磁共振MRIPPT課件

BeijingHospital,.,1,磁共振MRI,MagneticResonanceImaging,BeijingHospital,.,2,MRI的發(fā)展簡(jiǎn)史,1946-發(fā)現(xiàn)核磁共振（NuclearMagneticResonanceNMR）現(xiàn)象;1952兩名美國物理學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)；1973-利用NMR原理成像;1980-MRI儀商品化并應(yīng)用于臨床;1990發(fā)明功能性磁共振成像（fMRI）。,BeijingHospital,.,3,物質(zhì)的磁性,永磁自發(fā)產(chǎn)生磁場(chǎng)的物質(zhì)（鐵鎳釓釹）電磁通電的環(huán)形線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)核磁帶電質(zhì)子自旋產(chǎn)生磁場(chǎng),BeijingHospital,.,4,地磁、磁鐵、核磁示意圖,BeijingHospital,.,5,磁體的種類,永久磁體-簡(jiǎn)稱永磁，由釹鐵硼等組成；阻抗磁體-是由電流通過線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，故又稱電磁體。超導(dǎo)磁體-導(dǎo)體在低溫（約-269c）時(shí)成為超導(dǎo)體。冷卻劑為液氦，需定期補(bǔ)充，較昂貴。,BeijingHospital,.,6,核磁現(xiàn)象,原子-原子核和電子組成核內(nèi)質(zhì)子中子質(zhì)子中子-自身旋轉(zhuǎn)（自旋,spin)自旋可產(chǎn)生磁場(chǎng)-核磁原子核的質(zhì)子為偶數(shù)時(shí)則磁場(chǎng)相互抵消為非磁性奇數(shù)（不成對(duì)）產(chǎn)生磁場(chǎng)為磁性,BeijingHospital,.,7,MRI的主要組成部分,磁體-產(chǎn)生磁場(chǎng)線圈（coils）射頻線圈RFcoils勻場(chǎng)線圈shimcoils接受線圈receivercoils梯度線圈gradientcoils圖像處理和顯示系統(tǒng)。,BeijingHospital,.,8,質(zhì)子MRI檢測(cè)的對(duì)象,氫原子核簡(jiǎn)單只有一個(gè)質(zhì)子廣泛存在于人體組織中（人體中2/3為水的成分）水和脂肪,BeijingHospital,.,9,進(jìn)入主磁場(chǎng)后人體被磁化了不同的組織由于氫質(zhì)子含量的不同，磁化程度也不同磁共振不能檢測(cè)出縱向磁化矢量,BeijingHospital,.,10,進(jìn)入磁場(chǎng)后質(zhì)子沿磁場(chǎng)軸排列，如圖所示,BeijingHospital,.,11,什么叫共振，怎樣產(chǎn)生磁共振？,共振：能量從一個(gè)震動(dòng)著的物體傳遞到另一個(gè)物體，而后者與前者具有相同的頻率震動(dòng)。,BeijingHospital,.,12,核磁共振（NMR）,Larmor頻率施加RF時(shí)，被激勵(lì)的質(zhì)子獲得能量從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)的過程前提是RF的頻率與被激勵(lì)質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率一致,BeijingHospital,.,13,“共振”Resonance質(zhì)子只能接受和它的進(jìn)動(dòng)頻率相等的射頻脈沖。質(zhì)子的特點(diǎn)可歸結(jié)為：質(zhì)子帶正電；自旋和環(huán)繞外磁場(chǎng)軸；共振,BeijingHospital,.,14,核磁弛豫（relaxation）,質(zhì)子接受RF能量后從縱向磁化最大變成最小，橫向磁化量變成最大。RF停止后縱向磁化從小到大逐漸恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)橫向磁化從大到小逐漸消失質(zhì)子釋放能量從高能態(tài)回到低能態(tài)-弛豫,BeijingHospital,.,15,縱向磁化Longitudinalmagnetization,在外加磁場(chǎng)中質(zhì)子排列方向平行于主磁場(chǎng)Bo同向?yàn)榈湍芪?