第三章磁共振成像

1、X磁共振成像（磁共振成像（MRI）是利用原子核的磁共振現(xiàn)象，重建人體）是利用原子核的磁共振現(xiàn)象，重建人體斷層圖像的一種成像技術(shù)，早在斷層圖像的一種成像技術(shù)，早在1946年年Block和和Purcal就發(fā)現(xiàn)就發(fā)現(xiàn)了原子核的磁共振現(xiàn)象。了原子核的磁共振現(xiàn)象。1973年年Lauterbur將磁共振現(xiàn)象應(yīng)用將磁共振現(xiàn)象應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域，發(fā)明了磁共振成像技術(shù)。于醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域，發(fā)明了磁共振成像技術(shù)。MRI的應(yīng)用促進的應(yīng)用促進了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，為此，了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，為此，Lauterbur獲得了獲得了2003年度諾貝年度諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。爾生理醫(yī)學(xué)獎。近十余年來，磁共振成像是醫(yī)學(xué)影像學(xué)中發(fā)展最快

2、的領(lǐng)域，新近十余年來，磁共振成像是醫(yī)學(xué)影像學(xué)中發(fā)展最快的領(lǐng)域，新的成像設(shè)備不斷推出，新的檢查序列和檢查技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新的成像設(shè)備不斷推出，新的檢查序列和檢查技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新的對比劑亦在不斷開發(fā)和用于臨床，從而拓寬了的對比劑亦在不斷開發(fā)和用于臨床，從而拓寬了MRI應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域，明顯提高了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的診斷水平。，明顯提高了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的診斷水平。 第一節(jié)第一節(jié) MRIMRI成像的基本原理和設(shè)備成像的基本原理和設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) MRIMRI檢查技術(shù)檢查技術(shù) 第三節(jié)第三節(jié) MRIMRI臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 一、一、MRIMRI成像的基本原理成像的基本原理 二、二、MRIMRI檢查設(shè)備檢查設(shè)備 是將人體

3、置于特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經(jīng)電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。 MRI成像的基本原理較為復(fù)雜，可分為以下幾個過程：成像的基本原理較為復(fù)雜，可分為以下幾個過程：1人體置于強外磁場內(nèi)出現(xiàn)縱向磁人體置于強外磁場內(nèi)出現(xiàn)縱向磁化量化量 具有奇數(shù)質(zhì)子的原子核，例具有奇數(shù)質(zhì)子的原子核，例如如1H、19F、31P等具有等具有自旋特性和自旋特性和磁矩磁矩。其中氫質(zhì)子（。其中氫質(zhì)子（1H）在人體內(nèi)）在人體內(nèi)含量最多，故目前醫(yī)用含量最多，故目前醫(yī)用MRI

4、設(shè)備均設(shè)備均采用采用1H成像。具有磁矩的成像。具有磁矩的1H猶如一猶如一個小磁體。通常，體內(nèi)這些無數(shù)的個小磁體。通常，體內(nèi)這些無數(shù)的小磁體排列無規(guī)律，磁力相互抵消，小磁體排列無規(guī)律，磁力相互抵消，但進入強外磁場內(nèi)，則依外磁場磁但進入強外磁場內(nèi)，則依外磁場磁力線方向有序排列而出現(xiàn)縱向磁力線方向有序排列而出現(xiàn)縱向磁化量（圖化量（圖3-1-1）。同時，強外磁場）。同時，強外磁場內(nèi)內(nèi)1H呈快速錐形旋轉(zhuǎn)運動，稱為呈快速錐形旋轉(zhuǎn)運動，稱為進進動動（procession），其頻率與外磁），其頻率與外磁場場強成正比。場場強成正比。 2向人體發(fā)射與質(zhì)子進動向人體發(fā)射與質(zhì)子進動相同頻率的射頻（相同頻率的射頻（ra

5、diofrequency，RF）脈）脈沖后發(fā)生磁共振現(xiàn)象沖后發(fā)生磁共振現(xiàn)象 當(dāng)向當(dāng)向強外磁場內(nèi)人體發(fā)射與質(zhì)強外磁場內(nèi)人體發(fā)射與質(zhì)子進動頻率一致的射頻脈子進動頻率一致的射頻脈沖（沖（radiofrequency pulse）時，質(zhì)子受到激勵）時，質(zhì)子受到激勵，發(fā)生，發(fā)生磁共振磁共振現(xiàn)象。它包現(xiàn)象。它包括同時出現(xiàn)的兩種變化：括同時出現(xiàn)的兩種變化：一種一種是某些質(zhì)子吸收能量是某些質(zhì)子吸收能量呈反外磁場磁力線方向排呈反外磁場磁力線方向排列，致縱向磁化量減少；列，致縱向磁化量減少；另一種另一種是這些進動的質(zhì)子是這些進動的質(zhì)子做同步、同速運動即同相做同步、同速運動即同相位運動，而出現(xiàn)橫向磁化位運動，而出現(xiàn)

6、橫向磁化量（圖量（圖3-1-2）3停止停止RF脈沖后激勵質(zhì)子恢復(fù)到原有平衡狀態(tài)并產(chǎn)生脈沖后激勵質(zhì)子恢復(fù)到原有平衡狀態(tài)并產(chǎn)生MR信信號號 當(dāng)停止發(fā)射當(dāng)停止發(fā)射RF脈沖后，激勵的質(zhì)子迅速恢復(fù)至原有的平衡脈沖后，激勵的質(zhì)子迅速恢復(fù)至原有的平衡狀態(tài)，這一過程稱狀態(tài)，這一過程稱弛豫過程（弛豫過程（relaxation process），），所需要的所需要的時間稱為時間稱為弛豫時間（弛豫時間（relaxation time）。有兩種弛豫時間：一種。有兩種弛豫時間：一種是代表縱向磁化量恢復(fù)的時間，為是代表縱向磁化量恢復(fù)的時間，為縱向弛豫縱向弛豫時間時間（longitudinal relaxation tim

