磁共振基本原理及讀片(1)

1、l1946 發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象 Bloch Purcelll 1971 發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長 Damadianl 1973 做出兩個(gè)充水試管MR圖像 Lauterburl 1974 活鼠的MR圖像 Lauterbur等l 1976 人體胸部的MR圖像 Damadianl 1977 初期的全身MR圖像 Mallardl 1980 磁共振裝置商品化l 2003 諾貝爾獎(jiǎng)金 Lauterbur Mansfierd發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史磁共振發(fā)展史l人體內(nèi)氫原子核作為磁共振中的靶子，它是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。H核只含一個(gè)質(zhì)子不含中子，最不穩(wěn)定，最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象l有一個(gè)穩(wěn)定的靜

2、磁場（磁體）：常導(dǎo)型、永磁型、超導(dǎo)型。0.153.0Tl梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象l信號接收裝置：各種線圈l計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等 人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。 自然狀態(tài)下， H核進(jìn)動雜亂無章，磁性相互抵消 按照單一核子進(jìn)動原理,質(zhì)子群在靜磁場中形成的宏觀磁化矢量MzMyx進(jìn)入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈

3、沖后的磁化矢量 Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量B0ZZZZZYYYYYXXXXX90度（3）（5）該過程稱弛豫弛豫(relaxation)(relaxation)，即將能量（MR信號）釋放出來。整個(gè)弛豫過程實(shí)際上是磁化矢量在橫軸上縮短（橫向或T2弛豫），和縱軸上延長（縱向或T1弛豫）。而人體各類組織均有特定T1、T2值，這些值之間的差異形成信號對比（1）靜磁場中（2）90度脈沖（3）脈沖停止后（4）停止后一定時(shí)間（5）恢復(fù)到平衡狀態(tài)縱向弛豫或稱縱向弛豫或稱自旋晶格弛自旋晶格弛豫豫(T1(T1弛豫

4、弛豫) )橫向弛豫或橫向弛豫或稱自旋自旋稱自旋自旋弛豫弛豫(T2(T2弛豫弛豫) ) 人體進(jìn)入磁場磁化施加射頻脈沖、H核磁矩發(fā)生90。偏轉(zhuǎn)，產(chǎn) 生能量射頻脈沖停止、弛豫過程開始，釋放所產(chǎn)生的能量（形成MR信 號）信號接收系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 在弛豫過程中，即釋放能量（形成MR信號），涉及到2個(gè)時(shí)間常數(shù)：縱向 弛豫時(shí)間常數(shù)T1；橫向弛豫時(shí)間常數(shù)T2 加權(quán)（weighted ）的概念：MR成像過程中，T1、T2弛豫二者同時(shí)存在， 只是在某一時(shí)間內(nèi)所占的比重不同。如果選擇突出縱向（T1）弛豫特征的 掃描參數(shù)（脈沖重復(fù)時(shí)間和回波時(shí)間，以毫秒計(jì)）用來采集圖像，即可得 到以 T1弛豫為主的圖像，當(dāng)然其中仍有少量

5、T2弛豫成分，因是以T1 弛豫 為主，故稱為T1加權(quán)像（weighted Imaging WI）。如果選擇突出橫向 （T2）弛豫特征的掃描參數(shù)采集圖像 加權(quán)或稱權(quán)重，有側(cè)重、為主的意思 因?yàn)槿梭w各種組織如肌肉、脂肪、體液等，各自都具有不同的T1和T2弛豫 時(shí)間值，所以形成的信號強(qiáng)度各異，因此可得到黑白不同灰度的圖像磁共振常規(guī)檢查圖像的特點(diǎn)層面成像、成像參數(shù)多、任意多方位直接成像、血管流空效應(yīng)人人 體體 不不 同同 組組 織織 的的 MR MR 信信 號號 特特 點(diǎn)點(diǎn)黑白灰度對比：X光片、CT均以密度高低為特征 MR圖象是以信號高低/強(qiáng)弱為特征水： 長T1（黑）、長T2（白） 骨皮質(zhì)、完全性的鈣

6、化：黑（無信號）脂肪：短T1（白）、短T2（暗灰） 血流：常規(guī)掃描為流空（黑）肌肉：長T1（黑）、短T2（黑） 大多數(shù)腫瘤：長T1、長T2 黑色素瘤：短T1、短T2 磁磁 共共 振振 成像成像 檢檢 查查 方方 法法l普通檢查：采用不同脈沖序列、不同方位，對病變部位進(jìn)行掃描（包括脂肪或水抑制）。FSFLAIR（Fluid Attenuated Inversion Recovery) 抑制水的重度T2加權(quán)像,也稱黑水技術(shù)。即抑制自由水，如腦脊液，對鄰近腦脊液病變的顯示更有利。l 增強(qiáng)檢查：靜脈內(nèi)注射造影劑進(jìn)行掃描，用于鑒別診斷等。MR所用造影劑與CT的造影劑不同，除不是碘劑不存在過敏之外，其作用

