头颅MRI基础知识1硬件结构.ppt

1、颅骨磁共振成像阅读的基本知识、内容、磁共振成像机理的相关概念、正常磁共振图像的特征、磁共振成像的特征、脑磁共振成像检查1。磁共振成像机制，1。磁共振成像设备硬件基础知识。磁共振成像物理原理3。磁共振现象4。磁共振信号产生5。磁共振加权成像，磁共振成像机的基本结构，一个稳定的静态磁场磁铁随着磁场的变化产生梯度磁场梯度系统。有一个流动的氢质子成像基础。发射射频脉冲激发能量的装置。射频系统接收物体发射的能量。表面线圈检测能量并将其转换成图像计算机系统。1.主磁体是磁共振成像仪器的基本部件，磁共振成像仪器是一种产生磁场的装置。它的性能直接影响磁共振图像的质量。(2)主磁体的两个重要特征：1)磁场强度B

2、；2)B对时间和位置的不变性，即稳定性和均匀性。(3)性能指标1)磁场强度2)磁场均匀性3)磁场稳定性4)满足需要的有效孔径1)磁场强度，定义为主磁场B0的强度。强度越高，图像的信噪比越高，但B0太大也会产生不利影响。场强分类：一般诊断设备的B0通常在0.023.0T之间.据说低场机小于0.5T，中场机为0.51.0T，高场机为1.02.0T(以1.5T表示)，超高场机大于2.0T(以3.0T表示)。磁场均匀性：定义：指主磁场有效体积(即直径为50厘米的球形空间)中磁场强度的同一性。也就是说，跨越单位面积的磁力线是否相同。尺寸：通常用于测量均匀度的偏差单位是B0强度的10-6，以ppm表示。标

3、准：对于直径为50厘米的有效体积，偏差值为10ppm。另一个是给定的偏差范围，即5 ppm的偏差范围。2)磁场均匀性：测量方法：测量前应准确确定磁体中心，场强测量仪探头应放置在一定半径的空间球体上，逐点测量其场强并记录数据。图像因素：磁屏蔽、房间大小和位置、钢架结构、楼上楼下移动设备等。3)磁场稳定性，定义：指主磁场强度B0及其均匀性随时间的变化程度，通常称为磁场漂移。尺寸：每小时磁场的变化，单位为ppm/h。一般来说，短时间(1-2小时)的漂移不能大于5 ppm，长时间(8小时)的漂移不能大于10 ppm。热稳定性：B0及其均匀性也随着工作温度的变化而漂移。差的热稳定性也会降低图像质量。4)

4、所需的有效孔径，用于检测不同物体或人体不同部位的磁共振成像设备，以及主磁体的孔径也不同。全身成像的主磁体需要相当大的空间，直径约为11.2米；对于成像动物或人类肢体的主磁体，可以使用较小的孔径，通常直径为0.3米。(2)人体内的氢原子核在这个磁场中被磁化，形成磁化矢量。(3)分类，(1)根据磁场产生的方式，分为永磁型(由永磁瓦制成，由封闭型和开放型两种结构组成。其中，封闭式分为环式和轭式。)和电磁型(由绕组线圈制成，根据不同的绕组材料可分为正常导电磁体和超导磁体。永磁b型常导c型超导d型混合式、永磁型、常导型、常导型：它是由高导电率的金属丝或金属片缠绕而成。基本结构：四个或六个相互平行的线圈。

5、缺点：高功耗：通常，这种四线圈磁铁只产生大约0.2T的横向磁场，并消耗高达80kW的功率。线圈产生的热量必须被寒冷带离磁体受环境因素的影响：室温的变化或线圈间的力引起的绕组尺寸或位置的变化会影响磁场的稳定性。超导磁体，电磁介质恒导磁体的线圈通常是铜线，由于其高能耗和对电源稳定性的高要求，几乎被永磁体和超导磁体所取代。超导磁体的线圈导线由超导材料制成，置于接近绝对零度的超低温环境中，导线中的电阻抗几乎消失。一旦通电，导线中的电流就一直存在，并在不继续供电的情况下产生稳定的磁场。目前，中高场的强度降低。最常用的圆柱形磁体的超导磁体产生的磁场通常是水平磁场，磁力线平行于横卧人体的长轴。超导磁体临界温

6、度，也称为转变温度，是指超导材料的突然变化。常用的超导材料是汞和铌。临界磁场：当家用磁场达到一定值时，超导体的超导性被破坏，物质从超导状态变为正常状态。临界电流：在一定的温度和磁场下，当超导体的电流达到一定值时，超导性将被破坏，这种电流称为临界电流。基本结构：超导线圈由铌钛合金超导材料制成。该结构包括四个线圈、六个线圈和螺线管型。工作特性：铌钛合金在20K时成为超导体，可负载7000安电流。由于线圈的工作电流很大，所以需要有安装和固定的强度。同时，保持低温的成本很高。场强高，均匀性好，稳定性好。其磁体的屏蔽要求高于其他设备。如何保证低温环境：将磁线圈浸泡在液氦中，液氦在标准大气压下的沸点为4.