7、e），亦稱），亦稱T1弛豫時間，簡稱為弛豫時間，簡稱為T1；另一種是代表橫向磁化量衰減和消失的時間，為；另一種是代表橫向磁化量衰減和消失的時間，為橫向弛豫橫向弛豫時間時間（transverse relaxation time），亦稱），亦稱T2弛豫時間，簡弛豫時間，簡稱為稱為T2。激勵質(zhì)子在縱向弛豫和橫向弛豫過程中產(chǎn)生代表。激勵質(zhì)子在縱向弛豫和橫向弛豫過程中產(chǎn)生代表T1和和T2值的值的MR信號。信號。4對對MR信號進行采集、處理并重建成信號進行采集、處理并重建成MRI圖像圖像 含有組織含有組織T1和和T2值信息的值信息的MR信號由接收線圈采集后，經(jīng)一系列復(fù)雜信號由接收線圈采集后，經(jīng)一系列復(fù)雜處

8、理，即可重建為處理，即可重建為MRI圖像。圖像。MRI成像過程中，成像過程中，發(fā)射發(fā)射RFRF脈沖類型、間隔時間和信號采集時間脈沖類型、間隔時間和信號采集時間不同，所獲不同，所獲得的圖像代表得的圖像代表T1值或值或T2值的權(quán)重亦就不同。其中相同值的權(quán)重亦就不同。其中相同RF脈沖的間隔時間脈沖的間隔時間稱為重復(fù)時間稱為重復(fù)時間（repetition time，TR），），自發(fā)射自發(fā)射RF脈沖至信號采集的時間脈沖至信號采集的時間稱為回波時間稱為回波時間（echo time，TE）。在。在MRI成像的經(jīng)典序列（成像的經(jīng)典序列（SE序列）中序列）中，若使用，若使用短短TR、短、短TE，則所獲得的圖像主

9、要反映，則所獲得的圖像主要反映T1值，代表組織間值，代表組織間T1值值的差異，稱為的差異，稱為T1加權(quán)像（加權(quán)像（T1 weighted imaging，T1WI）；如使用）；如使用長長TR、長、長TE，則圖像主要反映，則圖像主要反映T2值，代表組織間值，代表組織間T2值的差異，稱為值的差異，稱為T2加權(quán)像加權(quán)像（T2 weighted imaging，T2WI）；若使用）；若使用長長TR、短、短TE，則圖像主要反，則圖像主要反映的既不是映的既不是T1值，亦不是值，亦不是T2值，而是質(zhì)子密度，代表組織間質(zhì)子密度的差值，而是質(zhì)子密度，代表組織間質(zhì)子密度的差異，稱為質(zhì)子密度加權(quán)像（異，稱為質(zhì)子密度

10、加權(quán)像（proton density weighted imaging，PdWI）。）。MRI圖像和圖像和CT圖像同屬灰階成像，但和圖像同屬灰階成像，但和CT不同，不同，CT圖像的黑白灰度反映圖像的黑白灰度反映的是組織器官間的密度差異，而的是組織器官間的密度差異，而MRI圖像上的黑白灰度反映的是組織器官圖像上的黑白灰度反映的是組織器官間間T1值、值、T2值或質(zhì)子密度的差異。值或質(zhì)子密度的差異。MRI檢查，人體內(nèi)各組織器官及其病變檢查，人體內(nèi)各組織器官及其病變均有相對恒定的均有相對恒定的T1值和值和T2值。值。MRI檢查就是通過灰度對比，反映組織器官檢查就是通過灰度對比，反映組織器官的的T1值和

11、值和T2值及其異常改變，來檢出病變并進行診斷和鑒別診斷的。值及其異常改變，來檢出病變并進行診斷和鑒別診斷的。MRI圖像上的灰度稱為信號強度，圖像上的灰度稱為信號強度，影像白影像白稱為高信號，稱為高信號，影像黑影像黑稱為低稱為低信號或無信號，信號或無信號，影像灰影像灰則稱為中等信號。則稱為中等信號。T1WI像上，高信號代表像上，高信號代表T1弛豫時間短的組織，常稱為短弛豫時間短的組織，常稱為短T1高信號或短高信號或短T1信號，例如脂肪組織；信號，例如脂肪組織；低信號則代表低信號則代表T1弛豫時間長的組織，常稱為長弛豫時間長的組織，常稱為長T1低信號或長低信號或長T1信號，信號，例如腦脊液。在例如

12、腦脊液。在T2WI像上，高信號代表像上，高信號代表T2弛豫時間長的組織，常稱弛豫時間長的組織，常稱為長為長T2高信號或長高信號或長T2信號，例如腦脊液；低信號則代表信號，例如腦脊液；低信號則代表T2弛豫時間短弛豫時間短的組織，常稱為短的組織，常稱為短T2低信號或短低信號或短T2信號，例如骨皮質(zhì)。信號，例如骨皮質(zhì)。表表3-1-1列舉了幾種組織在列舉了幾種組織在T1WI和和T2WI像上的灰度。像上的灰度。 磁共振成像設(shè)備主要包括五個部分：主磁體、磁共振成像設(shè)備主要包括五個部分：主磁體、梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、計算機和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、計算機和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及輔助設(shè)施部分。輔助設(shè)施部分

13、。1 1主磁體主磁體 作用是產(chǎn)生強的外磁場。目前常用有超導(dǎo)型磁體和永作用是產(chǎn)生強的外磁場。目前常用有超導(dǎo)型磁體和永磁型磁體，它們的構(gòu)造、性能和造價均不相同。磁型磁體，它們的構(gòu)造、性能和造價均不相同。永磁型磁體永磁型磁體的制的制造和運行成本較低，但產(chǎn)生的磁場強度偏低，最高為造和運行成本較低，但產(chǎn)生的磁場強度偏低，最高為0.3Tesla（T），且磁場的均勻性和穩(wěn)定性欠佳。），且磁場的均勻性和穩(wěn)定性欠佳。超導(dǎo)型磁體超導(dǎo)型磁體是當(dāng)前主流類是當(dāng)前主流類型，場強可高達型，場強可高達7.0T，常用者為，常用者為1.5T和和3.0T，磁場均勻性和穩(wěn)定，磁場均勻性和穩(wěn)定性較佳，但制造、運行和維護費用均較高。由于

