磁共振成像診斷學(xué)

關(guān)于磁共振成像診斷學(xué)第一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第一章總論

第一節(jié)磁共振成像基本原理第二節(jié)磁共振成像技術(shù)第三節(jié)磁共振成像機結(jié)構(gòu)第四節(jié)磁共振成像圖像特點第五節(jié)磁共振成像臨床應(yīng)用第六節(jié)磁共振成像進(jìn)展第二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第一章總論發(fā)展概況：

1946年美國斯坦福大學(xué)Bloch與哈佛大學(xué)

Purcell同時發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象（NMR）

1952年獲諾貝爾物理學(xué)獎

1952~研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)分析技術(shù)

70年代~NMR與醫(yī)學(xué)診斷聯(lián)系起來

1976年首先實現(xiàn)人體手部成像

1980年第一臺MRI機問世

1985年第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院引進(jìn)第一臺MRI機

1989年國內(nèi)開始生產(chǎn)MRI機并投入臨床應(yīng)用第三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第一章總論名詞：核磁共振：

NMRnuclearmagneticresonance磁共振成像：MRImagneticresonanceimaging第四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理

定義：利用人體內(nèi)固有的原子核，在外加磁場作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，吸收能量并釋放MR信號，將其采集并作為成像源，經(jīng)計算機處理，形成人體MR圖像。第五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理成像條件：

人體內(nèi)原子核—氫質(zhì)子（H）外加磁場—主磁場（B0）梯度磁場（GyGxGz）交變磁場（RF）中心控制系統(tǒng)—計算機第六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理自旋質(zhì)子：

任何一個原子核，只要其所含質(zhì)子或中子任何一個為奇數(shù)時，原子核帶有“凈電荷”，有繞著自旋軸自旋的特性，具備磁性，1H只有一個質(zhì)子，沒有中子，稱為自旋質(zhì)子。第七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理氫原子磁矩進(jìn)動學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）一、氫原子核磁矩平時狀態(tài)----雜亂無章二、氫原子置于磁場的狀態(tài)----磁矩按磁力線方向排列三、施加射頻脈沖----原子核獲得能量四、射頻脈沖停止后----產(chǎn)生MR信號原子核的能級躍遷學(xué)說（量子力學(xué)理論）第八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理弛豫過程：

射頻脈沖去除后，在靜磁場作用下，質(zhì)子從高能量狀態(tài)（與磁場垂直位置）到低能量狀態(tài)（與磁場平行位置）的恢復(fù)過程弛豫時間：

射頻脈沖去除后，有靜磁場作用下，質(zhì)子恢復(fù)到平衡位置所需時間為弛豫時間。第九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理一、縱向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量

Mz逐漸增大到最初值，呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長，由于是在Z軸上恢復(fù)，稱為縱向弛豫。

T1弛豫時間（縱向弛豫時間）規(guī)定為Mz達(dá)到其最終平衡狀態(tài)63%的時間二、橫向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量Mxy很快衰減到零，呈指數(shù)規(guī)律衰減，稱為橫向弛豫。

T2弛豫時間（橫向弛豫時間）是指磁化分量

Mxy衰減到原來值的37%的時間。

第十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理

決定成像因素

1組織內(nèi)質(zhì)子密度

2T1值

3T2值

4流空效應(yīng)第十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)磁共振成像基本原理信號強度與成像因素的關(guān)系

與組織內(nèi)質(zhì)子密度成正比與T1值成反比與T2值成正比

第十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三MR信號空間定位１、ＭＲ空間定位靠的是梯度磁場通過梯度磁場達(dá)到選層目的，稱選層梯度（Ｇs）２、為了完成同一層面內(nèi)不同區(qū)域質(zhì)子信號的空間定位，需借助于與選層梯度垂直的另外兩個梯度：頻率編碼梯度：Ｇf相位編碼梯度：Ｇp第十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第二節(jié)MRI的基本結(jié)構(gòu)