7、3K。线圈的安装过程：超导线圈被液氦冷却后，通入励磁电流，当达到预期磁场时，切断电源。超导体的屏蔽方法被动屏蔽：使用铁磁屏蔽，但它会反映磁场的均匀性。其他包括房屋屏蔽，方向屏蔽和轭屏蔽，这将使用被动屏蔽。主动屏蔽：它是由线圈或线圈系统组成的磁屏蔽。为了减小杂散磁场，在磁体外部使用具有反向电流的线圈，但是需要合理的线圈布置和精确的电流控制。场强选择1。原理：应用磁共振设备一般选用低场，应用研究磁共振设备一般采用高场；超高场被选为磁共振成像研究设备。2.高场磁共振成像设备的优缺点：一般来说，随着场强的增加，图像清晰度也会提高。缺点：当场强增加时，化学位移将导致严重的伪影。化学位移：同一核在不同化学

8、环境中共振频率的位移。虽然脂肪在水中仍有氢质子，但脂肪中的氢与碳相连，而水中的氢与氧原子相连，这使得共振时的进动频率不同，与主磁场的强度成正比。(0.5T73.5Hz，1.5220)，匀场技术，必须通过匀场来调整主磁场，以达到足够的均匀性。有两种调整方法：被动摆振和主动摆振。通常，磁共振设备同时采用两种匀场技术。1.被动匀场：方法：通过在磁体内壁放置铁片来提高磁场均匀性。工艺流程：测量磁铁励磁(磁化)的场强数据，计算匀场参数，消磁，并在相关位置补充不同尺寸的小铁片。特点：铁片可根据机器类型放置在不同位置，可校正高次谐波磁场的不均匀性，且材料便宜无电。主动匀场法是指通过调整匀场线圈的电流强度来调

9、整主磁场的均匀性1973年，纽约州立大学石溪分校化学与放射学系教授保罗劳特布尔(Paul C. Lauterbur)提出，应该在主磁场中加入一个不均匀磁场(梯度磁场)，以改变磁共振成像空间中每个点的磁场强度，然后用适当的电磁波照射物体，这样就可以根据物体释放的电磁波绘制出物体某一部分内部的二维核磁共振图像。成像基础、射频系统、表面线圈、计算机等辅助系统、磁共振的相关概念、磁共振成像的基本参数、磁共振成像的读取顺序、正常轴向图像的波瓣位置、磁共振成像的常见扫描顺序、影响磁共振成像信号强度的因素、组织特异性因素(内部因素):氢质子密度；氢质子运动速度；T1弛豫；T2放松；操作因素(外部因素)；外磁

10、场强度和均匀性射频脉冲序列定时参数信号的叠加次数；磁共振图像的基本参数；成像参数1、重复时间TR 2、回波时间TE 3、反转时间TI 4、切片厚度5、切片间距6、重建场7、矩阵8、激发时间9、扫描层10、扫描时间、图像参数1、磁共振成像编号2、系统编号3、序列号4、图像编号5、姓名、性别、年龄6、日期、时间7、窗口宽度和窗口级别。TR和TE构成T1WI，t2wi tr1000 TE 50 t2wi tr500 TE 50 t1 wi tr1000 TE 50 pdwiti构成反演恢复序列，层厚和间隔构成分辨率，FOV构成图像大小，矩阵构成图像清晰度，NEX构成清晰度和扫描时间，在某一TR时间内

11、层数与时间无关。影响扫描时间的参数包括TR、矩阵、激励时间、磁共振图像上标记的显著性、OAx-轴向OSag-矢状OCor-冠、磁共振图像上标记在I-0位线、R-0位线、右L-0位线、左A-0位线和P-0位线之后的显著性。2.按顺序排列图片；3.首先读取普通扫描，然后读取增强扫描；4.先读T1WI和T2WI，然后读其他序列。5.功能图像只是诊断的参考。正常轴位影像叶定位，了解中央沟的位置；了解大脑外侧裂的位置；额叶占大脑半球的3/5。在大脑半球的上部，额叶占2/3；颞叶位于外侧裂外，枕叶位于侧脑室后角附近，基底神经节位于脑室前角和三角区之间。上水平中央沟、中央沟、额叶、顶叶、半椭圆形中央、脑室中