14、超導(dǎo)型和永磁型性較佳，但制造、運行和維護費用均較高。由于超導(dǎo)型和永磁型磁體的場強和性能參數(shù)不同，致兩型磁體的場強和性能參數(shù)不同，致兩型MR設(shè)備的成像質(zhì)量和應(yīng)用設(shè)備的成像質(zhì)量和應(yīng)用范圍有很大差異，如與超導(dǎo)型設(shè)備相比，永磁型設(shè)備不能進行或范圍有很大差異，如與超導(dǎo)型設(shè)備相比，永磁型設(shè)備不能進行或難以獲得良好的功能性磁共振成像（難以獲得良好的功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）圖像。）圖像。2 2梯度系統(tǒng)梯度系統(tǒng) 作用是產(chǎn)生梯度磁場，為體內(nèi)作用是產(chǎn)生梯度磁場，為體內(nèi)MR信號空間定位信號空間定位提供三維編碼信息。其主要由提供三維編碼信息

15、。其主要由、Y、Z三組線圈組成。梯度三組線圈組成。梯度系統(tǒng)中最重要的參數(shù)是梯度磁場強度和梯度切換率，它們與成系統(tǒng)中最重要的參數(shù)是梯度磁場強度和梯度切換率，它們與成像速度和質(zhì)量相關(guān)。像速度和質(zhì)量相關(guān)。3 3射頻系統(tǒng)射頻系統(tǒng) 用以發(fā)射用以發(fā)射RE脈沖和接收脈沖和接收MR信號。主要由發(fā)射線信號。主要由發(fā)射線圈和接收線圈組成。同一線圈亦可兼有發(fā)射和接收功能。圈和接收線圈組成。同一線圈亦可兼有發(fā)射和接收功能。MRI成像設(shè)備中，射頻線圈有多種類型，包括全容積線圈（頭線圈成像設(shè)備中，射頻線圈有多種類型，包括全容積線圈（頭線圈、體線圈）、表面線圈、腔內(nèi)線圈和相控陣線圈等，適于檢查、體線圈）、表面線圈、腔內(nèi)線圈

16、和相控陣線圈等，適于檢查不同部位、范圍和組織器官的需要。不同部位、范圍和組織器官的需要。4 4計算機和處理系統(tǒng)計算機和處理系統(tǒng) 用于控制用于控制MR設(shè)備運行，并負責(zé)設(shè)備運行，并負責(zé)MR信信號采集、處理、圖像重建、顯示和存儲等工作。號采集、處理、圖像重建、顯示和存儲等工作。 5 5輔助設(shè)施輔助設(shè)施 包括圖像顯示、照相和各種存儲設(shè)施。工作站包括圖像顯示、照相和各種存儲設(shè)施。工作站為為MR設(shè)備的重要輔助設(shè)施，具有多種圖像后處理功能。設(shè)備的重要輔助設(shè)施，具有多種圖像后處理功能。 1945年年 2 個獨立小組在幾天內(nèi)同時發(fā)現(xiàn)個獨立小組在幾天內(nèi)同時發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象：核磁共振現(xiàn)象： 1）Bloch Stan

17、ford 大學(xué)大學(xué) （1946）Physics Review 69, 127 2）Purcell MIT, （1946）Physics Review 69, 37 Felix Bloch 1905-1983 Edward Mills Purcell 1912-19971952 Nobel Prize for PhysicsStanford University MIT 1973年年2個獨立小組利用個獨立小組利用磁場梯度磁場梯度解決解決空間空間信息信息獲取的問題：獲取的問題：圖像形成圖像形成 Lauterbur, State University of New York（85年年 Univ. o

18、f Illinois） (1973) Nature 242,736 Mansfield, Nottingham University (1973) J. Phys.C 6,L422Lauterbur, 1929 Mansfied 19332003 Nobel Prize in Physiology or MedicinePaul C. Lauterbur Prize Award Photo Sir Peter Mansfield Prize Award Photo10/6,2003 一、一、MRIMRI檢查序列檢查序列 二、二、MRIMRI對比增強檢查對比增強檢查 三、三、MR MR 血管成像

19、血管成像 四、四、MRMR電影成像技術(shù)電影成像技術(shù) 五、五、MRMR水成像技術(shù)水成像技術(shù) 六、六、MRMR波譜技術(shù)波譜技術(shù) 七、功能性七、功能性MRMR成像成像 MRI檢查技術(shù)種類繁多，各具特點和應(yīng)用目檢查技術(shù)種類繁多，各具特點和應(yīng)用目的。計有各種的。計有各種MRI檢查序列、檢查序列、MRI對比增強對比增強檢查、檢查、MR血管造影檢查、血管造影檢查、MR電影成像技電影成像技術(shù)、術(shù)、MR水成像技術(shù)、水成像技術(shù)、MR波譜技術(shù)、功能波譜技術(shù)、功能性性MR成像技術(shù)等，分述如下。成像技術(shù)等，分述如下。1 1自旋回波（自旋回波（spin echospin echo，SESE）序列）序列 是是MRI經(jīng)典成像

20、序列。其采用經(jīng)典成像序列。其采用90和和180脈沖組合，通過選用不同的脈沖組合，通過選用不同的TR和和TE，就可獲得，就可獲得T1WI、T2WI和和PdWI像。像。T1WI像顯示解剖結(jié)構(gòu)較好，而像顯示解剖結(jié)構(gòu)較好，而T2WI像易于發(fā)現(xiàn)病變。像易于發(fā)現(xiàn)病變?？焖僮孕焖僮孕夭ɑ夭ǎ╰urbo SE，TSE；fast SE，F(xiàn)SE）序列則能明顯縮短成像時間。）序列則能明顯縮短成像時間。2 2反轉(zhuǎn)恢復(fù)（反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversion recoveryinversion recovery，IRIR）序列）序列 亦是臨床上常用的序列亦是臨床上常用的序列。其采用。其采用180、90和和180脈沖組合，并在