；反向?yàn)楦吣芪唬粌烧咧g的差為每千萬中有7個(gè)不同；而產(chǎn)生縱向磁化。,BeijingHospital,.,16,射頻脈沖RFRadioFrequencyPulse,射頻脈沖的作用是使質(zhì)子接受能量使質(zhì)子的磁化量發(fā)生旋轉(zhuǎn)以達(dá)到弛豫的目的SE中是90和IR中180激發(fā)角度GE中是400040002000骨骼肌87060047,BeijingHospital,.,35,部分組織的T1、T2和信號(hào)強(qiáng)度,T1/信號(hào)T2/信號(hào)氣體、鈣化、長(zhǎng)/低信號(hào)短/低信號(hào)骨皮質(zhì)、纖維水長(zhǎng)/低信號(hào)長(zhǎng)/高信號(hào)脂肪短/高信號(hào)長(zhǎng)/高信號(hào),BeijingHospital,.,36,如何區(qū)分T1WI、T2WI,看TR、TET2WI：長(zhǎng)TR（大于2000毫秒)長(zhǎng)TE（大于50毫秒）T1WI：短TR（400-800毫秒）短TE（小于20毫秒）,T2WI,T1WI,BeijingHospital,.,37,如何區(qū)分T1WI、T2WI,看水和脂肪T1WI：水（如腦脊液、尿液）呈低信號(hào)（黑）脂肪呈很高信號(hào)（很白）T2WI：水呈很高信號(hào)（很白），脂肪信號(hào)降低（灰白）。,BeijingHospital,.,38,如何區(qū)分T1WI、T2WI,看其他結(jié)構(gòu)腦組織：T1WI:白質(zhì)比灰質(zhì)信號(hào)高T2WI:白質(zhì)比灰質(zhì)信號(hào)低腹部：T1WI:肝臟比脾臟信號(hào)高T2WI:肝臟比脾臟信號(hào)低,BeijingHospital,.,39,常見的幾種檢查圖像,調(diào)節(jié)TR和TE可以得到組織特征的圖像質(zhì)子密度（PD）反映組織質(zhì)子密度的差別T2加權(quán)像（T2WI）反映組織T2弛豫的差別T1加權(quán)像（T1WI）反映組織T1弛豫的差別,BeijingHospital,.,40,脈沖序列（PulseSequence）,自旋回波（SpinEcho,SE）；FSE;部分飽和（PartialSaturationRecovery,SR）；反轉(zhuǎn)恢復(fù)（InversionRecovery,IR）；梯度回波（GradientEcho,GE/GRE）；回波平面成像（EchoPlanarImaging,EPI).,BeijingHospital,.,41,常規(guī)MRI超快速M(fèi)RIMRA擴(kuò)散成像灌注加權(quán)MR水成像,腦功能成像MRI仿真內(nèi)窺鏡MRI電影MR頻譜分析介入性MRI,磁共振技術(shù)的應(yīng)用,BeijingHospital,.,42,常規(guī)MRI,包括常規(guī)加權(quán)成像、加權(quán)成像、質(zhì)子加權(quán)成像等；臨床工作中最常用的技術(shù)；,BeijingHospital,.,43,掃描參數(shù),重復(fù)時(shí)間（RepetitionTime,TR）:為兩次RF激發(fā)間隔的時(shí)間；回波時(shí)間（EchoTime,TE）：為激發(fā)后到測(cè)量回波的時(shí)間；翻轉(zhuǎn)角（FlipAngle，F(xiàn)A）：RF的角度,BeijingHospital,.,44,自旋回波SESpinecho,最基本的序列：90180信號(hào)90RF激發(fā)產(chǎn)生橫向磁化Mxy，由于磁場(chǎng)不均勻，致同步的質(zhì)子群變?yōu)楫惒?，相位分散?80RF使質(zhì)子群離散的相位重聚，使Mxy在TE時(shí)間達(dá)到最大值，并產(chǎn)生回波。