3.0T磁共振臨床應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用

1、磁共振臨床應(yīng)用特點(diǎn)和應(yīng)用在臨床應(yīng)用中有何優(yōu)勢？有何弊端？臨床應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、信噪比明顯提高，空間分辨率提高。2、掃描速度加快。3、 T2WI對比加強(qiáng)。4、增強(qiáng)效果更好。5、血管成像明顯較好。6、功能成像、頻譜成像和磁敏感性更敏感和精確。缺點(diǎn)：1、偽影更明顯，如運(yùn)動(dòng)偽影、化學(xué)位移。2、屏蔽效應(yīng)使腹水病人或孕婦檢查不利。3、對體內(nèi)有金屬物的患者檢查限制更嚴(yán)格。4、T1WI對比下降。1、信噪比、空間分辨率提高由于磁場強(qiáng)度的升高，敏感性增加，SNR提高，空間分辨率增加。隨著場強(qiáng)的增加，SNR幾乎是線性增加但在臨床實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，并非兩倍場強(qiáng)就會產(chǎn)生兩倍SNR：在高場中有很多物理障礙需要克服，而克服這

2、些障礙通常是犧牲SNR來實(shí)現(xiàn)的，的SNR大約是的到倍一般情況下，掃描時(shí)間延長和降低空間分別率能提高信噪比。保持一定的空間分辨率而減少采集時(shí)間，或保持一定的采集時(shí)間而提高空間分辨率等，這些因素都會抵消一定的SNR中樞神經(jīng)系統(tǒng)高分辨率掃描Propeller T2512X512分辨力1.5 T3.0 TFigure 9a: (a, b) FLAIR images in a 22-year-old female patient with clinically isolated syndrome 3.0 T TR/TE/IR: 12 000/140/2850; turbo factor, 38; NEX

3、 1; acquisition time, 4 minutes 1.5 T 6000/110/2000; turbo factor, 29; NEX 2; acquisition time, 3 minutes腦結(jié)構(gòu)成像高分辨率三維容積成像有助于發(fā)現(xiàn)細(xì)微皮質(zhì)萎縮高分辨率T2WI有助于分辨顳葉癲癇病人的海馬亞解剖結(jié)構(gòu)Figure 10b: MR images in 32-year-old female patient with medically refractory complex partial seizures左側(cè)海馬信號強(qiáng)度增加，提示硬化體積變化不明顯，提示尚無萎縮右側(cè)海馬所見的間隔樣紋

4、理結(jié)構(gòu)喪失右側(cè)海馬亞解剖結(jié)構(gòu)可見黑線樣的白質(zhì)卷入海馬內(nèi)可能是海馬白質(zhì)（海馬槽）海馬結(jié)構(gòu)放大圖鼠腦成像2、掃描速度加快共振頻率隨場強(qiáng)線性增加： B0。的共振頻率是63.9 MHz，是。更高（快）的共振頻率能帶來：更快的質(zhì)子相位周期。這樣，就可以用更短的TE，加快采集速度，有助于減少偽影 。相同條件下，同一序列約節(jié)省20%時(shí)間。腦結(jié)構(gòu)成像更快的成像速度：有利于意識不清及不配合的患者及兒童檢查。應(yīng)用flip angle sweep and parallel imaging的FSE T2WI：成像時(shí)間從2分7秒降到8秒MR images in a 19-year-old male patient wi

5、th multiple sclerosisFSE T2WI With SENSE flip angle sweep 60 采集時(shí)間 8 s3、 T2WI對比加強(qiáng)組織的T1、T2弛豫時(shí)間在不同程度上依賴于場強(qiáng)。在，縱向弛豫速率減慢，T1時(shí)間增加約30%，而橫向弛豫出現(xiàn)更快，T2時(shí)間縮短約15%。T2時(shí)間縮短， T2WI對比加強(qiáng)4、增強(qiáng)效果更好Gd對比劑縮短（同一組織）T1的能力（T1弛豫效應(yīng)）在和3.0 T中相對恒定。在，（平掃時(shí)）組織的T1時(shí)間比長，因此，即使T1弛豫增強(qiáng)效應(yīng)相同，增強(qiáng)后組織的T1縮短比更多，因此， 組織增強(qiáng)前后的對比優(yōu)于。具有更高的SNR和CNR。相同足劑量造影劑的增強(qiáng)掃描，