21、第一個脈沖組合，并在第一個180反轉(zhuǎn)脈沖之后反轉(zhuǎn)脈沖之后，經(jīng)一定時間即反轉(zhuǎn)時間（，經(jīng)一定時間即反轉(zhuǎn)時間（inversion time，TI）再施加）再施加90脈沖。依脈沖。依TI長短，分為短長短，分為短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)（反轉(zhuǎn)恢復(fù)（short TI inversion recovery，STIR）序列、）序列、長長TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列即液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列即液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）序列。）序列。STIR序列可抑制具有短序列可抑制具有短T1值組織的信號，例值組織的信號，例如脂肪；如脂肪；FLAIR則抑制則抑制T2WI上

22、自由水的信號強度，使鄰近的長上自由水的信號強度，使鄰近的長T2高信號病高信號病變，如腦室周圍和腦溝旁的小病灶，顯示更為清楚。變，如腦室周圍和腦溝旁的小病灶，顯示更為清楚。MRI檢查序列是指應(yīng)用特定的檢查序列是指應(yīng)用特定的RF脈沖組合、采集時間和編碼方脈沖組合、采集時間和編碼方式等所進行的式等所進行的MRI檢查技術(shù)。當(dāng)這些參數(shù)不同時，就組成了不檢查技術(shù)。當(dāng)這些參數(shù)不同時，就組成了不同的同的MRI檢查序列，獲得了不同性質(zhì)的檢查序列，獲得了不同性質(zhì)的MRI圖像，用于不同檢圖像，用于不同檢查目的的需要。查目的的需要。3 3梯度回波（梯度回波（gradient echogradient echo，GRE

23、GRE）序列）序列 可提高磁共振成像可提高磁共振成像速度，臨床上常用。在速度，臨床上常用。在GRE序列中，激勵脈沖小于序列中，激勵脈沖小于90并施并施加梯度磁場代替加梯度磁場代替180脈沖，從而明顯縮短了成像時間?？烀}沖，從而明顯縮短了成像時間?？焖偬荻然夭ㄐ蛄袆t能進一步提高成像速度。主要用于速梯度回波序列則能進一步提高成像速度。主要用于MRI動動態(tài)增強檢查及心臟、血管成像。態(tài)增強檢查及心臟、血管成像。4 4平面回波成像（平面回波成像（echo planar imagingecho planar imaging，EPIEPI） 為目前為目前MRI速速度最快的成像技術(shù)，是在一個度最快的成像技術(shù)，

24、是在一個TR期間內(nèi)利用一次射頻脈沖激期間內(nèi)利用一次射頻脈沖激發(fā)，采集多個梯度回波。發(fā)，采集多個梯度回波。EPI幾乎能與所有常規(guī)成像序列進幾乎能與所有常規(guī)成像序列進行組合，如與行組合，如與SE序列組合，即在序列組合，即在90和和180脈沖之后進行脈沖之后進行平面回波數(shù)據(jù)采集。如此，明顯縮短了成像時間，并可獲得平面回波數(shù)據(jù)采集。如此，明顯縮短了成像時間，并可獲得較高質(zhì)量的圖像。較高質(zhì)量的圖像。EPI適用于心臟快速成像、腹部快速成像適用于心臟快速成像、腹部快速成像和腦功能成像以及介入和腦功能成像以及介入MRI的實時監(jiān)控。的實時監(jiān)控。除上述常用檢查序列外，預(yù)飽和脂肪抑制技術(shù)和除上述常用檢查序列外，預(yù)飽

25、和脂肪抑制技術(shù)和GRE序列序列T1WI的同、反相位檢查在臨床工作中亦常用。脂肪中質(zhì)子和水中質(zhì)的同、反相位檢查在臨床工作中亦常用。脂肪中質(zhì)子和水中質(zhì)子具有不同的進動頻率，稱為化學(xué)位移（子具有不同的進動頻率，稱為化學(xué)位移（chemical shift）。）。預(yù)飽和脂肪抑制技術(shù)亦稱頻率選擇性脂肪抑制（預(yù)飽和脂肪抑制技術(shù)亦稱頻率選擇性脂肪抑制（frequency-selective fat-suppression）技術(shù)，是先施加與脂肪中質(zhì)子進）技術(shù)，是先施加與脂肪中質(zhì)子進動頻率相同的動頻率相同的RF脈沖及擾相位梯度脈沖，使其磁化量為零，其脈沖及擾相位梯度脈沖，使其磁化量為零，其后再行后再行SE等序列檢

26、查，此時脂肪質(zhì)子不再產(chǎn)生等序列檢查，此時脂肪質(zhì)子不再產(chǎn)生MR信號，即受信號，即受到抑制（圖到抑制（圖3-2-la、b）。與前述）。與前述STIR序列不同，該脂肪抑制序列不同，該脂肪抑制技術(shù)對于確定脂肪組織是特異性的，而技術(shù)對于確定脂肪組織是特異性的，而STIR序列則是非特異性序列則是非特異性的。的。GRE序列序列T1WI的同相位（的同相位（in phase，IP）和反相位（）和反相位（opposed phase，OP）檢查技術(shù)則是利用脂質(zhì)中質(zhì)子和水中）檢查技術(shù)則是利用脂質(zhì)中質(zhì)子和水中質(zhì)子的進動分別處于同相位和反相位時成像，同相位成像時采質(zhì)子的進動分別處于同相位和反相位時成像，同相位成像時采集的