,BeijingHospital,.,45,反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）序列,18090180信號(hào)第一個(gè)180使磁化矢量M由+Z到-Z軸上RF停止后，M值沿+Z軸增長(zhǎng)給予90M倒向xy平面第二個(gè)180使相位聚IR序列圖象具有較純的T1加權(quán)特性180至90之間的時(shí)間為反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI),BeijingHospital,.,46,反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）,STIR序列：短TI時(shí)的反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）這種shortTI的IR稱STIR序列，用于脂肪抑制。FLAIR（Fluid-AttenuatedInversionRecovery）序列：用于抑制自由水。,BeijingHospital,.,47,快速自旋回波(FSE)序列,SE256128矩陣需128次RF激發(fā)和頻率、相位編碼一個(gè)TR內(nèi)只能得到一個(gè)信號(hào)填充一個(gè)K空間掃描時(shí)間=TR128NEXmsFSE90RF后給連續(xù)的180RF一個(gè)TR可得到多個(gè)信號(hào)填充在同一個(gè)K空間內(nèi)。掃描時(shí)間=TR128NEX/ETLmsETL回波鏈,BeijingHospital,.,48,快速自旋回波的意義,常規(guī)上可以極大的縮短檢查時(shí)間；對(duì)比上有較大選擇性，如有效的時(shí)間；是進(jìn)行水成像的基礎(chǔ)如：脊髓造影、及腦室造影等；,BeijingHospital,.,49,成像速度更快常規(guī)SE、T2WI序列15分鐘快速超快速梯度回波1秒以內(nèi)EPI100毫秒以內(nèi),3分秒,秒,BeijingHospital,.,50,梯度回波(GE/GRE)序列,使用90的RF縮短成像時(shí)間施加一個(gè)時(shí)間、強(qiáng)度相同,方向相反的梯度磁場(chǎng)代替180RF使分散的相位重聚產(chǎn)生回波。,BeijingHospital,.,51,化學(xué)位移偽影(chemicalshiftartifact),位于不同化學(xué)鍵上的原子產(chǎn)生不同頻率信號(hào)脂肪中的質(zhì)子主要以-CH2-形式水中的質(zhì)子以-OH形式,BeijingHospital,.,52,化學(xué)位移偽影(chemicalshiftartifact),這種因核外電子結(jié)構(gòu)不同引起共振頻率的差異稱為化學(xué)位移形成的圖象失真即為化學(xué)位移偽影尤以高場(chǎng)強(qiáng)MRI顯著,BeijingHospital,.,53,磁敏感性偽影(magneticsusceptibilityartifact),磁敏感性物質(zhì)引起局部磁場(chǎng)不均勻產(chǎn)生的偽影主要出現(xiàn)在快速成像序列（GE、EPI）產(chǎn)生部位常在兩種組織的交界面骨/軟組織空氣/軟組織順磁性物質(zhì),BeijingHospital,.,54,磁共振可見T2WI磁敏感性偽影,BeijingHospital,.,55,質(zhì)子像和T2WI像多發(fā)血管瘤,BeijingHospital,.,56,磁共振血管成像MagneticResonanceAngiography,BeijingHospital,.,57,SE序列時(shí)，垂直激勵(lì)平面快速流動(dòng)的血流接受90和180RF產(chǎn)生回波已經(jīng)流出接收平面，為無信號(hào)（流空效應(yīng)）。,血流,激勵(lì)層面90+180,BeijingHospital,.,58,血流的基本類型,層流（laminalflow）：血流中心部血層流速最快，近血管壁的血層流速慢，呈拋物線分布。湍流（turbulentflow）：血流除軸向運(yùn)動(dòng)外還有非軸向運(yùn)動(dòng)而形成大大小小的旋渦。