6、病變的CNR在是的雙倍多，半劑量病變的CNR也比足劑量高得多，CNR高則探查增強(qiáng)病變的敏感性提高a 70-year-old woman with a temporal high-grade glioma， the leptomeningeal spread of the tumor (arrowhead) 1.5 T with 0.10 mmol/kg 3.0 T with 0.05 mmol/kg 3.0 T with 0.10 mmol/kg Contrast-enhanced T1-weighted MR images in 46-year-old male patient with r

7、ight parietal high-grade gliomaSE T1WI CESE T1WI CEContrast-enhanced T1-weighted MR images in 46-year-old male patient with right parietal high-grade glioma IR FSE T1WI CE SE T1WI CEContrast-enhanced MR Imaging增強(qiáng)MRISPIO（超順磁性氧化鐵）對比劑：主要縮短T2*在中，（平掃時(shí)）組織的T2*時(shí)間比短，這種更短的T2*部分抵消了SPIO的T2*增強(qiáng)效應(yīng)至今，在肝臟局灶性病變的SPIO增

8、強(qiáng)檢查中， SPIO增強(qiáng)病變與正常組織之間的對比在中并未進(jìn)一步增加5、血管成像較好SNR更高更短的TE時(shí)間（避免流動(dòng)及磁敏感偽影）對比劑的T1縮短效應(yīng)更明顯與血液比較靜態(tài)組織的T1時(shí)間延長（提高血管背景組織對比）使用平行成像技術(shù), 更短的采集時(shí)間MR AngiographyTOF MRA：1.5 T 體素大小0.72 mm3，3.0-T 體素大小0.03 mm3。的高空間分辨率意味著能顯示更小的血管及血管的遠(yuǎn)側(cè)分支。與平行采集技術(shù)結(jié)合，能明顯減少采集時(shí)間、增加采集層面，擴(kuò)大成像范圍。TOF (inflow) MRA at (a) 1.5 T and (b) 3.0 T in the same

9、individual1.5 T3.0 T28/6.9; 50 sections; time, 2 minutes 34 seconds; section thickness, 2 mm; field of view, 160 x 160 ; matrix, 336 x 212; voxel size, 0.92 mm326/3.5; 100 sectionstime, 7 minutes 57 secondssection thickness, 1 mmfield of view, 250 x 250 mm2matrix, 832 x 571voxel size, 0.13 mm3TOF MR

10、 angiograms at (a) 1.5 T and (b) 3.0 T in a patient with high-grade stenosis of the right internal carotid artery1.5 T3.0 T掃描參數(shù)分別同上一圖像MIPs from 3D TOF MR angiography in a 58-year-old woman show moyamoya vessels (arrows) from ICAs Transverse MIP 3.0-T 1.5-T lateral MIP of the right side 3.0-T 1.5-T s

11、how moyamoya vessels (arrows) from ICAslateral MIP of the left side 3.0-T 1.5-T show moyamoya vessels (arrows) from ICAsMR Angiography3.0-T TOF MRA的高空間分辨率及廣解剖覆蓋范圍，較小的腦供血?jiǎng)用}病變的檢查成為可能。幾乎與DSA相似的空間分辨率，以致有人樂觀地預(yù)言其可大部分替代DSA檢查。這方面的臨床研究有待深入。61-year-old male patient with dysarthria 3T 3D TOF-MRA a segmental hi

12、gh-grade stenosisat the cavernous segment of the distal ICA DSA lateral view almost identical features of stenosis at the corresponding location A 70-year-old female patient with involuntary movement of the left side. 3T 3D TOF-MRA flow void in the proximal portion of the right middle cerebral arter

