磁共振基础及应用-课件

磁共振基础及应用

1ppt课件MRI历史1946-51发现NMR现象，奠定理论和实验基础1951-60连续波谱仪，测定化学物质波谱1960-73FT-NMR脉冲波谱仪，可测量13C谱1971年Damadian(纽约卅立大学)发现恶性组织的T1延长

1973年Lauterbur(纽约卅立大学)提出梯度场理论并获得第一幅水管MR像2ppt课件MRI历史1974-78年英国诺丁汉Nottingham与阿伯丁大学Aberdeen研制MRI，78年5月获人颅脑像和获腹部像1981-82临床应用1982年MRI商品化GE、Piker、Siemens、Philips1983-84美国FDA获准进入市场3ppt课件磁共振成像(MagneticResonanceImaging简称MRI)是利用原子核在磁场内共振而产生影像的一种新的诊断方法任何物质由分子构成，分子由原子组成，原子是由原子核和围绕着原子核的电子所组成的，原子核又由质子和中子组成，最简单的H核就是质子4ppt课件5ppt课件6ppt课件MRI试验机7ppt课件8ppt课件MRI结构图9ppt课件MRI组成10ppt课件MRI特点MRI无损伤性

MRI能提供组织化学信息、生理环境参数

MRI有鲜明的软组织对比、多参数成像无骨骼伪影干扰，在脑、骨骼系统成像优于CT

常规扫描以轴位为主，可选用矢状和冠状位11ppt课件MRI特点

空间分辨率较CT差，成像速度慢、运动性器官成像质量不如CT体内有金属异物，早期孕妇(任娠前三个月之内)不能进行MR成像；定量诊断困难(多参数)12ppt课件

可进行扩散与灌注成像

T1像对不同软组织结构有良好的对比度

T2像用于显示病变组织无需用造影剂就可以显示血管、心腔MRI特点13ppt课件MRI禁忌症下列情况应视为禁忌

1、带有心脏起搏器及神经刺激器者；

2、带有动脉瘤夹者；

3、带有人工心脏瓣膜者；

4、有眼球内金属异物或内耳植入金属假体者。下列情况应慎重对待

1、内有各种金属植入物的患者；

2、娠期妇女；

3、危重病人需要使用生命支持系统者；

4、癫痫患者；

5、幽闭恐怖症患者。14ppt课件物质组成：分子－原子－原子核、电子原子核－质子、中子质子数为奇数的－原子核带电，可用于成像体内氢质子最适合用于成像，原因：体内2/3由水组成；氢核只有1个质子，无中子，有很强的磁共振检测的敏感性

MRI原理15ppt课件施加射频脉冲（RF），RF频率必须与MR频率一致，氢质子才能吸收能量而共振，即发生了磁共振现象弛豫过程：停止发射RF，被激发的氢原子核把所吸收的能，逐步释放出来，并恢复到原来按磁力线的方向重新排列弛豫时间：恢复到原来平衡状态所需时间释放的电磁能转化为MR信号16ppt课件

人体进入强大的磁体中，体内的氢质子经历一系列变：排列改变：氢质子由原来的无序排列改为有序排列。排列有2种状态，顺磁场排列的与外加磁场方向一致，反之为逆磁场排列。顺磁场排列处于低能级状态，逆磁场排列处于高能级状态

17ppt课件NorthSouthtransmitreceive18ppt课件氢原子+-原子核电子质子氢原子在人体内的含量最丰富有很强的磁共振检测敏感性19ppt课件人体中的氢原子核每个原子核（质子）都像个陀螺，有自旋自旋有个取向，而且能产生磁场。可把原子核看成一个微型磁棒，如极微小的指南针。自旋的磁性用自旋磁矩来表示，是矢量，有大小和方向。+在弱磁场环境中，自旋磁矩是杂乱无章地排列的。整体不显磁性。20ppt课件B0:

静磁场---强度不随时间发生变化，其作用：1.磁化---产生净磁化矢量（使组成体素的众多氢原子核整体上变成一个小磁棒，其磁矩的大小与B0

成正比）。

磁场MagneticField---静磁场B0

2.进动---小磁棒绕主磁场旋转运动；“拉莫频率”21ppt课件Larmor公式w=2pf

=

gB0进动频率旋磁比，氢质为42.6mHz静磁场强度Larmor公式是磁共振成像基础22ppt课件特定的射频脉冲B1的作用

B1:加在垂直于静磁场(B0)方向上的旋转磁场.特征：射频脉冲的频率必须与氢原子核拉莫频率一致。持续一定时间。结果：组成体素的所有质子的进动相位有一定程度的一致（同相位），在垂直于静磁场方向的XY平面内形成宏观磁化矢量23ppt课件XY平面主磁场方向24ppt课件磁共振信号的产生射频结束时的三个现象：1.体素发射信号（进动没有消失）。2.横向磁化矢量开始衰减－－－横向驰豫（T2驰豫）。3.纵向磁化矢量逐渐恢复－－－纵向驰豫（T1驰豫）。施加RF后RF结束一段时间之后B0纵向驰豫横向驰豫XY平面25ppt课件磁共振信号进动横向磁化矢量垂直于主磁场，进动过程发射信号，信号产生感应电流，这个可被放大的感生电流即为MR信号。XY平面内磁化矢量，是MR信号产生的必要条件26ppt课件原始数据的采集27ppt课件梯度磁场的概念

梯度线圈是一组带电线圈，用来产生在某个方向上变化的磁场。线性梯度磁场---在一定方向上场强与位置呈比例梯度B0磁场强度的改变导致进动频率的改变0-11234-228ppt课件Larmor公式是基础！通过轻微改变磁场强度来加快或减慢质子的进动频率。用来选择扫描范围和对接收到的信号进行空间编码定位。梯度磁场的作用

高频w03-3012-1-2低频29ppt课件图像的重建30ppt课件傅立叶变换傅立叶变换是将信号的强度-时间（位置）的对应关系，转变为强度-频率（空间频率）的对应关系变换前横坐标代表时间或位置，变换后的横坐标对应于其频率，高度对应相应频率信号的幅度（即含量）。31ppt课件人体不同器官的正常组织与病理组织的T1是相对固定的，而且它们之间有一定差别，T2也是如此。MRI的成像基础：组织间弛豫时间上的差别。32ppt课件MRI图象特点灰阶成像：

具有一定T1差别的各种组织，包括正常与病变组织，转为模拟灰度的黑白影，即可使器官及其病变成像T1W：反映组织间T1的差别，有利于观察解剖结构T2W：反映组织间T2的差别，对显示病变组织较好三维图象：横断位、冠状面、矢状面33ppt课件正常MR人体组织信号特征组织T1PdT2脂肪、骨髓白白灰白肌肉黑灰黑灰灰肌腱黑黑黑灰骨骼、钙化黑黑黑纤维软骨黑黑黑灰透明软骨黑灰灰灰气体黑黑黑水黑黑白血流黑黑灰黑34ppt课件异常MR人体组织信号特征水肿：T1W低、T2W高信号变性：含水量增加,情况同水.若变性组织内脱水

(椎间盘变性),T2W信号下降坏死：早期含水量增加,情况同水,晚期纤维化治愈,T1W、T2W为低信号肿瘤：一般肿瘤T1W低、T2W高信号；含脂类肿瘤T1W

高信号；钙化和骨化肿瘤T1W、T2W为低信号35ppt课件常用脉冲序列自旋回波序列：最常用

T1加权像：短TR、短TE

质子像：长TR、短TET2加权像：长TR、长TE反转恢复序列：STIR、FLAIR梯度回波法：GRE、SPGR36ppt课件快速脉冲序列平面回波技术（EPI）

特点：瞬时成像，减少运动伪影；分辨率达毫秒级；可同时进行功能和形态学检查

临床应用：人体组织功能性研究，如颅脑、心脏和腹部脏器的DWI、PWI、BOLD和流动成像等37ppt课件快速脉冲序列

快速自旋回波序列（FSE）快速梯度回波序列（FSPGR）38ppt课件MR在骨关节系统疾病的应用MRI对肌骨疾病的敏感性和组织对比度明显较平片和CT高，多轴向、多方位扫描清晰显示髓腔内肿瘤浸润范围和关节内结构显示骨质和钙化能力逊于CT和平片39ppt课件四肢关节的正常影像学表现

（+

可见-

不可见）

X-RAYCTMRI骨端+++关节面+++关节软骨-+/-+关节囊--+半月板-+/-+韧带-+/-+滑液--+40ppt课件影像学评估目的确定有无病变、病变范围确定鉴别诊断范围，结合临床、实验室资料，明确定性病变影像分期及疗效随访的影像评估41ppt课件强直性脊柱炎（AS）42ppt课件强直性脊柱炎——病因及发病机制与环境有关----细菌或微生物感染克勒伯杆菌、TB、肠道G阴性杆菌等分子模拟学说-----细胞壁表面有与人体结构类似的氨基酸序列与遗传有关----HLA-B27免疫学说三基因学说