,BeijingHospital,.,59,血液的MR信號(hào)-高信號(hào),流入性增強(qiáng)效應(yīng)和時(shí)間飛越舒張期偽門控成像TR與心動(dòng)周期同步時(shí)梯度回波序列偶回波相位重聚性,BeijingHospital,.,60,MRA成像的種類,流入性增強(qiáng)與時(shí)間飛越TimeofFlightTOF流動(dòng)液體的相位效應(yīng)PhaseContrastPC梯度運(yùn)動(dòng)相位重聚GradientMotionRephasingGMR預(yù)飽和技術(shù)增強(qiáng)后動(dòng)態(tài)MR血管成像,BeijingHospital,.,61,TOF法(TimeofFlight),流入性增強(qiáng)：新鮮的質(zhì)子進(jìn)入接收平面TOF法MRA2D層面、3D容積或互相重疊的3D容積獲得,BeijingHospital,.,62,相位對(duì)比法(phasecontrastPC),應(yīng)用大小和持續(xù)時(shí)間相等方向相反雙極梯度A使靜止和運(yùn)動(dòng)組織質(zhì)子相位發(fā)生變化B使靜止組織質(zhì)子回繞并失去相位回到零運(yùn)動(dòng)組織質(zhì)子相位變化不回到零A-B后運(yùn)動(dòng)質(zhì)子信號(hào)增強(qiáng)有2D-PC、3D-PC、電影PC,BeijingHospital,.,63,速度編碼梯度（Velocity-encodinggradient）,PC法MRA時(shí)須選擇對(duì)所需的速度范圍能產(chǎn)生最大信號(hào)的Venc通過選擇Venc得到不同流動(dòng)狀態(tài)PC影像Venc過小會(huì)引起相位卷積(phasewrap)或速度卷積(velocityaliasing),BeijingHospital,.,64,MCA和BA的流動(dòng)速度,MCA平均值BA平均值年齡（歲）（cm/sSD)（cm/sSD)69417327,MCA,大腦中動(dòng)脈；BA，基底動(dòng)脈,BeijingHospital,.,65,黑血法(Blackblood),利用去除流動(dòng)補(bǔ)償(FC)或引入去相位梯度、設(shè)置預(yù)飽和帶、應(yīng)用IR序列和SE序列的“廓清”效應(yīng)消除血管信號(hào)。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不必?fù)?dān)心湍流和血液被飽和,BeijingHospital,.,66,MRA的方法,TOF法；PC法；黑血法*；,VCUPS(速度補(bǔ)償/非補(bǔ)償)減影法；長(zhǎng)TE法；絕熱快速通過法；,BeijingHospital,.,67,MR血管造影（MRA）,不用造影劑的MRA（常規(guī)MRA），適用于全身血管病變的顯示，也可用于血管血液流速、流量分析。,BeijingHospital,.,68,對(duì)比增強(qiáng)MRA靜脈注入造影劑后的MRA能提高M(jìn)RA的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。適用于動(dòng)脈瘤、大血管疾病的MRA檢查。對(duì)于大血管疾病的檢查，對(duì)比增強(qiáng)MRA已經(jīng)能基本取代血管造影。,BeijingHospital,.,69,水分子擴(kuò)散加權(quán)成像,檢測(cè)組織內(nèi)水分子熱運(yùn)動(dòng)水平，適用于：超急性期腦梗塞的診斷和鑒別診斷，可檢出發(fā)病6小時(shí)內(nèi)甚至2小時(shí)以內(nèi)的腦梗塞小時(shí)以后常規(guī)小時(shí)以后,擴(kuò)散成像,BeijingHospital,.,70,靜脈快速注射造影劑后，利用超快速成像序列進(jìn)行掃描，可反應(yīng)組織的血流灌注和血液動(dòng)力學(xué)改變，適用于：超急性期腦梗塞，大面積梗塞于血管閉塞后可立刻檢出心肌血流灌注分析，檢出早期心肌缺血,血流灌注成像,灌注成像,BeijingHospital,.,71,EPI,CBF,MTT,CBV,DynamicContrastMRIPerfusionImaging,ResearchImagingCenterUTHealthScienceCenter,BeijingHospital,.,72,MRI水成像技術(shù),利用人體內(nèi)的水作為天然對(duì)比劑清晰顯示含水器官的解剖和病變。