13、y DSA anteroposterior view a focal high-degree stenosis at the corresponding location A 69-year-old male patient with dizziness 3T 3D TOF-MRAa focal high-grade stenosis at the proximal portion of the basilar trunk. DSA oblique view a focal high-grade stenosis at the corresponding location MR Angiogr

14、aphyTime resolved three-dimensional contrast-enhanced MRA：4D MRAfour-dimensional time-resolved angiography using keyhole (4D-TRAK)DSA findingsearly arterialearly venous phasea patient with large frontal arteriovenous malformationfour-dimensional time-resolved angiography using keyhole (4D-TRAK)DSA f

15、indingsearly arterialearly venous phasea patient with large frontal arteriovenous malformationIIIIIIIV全身血流成像掃描床的移動(dòng)造影劑使用分辨率I: 1.0 x 1.0 x 2.0 mmII: 0.8 x 0.8 x 1.3 mmIII: 0.8 x 0.8 x 1.5 mmIV: 0.8 x 0.8 x 1.0 mm6、磁敏感性、功能成像和頻譜成像更敏感和精確磁敏感性功能成像：彌散加權(quán)成像-DWI （fMRI） 灌注成像-PWI 腦皮層功能活動(dòng)成像頻譜成像-MRSSusceptibility

16、磁敏感性磁敏感效應(yīng)隨場強(qiáng)增大而線性增加磁敏感性：是不同物質(zhì)被磁化的能力不同組織的磁敏感性不同產(chǎn)生磁敏感效應(yīng)Susceptibility 磁敏感性人體不同組織的磁敏感性不一樣，從而造成人體組織局部磁場場強(qiáng)不均勻根據(jù)拉莫定律，局部磁場的變化會引起相應(yīng)質(zhì)子的共振頻率發(fā)生變化。MR的空間編碼是基于：成像范圍內(nèi)的磁場是均勻一致的、只隨梯度場的應(yīng)用才發(fā)生變化。這種磁敏感性誘導(dǎo)的共振頻率的變化會導(dǎo)致質(zhì)子在空間位置編碼上產(chǎn)生錯(cuò)誤在沒有1800再聚焦RF脈沖的GRE及EPI序列中，由此產(chǎn)生的磁敏感偽影更明顯Susceptibility 磁敏感性磁敏感效應(yīng)的積極應(yīng)用：對比劑首過灌注成像，BOLD腦功能成像，更有利

17、于檢測含鐵血黃素、鐵、鈣等金屬成分Susceptibility-based and PerfusionImaging的磁敏感效應(yīng)明顯，有利于生理性鐵成分的檢測，如中腦黑質(zhì)，理論上可早期診斷Parkinson 有利于出血的探查，對小海綿狀血管瘤內(nèi)的慢性出血、彌漫性軸突損傷的小出血灶的檢測更有價(jià)值77-year-old man on the 2nd day after the onset T2-weighted FLAIR T1-weighted 1.5 T (A, C, and E) 3.0 T (B, D, and F) 56-year-old woman on the 6th day aft

18、er the onset T2-weighted FLAIR T1-weighted 1.5 T (A, C, and E) 3.0 T (B, D, and F) Figure 3: Transverse T2-weighted turbo SE (a) 1.5-T (repetition time msec/echo time msec, 2500/100) and (b) 3.0-T (3000/80) MR images in a 52-year-old male patient with pontine cavernoma FSE T2WI 橋腦海綿狀血管瘤 FSE T2WI 橋腦海

19、綿狀血管瘤含鐵的小腦齒狀核顯示更清楚微出血Figure 4: Functional brain MR images in the same individuals1.5-T (3000/50, 90 flip angle)3.0-T (3000/35, 90 flip angle)BOLD腦功能成像fMRI軀體運(yùn)動(dòng)，感覺，視覺，語言，針灸鎮(zhèn)痛DWI and Diffusion-Tensor Imaging擴(kuò)散加權(quán)及擴(kuò)散張量成像DWI and Diffusion-Tensor ImagingDWI是腦梗塞的必備檢查序列，常用單次激發(fā)EPI。的DWI能提高SNR，但同時(shí)磁敏感偽影也顯著增加，同時(shí)應(yīng)

