高。,目前