医学影像学 第三章 磁共振成像(MRI)

1、第三章 磁共振成像(MRI)12第一节 磁共振成像（MRI）的基本原理The basic principle of MRI 34567磁共振成像显示的是物质的化学成分和分子的结构及状态，而不是显示物质的密度磁共振是利用电磁波成像，而不是利用电离辐射（如X线、射线）或机械波（超声波）8NMR：Nuclear Magnetic Resonance（核磁共振）NMRI：Nuclear Magnetic Resonance Imaging （核磁共振成像） NMRI=MRI9MRI：利用原子核在磁场内发生NMR所产生的MR信号经图像重建获得图像的一种成像技术，物理学基础是NMR现象 10NMR现象：

2、1946年 Bloch（斯坦福大学） Purcell（哈佛大学） 1952年：诺贝尔物理学奖Bloch（19051983）Purcell（1912）111950s NMR已成为研究物质分子结构的一项重要的化学分析技术1960s 用于生物组织化学分析，检测生物体内H、P、N的NMR信号1970s NMR + medical diagnosis1976 Hinshaw got the first NMR image of human hand1980s first commercial NMR equipment NMR MRI1990s used extensively12NS质子进入外磁场后的

3、排列状态图1图2进入外磁场前（图1）质子排列杂乱无章，外加外磁场后质子呈有序排列（图2），低能态的质子比高能态的略多原理1314第二节 MRI的基本设备The basic equipment of MRI15第二节 MRI的基本设备主磁体据磁场产生的方式分为永久磁体、阻抗磁体和超导磁体三种MR信号产生、探测与编码梯度线圈、射频发射器及MR信号接收器数据处理、图像重建、显示与存储模拟转换器、计算机、磁盘、存储设备16数据处理电源操作与显示扫描孔主线圈射频线圈梯度线圈MRI设备示意图171、主磁体（main magnet)作用：产生高、稳定、均匀的磁场1819按磁场产生的方式可分为：A. 永磁体(

4、permanent magnet)0.5T, 磁场均匀度不够好, 制造、运行成本较低B. 常导电磁体(resistive magnet) 0.5T, 磁场均匀度也不够好, 运行中耗电并须冷却C.超导电磁体(superconductive magnet)0.35-7.0T, 磁场均匀度好, 制造成本高, 运行中消耗液氦20线圈(coil)作用: 发送射频无线电波和接收磁共振信号212223附属设备(affiliated equipment)电磁波屏蔽和磁屏蔽Shield off RF and magnetic field24第三节 影响信号强度的因素The factors effecting s

5、ignal intensity25X线、CT图像的黑白、明暗的对比取决于不同组织的密度；而MR图像的黑白、明暗的差别取决于不同组织的信号强度26影响磁共振图像信号强度的因素有：1. 质子密度(proton density)pWIProton density weighted imaging27流动效应(flow avoid effect)2829血流900脉冲激励层面（900）垂直于激励层面的快速流动的血液团不能在SE序列时接受900、1800两个脉冲激励产生回波，因此，流动的血液无信号（流空效应）血流1800脉冲激励层面（1800）303. 纵向驰豫时间(longitudinal relax

6、ation time, T1 )T1WI314. 横向驰豫时间(transverse relaxation time, T2)T2WI32脉冲序列(pulse sequence) (获取MRI图像的程序, procedure to obtain MRI)SE T1WISE T2WIIR stir33TRTE2TE2TEMR图像自旋回波脉冲序列（spin echo sequence )90090018001800900脉冲等待TE/21800脉冲等待TE/2记录信号，称为自旋回波序列spin echo (SE) pulse sequenceSE3435梯度回波序列（gradient echo s

7、equence, GRE）是常用的快速成像序列。空间分辨力和信噪比均较高，可获得准T1WI、准T2WI及准PdWI，主要用于腹部、心血管、与流动液体相关成像及骨关节成像36脂肪抑制(Fat suppression) 抑制由脂肪引起的高信号，以区别其它原因如水肿、肿瘤、出血、黑色素颗粒及对比增强所致的高信号37反转恢复脉冲序列反转恢复脉冲序列(inversion recovery, IR）是一种特殊的成像序列，其有一个重要的成像参数称反转时间（time inversion, TI), 主要用于脂肪抑制(如STIR序列）和水抑制（如FLAIR序列）38头部不同TI的STIR序列图像39回波平面成像