第十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)MRI的基本結(jié)構(gòu)一、磁體系統(tǒng)主磁體：產(chǎn)生靜磁場永磁磁體—永久帶有磁體，造價低場強較低常導(dǎo)磁體—制造簡單，耗電量大，場強稍高超導(dǎo)磁體—場強高穩(wěn)定，費用高，消耗液氮梯度系統(tǒng)：掃描層面的空間定位射頻系統(tǒng)：發(fā)射射頻脈沖，產(chǎn)生MR信號并接收二、譜儀系統(tǒng):包括梯度場、射頻場的發(fā)生和控制，

MR信號接收和控制等部分三、計算計圖像處理系統(tǒng)第十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)

掃描序列

自旋回波序列（快速自旋回波序列）

SpinEchoSequence,SE（TSE，F(xiàn)SE）

梯度回波序列

GradientEchoSequence,GREFISP,FAST,GRASS,SSFP,FLASH,

反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

InversionRecoverySequence,IRSTIR

第十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)

磁共振成像參數(shù)選擇(SE序列）

TR—重復(fù)時間RepetitionTime,TR

兩個90°脈沖之間的時間為重復(fù)時間

TE—回波時間EchoTime,TE90°脈沖至測量回波時間稱回波時間

第十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)T1WI:

T1加權(quán)像T1WeightedImaging

在MRI成像中，兩種組織間信號強度的差別主要取決于T1弛豫時間的不同，所得圖像為T1WI。一般T1WI顯示解剖結(jié)構(gòu)清楚。

短TR(TR<500ms)短TE(TE<30ms)

T1短：縱向磁化恢復(fù)快，MR信號強（脂肪）T1長：縱向磁化恢復(fù)慢，MR信號弱（CSF）第十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)T2WI:

T2加權(quán)像T2WeightedImaging

在MRI成像中，兩種組織間信號強度的差別主要取決于T2弛豫時間的不同，所得圖像稱為T2WI。一般T2WI顯示病變較敏感。

長TR(TR>2000ms)長TE(TE>90ms)

T2長：橫向磁化強度衰減慢，信號強（CSF）T2短：橫向磁化強度衰減快，信號弱（肌肉）第十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)質(zhì)子密度成像：PDWI

在MRI中，信號強度的差別主要取決于質(zhì)子的數(shù)量，即質(zhì)子密度，這種圖像稱質(zhì)子密度成像

長TR（1500-2500），短TE（15-35）單位體積內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目越多，產(chǎn)生MR信號越弱含質(zhì)子少的組織和區(qū)域（氣腔）不產(chǎn)生MR信號或很弱

第二十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第四節(jié)MRI圖像特點

組織特性

T1WI

T2WI水長T1、很長T2低信號明亮高脂肪

T2短，T2長很高中等高肌肉

T1長，T2短低低骨皮質(zhì)活動質(zhì)子少黑黑氣體無活動質(zhì)子黑黑流動血液流動效應(yīng)

SE

低（無）低（無）GRE（MRA）

高

高出血

T1短，T長高高腫瘤

T1、T2延長低高

第二十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

正常顱腦T1加權(quán)像（T1WI）第二十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三正常顱腦T2加權(quán)像（T2WI）第二十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

正常腹部T1WI及T2WI第二十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)特殊序列：♀HASTE（Half-FourierAcquisitionSingle-shotTurboSpin-echo）

半傅立葉采集單次激發(fā)快速自旋回波♀EPI（EchoPlanarImaging）

回波平面成像♀脂肪抑制成像（FatSuppression）第二十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)特殊序列：水抑制序列：液體衰減反轉(zhuǎn)回復(fù)（fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR)是將自由水如腦脊液信號抑制為零，又得到T2WI序列對病灶檢出敏感的優(yōu)點，屬于重T2WI。主要用于顱腦，亦可用于全身。主要用于：腦梗塞灶，急性蛛網(wǎng)膜下腔出血，多發(fā)性硬化，腦腫瘤，腦炎等。第二十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

水抑制成像（FLAIR）第二十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)磁共振成像技術(shù)特殊序列：♀水成像（hydrography)或液體成像（liquidimaging)

是采用長TE技術(shù)，獲得重T2WI，以突出水的信號，合用脂肪抑制技術(shù)，使含水器官清晰顯影。常用：MR胰膽管造影（MRCP）

MR尿路造影（MRU）

MR脊髓造影（MRM）

MR內(nèi)耳成像第二十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三膽總管癌2第二十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