20、用平行采集技術(shù)有助消除偽影雖然可發(fā)現(xiàn)“ only”細(xì)小梗塞，但總體上其敏感性與差別不大46-year-old female patient with clinical evidence of subacute infarction (72 hours after onset)4345/82; matrix ：128128 section thickness：5-mmb values of 0, 600, and 1000 sec/mm23.0 T1.5 T10分鐘之內(nèi)DWI and Diffusion-Tensor ImagingDTI和白質(zhì)纖維束示蹤圖是了解神經(jīng)纖維走行、結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系的診斷

21、方法擴(kuò)散編碼方向越多，對神經(jīng)纖維走行方向的確定越精確，但擴(kuò)散編碼方向越多掃描時(shí)間越長.除了高，可在臨床可接受的掃描時(shí)間范圍內(nèi)盡可能多地采集擴(kuò)散編碼方向1.5 T3.0 T3.0 TPerfusionImaging灌注成像彌散和灌注成像PWI臨床應(yīng)用反映組織的微血管分布情況及血流灌注的狀態(tài)DWI+PWI顯示半暗帶Susceptibility-based and PerfusionImaging造影劑首過T2*-加權(quán)灌注成像：在毛細(xì)血管水平評價(jià)腦的微血管灌注界定急性腦梗塞的缺血半暗帶了解動(dòng)脈狹窄狀態(tài)下腦組織的血流灌注水平3.0 T0.10 mmol/kg劑量造影劑的T2* 效應(yīng)與1.5 T 0.2

22、0 mmol/kg劑量造影劑相當(dāng)成像基礎(chǔ):局部微循環(huán)血液動(dòng)力學(xué)改變。采用MR對比劑，對比劑首次通過毛細(xì)血管網(wǎng)導(dǎo)致局部一過性信號減低。MR Perfusion Weighted ImageSusceptibility-based and PerfusionImagingArterial spin labeling (ASL)動(dòng)脈血質(zhì)子標(biāo)記是另一種灌注成像方法：不應(yīng)用順磁性對比劑（外源性），而是把動(dòng)脈血質(zhì)子進(jìn)行磁化標(biāo)記作為內(nèi)源性對比劑在，ASL未獲得廣泛的臨床認(rèn)可：SNR低，標(biāo)記持續(xù)時(shí)間短，成像時(shí)間長，成像層面少的ASL可克服上述缺點(diǎn)66-year-old patient with right-s

23、ided frontodorsal grade IV gliomaarterial spin labeling at 3.0 T4000/3717 sections5-mm thickness64 x 64 matrix700-msec labeling delay50 dynamic acquisitions6-minute acquisition time MR Spectroscopy(MRS)質(zhì)子所處的化學(xué)分子環(huán)境不同，相應(yīng)質(zhì)子的共振頻率也不同，而且這種差異隨著場強(qiáng)的增大而增大脂肪和水的共振頻率的差值，在是220 Hz，在是440 Hz不同化學(xué)分子環(huán)境中質(zhì)子的共振頻率的差值增大，顯然有

24、利于MRS成像MR Spectroscopy(MRS)磁場強(qiáng)度的升高同時(shí)引起磁敏感增加，化學(xué)位移增加。成像的缺陷1、如磁敏感偽影、化學(xué)位移偽影等更明顯。2、電介質(zhì)共振效應(yīng)和屏蔽效應(yīng)使腹水病人或孕婦檢查不利。3、 RF能量的貯積,限制了成像條件4、T1WI對比下降。5、其它：如對體內(nèi)有金屬物的患者檢查限制更嚴(yán)格。1、磁敏感偽影磁敏感效應(yīng)隨場強(qiáng)增大而線性增加，的磁敏感效應(yīng)明顯，在組織磁敏感性差異大的區(qū)域如骨與軟組織交界面，磁敏感偽影更明顯。磁敏感偽影化學(xué)位移偽影脂肪和水中氫質(zhì)子共振頻率隨磁場的增大而線性增加，導(dǎo)致脂肪和水中氫質(zhì)子化學(xué)位移的增大，化學(xué)位移偽影較明顯，即在脂肪組織界面出現(xiàn)更明顯的黑線樣