27、集的MR信號為兩者信號之和，反相位時則為兩者信號之差。信號為兩者信號之和，反相位時則為兩者信號之差。因此，同一體素內(nèi)若含豐富的脂質(zhì)和水，則與同相位相比，反因此，同一體素內(nèi)若含豐富的脂質(zhì)和水，則與同相位相比，反相位上的信號強度有明顯下降。同、反相位成像在臨床上主要相位上的信號強度有明顯下降。同、反相位成像在臨床上主要用于檢查脂肪肝和鑒別腎上腺腺瘤與非腺瘤。用于檢查脂肪肝和鑒別腎上腺腺瘤與非腺瘤。圖圖3-2-1 MR的多種成像技術(shù)的多種成像技術(shù)ab同一例，同一例，aT1WI檢查，盆腔右后部直腸旁高信號腫塊，檢查，盆腔右后部直腸旁高信號腫塊，b預(yù)飽和脂肪抑制技術(shù)預(yù)飽和脂肪抑制技術(shù)T1WI檢查，上述盆

28、腔腫塊高信號發(fā)生抑檢查，上述盆腔腫塊高信號發(fā)生抑制，轉(zhuǎn)變?yōu)榈托盘枺C實腫塊內(nèi)含脂肪組織；制，轉(zhuǎn)變?yōu)榈托盘?，證實腫塊內(nèi)含脂肪組織；MRI圖像具有良好的組織對比，易于檢出病變。但為了更清楚地顯示病灶，圖像具有良好的組織對比，易于檢出病變。但為了更清楚地顯示病灶，明確其形態(tài)學(xué)表現(xiàn)、血供情況和血流動力學(xué)改變，以利于準確診斷，臨床明確其形態(tài)學(xué)表現(xiàn)、血供情況和血流動力學(xué)改變，以利于準確診斷，臨床上常使用上常使用MR對比劑，人為地改變組織器官和病灶對比劑，人為地改變組織器官和病灶T1和和T2弛豫時間，增加其弛豫時間，增加其間信號對比和反映病灶的信號變化特征，此即間信號對比和反映病灶的信號變化特征，此即MRI

29、對比增強檢查（圖對比增強檢查（圖3-2-lc、d）。）。MRI對比增強檢查方法常用，通常是在對比增強檢查方法常用，通常是在MRI平掃檢查發(fā)現(xiàn)病變后采用。普遍平掃檢查發(fā)現(xiàn)病變后采用。普遍應(yīng)用的是靜脈注入順磁性對比劑應(yīng)用的是靜脈注入順磁性對比劑Gd-DTPA。和。和CT增強方法類似，增強方法類似，MRI對比對比增強亦分為普通增強檢查、多期增強檢查及灌注成像等方法。增強亦分為普通增強檢查、多期增強檢查及灌注成像等方法。MRI對比增強對比增強檢查一般采用檢查一般采用T1WI成像序列，在成像序列，在MR灌注檢查或以超順磁性氧化鐵為對比劑灌注檢查或以超順磁性氧化鐵為對比劑的對比增強檢查，則采用的對比增強檢

30、查，則采用T2WI成像序列。成像序列。圖圖3-2-1 MR的多種成像技術(shù)的多種成像技術(shù)cd同一例，同一例，cT1WI檢查，額區(qū)中線部略低信號腫塊，檢查，額區(qū)中線部略低信號腫塊，d增增強強T1WI檢查，上述腫塊明顯強化；檢查，上述腫塊明顯強化；磁共振血管成像（磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）是一種無創(chuàng)性血管檢查技術(shù)，可不用對比劑就能清楚顯示血管影是一種無創(chuàng)性血管檢查技術(shù)，可不用對比劑就能清楚顯示血管影像。此外，還可提供血管周圍的解剖信息。像。此外，還可提供血管周圍的解剖信息。MRA在臨床上有較高在臨床上有較高的實用價值。的實用價值。普通普通M

31、RA有兩種基本成像技術(shù)，即有兩種基本成像技術(shù)，即時間飛時間飛躍（躍（time of flighttime of flight，TOFTOF）法和相位對比）法和相位對比（phase contrastphase contrast，PCPC）法）法。它們的成像。它們的成像均與血液流動相關(guān)，但原理不同，均與血液流動相關(guān)，但原理不同，TOF法法依賴于流入相關(guān)增強現(xiàn)象，而依賴于流入相關(guān)增強現(xiàn)象，而PC法依賴于法依賴于速度誘導(dǎo)的流動質(zhì)子相位改變進行成像。速度誘導(dǎo)的流動質(zhì)子相位改變進行成像。這兩種成像技術(shù)不需注射對比劑，并均可這兩種成像技術(shù)不需注射對比劑，并均可用用2D或或3D方式進行采集。首先獲得一大組方式

32、進行采集。首先獲得一大組薄層圖像即源圖像，其后經(jīng)薄層圖像即源圖像，其后經(jīng)MIP重建，產(chǎn)重建，產(chǎn)生完整的血管影像（圖生完整的血管影像（圖3-2-le）。）。TOF、PC方法的方法的2D和和3D血管成像各有其優(yōu)勢、血管成像各有其優(yōu)勢、不足及適應(yīng)證。需注意，不足及適應(yīng)證。需注意，MRA診斷時常需診斷時常需參考源圖像。參考源圖像。圖圖3-2-1 MR的多種成像技術(shù)的多種成像技術(shù)e頸內(nèi)動脈系統(tǒng)頸內(nèi)動脈系統(tǒng)MRA檢查；檢查； 對比增強對比增強MRAMRA（contrast enhanced MRAcontrast enhanced MRA，CEMRACEMRA）是向靜是向靜脈內(nèi)快速團注順磁性對比劑脈內(nèi)快速