43ppt课件以累及中轴关节（骶髂关节及脊柱）为主，自下而上强直可影响外周关节及多个器官（约40%），女>男，下肢>上肢，大关节>小关节血清阴性脊柱关节病的原型，也有文献认为是其他脊柱关节病的发展的最后阶段临床症状：腰背痛、晨僵、活动受限；后期可伴有葡萄膜炎、主动脉扩张、肺纤维化、马尾神经综合症和淀粉样变。强直性脊柱炎——临床44ppt课件临床标准1、腰椎前屈、后伸和侧弯三个方向活动受限2、腰椎或胸腰段痛或疼痛史3、第四肋间隙测量胸廓活动度<2.5cm诊断肯定的AS：1、双侧3-4级骶髂关节炎加1项以上临床标准2、单侧3-4级或双侧2级骶髂关节炎加第1项或第2、3项临床标准可能的AS：双侧骶髂关节炎不伴有临床标准者1966年AS的纽约标准强直性脊柱炎——诊断标准45ppt课件强直性脊柱炎——诊断标准（一）诊断1、临床标准1）下腰背痛和僵>3个月，活动改善，休息不能缓解2）腰椎在矢状面和额状面活动受限3）胸廓活动度低于相应年龄和性别的正常人2、放射学标准双侧≥2级或单侧3-4级（二）分级1、肯定的AS：符合放射学标准和1项以上临床标准2、可能的AS：1）符合3项临床标准2）符合放射学标准而不具备任何临床标准1984年纽约修订的AS诊断标准46ppt课件AS的罗马诊断标准（一）临床标准1、下腰背痛、僵3个月以上，休息不缓解2、胸部痛和僵3、腰椎活动受限4、胸廓扩张受限5、虹膜炎、虹膜炎史或后遗症（二）放射学标准6、X线双侧AS的特征性骶髂关节表现符合放射学标准和5项临床标准之一，或具备4项临床标准者，可诊断AS。强直性脊柱炎——诊断标准47ppt课件

2009年脊柱关节炎国际评价协会（ASAS）诊断标准脊柱关节炎的特点：炎性腰背痛；关节炎；跟腱炎；色素膜炎；趾炎；银屑病；克罗恩病/结肠炎；NSAIDS治疗有效；脊柱关节炎家族史；HLA-B27阳性；CRP升高；影像学骶髂关节炎：MRI显示的活动性（急性）炎症，高度提示与脊柱关节炎相关的骶髂关节炎；X线显示符合修订的纽约标准的明确的骶髂关节炎影像学骶髂关节炎加上至少1条脊柱关节炎的特点或HLA-B27阳性加上至少2条其他的脊柱关节炎的特点48ppt课件强直性脊柱炎——MR检查平扫多选横断面及斜冠状面扫描，层厚4～5mm，采用序列：自旋回波（SE）T1WI、快速自旋回波（TSE）T2WI、快速场回波（FFE）准T2WI（T2*WI）、压脂T2WI（SPIR或STIR）。T1W增强：静脉注射钆喷酸葡胺造影剂，剂量（0.1mmol/kg体重），进行T1WI脂肪抑制扫描。检查方法49ppt课件强直性脊柱炎——MR影像学表现软骨破坏、骨髓水肿/骨炎1.正常关节软骨的结构破坏，可作为判断关节软骨破坏的可靠征象

2.关节周围骨髓内水肿，增强扫描有强化。单纯性骶髂关节周围骨髓水肿，可作为骶髂关节炎的最早期改变

3.骶髂关节旁骨髓内脂肪沉积、骨质硬化

4.病变中后期，骶髂关节骨性强直，关节间隙变窄甚至消失50ppt课件强直性脊柱炎——MR影像学表现男性，18岁，早期AS骨髓水肿，T1W低，STIR高信号，CT未见明显异常51ppt课件强直性脊柱炎——MR影像学表现滑膜炎1、

