NMRI原理及临床应用创外课件

1、 NMRI原理及临床应用（创外）nuclear magnetic resonance imaging 同济医院放射科陈 浪NMRI原理及临床应用创外1 NMRI原理及临床应用（创外）nuclear magne常规成像第一代1981年 快速成像第二代1989年30年MRI发展趋势 功能成像第三代1995年以GRE家族为代表，解决了动态扫描及血管成像问题以EPI家族为代表，掀起了功能研究的热潮第四代2004年无（低）伪影成像以PROPELLER家族为代表，开创了无（低）伪影成像的广阔的空间以SE家族为代表，解决了常规软组织成像的问题NMRI原理及临床应用创外2常规成像第一代 快速成像第二代30年M

2、RI发展趋势 自旋（spin）：绕其自身轴的旋转，每一个具有自旋特性的微粒都是一个磁矩。NMRI原理及临床应用创外3自旋（spin）：绕其自身轴的旋转，每一个具有自旋特性的微粒进动（precession） ：外加磁场产生一个旋转力作用，作用于自旋质子，使之绕主磁场方向作圆锥面轨迹转动.其进动频率由larmor方程决定。XYZ0=B0 f0=0/2NMRI原理及临床应用创外4进动（precession） ：外加磁场产生一个旋转力作用，射频脉冲激发Radio Frequence Pulse，RF RF1H：低能高能 种类：90、180、90核磁弛豫 Relaxation : RF停止，磁化（M）平

3、衡90R Fzyx180R F45R FNMRI原理及临床应用创外5射频脉冲激发Radio Frequence Pulse，RF弛豫时间T1：纵向弛豫时间, 自旋晶格时间, 63%. Mz-MoT2: 横向弛豫时间,自旋自旋时间, 37%. Mxy-Mo当TR=T1 1E-TR/T10.63NMRI原理及临床应用创外6弛豫时间当TR=T1NMRI原理及临床应用创外6TR（重复时间）TE（回波延迟时间）SI=N(H) (E-TE/T2*) (1-ETR/T1)T1 短TR 短TET2 长TR 长TENH 长TR 短TENMRI原理及临床应用创外7TR（重复时间）SI=N(H) (E-TE/T2*

4、) (1-NMRI原理及临床应用创外8NMRI原理及临床应用创外8SEFSE提高扫描速度FSE-XL减小图像模糊FRFSE-XLSSFSE提高采集速度FSE-IR改变图像对比T1FlairT2FlairPROPELLER减少伪影GRESPGR消除T2残留FIESTA保持稳定T2残留EPI加入弥散测量梯度DW-EPIFast SPGR加快扫描速度LAVATRICKS使用匙孔原理提高时间分辨率STIRNMRI原理及临床应用创外9SEFSE提高扫描速度FSE-XL减小图像模糊FRFSE-X组织信号特征水:自由水小分子水、运动频率高、长T1 T2结合水依附在大分子蛋白质周围的水化层低频率，稍长T1 T

5、2脂肪与骨髓组织：较高的质子密度，具有非常短T1 长T2。质子密度加权像，T1呈高信号，但周围组织的信号强度增加，其对比度下降；T2信号都将受到一定程度的限制。NMRI原理及临床应用创外10组织信号特征水:NMRI原理及临床应用创外10肌肉组织所含的质子密度明显少于脂肪和骨髓组织，且具有较长的T1和较短的T2驰豫特点。所以在T1信号强度较低，影像呈灰黑色。随着短T2的弛豫特点，信号强度增加不多，影像呈中等灰黑色。韧带和肌腱组织质子密度低于肌肉组织，该组织也具有长T1和短T2弛豫特点，均表现为中低信号。NMRI原理及临床应用创外11肌肉组织NMRI原理及临床应用创外11骨骼组织 骨皮质内所含的质

6、子密度很小，MR信号非常弱，T1 T2均为黑色低信号。钙化软骨的质子密度特点与骨皮质相同，为黑色低信号。 纤维软骨组织质子密度明显高于骨皮质和钙化软骨。具有较长的T1和较短的T2弛豫特征，但因其具有一定的质子密度，故在T1或T2加权像上，信号强度不高，呈中低信号。 透明软骨内含有75%-80%的水份，具有较大的质子密度，并具有较长的T1和长T2弛豫特征。NMRI原理及临床应用创外12骨骼组织NMRI原理及临床应用创外12NMRI原理及临床应用创外13NMRI原理及临床应用创外13NMRI原理及临床应用创外14NMRI原理及临床应用创外14顺磁性物质 含有不成对的电子，常见的有铁、铬、钆、锰等金

