核磁共振在临床诊断中的应用全面课件

1、何为磁共振成像？ 利用原子核在强磁场中发生共振所产生的信号,经图像重建的一种成像技术.它是利用磁共振现象与计算机断层结合起来，而建立起人体内部组织的图像。 早称NMR,现在多称为MRI(Magnetic Reso-Nance Imaging). 何为磁共振成像？一、发展史 1946年 哈佛大学purcell 斯坦福大学Bloch (各自独立地发现核磁共振现象，并应用于生物化学、波谱学方面) 1952年二人因此同时获得了诺贝尔物理学奖 1973年Lauterbur开发了MRI技术一、发展史 1946年 哈佛大学purcell 1980年生产MRI商用机1982 年开始应用于临床领域2003年度诺

2、贝尔生理或医学奖： 科学家Paul Lauterbur 和英国科学家 Peter Mansfield“磁共振成像技术是医学诊断和研究的一项突破，是20世纪最重要的发现之一。”1980年生产MRI商用机二、基本原理(Basic principles of MRI) 氢原子为人体内数量最多的物质，其原子核内只有一个质子，它不含中子，它最不稳定，最易受外来磁场的影响而发生核磁共振现象。 磁共振图像产生过程:1) 氢核杂乱无章的自旋运动，磁场互相抵消。2）患者进入外磁场中，H核从新排列，产生净磁化。3）发射无线电波，称射频脉冲（Radiofrequency Pulse,RF),H核吸收能量二、基本原理

3、(Basic principles of MRI4）外加RF停止后，H核释放能量，即产生磁共振信号。5）用计算机接收这些信号,并进行一系列数据处理,重建出图像。 人体内H核共振条件：一是发射RF脉冲激励，二是RF脉冲频率与H核的进动频率相同。此时H核能吸收能量，由低能态跃迁到高能态。 RF停止后，激励的H质子释放能量并回到其原先排列的方位，这个过程称为驰豫。所需要的时间称为驰豫时间(Relaxation time)。4）外加RF停止后，H核释放能量，即产生磁A.T1弛豫时间：也称纵向驰豫时间或T1值 是指纵向磁化矢量由零恢 复到原来数值的63%所需 的时间。B.T2弛豫时间：又称横向驰豫时间或

4、T2值 是指横向磁化矢 量由最大 减小到最大值的 37%所需 的时间。A.T1弛豫时间：也称纵向驰豫时间或T1值 带心脏起搏器及神经刺激器的病人2.Chiari Malformation危重病人并有生命支持器者4.能变化来形成图像,已达到早期诊断的目的.间质脑水肿 由于脑室内压力增高，脑脊液经室管膜迁移到脑室周围的白质中并与蛋白质结合成结合水，所以T1加权像略高于脑脊液，T2加权像略低于脑脊液，脑脊液压力恢复到正常时上述间质水肿又可消失。脂肪抑制:用以鉴别高信号区是否为脂肪组织 T1和T2值：是时间常数,是组织固有参数.生物组织T1为300-2000ms,T2为30-150ms. 水的T1和T

5、2值都长,脂肪T1和T2值短. 人体正常组织和病理组织T1值和T2值是相对恒定的,并且它们之间有一定差别,这种组织间驰豫时间上的差别,是MRI的成像基础. MRI成像有多个参数, T1、T2和质子密度(Proton density)，即给定的组织区域中发生共振的质子数目。带心脏起搏器及神经刺激器的病人2. T1和T2值 三、脉冲序列与加权像 连续施加射频脉冲的组合方式为脉冲序列。它决定着将从组织获得何种信号。MRI最常使用自旋回波(spin echo,SE)序列：采用90180脉冲组合形式构成。 T1加权像：主要反映组织间T1信号强度差别形成的图像。对解剖结构显示好。 T2加权像：主要反映组织

6、间T2信号强度差别形成的图像。它对病变显示敏感。 质子密度像：由质子密度差别形成的图像。 三、脉冲序列与加权像所谓的加权就是“突出”的意思T1加权成像（T1WI）-突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别T2加权成像（T2WI）-突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。在任何序列图像上，信号采集时横向的磁化矢量越大，MR信号越强。T1加权成像、T2加权成像所谓的加权就是“突出”的意思T1加权成像、T2加权成像短TR、短TET1加权像。T1像特点：组织的T1越短，恢复越快，信号就越强；组织的T1越长，恢复越慢，信号就越弱。T1加权像短TR、短TET1加权像。T1像特点：组织的T1越短，恢T2加权像 长TR、长