腎積水--水成像技術(shù)第三十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第四節(jié)MRI圖像特點偽影：圖像中的假影像稱為偽影

與病人有關(guān)偽影：

生理性偽影：呼吸，心跳等病人躁動

圖像處理偽影

化學(xué)位移偽影卷褶偽影

與梯度有關(guān)的偽影

渦流、非線性、幾何畸變

金屬異物偽影第三十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第五節(jié)臨床應(yīng)用一：適應(yīng)證

1中樞神經(jīng)系統(tǒng)各種病變（炎癥、腫瘤、先天畸形、變性血管性病變），優(yōu)于

CT2五官及頸部軟組織病變

3縱隔及心臟大血管病變

4腹內(nèi)實質(zhì)器官及腹膜后血管病變

5脊柱及四肢骨關(guān)節(jié)病變第三十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第五節(jié)臨床應(yīng)用

二：禁忌征

1帶有心臟起搏器者

2危重患者需要搶救者

3嚴(yán)重心肺功能不全者

4體內(nèi)有磁性金屬異物者

5懷孕三個月以內(nèi)之孕婦

6幽閉恐怖癥者第三十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第五節(jié)臨床應(yīng)用MR的優(yōu)勢和限度優(yōu)勢：

1成像參數(shù)多（T1、T2、質(zhì)子密度、流空效應(yīng)），能提供組織的物理和生物化學(xué)特性

2流空效應(yīng)，不需造影劑即可觀察心臟和血管結(jié)構(gòu)

3無需移動病人即可作多方向的掃描

4無電離輻射

5順磁性造影劑無毒性反應(yīng)

6無顱底骨偽影第三十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第五節(jié)臨床應(yīng)用MR的優(yōu)勢和限度限度：

1掃描時間較長

2危重病人，不能很好合作和配合病人不能檢查

3磁體掃描膛較小，少數(shù)病人會有幽閉恐怖癥

4帶有心臟起博器或體內(nèi)順磁性醫(yī)療裝置病人不能檢查

5費用較高

6鈣無信號，對鈣化灶為病理特征的病變診斷受影響第三十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)MR造影劑原理及臨床應(yīng)用

一：MR造影劑的分類

陽性造影劑：Gd--DTPA

順磁性物質(zhì)Gd3+含7個不成對電子，為順磁性很強的金屬，能顯著縮短組織弛豫時間（尤其是T1時間）。劑量：0.1-0.2mmol/kg

方式：靜脈快速團注成像序列：T1WI

第三十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第六節(jié)MR造影劑原理及臨床應(yīng)用一：MR造影劑的分類

陰性造影劑：超順磁性和鐵磁性粒子類（Fe3O4，SPIO）

順磁性遠(yuǎn)強于Gd-DTPA，造成磁場的不均勻，改變質(zhì)子橫向磁化的相位，縮短組織的橫向弛豫時間（T2值）劑量：0.05mmol/kg

方式：靜脈滴注成像序列：T2WI+脂肪抑制臨床應(yīng)用：主要用于肝臟及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)第三十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR血管成像（MRA，MRangiography）

MRA是顯示血管和血流信號特征的一種技術(shù)，不僅可反映血管形態(tài)，而且可反應(yīng)血流方式和速度。第三十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號改變

一、血流呈低信號

1流空效應(yīng)：快速流動的垂直于掃描層面的血流，氫質(zhì)子在選定掃描層面內(nèi)停留時間太短，不形成回波，不產(chǎn)生信號。平行于切層面的血管內(nèi)血流受90°脈沖激勵去相位，不能被180°脈沖翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生回波，從而MR信號減弱。第三十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號改變

一、血流呈低信號

2渦流等：

水分子不規(guī)則運動，特定平面內(nèi)質(zhì)子相位一致性喪失，引起相位彌散，不能產(chǎn)生較強的信號第四十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號改變

一、血流呈高信號

1流入性增強效應(yīng)：在脈沖過程中，充分弛豫的質(zhì)子群流入切層面代替部分飽和的質(zhì)子群。前者可接受新的脈沖而出現(xiàn)新的MR信號，而后者信號低。周圍靜止組織曾受過脈沖激勵，不能接受新的脈沖激勵，因而信號低。血液流入了充分弛豫的質(zhì)子群形成了高信號