7、属、稀土元素及自由基。在磁场中顺磁性物质的磁进动与组织内质子进动相互作用，产生一个随机变化的局部微小磁场，这个微小磁场的变化频率与Larmor频率接近，从而使T1弛豫时间缩短 。脂类分子 纯水分子非常小，运动频率非常高，远高于Larmor频率。大分子如蛋白质和DNA分子运动频率较慢，低于Larmor频率。所以大、小分子在T1加权上均呈低信号。脂类分子为中等大小，其运动频率高于蛋白质，低于纯水，与Larmor频率相似，所以T1弛豫时间短，T1加权像呈高信号。 NMRI原理及临床应用创外15顺磁性物质NMRI原理及临床应用创外15临 床 应 用NMRI原理及临床应用创外16临 床 应 用NMRI原

8、理及临床应用创外16膝关节正常解剖NMRI原理及临床应用创外17膝关节正常解剖NMRI原理及临床应用创外17NMRI原理及临床应用创外18NMRI原理及临床应用创外18NMRI原理及临床应用创外19NMRI原理及临床应用创外19NMRI原理及临床应用创外20NMRI原理及临床应用创外20NMRI原理及临床应用创外21NMRI原理及临床应用创外21NMRI原理及临床应用创外22NMRI原理及临床应用创外22NMRI原理及临床应用创外23NMRI原理及临床应用创外23NMRI原理及临床应用创外24NMRI原理及临床应用创外24骨挫伤 指骨小梁的水肿、出血,甚至骨小梁的微骨折MRI上表现为T1WI信

9、号减低, T2WI信号增高.膝关节外伤MRINMRI原理及临床应用创外25骨挫伤 指骨小梁的水肿、出血,甚至骨小梁的微骨折膝关节外伤MNMRI原理及临床应用创外26NMRI原理及临床应用创外26NMRI原理及临床应用创外27NMRI原理及临床应用创外27半月板损伤Stoller半月板损伤分级四级一级：半月板内呈球形高信号，与关节面无关;二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月 板关节面;三级：3A半月板内线性异常高信号，与关节缘毗邻， 3B半月板内异常高信号，形态不规则，与关节 缘毗连，周边撕裂的半月板广泛变性;四级：在三级撕裂的基础上，半月板变性更加明显。三级以上属于真性撕裂，一级和二

10、级为损伤或退行性改变NMRI原理及临床应用创外28半月板损伤Stoller半月板损伤分级四级NMRI原理及临床一级 外侧半月板后角见灶性高信号，不与半月板关节面相接触NMRI原理及临床应用创外29一级 外侧半月板后角见灶性高信号，不与半月板关节面相接触N二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月板关节面;NMRI原理及临床应用创外30二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月板关节面;NM三级 内侧半月板后角内见线形高信号达到半月板的关节面下缘NMRI原理及临床应用创外31三级 内侧半月板后角内见线形高信号达到半月板的关节面下缘N盘状半月板半月板异常增厚增大，最窄处大于1.41.5CM

11、，外侧缘高于2.0CM.以外侧多见。NMRI原理及临床应用创外32盘状半月板半月板异常增厚增大，NMRI原理及临床应用创外32 关节镜能很好地显示3级及以上半月板撕裂，由于1-2级损伤未累及半月板表面关节镜无法看到半月板的内部改变，所以，MRI对发现早期半月板退变和隐性损伤很重要。 MRI对半月板损伤的误诊。NMRI原理及临床应用创外33 关节镜能很好地显示3级及以上半月板撕裂，由于1膝关节韧带损伤正常交叉韧带前交叉韧带自胫骨髁间前窝斜向外后上方，呈散开状止于股骨外侧髁的内侧面后部。后交叉韧带自胫骨髁间后窝斜向内前上方，止于股骨内髁的外侧面。正常韧带在各个序列中均为低信号。NMRI原理及临床应