33、團注順磁性對比劑Gd-DTPA，利用其明顯縮短，利用其明顯縮短血流血流T1弛豫時間的作用，同時應(yīng)用快速梯度回波序列采集弛豫時間的作用，同時應(yīng)用快速梯度回波序列采集數(shù)據(jù)，再經(jīng)計算機處理后所獲得靶血管影像的成像技術(shù)。數(shù)據(jù)，再經(jīng)計算機處理后所獲得靶血管影像的成像技術(shù)。因此，因此，CEMRA的成像原理不同于的成像原理不同于TOF和和PC法。法。其優(yōu)點是其優(yōu)點是成像速度快，空間分辨力和對比分辨力均很高，且偽影少成像速度快，空間分辨力和對比分辨力均很高，且偽影少。然而，然而，CEMRA檢查有一定技術(shù)難度，必須嚴格掌握采檢查有一定技術(shù)難度，必須嚴格掌握采集時機，否則可導(dǎo)致檢查失敗。集時機，否則可導(dǎo)致檢查失敗

34、。 磁共振電影（磁共振電影（magnetic resonance cine，MRC）成像技術(shù)是對運動器官，利用）成像技術(shù)是對運動器官，利用MRI快速成像序快速成像序列，產(chǎn)生一系列不同時相的圖像，并以電影方式列，產(chǎn)生一系列不同時相的圖像，并以電影方式進行連續(xù)顯示的檢查技術(shù)。如此能夠動態(tài)觀察器進行連續(xù)顯示的檢查技術(shù)。如此能夠動態(tài)觀察器官的運動，評估運動功能的異常。官的運動，評估運動功能的異常。 磁共振電影成像技術(shù)主要用于評估心臟的運動功磁共振電影成像技術(shù)主要用于評估心臟的運動功能和關(guān)節(jié)的運動功能等。能和關(guān)節(jié)的運動功能等。 磁共振水成像（磁共振水成像（magnetic resonance hydro

35、graphy，MRH）技術(shù)的主要原理是利用）技術(shù)的主要原理是利用靜止或緩慢流動液體中的水質(zhì)靜止或緩慢流動液體中的水質(zhì)子具有長子具有長T2弛豫時間弛豫時間的特點進的特點進行成像。對人體內(nèi)一些靜止或行成像。對人體內(nèi)一些靜止或緩慢流動的液體，如腦脊液、緩慢流動的液體，如腦脊液、膽汁和胰液、尿液及內(nèi)耳淋巴膽汁和胰液、尿液及內(nèi)耳淋巴液等，采用重液等，采用重T2WI成像即用很成像即用很長的長的TR和很長的和很長的TE成像時，這成像時，這些液體表現(xiàn)為高信號，而其他些液體表現(xiàn)為高信號，而其他組織結(jié)構(gòu)由于組織結(jié)構(gòu)由于T2弛豫時間較短弛豫時間較短而呈極低信號，如此不用對比而呈極低信號，如此不用對比劑即能使這些液體

36、結(jié)構(gòu)清楚顯劑即能使這些液體結(jié)構(gòu)清楚顯示（圖示（圖3-2-lf）。）。圖圖3-2-1 MR的多種成像技術(shù)的多種成像技術(shù)fMR水成像檢查（水成像檢查（MR尿路成像）；尿路成像）； MR水成像技術(shù)具有如下水成像技術(shù)具有如下優(yōu)點優(yōu)點：為安全無創(chuàng)性檢查；不需：為安全無創(chuàng)性檢查；不需注入對比劑；不干擾液體結(jié)構(gòu)的生理及病理狀態(tài)；可行多注入對比劑；不干擾液體結(jié)構(gòu)的生理及病理狀態(tài)；可行多方位檢查，處理后還可行三維顯像；適應(yīng)證廣，尤其對于方位檢查，處理后還可行三維顯像；適應(yīng)證廣，尤其對于不適宜常規(guī)方法進行檢查的患者更具有實用價值。不適宜常規(guī)方法進行檢查的患者更具有實用價值。 MR水成像檢查技術(shù)包括水成像檢查技術(shù)包

37、括MR膽胰管成像（膽胰管成像（MR cholangiopancreatography，MRCP）、）、MR尿路成像尿路成像（MR urography，MRU）、）、MR脊髓成像（脊髓成像（MR myelography，MRM）和）和MR內(nèi)耳迷路成像（內(nèi)耳迷路成像（MR labyrinthography）等。）等。 磁共振波譜（磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）技術(shù)是利用質(zhì)子在不同化合物中具有不同的進動）技術(shù)是利用質(zhì)子在不同化合物中具有不同的進動頻率即化學(xué)位移現(xiàn)象，來檢測化合物組成成分及其含量的頻率即化學(xué)位移現(xiàn)象，來檢測化合物組成成分及其含量的檢

38、查技術(shù)。在檢查技術(shù)。在MRI成像時，體內(nèi)的成像時，體內(nèi)的MR信號主要來自水和信號主要來自水和脂肪中的質(zhì)子，而化合物（代謝物）中的質(zhì)子產(chǎn)生的脂肪中的質(zhì)子，而化合物（代謝物）中的質(zhì)子產(chǎn)生的MR信號很弱。因此，信號很弱。因此，MRS檢查時需抑制水和脂肪中質(zhì)子的檢查時需抑制水和脂肪中質(zhì)子的信號，方可使代謝物中的質(zhì)子產(chǎn)生的微弱信號在信號，方可使代謝物中的質(zhì)子產(chǎn)生的微弱信號在MRS上上能以共振峰的形式顯示出來。能以共振峰的形式顯示出來。 MRS檢查獲得的是由不同代謝物共振峰所組成的譜線，檢查獲得的是由不同代謝物共振峰所組成的譜線，并非解剖圖像，因此不同于其他并非解剖圖像，因此不同于其他MRI成像方法。然而

39、，若成像方法。然而，若將將MRS所獲得層面內(nèi)各體素的某種代謝物共振峰，依其所獲得層面內(nèi)各體素的某種代謝物共振峰，依其濃度轉(zhuǎn)換為該檢查層面可視的偽彩圖像，并與常規(guī)濃度轉(zhuǎn)換為該檢查層面可視的偽彩圖像，并與常規(guī)MRI圖圖像進行疊加，則能直觀顯示層面內(nèi)該代謝物及其濃度的分像進行疊加，則能直觀顯示層面內(nèi)該代謝物及其濃度的分布，此即磁共振波譜成像（布，此即磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopic imaging， MRSI）。）。 人體內(nèi)各組織器官具有不同的代謝物及其濃度，病變發(fā)生人體內(nèi)各組織器官具有不同的代謝物及其濃度，病變發(fā)生的代謝異常將使它們發(fā)生改變，而不同性