7、TET2加权像。 T2像特点：组织的T2越长，恢复越慢，信号就越强；组织的T2越短，恢复越快，信号就越弱。T2加权像 长TR、长TET2加权像。 T2像特点：脑肿瘤T1加权成像、T2加权成像二是RF脉冲频率与H核的进动频率相同。常导：通过电流大，耗电水太多伪影相对少（但由于成像时间长，病人易产生运动）。一、发展史 1946年 哈佛大学purcell 斯坦福大学Bloch (各自独立地发现核磁共振现象，并应用于生物化学、波谱学方面) 1952年二人因此同时获得了诺贝尔物理学奖 1973年Lauterbur开发了MRI技术一系列数据处理,重建出图像。Gd-DTPA特点：弛豫性强；二、基本原理(Ba

8、sic principles of MRI) 氢原子为人体内数量最多的物质，其原子核内只有一个质子，它不含中子，它最不稳定，最易受外来磁场的影响而发生核磁共振现象。自由水：它们处于平移，摆动和旋转运动之中，具有较高的自然运动频率，这部分水在MRI称为自由水。时间,可得到不同加权像.具有较高的软组织分辨率梯度系统gradient system：梯度放大器及三组梯度线圈组成 ，修改主磁场，产生梯度磁场。二是RF脉冲频率与H核的进动频率相同。弥散加权像(diffusion weighted image,DWI)T2像特点：组织的T2越长，恢复越慢，信号就越强；Chiari Malformation水

9、的T1和T2值都长,脂肪T1和T2值短.长TR、短TE质子密度加权像，图像特点： 组织的 d越大，信号就越强； d越小，信号就越弱。 脑白质：65 % 脑灰质：75 %质子密度加权像脑肿瘤长TR、短TE质子密度加权像，图像特点： 质核磁共振在临床诊断中的应用全面课件常规SE序列的特点最基本、最常用的脉冲序列。得到标准T1 WI 、 T2 WI图像。T1 WI观察解剖好。T2 WI有利于观察病变，对病变较敏感。伪影相对少（但由于成像时间长，病人易产生运动）。成像速度慢。常规SE序列的特点最基本、最常用的脉冲序列。流空效应：应用SE序列时，心脏血管内的血液由于迅速流动，使发射MR信号的氢原子核居于

10、接受范围之外，所以测不到MR信号，在T1加权像或T2加权像中均呈黑影，称之为流空效应。 流空效应：应用SE四、MRI设备构成1.磁体magnet：根据其结构分永磁型、常导型和超导型。超导（最好）：不受室温影响，使用液氦液氮使磁体降至-273此时电阻为0，但液氦氮较贵。永磁：安装维修简单，但受温变影响大，不易调正磁场。常导：通过电流大，耗电水太多四、MRI设备构成1.磁体magnet：根据其结构分永磁型2.梯度系统gradient system：梯度放大器及三组梯度线圈组成 ，修改主磁场，产生梯度磁场。用于层面选择和空间定位。3.射频系统 RF system:由发射与接受两部分组成。发射射频脉冲

11、使磁化的氢核吸收能量 产生共振和接收MR信号。4.计算机系统computer system5.辅助设备2.梯度系统gradient system：梯度放大器及三组五、MRI信号与临床1. T1短（高）脂肪流动慢的血液、血栓含蛋白高的液体亚急性出血五、MRI信号与临床1. T1短（高）脂肪流动慢的2. T1长（低）脑脊液不含蛋白液体含铁血黄素钙化及骨皮质空气血管流空2. T1长（低）3. T2短（低）DHB(去O2血红蛋白)急性脑出血顺磁物质含铁血黄素钙化空气血液流空3. T2短（低）4. T2长（高）水脑脊液囊肿亚急性血肿 Cell外MHB脂肪4. T2长（高）六、禁忌证及适应证(一)禁忌证1