STIR序列不能区分滑膜炎和生理性关节液。所以,

可以最佳反映滑膜炎的是增强T1加权抑脂像中的高强度信号(强度与血管相似)。2、

MRI滑膜炎极少单独存在，

单凭该征像不足以诊断骶髂关节炎。52ppt课件强直性脊柱炎——MR影像学表现T1W脂肪抑制增强显示：滑膜炎53ppt课件附着点炎

韧带、肌腱在骨骼上的附着处以及关节后区域(骨间韧带)的炎症,

即附着点炎,

在STIR像和/或增强T1增强抑脂像中表现为高强度信号，信号可以延伸至骨髓以及软组织。骶髂关节韧带附着图强直性脊柱炎——MR影像学表现54ppt课件强直性脊柱炎——MR影像学表现白箭头显示韧带附着处炎症（T1W增强脂肪抑制）55ppt课件强直性脊柱炎——脊柱强直性脊柱炎脊柱的改变脊柱的改变呈自下而上的特点脊柱小关节炎椎体骨炎(方形椎)、椎骨侵蚀周围韧带钙化、椎间盘退行性变、钙化脊柱骨性强直“竹节椎”、普遍性骨质疏松56ppt课件强直性脊柱炎——髋关节强直性脊柱炎约50%累及髋关节，多发生于女性骨赘形成：双侧股骨头外侧方和股骨颈周围形成领带样骨赘形成。关节间隙狭窄：呈中心性弥漫型性狭窄骨性强直：ＡＳ晚期髋关节可骨性强直，女性更为明显。囊性改变：关节下软骨囊性变主要见于髋臼缘。57ppt课件强直性脊柱炎——耻骨联合

发病率：16～23%性别：女性多见

X线表现：双侧软骨下骨质吸收和周围骨质硬化致密，关节狭窄和骨性强直。58ppt课件强直性脊柱炎——肺男性，58岁，强直性脊柱炎30余年，两肺间质纤维化59ppt课件强直性脊柱炎——MR评估标准SPARCC评分方法1.采用T2或STIR斜冠状位标准扫描2.取中间6个层面进行评分:每个层面的每一侧骶髂关节划分为4个象限,每一区域内出现高信号骨髓水肿计1分,6个层面双侧骶髂关节总分48分;3.水肿深度记分(共12分):每个层面每一侧骶髂关节水肿病灶深度超过1cm加1分；有成片明显高信号者加1分。4.最高分为12×6=72分SPARCC评分系统得到大多数学者的认同，但是对AS中晚期评估(如骨质侵蚀、硬化、骨赘)的评分缺乏定义，仅能用于早期AS疗效评估。60ppt课件强直性脊柱炎——其他评估标准Bath强直性脊柱炎疾病活动指数（BASDAI）：由风湿科医师以ＢＡＳＤＡＩ评分为主来区分病情活动或稳定，对过去１周患者的疲劳、脊柱痛、外周关节痛、局限性压痛、晨僵时间和程度６个项目进行评分（无为０分，严重为１０分），共６０分，除以６换算成０～１０分。平均分≤４．０为稳定；≥６．０为活动；４．０～６．０分参考实验室检查确定为活动或是稳定。（目前临床最常用的标准）血清阴性脊柱关节病MRI评分系统活动性损伤：采用Tl加权像(Tlweightimage，TlWI)和T2加权像抑脂(T2weightedimagefatsuppression，T2WIFS)斜冠状序列。每个关节分2个象限，每象限病灶范围评0—3分、强度0—2分及整体活动0—2分，总分值范围0～28分。结构性病变：采用上述序列，与纽约标准类似，分别评估双侧骶髂关节，分值范围0—8分。Sieper／Rudwaleit评分系统：用STIR／增强斜冠状序列对骶髂关节活动性炎性损伤进行评分，对每侧骶髂关节的骶、髂侧部单独评分，按骨髓水肿范围评0—3分，0分：无水肿；1分：水肿范围<25％；2分：水肿范围25～50％，3分：水肿范围>50％，最高分值12分。柏林Hermann／Bollow评分系统：活动性损伤：TWI、STIR、增强、TWI斜冠状序列，层厚4mm。每侧关节分4个象限；关节间隙和骨髓水肿信号增高评0—4分，0分：无高信号灶；1分：关节腔或侵蚀灶内局部信号增高；2分：关节旁小范围高信号区；3分：关节旁中等大小高信号区；4分：关节旁大面积高信号区；双侧关节各象限得分合计为总活动性评分(0～32分)。结构性病变：扫描序列及层厚同上。每侧骶髂关节按总体慢性病变评估，与纽约标准相似，评0～4分，总分范围0～8分。61ppt课件未分化脊柱关节病——定义定义：未分化脊柱关节病（uSpA）是具有血清阴性脊柱关节病（SpA）的临床、实验室甚至放射学特点，而又不符合目前任何一种肯定SpA诊断标准的一组症状谱，临床表现多样。部分uSpA可演变为任何一种典型的SpA，部分为SpA的流产型。

SAPHO综合征患者类风湿因子阴性,骶髂关节炎和韧带附着点炎症的发生率较高,HLA-B27的阳性率也较高，现被分为该类；有学者也把白塞病归入此类，但缺乏HLA-B27相关性，目前有很大争议。62ppt课件SAPHO综合征——定义