8、 回波平面成像（echo planar imaging, EPI）是新开发的快速成像技术，获得一个层面可短至20ms，主要用于功能成像40脑部EPI序列弥散加权成像序列图像，图示为新鲜脑梗塞b=50b=500b=100041 水成像 水成像（hydrography）又称液体成像（liquid imaging） 是采用长TE技术，获得重T2WI，突出水的信号，并用脂肪抑制技术，使含水器官清晰显影。具体有： MR胰胆管造影（MR cholangiopancreatography, MRCP） MR尿路造影（MR urography, MRU） MR脊髓造影（MR myelography, MRM）

9、42胆总管远端癌MRCP MRU 436. 磁共振成像的强化(enhancement of MRI)非特异性细胞外液间隙对比剂 (no-specific extracellurlar space contrast agent) 目前常用的都是钆螯合物(chelate) Gd-DTPA（维影钆胺）447.磁共振血管成像（MRA）平扫:时间飞跃（time of flight, TOF）法和相位对比（phase contrast, PC）法增强MRA45TOF-MRA46CEMRA47第四节 某些正常和病理组织的MR信号MR signals of some normal and pathologic

10、al tissues481、体液（body fluit) 包括脑脊液、尿液、水肿液和体腔和囊肿内的蛋白质含量低的液体T1WI低信号T2WI高信号495051522、脂肪（fat)包括含甘油三脂（triglyceride)的脂肪组织、分化好的脂肪组织来源的肿瘤和含脂肪的黄骨髓T1WI高信号T2WI高信号53543、出血（bleeding, hematoma)血管破裂血流出形成血肿出血后血肿内的变化：1，铁离子 Hb+Hb+Hemosiderin2，铁的分布 在完整的红细胞内红细胞破裂铁流出，分布不均匀 均匀3，血肿内的水 由于红细胞破裂、血红蛋白流出血肿内渗压增高，水分增加55急性血肿（3d）T

11、1WI 等信号T2WI 低信号亚急性（315d）慢性（15d）T1WI 高信号T2WI 高信号5657亚急性出血, RBC未破裂58亚急性出血, RBC基本上已完全破裂59脑出血的结局：脑软化灶+亚铁血黄素沉着604、肿瘤（tumor)大多数肿瘤 T1WI 低信号T2WI 高信号原因：肿瘤的含水量高于其起源组织少数肿瘤T1WI 高信号T2WI 低信号原因：肿瘤内含特殊物质，如黑色素瘤 中的黑色素616263645、心腔、血管腔、动脉瘤腔等(The lumen of heart, vessels and aneuirysm) 由于血流的流空效应，一般表现为无信号或极低信号，但应用顺磁性对比剂或用

12、 特殊序列也可使流动的血液表现为高信号6566+C67 Black blood686、骨、韧带、钙化（osseous tissue, ligament and calcification)骨皮质、骨小梁和韧带、肌腱在各序列的图像上均为低信号，但小梁常因部分容积效应而不能很好显示钙化在多数情况下为低信号，有时可表现为高信号697071Discussion 72MRI的优越性(The advantages of MRI)不具已知的生物学危害多种参数成像，软组织分辨率高可作任意方向的切面检查不用含碘的对比剂，无碘过敏反应之虑不用对比剂能直接显示心腔和血管腔可进行功能成像（灌注、弥散、脑功能定位）可作

13、无创性的活体化学分析频谱分析73MRI的不足之处 (disadvantages of MRI)虽然先进的MR设备扫描速度可以很快，但因对一个病人要做多个序列的扫描，所以总检查时间仍较长，日处理病人量不如CT组织内的钙化不易显示有金属物体的部位一般不能检查下列人员不能进入扫描室：体内外有铁磁性异物者带有心脏起博器等由微电脑控制的维持生命的器具者下列人员不宜接受MR检查：重危病人、精神病患者、有幽闭恐怖症者妊娠早期(3月)74MRI不全是病人躺着检查，也有病人站着做检查的。什么病要站着作检查？为什么？75第四章 影像学诊断的基本思维方法 明辨正常，发现异常分析异常 结合临床 综合诊断 76明辨正常：1，核对病人信息、评价投照技术 投照位置、层面方向图像质量 ：投照条件、序列和参数、对比度、分辨率、窗宽和窗位有无异物 、伪影核对病人的姓名、年龄、号码、日期772，认识正常及变异胸腺肥大骨岛78发现异常这是第几肋？这是什么影？右第一肋哪去了？怎么还有软组织影？MRI？肺上沟瘤79分析病变 病变部位分布 大小、数目形态 边缘 密度、信号 邻近器官、组织变化器官功能改变 动态变化 80结合临床骨折还有骨破坏病理骨折？原因？问病史：鼻塞鼻血