40、質(zhì)病變所引起的的代謝異常將使它們發(fā)生改變，而不同性質(zhì)病變所引起的改變又各不相同，因此通過改變又各不相同，因此通過MRS檢測這些代謝物及其濃檢測這些代謝物及其濃度，將有利于疾病的診斷和鑒別診斷。度，將有利于疾病的診斷和鑒別診斷。 MRS是目前唯一的無創(chuàng)性在體檢測代謝物的檢查技術(shù)，是目前唯一的無創(chuàng)性在體檢測代謝物的檢查技術(shù)，常用的是質(zhì)子波譜技術(shù)，對腦腫瘤和前列腺癌的診斷和鑒常用的是質(zhì)子波譜技術(shù)，對腦腫瘤和前列腺癌的診斷和鑒別診斷很有幫助。別診斷很有幫助。 功能性磁共振成像（功能性磁共振成像（fMRI）是近十余年來發(fā)展起）是近十余年來發(fā)展起來的一類全新成像技術(shù)，與一般來的一類全新成像技術(shù)，與一般MR

41、I不同，它們不同，它們是以組織結(jié)構(gòu)的生理功能及其異常改變?yōu)槌上裥攀且越M織結(jié)構(gòu)的生理功能及其異常改變?yōu)槌上裥畔?，并以圖像形式反映出來的成像技術(shù)。目前，息，并以圖像形式反映出來的成像技術(shù)。目前，fMRI包括擴散加權(quán)成像（包括擴散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注加權(quán)成像（）、灌注加權(quán)成像（perfusion weighted imaging，PWI）和腦活動功能成像。）和腦活動功能成像。組織中水分子在溫度驅(qū)使下隨機運動，即為擴散運動。常規(guī)組織中水分子在溫度驅(qū)使下隨機運動，即為擴散運動。常規(guī)MRI成像，水分成像，水分子擴散運動對信號強度影響很微小。子擴散運

42、動對信號強度影響很微小。DWI是用特定的脈沖序列，反映組織內(nèi)是用特定的脈沖序列，反映組織內(nèi)水分子擴散運動的狀況，并能進一步獲得量化指標，即表觀擴散系數(shù)（水分子擴散運動的狀況，并能進一步獲得量化指標，即表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值和所組成的）值和所組成的ADC圖。不同類型病圖。不同類型病變對水分子擴散運動產(chǎn)生不同的影響，反映在變對水分子擴散運動產(chǎn)生不同的影響，反映在DWI圖和圖和ADC圖上有不同的表圖上有不同的表現(xiàn)，并且這種功能性改變可先于病變的形態(tài)學(xué)改變，因此現(xiàn)，并且這種功能性改變可先于病變的形態(tài)學(xué)改變，因此DWI檢查有利于疾檢查有利于

43、疾病的早期發(fā)現(xiàn)、診斷和鑒別診斷。例如，對腦梗死的早期診斷和對中央腺體病的早期發(fā)現(xiàn)、診斷和鑒別診斷。例如，對腦梗死的早期診斷和對中央腺體前列腺癌的診斷，前列腺癌的診斷，DWI均有較高的價值（圖均有較高的價值（圖3-2-1g、h）。）。圖圖3-2-1 MR的多種成像技術(shù)的多種成像技術(shù)gh同一例，同一例，g常規(guī)常規(guī)T2WI檢查，左基底節(jié)病灶不明顯，檢查，左基底節(jié)病灶不明顯，hDWI檢查，左基檢查，左基底節(jié)區(qū)明顯高信號病灶底節(jié)區(qū)明顯高信號病灶 擴散張量成像（擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是在）是在DWI基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種功能性成像技術(shù)，能反映組織基礎(chǔ)上發(fā)展而

44、來的一種功能性成像技術(shù)，能反映組織中水分子擴散的各向異性，并可獲得相應(yīng)的量化指標各向中水分子擴散的各向異性，并可獲得相應(yīng)的量化指標各向異性分數(shù)（異性分數(shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）值等。在纖維組）值等。在纖維組織內(nèi)，水分子易沿纖維走行方向擴散，應(yīng)用織內(nèi)，水分子易沿纖維走行方向擴散，應(yīng)用DTI技術(shù)和相技術(shù)和相應(yīng)的后處理軟件可進行擴散張量纖維束成像（應(yīng)的后處理軟件可進行擴散張量纖維束成像（diffusion tensor tractography，DTT），獲得纖維束走行的圖像），獲得纖維束走行的圖像。目前最常用于顯示腦白質(zhì)纖維束，能反映病變所致的腦。目前最常用于顯示腦白質(zhì)

45、纖維束，能反映病變所致的腦白質(zhì)纖維束的受壓、移位和破壞、中斷情況。白質(zhì)纖維束的受壓、移位和破壞、中斷情況。 磁共振灌注加權(quán)成像檢查能夠獲得組織器官及病變的血流磁共振灌注加權(quán)成像檢查能夠獲得組織器官及病變的血流灌注信息。常用的方法是動態(tài)磁敏感增強檢查技術(shù)，于靜灌注信息。常用的方法是動態(tài)磁敏感增強檢查技術(shù)，于靜脈內(nèi)快速注入順磁性對比劑脈內(nèi)快速注入順磁性對比劑Gd-DTPA，對興趣部位進行，對興趣部位進行EPI等快速連續(xù)成像，通常為等快速連續(xù)成像，通常為T2WI檢查，利用對比劑首過的檢查，利用對比劑首過的T2 或或T2*磁敏感效應(yīng)，獲得時間磁敏感效應(yīng)，獲得時間-信號強度曲線，據(jù)此可計算信號強度曲線，

