实用磁共振成像技术

1、关于实用磁共振成像技术第一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 一、MRI脂肪抑制技术（一）MRI检查使用脂肪抑制技术的意义 1、脂肪组织的信号特点，有利于病变的检出。 2、脂肪组织的信号特点，也可能降低MR图像质量，影响病变的检出。 （1）脂肪组织引起的运动伪影； （2）水脂肪界面的化学位移伪影； （3）脂肪组织的存在降低了图像的对比，如肝、骨髓； （4）脂肪组织的存在降低增强扫描的效果。第二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 3、主要意义 （1）减少伪影； （2）增加图像的组织对比； （3）增加增强扫描的效果； （4）鉴别病灶内是否含有脂肪。 （二）与脂抑制技术相关的脂肪组织

2、特性 1、脂抑制技术的机理： （1）脂肪和水的化学位移 （2）脂肪与其它组织的纵向弛豫差别。 2、化学位移现象：同一磁性原子核如果在不同分子中，即便处于同一均匀的主磁场中，其进动频率也存在差别，这种现象称为 。第三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月水与脂肪进动频率差1.5T 220Hz，1.0T 147Hz，0.5T 73.5Hz 2、脂肪与其它组织的纵向弛豫差别 （1）脂肪纵向弛豫速度最快，T1最短； （2）场强不同，T1值不同，1.5T，T1值约250ms。 （三）MR常用的脂肪抑制技术 同一场强的MR机可因检查部位、目的或扫描序列的不同而采用不同的脂肪抑制技术，不同场强宜采用不同

3、的技术。 第四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 1、频率选择饱和法：利用脂肪和水的化学位移效应。 连续预脉冲（频率与脂肪质子一致），脂肪组织被饱和，施加真正的激励脉冲，脂肪组织不能接受能量，因而不产生信号，水分子中的质子被激发产生信号，从而达到抑脂目的。 1）优点：（1）高选择性；（2）可用于多种序列；（3）简便易行；（4）在中高场强下使用可取得很好的脂肪效果。第五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2）缺点：（1）场强依赖性大，0.5T以下不宜采用；（2）对磁场的均匀度要求高；（3）大FOV时，周边区脂抑效果差；（4）增加了人体吸收射频的能量；（5）扫描时间延长，减少采集层数

4、；（6）影响图像对比度。第六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 2、STIR技术：常用的基于脂肪组织的短T1技术。TI是T1值的69%，场强不同TI不同，1.5T TI=140175ms ；1.0T TI=125140ms ； 0.5T 85120ms 0.35T 75100ms 0.2T 6080ms 1）优点： （1）场强依赖性低； （2）磁场均匀度要求较低； （3）大FOV扫描也能取得较好的脂抑效果。 2）缺点：（1）信号抑制的选择性较低；（2）SNR 低，TR延长，扫描时间延长；（3）一般不能用于增强扫描。 第七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 3、频率选择反转脉冲脂

5、肪抑制技术：特点是即考虑了脂肪组织的短T1特性，又考虑了脂肪的进动频率。 在RF前，对三维容积进行预脉冲激发，带宽窄，中心频率为脂肪的进动频率，仅有脂肪组织被激发，预脉冲略大于90，因此从反向到零所需时间很短，选择很短的TI（10-20ms）则仅需一次预脉冲激发就能对三维扫描容积内的脂肪组织进行很好的抑制，因此采集时间略有延长，GE称为SPECIAL（Spectral inversion at lipias）。第八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 1）优点：（1）少量增加扫描时间（2）一次激发可完成三维容积内的脂肪抑制； （3）几乎不增加人体对射频能量的吸收。 2）缺点： （1）低场

6、强机上不能进行； （2）对磁场均匀度要求高。 一般用于三维快速GRE序列，STIR序列采用180反转脉冲可增加STIR T2WI技术的特异性。 4、预饱和带技术：该区域的任何质子的信号都受到抑制，主要用于抑制腹壁运动伪影响。第九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 二、化学位移成像 也称同相位/反相位成像，基于化学位移效应，脂肪质子进动频率略低于水质子，进动频率差别是恒定的147HZ/T。 （一）原理：钟表效应：激发水与脂肪中的质子12点相位相聚关闭RF 相位离散， 6点采集到的信号,相当于两种组织信号相减的差值，图像为反相位图， 12点同相位。第十张，PPT共三十四页，创作于2022年