12、央沟、额叶、顶叶、桡冠、基底神经节和枕叶、尾状核、额叶、颞叶、岛叶、丘脑、枕叶和内囊常规磁共振成像扫描序列，SE(FSE)-自旋回波(快速自旋回波)T1WI T2WI GRE-梯度回波T2*WI IR-反转回波(包括T2FLAIR和T1FLAIR)扩散加权(DWI)脂肪抑制(T1脂肪抑制)， T2脂肪抑制(MT)-磁化转移飞行时间-时空飞行血管造影术，其他扫描序列，灌注加权(PWI)扩散张量成像(DTI)，质子波谱成像(MRS)，三维容积成像和脑功能成像(fMRI)。 磁共振成像的基本序列是T1加权成像(T1WI)和T2加权成像(T2WI)。T1和T2图像对于任何磁共振检查都是必要的。T1图像

13、了解大脑结构T2图像发现，在患病大脑中，每个序列的扫描参数在同一扫描方向上匹配，即层厚、间隔和位置相同，从而有效地比较不同序列的信号特征。，第三章。正常磁共振图像特征，脑组织结构完整，脑组织界面清晰，中线及中线旁结构完整，中央脑室系统形状、大小和位置不变。在每次扫描序列中，脑中未发现异常信号，正常血管流量为空。颅骨结构无破坏，增生脑无异常强化。正常轴位T1WI、正常轴位T2WI、流体衰减反转恢复序列(Flair)是近年发展起来的一种扫描序列，分为T1Flair和T2Flair。T1Flair主要具有显著的灰白色对比度，图像的组织界面清晰。T2Flai是T2WI序列的重要补充，其主要目的是通过在

14、扫描序列中编辑不同的脉冲模式来抑制游离水和突出束缚水。T2Flai序列可完全显示室旁和溃疡旁病变。除了在脑血管疾病的诊断中发挥重要作用外，它在多发性硬化、脑炎、囊肿和实质性病灶、肿瘤和水肿以及脑外伤的诊断中也非常有效。目前，该序列是常规扫描序列。在T2Flai图像上，正常脑室、脑沟和脑池呈低信号。正常情况下，脑室附近可能有少量室管膜下渗出为高信号，否则，一旦发现高信号，即为异常。正常轴向T2Flair、正常轴向T1Flair、扩散加权成像(DWI)，DWI的基本原理是分子的不规则随机运动，单位是mm2/s；磁共振扩散成像的宏观表现是表观扩散系数，正常组织的表观扩散系数为6810-4mm2/S.

15、正常脑组织中，水分子扩散方向均匀，ADC值相对稳定，脑梗死发生时，首先是细胞毒性水肿，细胞内含水量增加，水分子扩散受限，即ADC值降低，因此病灶在扩散加权成像上表现为高信号，在ADC上表现为低信号。在脑梗死晚期，细胞破裂和血管性水肿，水分子扩散恢复正常，说明扩散加权上的高信号逐渐降低，ADC值逐渐升高，并在1周至10天内恢复正常，即假正常化。一般来说，DWI上的信号恢复比模数转换器慢。当DWI仍然是高信号，模数转换器没有看到低信号，这是亚急性。扩散加权成像首次用于检测超早期脑梗死，也用于诊断肿瘤、脱髓鞘疾病、脑炎等。法向轴DWI，梯度回波(GRE)，利用小反演角，得到T2*WI图像；GRE序列

16、对磁场均匀性的变化敏感；在GRE序列上，出血和钙化引起的磁场均匀性变化是敏感的，表现为低信号。T2WI和GRE、海绵状血管瘤、结节性硬化症、脑栓塞、急性丘脑出血和脂肪抑制，可分别进行T1和T2脂肪抑制成像。主要消除脂肪组织的干扰或识别病变组织是否为脂肪组织；它广泛用于身体和四肢。脂肪抑制、磁化传递和磁化传递序列是T1WI的序列形式。主要用于增强扫描时增加组织的磁化差异，提高细微病变的发现率；用于脑转移瘤、多发性硬化等小病灶的检出率。随着常规增强和磁化传递以及血管成像技术的应用，脑血流在磁共振成像中表现出两种效应：流空现象和流入增强效应。大多数情况下，在T2WI上动脉和静脉血管显示空流，而在T1WI上动脉血管保持空流，而静脉血管有时显示增强的流入或高信号。磁共振血管成像利用上述效应，使血管的横截面在很薄的一层上产生高信号，通过计算机重建，形成连续的血管图像，可以在360空间内自由旋转，观察血管的不同侧面。注意：最好将磁共振血管成像与头颅的磁共振平片扫描结合起来，磁共振血管成像的简单应用往往会延误诊断。磁共振血管成像的优点：无创、快速、可重复。重建