12、.带心脏起搏器及神经刺激器的病人2.曾做过心脏手术并带有人工心脏瓣膜者3.眼球内金属异物或内耳植金属假体者4.曾做过A瘤手术或颅内有A瘤夹者六、禁忌证及适应证(一)禁忌证1.带心脏起搏器及神经刺激相对禁忌：1.体内有各种金属植入物者2.幽闭症者3.危重病人并有生命支持器者4.癫痫病人不能保证检查期间不发作者5.妊娠期妇女相对禁忌：1.体内有各种金属植入物者2.幽闭症者3.危七、MRI检查技术1、SE序列:即自旋回波脉冲序列,为MRI常规使用.两个参数:重复时间（repetition time,TR）和回波时间（echo time,TE）， 选用不同的TR 和TE时间,可得到不同加权像. T1W

13、I: TR500ms, TE30ms T2WI: TR2000ms,TE60ms PdWI: TR2000ms,TE30ms七、MRI检查技术T1WIT1WI核磁共振在临床诊断中的应用全面课件核磁共振在临床诊断中的应用全面课件水： 在正常人体组织中，MR信号的80%来自于细胞内，20%源于细胞外间隙，水在细胞内外分布很广，组织水对造成MR信号贡献最大。自由水：它们处于平移，摆动和旋转运动之中，具有较高的自然运动频率，这部分水在MRI称为自由水。水： 在正常人体组织中，MR信号的80%来自结合水：如果水分子依付在运动缓慢的较大分子如蛋白质周围而构成水化层，这些水分子运动频率就有较大幅度的减小，这

14、部分水称为结合水。结合水：如果水分子依付在运动缓慢的较大分子如蛋白质周围而构成2.FLAIR序列: 液体衰减翻转恢复序列,又称抑水序列.主要用于：脑梗死的诊断、分期 急性蛛网膜下腔出血 脑膜炎的诊断 多发性硬化 脑肿瘤2.FLAIR序列: 液体衰减翻转恢复序列,T1WIT2WIFLAIRT1WIT2WIFLAIR核磁共振在临床诊断中的应用全面课件3.脂肪抑制:用以鉴别高信号区是否为脂肪组织 SPIR(频谱特异式脂肪抑制) STIR(短翻转时间翻转恢复技术)3.脂肪抑制:用以鉴别高信号区是否为脂肪组织T1WIT2WIT2WI SPIRT1WIT2WIT2WI SPIRT1WIT2WIT1WI S

15、PIRT1WIT2WIT1WI SPIR4.MRI对比增强检查: 钆-二乙三胺五醋酸1.Gd-DTPA特点：弛豫性强；毒性小；安全系数大；细胞外分布；不通过正常血脑屏障；迅速由肾脏排出；在人体内结构稳定；具有高溶解度。2.剂量及注射速度：即有缩短T1又有缩短T2弛豫时间的双重作用用量:0.1mmol/kg 4.MRI对比增强检查: 钆-二乙三胺五醋酸1.Gd-DTP3.Gd-DTPA主要解决了以下问题：发现平扫未显示的病变，尤其是脑外脊髓外等信号的小病变；确定脑外肿瘤或是脑内肿瘤；进一步显示肿瘤内部情况，为治疗方案的拟定提供信息；鉴别水肿或病变组织；CT扫描异常但碘过敏不能进一步检查者；在某种

16、程度上区分肿瘤性病变与非肿瘤性病变。7 CE-MRA等3.Gd-DTPA主要解决了以下问题：发现平扫未显示的病T1WIT2WIMeningiomaT1WIT2WIMeningiomaMeningiomaGd-DTPAMeningiomaGd-DTPA核磁共振在临床诊断中的应用全面课件 T1WIT2WIPost Gd-DTPA T1WIT2WIPost Gd-DTPA5.MR血管造影(MR angiography,MRA)是使血管成像的MRI技术.它简单,安全,无创.可不使用对比剂或使用对比剂.常用技术: (1).时间飞跃法:Time of flight,TOF (2).相位对比法:phase

17、contrast,PCCEMRA: Bolus Trak法 Mobi Trak法5.MR血管造影(MR angiography,MRA)核磁共振在临床诊断中的应用全面课件MRADSAMRADSA核磁共振在临床诊断中的应用全面课件CE_MRACE_MRACE-MRACE-MRABolus TrakBolus TrakCE-MRACE-MRA6.MR 水成像(MR hydrography)又称液体成像,是采用长TE技术,得到重度T2WI突出水的信号,合用脂肪抑制技术,使含水器官显像. MR胆胰管造影(MRCP) MR尿路造影(MR urography,MRU) MR脊髓造影(MR myelogra