7、6月两种质子相位一致 反相位 同相位第十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 （二）化学位移成像技术的实现 同相位TE=1000ms147 HZ/T场强(T)， 1.5T TE=4.5ms，反相位TE=同相位TE/2 =2.2ms，选用双回波。 （三）临床应用 1、反相位图像的特点： （1）水脂混合组织信号明显衰减；水70%，脂30%。 （2）纯脂肪组织的信号没有明显衰减。 （3）勾边效应：反相位图上，周围含有脂肪组织的脏器边缘会出现一条黑线，把脏器的轮廓 勾画出来第十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 2、临床应用： 主要用于腹部脏器（1）肾上腺病变的鉴别诊断，肾上腺腺瘤中

8、常含脂质，反相位图上信号强度明显下降。（2）脂肪肝的诊断与鉴别诊断：对脂肪肝的诊断优于常规MRI。（3）判断肝脏局灶性病灶内是否有脂肪存在。（4）肾癌和肾脏血管平滑肌脂肪瘤的诊断。第十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 三、MR扩散加权成像（diffusion-weighted imaging DWI） （一）扩散的基本概念 1、扩散：是指分子热能激发而使分子发生一种微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。 1）自由扩散运动。 2）限制性扩散。 DWI是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息，间接反应组织微观结构的变化。第十四张，PPT共三十四页

9、，创作于2022年6月 限制性扩散是对称的各向同性扩散；限制性是不对称的各向异性扩散。白质纤维束。 （二）DWI的原理 RF 相位一致，关闭RF 质子失相位，宏观 横向磁化矢量衰减；施加梯度场失相位，致质子宏观磁化矢量衰减，MR信号下降。 SE-EPI180RF两侧各施加一个梯度场，称其为扩散敏感梯度场。失相位分两种情况：（1）无位移的质子：无信号衰减；（2）位移的质子：失相位使信号下降。 水分子经历磁场变化越大，则信号衰减越明显，信号衰减越明显，说明其扩散越自由。 第十五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子

10、扩散状态 （自由度及方向），可间接反应组织微观结构特点及变化。 （三）DWI技术要点 1、DWI组织信号衰减的影响因素：（1）扩散敏感梯度场的强度：越大，衰减越明显；（2）持续时间：越长，衰减越明显；（3）两个梯度场的间隔时间：越长，越明显；（4）组织中水分子的扩散自由度：越自由，衰减越明显。第十六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 2、b值及其对DWI的影响 b值：施加的扩散敏感梯度场参数称为b值（扩散敏感系数）。b值越高对水分子运动越敏感。 b值增高带来的问题：（1）信号衰减明显，信噪比；（2）延长TE，进一步使信噪比；（3）梯度脉冲对周围神经的刺激。小b值：（1）SNR高； （2

11、）水分子运动不敏感；（3）其它运动使组织信号衰减。脑组织DWI，b值800-1500 S/ mm2。 第十七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 3、DWI的方向性：DWI只能反映扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，其它方向上则不能测出。若在多个方向上施加梯度场 （6个以上方向），则可对每个体素水分子的扩散各向异性做出较为准确的检测，称为扩散张量成像（diffusion tensor imaging DTI）可以很好的反映白质纤维走向。第十八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月4、扩散系数和表观扩散系数：DWI测出的不是真正的扩散系数，因此把检测到的扩散系数称为表观 扩散系数（appa

12、rent diffusion coeffecient ADC）。ADC=In（SI低/SI高）/（b高-b低） SI低：低b值信号强度，SI高：高b值信号强度（b值可为零）。In表示自然对数，要计算组织ADC值，至少需要2个以上不同b值。不施加梯度场，获得T2WI；施加，获得DWI， TR无限大，TE 50-100ms，单层图像的TA 10-100ms。 ADC值越高， DWI图信号越低。第十九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月（四）单次激发SE-EPI序列第二十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月（五）DWI的临床应用1、脑：（1）超、 急、亚急性脑梗塞 DWI细胞毒性水肿，高