第四十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號改變

一、血流呈高信號

2舒張期偽門控致動脈高信號動脈血流速度在心臟收縮期最快，舒張期最慢，使用心電門控時舒張期動脈血流信號強度增高。不使用心電門控時，如心動周期與TR

偶然同步，可產(chǎn)生類似心電門控的結(jié)果，稱偽門控。此時舒張期掃描層面上的動脈內(nèi)信號強度增高。第四十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRA血流在MRI的信號改變

一、血流呈高信號

3偶回波血流呈現(xiàn)高信號

在多回波成像時，平行于切層面的血管偶數(shù)回波信號比奇數(shù)回波信號強，這種現(xiàn)象稱為“偶回波相位回歸性”信號增強。

4梯度回波序列血液呈現(xiàn)高信號此時流動質(zhì)子群的相位回歸不需要180°脈沖，即使質(zhì)子已離開切層面，所有被激勵的質(zhì)子也形成MR信號。第四十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRAMRA方法一、時間飛越法（TOF，timeofflight)

在流動的血流中，在某一時間被射頻脈沖激發(fā)，而其信號在另一時間被檢出，在激發(fā)與檢出之間的血流位置已有改變，故稱為TOF。

TOF法的基礎(chǔ)是縱向弛豫的作用

TOF法又有三維及二維成像第四十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRAMRA方法二、相位對比法（PCA，phasecontrast)PC法的基礎(chǔ)是流動質(zhì)子的相位效應(yīng)，當(dāng)流動質(zhì)子受到梯度脈沖作用而發(fā)生相位移位，如果此時再施以寬度相同極性相反的梯度脈沖，由第一次梯度脈沖引出的相位就會被第二次梯度脈沖全部取消，這一剩余相位變化是PC法的基礎(chǔ)。

PCMRA有2D、3D及電影。第四十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展：MRAMRA臨床應(yīng)用顱腦：已常規(guī)應(yīng)用，可檢出顱內(nèi)動脈瘤、腦血管畸形等，觀察腫瘤對血管侵犯情況?？刹糠痔娲鶧SA。胸腹：顯示大血管較好，如動脈瘤及夾層動脈瘤。因不受腸氣干擾，對門靜脈顯示清楚。四肢：對較大血管阻塞有一定的診斷價值。第四十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

正常腹部T1WI及T2WI第四十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

正常顱腦3DTOF法MRA第四十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

顱腦2DPC法MRA第四十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

正常顱腦MRA（TOF）第五十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三正常頸部MRA第五十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

正常體部MRA第五十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR波譜（MRS，MRspectroscopy）.磁共振波譜學(xué)是利用MR中的化學(xué)位移來測定分子組成及空間構(gòu)型的一種檢測方法

.目前常用原子核有：1H，31P等

第五十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR波譜（MRS，MRspectroscopy）

1HMRS常用來檢測體內(nèi)許多微量代謝物如肌酸(Cr)、膽堿(Cho)、谷氨酸(Glu)、谷氨酰氨(Gln)、乳酸(Lac)、N-乙酰天門冬氨酸(NAA)等，可根據(jù)這些代謝物的多少，分析組織代謝改變，以診斷疾病及判斷療效。常用于顱腦腫瘤及癲癇的診斷及研究。第五十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第七節(jié)MRI進(jìn)展MR波譜（MRS，MRspectroscopy）

31PMRS被廣泛應(yīng)用于研究組織能量代謝和生化改變。可檢測出7條不同的共振峰：磷酸單酯（PME）、磷酸二酯（PDE）、磷酸肌酸（PCr）、無機磷（Pi）和三磷酸腺苷（ATP）中α、β、γ磷原子。臨床應(yīng)用較多的是骨骼肌和心臟。第五十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三正常腦1HMRS1HMRS臨床應(yīng)用星形細(xì)胞瘤1HMRSCho、Cr及Lac輕度升高，NAA顯著降低第五十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三32PMRS臨床應(yīng)用正常心肌32PMRS犬心肌缺血32PMRS冠脈結(jié)扎1h。Pi明顯增高，Pcr、ATP明顯減少