內(nèi)耳水成像MR延腺管造影MR脊髓造影（MRM）MR膽胰管造影（MRCP）MR尿路造影（MRU）,內(nèi)耳水成像,BeijingHospital,.,73,從單純形態(tài)學(xué)分析向功能成像轉(zhuǎn)變腦功能成像心功能成像肝功能成像腎功能成像膽胰管功能成像,BeijingHospital,.,74,利用人工刺激（聽覺、運(yùn)動(dòng)、視覺等）配合特定的MRI序列標(biāo)識(shí)出腦組織的各功能區(qū)，適用于：避免手術(shù)損傷腦科學(xué)研究,腦功能成像,BeijingHospital,.,75,利用MRI薄層掃描技術(shù)及特定的軟件進(jìn)行重建，模擬纖維內(nèi)窺鏡對(duì)空腔臟器進(jìn)行腔內(nèi)觀察，有利于鼻腔、鼻咽部、氣管、支氣管、胃腸道、血管等部位病變的顯示。,MRI仿真內(nèi)窺鏡,BeijingHospital,.,76,空間分辨率更高常規(guī)：256256高分辨：512512，10241024,512512,BeijingHospital,.,77,MRI的禁忌證,裝有心臟起搏器、疑有眼球內(nèi)金屬異物者，動(dòng)脈瘤用銀夾結(jié)扎術(shù)后者，嚴(yán)禁！體內(nèi)留置金屬異物或金屬假體者，不宜！監(jiān)護(hù)儀器、搶救器材不能帶入MR檢查室，故在檢查過程中有生命危險(xiǎn)的急診、危重病人，不能！,BeijingHospital,.,78,絕對(duì)禁止進(jìn)入MRI室及進(jìn)行1.MRI檢查的情況：A、裝有心臟起搏器的病人；B、有眼球金屬異物的病人；C、動(dòng)脈瘤術(shù)后留有金屬血管夾的病人。,重要提示,BeijingHospital,.,79,MRI安全注意事項(xiàng),、體內(nèi)有大塊金屬植入體的患者（如人工股骨頭等）應(yīng)盡量避免MRI檢查。、外傷病人進(jìn)行MRI檢查前因明確體內(nèi)有無金屬。、懷孕3個(gè)月以內(nèi)者不宜接受MRI檢查或從事MRI工作。、危重病人一般不宜接受MRI檢查（因一般監(jiān)護(hù)儀器不能進(jìn)入MRI室）。,BeijingHospital,.,80,MRI安全注意事項(xiàng),、所有人員包括病人、家屬及醫(yī)務(wù)人員，進(jìn)入MR掃描室前，應(yīng)去除體表所有金屬物及其他有可能影響檢查及安全的物品，包括聽診器、刀片、鑷子、血管鉗、持針器、鑰匙、鞋釘、皮帶、拉鏈、手表、呼機(jī)、手機(jī)、磁卡、磁盤等。,BeijingHospital,.,81,MRI安全注意事項(xiàng),、病人擔(dān)架、輪椅等金屬物不能進(jìn)入MR室。、檢查開始后病人家屬及醫(yī)務(wù)人員最好不要留在MR掃描室，如特別需要留在MRI室者檢查期間請(qǐng)勿隨意走動(dòng),BeijingHospital,.,82,這是在德國學(xué)習(xí)期間遇到的事故,因?yàn)楣ぷ魅藛T的失職造成現(xiàn)在這樣的結(jié)果.在2001年7月31日,紐約地方醫(yī)院磁共振室里出現(xiàn)事故,7歲男孩被移動(dòng)的氧氣瓶擊中頭部致死.,BeijingHospital,.,83,MRI的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)（與CT比較）,BeijingHospital,.,84,MRI的優(yōu)點(diǎn),高對(duì)比度,軟組織對(duì)比度明顯高于CT多參數(shù)成像無骨偽影任意方位斷層無放射性損傷可作功能成像及波譜分析空間分辨率隨MR技術(shù)的提高已明顯改善,BeijingHospital,.,85,優(yōu)點(diǎn),組織分辨率較CT高，可檢出更多的病變大多數(shù)病變不用造影劑就能較好顯示不用造影劑就可較好顯示血管沒有骨性偽影，有利于后顱窩、椎管等部位病變的檢查多參數(shù)成像，能為病變檢出和鑒別診斷提供更多信息可任意斷面成像，CT一般僅能進(jìn)行橫斷面掃描無放射線損傷,BeijingHospital,.,86,MRI的缺點(diǎn),成像速度慢，但現(xiàn)已明顯提高偽影多，尤其是運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)鈣化灶不敏感對(duì)一些疾病的定性診斷仍有困難檢查費(fèi)用相對(duì)較高禁忌證,BeijingHospital,.,87,鈣化