25、偽影。in-phase gradient-echo images1.5 T3.0 TChemical shift artifact of the first kind2、電介質(zhì)效應(yīng)和屏蔽效應(yīng)、電介質(zhì)效應(yīng)、屏蔽效應(yīng) 、 Dielectric Effects 電介質(zhì)效應(yīng)亦稱Standing Wave Effects 駐波效應(yīng)：駐波或定波：駐波（standing wave）：在同一媒質(zhì)里，兩個(gè)頻率相同、振幅相等、振動(dòng)方向相同、沿相反方向傳播的行波迭加而成的波叫“駐波”。比如水波碰到岸邊反射回來時(shí)，前進(jìn)和反射波的疊合就產(chǎn)生駐波。駐波形成時(shí)，空間各處的介質(zhì)點(diǎn)或物理量只在原位置附近做振動(dòng)，波停駐不前，而沒

26、有行波的感覺，所以稱為駐波。Standing Wave 駐波Dielectric 電介質(zhì)所謂電介質(zhì)，是指不導(dǎo)電的物質(zhì)，即絕緣體，內(nèi)部沒有可以移動(dòng)的電荷。水及體內(nèi)有機(jī)物具有高的介電常數(shù)（指每“單位體積”的絕緣物質(zhì) ），可以降低電磁波的傳導(dǎo)速度及縮短其波長在真空中，的RF的頻率是128 MHz，波長是234 cm，遠(yuǎn)大于臨床體部成像的FOV的RF波長在水中縮短為26 cm、在大多數(shù)人體組織內(nèi)約30 cm。standing wave effectRF波在人體組織內(nèi)的這種波長長度與人體體部成像的FOV大小接近，就可能在FOV內(nèi)形成駐波。而駐波能引起RF激勵(lì)脈沖在局部成像空間分布上的大小變化，導(dǎo)致所謂的

27、駐波效應(yīng)（standing wave effect），即圖像內(nèi)出現(xiàn)“黑洞”影或明亮影。standing wave effect成像FOV大于RF波長時(shí)，這種偽影越明顯因此，在大腹便便的肥胖患者比瘦小患者更容易看到這種偽影Dielectric effects of (a) single-shot and (b) multishot TSE sequences單次FSE序列使用長回波鏈、大量再聚焦RF脈沖駐波效應(yīng)所致偽影明顯多次激發(fā)FSE序列駐波效應(yīng)所致偽影減輕 、 shielding effects 屏蔽效應(yīng)RF激勵(lì)時(shí)，快速變化的磁場（ B1 ）能產(chǎn)生環(huán)形電場，若這種環(huán)形電場出現(xiàn)在可導(dǎo)電的媒質(zhì)里

28、，則產(chǎn)生環(huán)形電流（渦電流），而這種環(huán)形電流反過來又可產(chǎn)生磁場，所產(chǎn)生的這種磁場與RF場（ B1 ）的方向完全相反，因此它可降低B1的大小。媒質(zhì)的導(dǎo)電性能越好，RF頻率越高，產(chǎn)生的渦電流越強(qiáng)，產(chǎn)生的反向磁場也越大，其對RF場大小的抵消作用越大，RF場越不均勻shielding effects 屏蔽效應(yīng)人體組織內(nèi)導(dǎo)電性相對高的組織可以產(chǎn)生類似的屏蔽效應(yīng)，使局部磁場強(qiáng)度減低，從而在圖像中表現(xiàn)為低信號的區(qū)域腹水患者和孕婦的大腹圍產(chǎn)生standing wave effect，具有高導(dǎo)電性的腹水和羊水產(chǎn)生shielding effects ，這兩種效應(yīng)結(jié)合，在可引起明顯的偽影肝硬化腹水患者的standing wave and conductivity artifact28歲孕婦 standing wave and conductivity artifact