MRI的概述与发展应用

1、整理课件蔡甫雨蔡甫雨 1101910整理课件目录目录MRIMRI扫描仪的基本硬件构成扫描仪的基本硬件构成MRIMRI的基本原理、基本概念的基本原理、基本概念MRIMRI进展方向进展方向安全注意事项安全注意事项整理课件核磁共振现象发现 Purcell等, Bloch等（ 1945）; Physical Review: 核磁共振现象引入医学界 Damadian（1971 ）; Science, 171: 1151 -1153 核磁共振成像 Lauterbur（1973） ; Nature, 242: 190 -191 是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像 的一种影像技术 核磁共振成像技术发展

2、简史整理课件MRIMRI扫描仪的基本扫描仪的基本硬件构成硬件构成整理课件 得到图像所需要用到的工具整理课件整理课件主磁体主磁体( (Magnet) )整理课件永磁永磁permanent magnet电磁电磁常导常导resistive magnet超导超导superconducting magnet整理课件低场低场: 小于小于0.5T中场：中场：0.5T1.0T高场高场: 1.0T2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高场强：大于超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）整理课件梯度线圈梯度线圈(gradient coil)整理课件射频系统射频系统(radio-frequence s

3、ystem, RF )整理课件整理课件整理课件计算机系统及谱仪计算机系统及谱仪数据的运算数据的运算控制扫描控制扫描显示图像显示图像整理课件其他辅助设备其他辅助设备空调空调检查台检查台激光照相机激光照相机液氦及水冷却液氦及水冷却系统系统自动洗片机等自动洗片机等整理课件MRIMRI的基本原理、基本概念的基本原理、基本概念整理课件人体人体MRMR成像的物质基础成像的物质基础整理课件整理课件整理课件用于人体用于人体MRI的为的为1H（氢质子），（氢质子），原因有：原因有：1、1H的磁化率很高；的磁化率很高；2、1H占人体原子的绝大多数。占人体原子的绝大多数。通常所指的通常所指的MRI为氢质子的为氢质子

4、的MR图像。图像。整理课件人体组织内的质子存在状态人体组织内的质子存在状态Top viewXy质子的运动：进动频率质子的运动：进动频率 0 = 0整理课件把人体放进大磁场把人体放进大磁场整理课件不同种类的原子核对应的旋磁比不同不同的原子核不同的原子核 (MHz/T)1H42.5831P17.2523Na11.2713C10.7114N3.08整理课件整理课件整理课件什么叫共振，怎样产生磁共振？什么叫共振，怎样产生磁共振？整理课件整理课件塞曼效应若无外加磁场，自旋核保持其基态E0的能量状态，且核自旋的取向是随机的；将自旋核置入外磁场中，自旋核的能量在E0的基础上出现量子化的特征。这种基态能级在外

5、磁场中发生分裂的现象称为塞曼效应（Zeeman effect）。其中mI只能取I、I-1、I-2、-I+1、-I等共2I+1个值。整理课件磁共振现象磁共振发生的射频频率必须为进动角频率相等。整理课件磁共振现象 射频脉冲的角频率与原子核进动角频率相等时，射频脉冲能量才能被自旋核吸收，从低能级跃迁到高能级。 为了使得磁共振发生，可以采用扫频法、扫场法、脉冲法。 扫描法：改变频率； 扫场法：改变场强； 脉冲法：包含各种频率成分的宽带脉冲去激励特定目标区域； 外磁场B0确定后，具有不同磁旋比的原子核其磁共振频率不同。意味着一种频率的射频脉冲仅能激发一种原子核。 对于同一种原子核，外磁场强度越高，进动频

6、率越高，磁共振产生的共振拉莫尔频率越高。8-100 MHz的射频对人体无伤害。 可以用来测量磁旋比，从而确定原子核的种类，即NMR整理课件整理课件射频脉冲射频脉冲作用包括：由低能级向高能级跃迁，同时使得质子同相位。 在B0和B1的共同作用下，质子系统的纵向磁化强度M0减小到Mz，横向磁化强度由零增加到Mxy，质子系统总磁化矢量M为Mz和Mxy的矢量和，其宏观表现就是最大纵向强度M0由B0方向向xoy平面翻转，当射频脉冲停止时，M0与z轴成Theta角。xyzB0B1(RF coil)xyzB1RF pulse整理课件整理课件磁共振成像原理几种射频脉冲小角度脉冲：使宏观纵向磁化矢量角度偏转909