13、信号，较T1、T2早；（2）多发性硬化活动期；（3）肿瘤、血肿、脓肿等。2、其它：肝、肾、乳腺、脊髓、骨髓。3、DTI：白质纤维束。第二十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月四、MRI灌注成像（perfusion-weighted imaging ， PWI） 反应的主要是组织中微观血流动力学信息。 方法：（1）对比剂首次通过法；（2）动脉自旋标记法。第二十二张，PPT共三十四页，创作于2022年6月（一）对比剂首次通过法PWI的基本原理 团注对比剂（Gd-DTPA）后，血流首次通过组织时引起T1或T2*弛豫率发生变化，导致组织信号强度的变化。检测对比剂首次流经组织时引起的信号强度变化

14、，计算出组织T1或T2*弛豫率的变化，该变化代表组织中对比剂的浓度变化，浓度变化代表血流动力学变化，通过计算可获得组织相对血流量(rCBV)、血容量(rCBF)和平均通过时间(MTT)。信号强度随时间变化，常用序列为GRE-EPI T2*序列。第二十三张，PPT共三十四页，创作于2022年6月1、脑血容积指特定区域脑组织的血容量，通常用ml/100g。2、脑血流量：每单位时间内通过指定区域脑组织的血液体积。ml/100g*min3、平均通过时间：血流通过一个特定区域所需的平均时间。4、团注到达时间：团注对比剂团到达一个指定区域脑组织所需的时间。5、对比剂应用：GD-DTPA从扫描第4-5层起，

15、注射0.1-0.2mmol/kg,3-5s团注完毕。团注方式、速度、用量以及患者全身血容量、心输出量影响血液动力学参数。以正常侧为标准自体同次比较。第二十四张，PPT共三十四页，创作于2022年6月（二）临床应用（1）脑组织PWI：缺血性病变、脑肿瘤。（2）心肌灌注：心肌缺血、心肌灌注储备。（3）肾脏血流灌注；（4）肝脏血流灌注等。第二十五张，PPT共三十四页，创作于2022年6月五、磁化转移技术 （一）原理： 施加偏离中心频率1000-1200HZ 的饱和脉冲， 自由水质子不能被激发 ，蛋白质分子和 结合水质子被激发，获得能量传给自由水，这种能量传递称为磁化转移。RF激发未饱和的自由水，而饱

16、合者不能激发。第二十六张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 磁化转移对比（magentization transfer contrast ，MTC ） ：各种组织中均存在自由水与结合水，但程度不同，预脉冲使自由水饱合程度不同，信号不同程度，MT造成信号强度衰减程度也不同，由于磁化转移现象造成的对比被称为。施加MT后，骨骼肌衰减60%，脑白质衰减40%，灰质30%，血液15%。 某些病变，早期自由水变化不大，SE T1、T2无明显改变，结合水含量出现差别，MT可发现。第二十七张，PPT共三十四页，创作于2022年6月（二）MT技术的临床应用1、TOF-MRA：抑制静止组织信号，但对血流信号

17、抑制少，小血管显示清楚，但扫描时间延长。2、增强扫描：未增强组织信号抑制，增强组织信号衰减不明显，增加对比。第二十八张，PPT共三十四页，创作于2022年6月 3、磁化转移率的应用：MT与非MT扫描，对同一感兴趣区进行信号强度测量，可计算磁化转移率（MTR）。 MTR=（SI-SIMT）/SI，也可通过计算机获得MTR图像。 多用于多发性硬化（MS）和阿滋海姆氏病（AD）的研究。第二十九张，PPT共三十四页，创作于2022年6月六、功能成像 MRI对组织磁化高度敏感的特点被用来研究人脑的功能，特别是大脑各功能区的划分，这就是磁共振功能成像，即fMRI。第三十张，PPT共三十四页，创作于2022年6月1、生理学基础：（1）人脑可划分为许多精细功能区域，能设计各种激发方案分别进行研究。（2）在生理性脑活动与脑血流、脑血流容积和能量代谢之间有着直接联系。fMRI就是通过检测上述神经活动的伴随现象来建立脑功能图像的。磁共振的高时间分辨率和空间分辨率、无电离辐射可对脑的特性进行反复研究。 第三十一张，PPT共三十四页，创作于2022年6月2、原理：血氧合水平磁共振成像法。在神经