18、phy,MRM)6.MR 水成像(MR hydrography)MRCPMRCPMRCPMRCPB-FFE MRUB-FFE MRUMRUMRU 7.功能性MRI成像(functional MRI,fMRI) 是在病变未出现形态变化之前,利用功能变化来形成图像,已达到早期诊断的目的. 弥散加权像(diffusion weighted image,DWI) 灌注加权像(perfusion weighted image.PWI) 皮层激发功能定位成像:应用blood oxygenation level dependent, BOLD（血氧水平依赖），研究大脑皮层活动。 7.功能性MRI成像(fun

19、ctional MRI,fM水肿： 脑水肿分为三种类型，即血管源性水肿，细胞毒素水肿和间质性脑水肿。1.血管源性水肿，由于血脑屏障破坏，血浆由血管内漏出到细胞外间隙，它主要发生于脑白质中，在肿瘤、出血、梗塞、炎症及脑外伤等疾患中常见，血管源性水肿呈手指状分布于脑白质之中。水肿： 脑水肿分为三种类型，即血管源性水肿2.细胞毒素水肿 由于缺氧使ATP减少，钠一钾泵功能失常，Na与水进入细胞内，造成细胞肿胀，细胞外间隙减少，细胞毒素水肿常见于急性脑梗塞，使脑白质与灰质同时受累。2.细胞毒素水肿 由于缺氧使ATP减少，钠一3.间质脑水肿 由于脑室内压力增高，脑脊液经室管膜迁移到脑室周围的白质中并与蛋白

20、质结合成结合水，所以T1加权像略高于脑脊液，T2加权像略低于脑脊液，脑脊液压力恢复到正常时上述间质水肿又可消失。3.间质脑水肿 由于脑室内压力增高，脑脊液经T1WIT2WIFLAIRDWIADC-mapInfarctT1WIT2WIFLAIRDWIADC-mapInfarctBrain perfusionBrain perfusionBOLDBOLD8.磁共振波谱 MR spectrum,MRS: 是无创性研究活体器官组织代谢、生物变化及化合物定量分析的新技术。临床应用有氢谱和磷谱。近几年又开发波谱成像spectroscopy imaging,SI。能够对疾病提供早期诊断信息。8.磁共振波谱

21、MR spectrum,MRS:核磁共振在临床诊断中的应用全面课件磁共振成像特点：多参数成像多方位成像具有较高的软组织分辨率功能成像分子成像磁共振成像特点：T1WIT1WIT1WIT1WIT2WIT2WI(一)适应证1.中枢神经系统除急性脑出血脑外伤及蛛网膜下腔出血外基 本可取代CT多发硬化及脱髓鞘病变CT不如MRI显示敏感脑梗死CT一般需24小时显示异常,而MR显 示较早脑垂体及鞍上区病变通过三维成像,定位准确肿瘤MRI定位诊断准确，对定性诊断意义较大对脊髓分辩率高，可看到病变全部及邻近关 系，有无空洞及先天畸形脑功能成像(一)适应证1.中枢神经系统除急性脑出血脑外伤及蛛网膜核磁共振在临床诊

22、断中的应用全面课件核磁共振在临床诊断中的应用全面课件核磁共振在临床诊断中的应用全面课件核磁共振在临床诊断中的应用全面课件 T1WIChiari Malformation T1WIChiari Malfor T2WIT1WI T2WIT1WI核磁共振在临床诊断中的应用全面课件核磁共振在临床诊断中的应用全面课件 TuberculosisT1WIT2WI TuberculosisT1WIT2WI2.心血管：因为有血液流空现象所以对：心腔内肿瘤、心肌梗塞、心包积液、心肌病、先心病如房室间隔缺损，室壁瘤、abstain畸形，大血管转位及升隆及腹主A瘤及其内膜破裂等都有诊断意义。3.肺癌术前检查，可看有无转移及和大血管关系纵隔肿瘤。2.心血管：因为有血液流空现象所以对：心腔内肿瘤、心肌梗塞4.肝脏MR检查可有三维成像对有无静脉血栓、瘤栓显影好，尤对有碘过敏者有帮助5.胰胆管造影亦即MR-CP6.肾盂排泄造影，对肾移植