46、據(jù)此可計算出相對血容量（出相對血容量（relative blood volume，rBV）、相對血）、相對血流量（流量（relative blood flow，rBF）、平均通過時間和達峰）、平均通過時間和達峰時間等參數(shù)，并由此組成相應(yīng)的偽彩參數(shù)圖。時間等參數(shù)，并由此組成相應(yīng)的偽彩參數(shù)圖。PWI為了解為了解組織器官和病變的血流灌注提供了相應(yīng)參數(shù)以及半定量的組織器官和病變的血流灌注提供了相應(yīng)參數(shù)以及半定量的指標，而有利于病變的診斷和鑒別診斷。指標，而有利于病變的診斷和鑒別診斷。 當(dāng)大腦受到一定刺激（如視、聽、運動和認知等）時，局當(dāng)大腦受到一定刺激（如視、聽、運動和認知等）時，局部腦組織處于功能活

47、動（激活）狀態(tài)。腦活動功能成像就部腦組織處于功能活動（激活）狀態(tài)。腦活動功能成像就是以圖像的形式展現(xiàn)人類大腦活動的功能解剖區(qū)及其異常是以圖像的形式展現(xiàn)人類大腦活動的功能解剖區(qū)及其異常改變。常用的方法是血氧水平依賴性（改變。常用的方法是血氧水平依賴性（BOLD）MR成像技成像技術(shù)，基本原理為局部腦組織激活時伴隨血流量增加，其中術(shù)，基本原理為局部腦組織激活時伴隨血流量增加，其中血流量增加超過了耗氧量增加，使得激活區(qū)所含的脫氧血血流量增加超過了耗氧量增加，使得激活區(qū)所含的脫氧血紅蛋白減少，導(dǎo)致紅蛋白減少，導(dǎo)致T2 WI或或T2*WI上腦活動區(qū)呈高信號表現(xiàn)上腦活動區(qū)呈高信號表現(xiàn)。腦活動功能成像對于人類

48、進一步認識自身以及一些腦疾。腦活動功能成像對于人類進一步認識自身以及一些腦疾病的早期檢出、診斷和治療等均有非常重要意義。病的早期檢出、診斷和治療等均有非常重要意義。 一、一、MRIMRI檢查的臨床應(yīng)用檢查的臨床應(yīng)用 二、二、MRIMRI檢查的注意事項檢查的注意事項 MRI檢查具有高的組織分辨力和多方位、多參數(shù)、多序列檢查具有高的組織分辨力和多方位、多參數(shù)、多序列成像的優(yōu)勢，成像的優(yōu)勢， 無輻射損傷和碘對比劑所致的不良反應(yīng)，無輻射損傷和碘對比劑所致的不良反應(yīng)， 廣泛用于人體多系統(tǒng)疾病的檢查、診斷和鑒別診斷，包括廣泛用于人體多系統(tǒng)疾病的檢查、診斷和鑒別診斷，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頸部、縱隔、心臟和大血

49、管、肝臟、膽系中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頸部、縱隔、心臟和大血管、肝臟、膽系、胰腺、脾、泌尿系統(tǒng)、男女生殖系統(tǒng)及骨髓和骨關(guān)節(jié)系、胰腺、脾、泌尿系統(tǒng)、男女生殖系統(tǒng)及骨髓和骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)的先天性異常、腫瘤和腫瘤樣病變、炎性病變和外傷性統(tǒng)的先天性異常、腫瘤和腫瘤樣病變、炎性病變和外傷性病變等的診斷和鑒別診斷。病變等的診斷和鑒別診斷。 應(yīng)當(dāng)指出，和應(yīng)當(dāng)指出，和CT相比，相比，MRI檢查在許多方面具有優(yōu)勢，例檢查在許多方面具有優(yōu)勢，例如對垂體微腺瘤的顯示如對垂體微腺瘤的顯示 對較早期前列腺癌的檢出對較早期前列腺癌的檢出 對子宮對子宮先天性畸形和腫瘤的診斷和分期、對脊髓病變的顯示以及先天性畸形和腫瘤的診斷和分期、對脊髓病

50、變的顯示以及對骨髓病變和關(guān)節(jié)軟骨損傷的檢出等，均有其獨特價值。對骨髓病變和關(guān)節(jié)軟骨損傷的檢出等，均有其獨特價值。尤其是各種特殊成像序列和成像技術(shù)以及功能性磁共振成尤其是各種特殊成像序列和成像技術(shù)以及功能性磁共振成像的檢查進一步提高了疾病的檢出、診斷和鑒別診斷能力像的檢查進一步提高了疾病的檢出、診斷和鑒別診斷能力，擴大了應(yīng)用領(lǐng)域，并且加深了對疾病的了解和認識。，擴大了應(yīng)用領(lǐng)域，并且加深了對疾病的了解和認識。 MRI檢查亦有一些不足：檢查亦有一些不足： 由于強磁場對電子器件和鐵磁性物質(zhì)的作用，使得一些患由于強磁場對電子器件和鐵磁性物質(zhì)的作用，使得一些患者不能進行者不能進行MRI檢查，例如帶有心臟起搏器者和置有金屬檢查，例如帶有心臟起搏器者和置有金屬性（鐵磁性）手術(shù)夾、假體和人工關(guān)節(jié)者；性（鐵磁性）手術(shù)夾、假體和人工關(guān)節(jié)者； 妊娠早期和幽閉恐怖癥者也為妊娠早期和幽閉恐怖癥者也為MRI檢查的禁忌證。檢查的禁忌證。 其次，對一些部位疾病，其次，對一些部位疾病，MRI檢查的效果不佳，例如肺部檢查的效果不佳，例如肺部大多數(shù)疾病不適宜大多數(shù)疾病不適宜MRI檢查；檢查； 對鈣化性病灶的顯示和確定，對鈣化性病灶的顯示和確定，MRI檢查亦有很大的限度。檢查亦有