12、用创外34膝关节韧带损伤正常交叉韧带NMRI原理及临床应用创外34NMRI原理及临床应用创外35NMRI原理及临床应用创外35NMRI原理及临床应用创外36NMRI原理及临床应用创外36NMRI原理及临床应用创外37NMRI原理及临床应用创外37ACL撕裂MRI征象1.前交叉韧带信号增高2.前交叉韧带走向异常（扭曲），和胫骨的交角变小3.前交叉韧带连续性中断4.出现假瘤征、空虚征最常见的撕裂部位是中部、其次是股骨髁附着点，最少见部位是胫骨附着点。NMRI原理及临床应用创外38ACL撕裂MRI征象最常见的撕裂部位是中部、其次是股骨髁附着NMRI原理及临床应用创外39NMRI原理及临床应用创外39

13、假 瘤NMRI原理及临床应用创外40假 瘤NMRI原理及临床应用创外40扭曲和空虚NMRI原理及临床应用创外41扭曲和空虚NMRI原理及临床应用创外41剪切伤直接接触伤，是当膝关节中度屈曲(1030)时受到一个纯粹的外翻力作用。多见于美式橄榄球运动。水肿以股骨外侧髁最明显，其次是股骨内侧髁的内侧副韧带附着点，是由于受到外翻力作用而使内侧副韧带的撕脱所致。可合并内侧副韧带的不同程度撕裂、前交叉韧带撕裂、内侧半月板撕裂（ODonoghue triad ）。NMRI原理及临床应用创外42剪切伤直接接触伤，是当膝关节中度屈曲(1030)时受到ODonoghue三联征NMRI原理及临床应用创外43ODo

14、noghue三联征NMRI原理及临床应用创外43PCL撕裂MRI 表现后交叉韧带连续性中断，残余的交叉韧带退缩、扭曲。后交叉韧带胫骨附着点的撕脱较常见，表现为胫骨平台后部有线形的T1加权稍低信号，T2加权，STIR高信号的骨折线，撕脱的碎片和后交叉韧带相连而韧带的连续性未见中断NMRI原理及临床应用创外44PCL撕裂MRI 表现后交叉韧带胫骨附着点的撕脱较常见，NMNMRI原理及临床应用创外45NMRI原理及临床应用创外45NMRI原理及临床应用创外46NMRI原理及临床应用创外46NMRI原理及临床应用创外47NMRI原理及临床应用创外47侧副韧带损伤内侧副韧带又称为胫侧副韧带，是由平行的和

15、斜行的纤维所组成，长度约11cm，宽度约1.5cm，起自股骨内侧收肌结节之下，止于胫骨的内侧。外侧副韧带又称为腓侧副韧带，起自股骨外上髁上方，止于腓骨小头下方，呈一个圆索状结构，长约5-7cm。NMRI原理及临床应用创外48侧副韧带损伤内侧副韧带又称为胫侧副韧带，是由平行的和斜行的纤内侧副韧带撕裂NMRI原理及临床应用创外49内侧副韧带撕裂NMRI原理及临床应用创外49外侧副韧带撕裂NMRI原理及临床应用创外50外侧副韧带撕裂NMRI原理及临床应用创外50SWI的基本原理(susceptibility weighted imaging)NMRI原理及临床应用创外51SWI的基本原理(susce

16、ptibility weigSWI是一项反映组织磁化属性对比度增强技术.包含磁敏感效应较强物质的组织磁化属性与背景组织明显不同，在强度图像的后处理中使用相位蒙掩（phase mask）技术提高对磁敏感效应物质的显示，使其在SWI图像相位对比明显增强.NMRI原理及临床应用创外52SWI是一项反映组织磁化属性对比度增强技术.NMRI原理及临磁敏感效应较强的物质主要包括去氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁血黄素、铁沉积（铁蛋白）以及钙沉积等，引起空间相位的改变，SWI图像上呈显著的低信号改变。NMRI原理及临床应用创外53磁敏感效应较强的物质主要包括去氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁NMRI原理及临床应用创外54NMRI原理及临床应用创外54SWI的临床应用 低流量血管畸形及血管瘤的显示； 多发细小出血的显示； 良恶性出血的鉴别； 对肿瘤内血管和出血的显示； 铁沉积的显示； 脑外伤的显示； 显示早期脑梗死并发出血； NMRI原理及临床应用创外55SWI的临床应用NMRI原理及临床应用创外55在脑外伤的应用显示弥漫性轴索损伤。在灰白质交界处的多发小出血灶，较常规MRI 敏感。NMRI原理及临床应用创外56在脑外伤的应用显示弥漫性轴索损伤。在灰白质交界处的多发小出血NMRI原理及临床应用创外57NMRI原理及临床应用创外57NM