7、0脉冲：使宏观纵向磁化矢量角度偏转90180反转脉冲：使宏观纵向磁化矢量角度偏转180整理课件整理课件整理课件射频线圈关闭后发生了什么？射频线圈关闭后发生了什么？整理课件无线电波激发使磁场偏转无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线度，关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态电波后，磁场又慢慢回到平衡状态（纵向（纵向)整理课件在主磁场的作用下，纵向磁化矢量在主磁场的作用下，纵向磁化矢量 恢复恢复整理课件横向弛豫横向弛豫整理课件T2:T2:自旋自旋- -自旋弛豫时间自旋弛豫时间长长T2组织：组织：游离水（游离水（T2最长）、一般囊肿；最长）、一般囊肿；短短T2组织：组织：肿瘤、炎症、肿瘤、炎症、梗死

8、（游离水梗死（游离水）；）；整理课件纵向弛豫纵向弛豫也称为也称为T1弛豫弛豫，是指，是指90度脉冲关闭后，在度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，主磁场的作用下，纵向磁化矢量开始恢复，纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的过程直至恢复到平衡状态的过程。整理课件T1T1：自旋：自旋- -晶格弛豫时间晶格弛豫时间T1T1衰减：衰减：纵向磁化适量恢复到原来的63%短短T1组织：组织：脂肪组织、脂肪组织、 胆固醇胆固醇 、高蛋白囊液、高蛋白囊液、血栓血栓长长T1组织：组织：游离水（游离水（T1最长）、肿瘤、炎症、梗最长）、肿瘤、炎症、梗死（游离水死（游离水）整理课件整理课件整理课件何为加权？何为加权？整

9、理课件T2T2加权成像加权成像（T2WI)T2WI)整理课件T1T1加权成像加权成像(T1WI)(T1WI)整理课件T1WIT1WI平衡状态平衡状态90纵向弛豫纵向弛豫90整理课件重要提示重要提示!人体人体大多数病变大多数病变的的T1值、值、T2值均较相应值均较相应的的正常组织正常组织大，因而在大，因而在T1WI上比正常组上比正常组织织“黑黑”，在，在T2WI上比正常组织上比正常组织“白白”。整理课件90180回波回波回波回波90180TETR如何区分如何区分T1WIT1WI、T2WIT2WI整理课件如何区分如何区分T1WIT1WI、T2WIT2WI 整理课件如何区分如何区分T1WIT1WI、

10、T2WIT2WI整理课件如何区分如何区分T1WIT1WI、T2WIT2WI整理课件磁共振信号 磁共振信号磁共振信号即宏观横向磁化矢量切割接收线圈产生的信号。某组织的宏观横向磁化矢量越大，其切割接收线圈产生的电信号也越强。 自由感应衰减信号自由感应衰减信号 射频脉冲激发后，由于受横向驰豫横向驰豫和静磁场不均静磁场不均影响，组织中的宏观横向磁化矢量较快以指数形式衰减，即自由感应衰减整理课件磁共振信号 自旋回波信号自旋回波信号 射频脉冲激发后，在一定的时间再发射一个180度聚焦脉冲，纠正因静磁场的恒定不均匀静磁场的恒定不均匀造成的质子失相位。整理课件MRIMRI进展方向进展方向整理课件整理课件整理课

11、件从单纯形态学分析向功能成像转变从单纯形态学分析向功能成像转变整理课件整理课件整理课件 脑功能成像脑功能成像 MRI仿真内窥镜仿真内窥镜 MRI电影电影 MR频谱分析频谱分析 介入性介入性MRI整理课件常规常规MRIMRI整理课件不能控制运动或神志不不能控制运动或神志不清病人清病人胸部、腹部屏气扫描胸部、腹部屏气扫描动态增强扫描动态增强扫描各器官功能成像各器官功能成像整理课件MRMR血管成像（血管成像（MRAMRA）。整理课件整理课件整理课件水分子扩散加权成像水分子扩散加权成像扩散成像扩散成像整理课件血流灌注成像血流灌注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

12、和血液动力学改变，适用于：灌注成像灌注成像整理课件MRIMRI水成像技术水成像技术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。整理课件3D FRFSE-MRCP3D FRFSE-MRCP水成像序列水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不用造影剂快速得到高分辨率磁共振胰胆管水成像整理课件脑功能成像脑功能成像整理课件整理课件MRIMRI仿真内窥镜仿真内窥镜整理课件MRIMRI电影电影整理课件MRMR频谱分析频谱分析整理课件介入性介入性MRIMRI整理课件整理课件优优 点点整理课件缺缺 点点整理课件MRIMRI的优点和缺点（与的优点和缺点（与CTCT比较）比较）尽管尽管MRI有很多优点，在定位诊断方有很多优点，在定位诊断方面明显优于面明显优于CT，在定性诊断方面也，在定性诊断方面也能提供更多的信息，但是部分病变能提供更多的信息，但是部分病变的的MRI信号变化仍缺乏特异性，因而信号变化仍缺乏特异性，因而有些病变的定性诊断仍较困难。有些病变的定性诊断仍较困难。整理课件MRIMRI造影剂造影剂整理课件钆