7、的原理也不同。直接提高病變區(qū)X線衰減值（稱直接增強(qiáng)） CT造影劑 （碘制劑） 血管豐富程度 血流灌注如何 血液內(nèi)碘濃度高低 血腦屏障完整與否l 特殊檢查：特殊檢查： 血管成像（Magnetic Resonance Angiography MRA）利用流動的血液進(jìn)行血流的直接成像 可用于動脈或靜脈的檢查，若同時(shí)使用造影劑，稱增強(qiáng)血管成像（CE-MRA)。 血管成像用于血管畸形、動脈瘤、血管狹窄或閉塞。但目前仍不能代替DSA。 特點(diǎn)：簡便、無創(chuàng)傷 水水成像成像 膽道成像膽道成像（Magnetic Resonance Cholangio-pancreatography ）MRCP 不使用造影劑，利用

8、膽汁（水）進(jìn)行成像。用于膽道梗阻檢查。尿路尿路成像成像（Magnetic Resonance Urography）MRU 不使用造影劑，利用尿液進(jìn)行成像。硬膜囊成像硬膜囊成像（Magnetic Resonance Myelography）MRM 不使用造影劑，利用腦脊液進(jìn)行成像。內(nèi)耳膜迷路內(nèi)耳膜迷路成像成像（Magnetic Resonance Labyrinthography) MRL 不使用造影劑利用迷路內(nèi)的淋巴液進(jìn)行成像。結(jié)腸水成像:向結(jié)腸內(nèi)注入水后，進(jìn)行結(jié)腸人工水造影。胃、小腸也同樣可進(jìn)行此項(xiàng)檢查。 仿真內(nèi)窺鏡仿真內(nèi)窺鏡：同CT一樣，利用計(jì)算機(jī)所作的圖像的后處理技術(shù)之一 MRI MRI

9、三維重建三維重建 MRMR電影成像電影成像（Magnetic Resonance cine MRC ）:對運(yùn)動的臟器實(shí)施快速成像。采集臟器運(yùn)動中的不同時(shí)段（時(shí)相）的“靜態(tài)”圖像，再利用計(jì)算機(jī)技術(shù)快速、連續(xù)顯示。例如：關(guān)節(jié)、心臟等。正常心臟電影（靜態(tài)圖）正常心臟電影（靜態(tài)圖） 功能MR成像(fMRI):從范圍上有 1、灌注加權(quán)成像(Perfusion-Weighted Imaging) PWI包括外源性和內(nèi)源性。2、彌散加權(quán)成像(Diffusion-Weighted Imaging)DWI 3、MR波譜分析(Magnetic Resonancespectroscopy)MRS神經(jīng)元興奮區(qū)興奮性興

10、奮區(qū)靜脈血中氧和血紅蛋白相對去氧血紅蛋白相對去氧血紅蛋白的順磁作用，可使T2*信號由于去氧血紅蛋白的減少神經(jīng)元興奮區(qū)信號相對內(nèi)源性PWI稱血氧水平依賴法（BOLD）簡單原理 外源性灌注加權(quán)成像PWI：用超快速M(fèi)R掃描技術(shù)，進(jìn)行造影劑跟蹤，顯示造影劑首次通過的組織血流灌注情況并依需要作延遲增強(qiáng)（常用于腦、心肌的檢查） 彌散加權(quán)成像DWI：是以MR流動效應(yīng)為基礎(chǔ)的成像方法。與MRA不同的是：MRA觀察的是宏觀的血流現(xiàn)象，而DWI觀察的是微觀的水分子流動擴(kuò)散現(xiàn)象 腦發(fā)生缺血時(shí),PWI先有異常,出在6小時(shí)內(nèi)(超急期),此時(shí)溶栓治療, 療效最佳；若出現(xiàn)DWI異常時(shí),則易出血；若T2WI出現(xiàn)病灶時(shí),則為不

11、可逆的。 PWI-DWI-T2WI 腦彌散加權(quán)成像（DWI）是使用一對大小相等、方向相反的擴(kuò)散敏感梯度場。該梯度場對靜止組織作用的總和為零，但水分子在不斷擴(kuò)散，受該梯度場影響而產(chǎn)生相位變化。梗死區(qū)域水含量增加，其早期細(xì)胞毒性水腫使水分子擴(kuò)散下降，而在產(chǎn)生T2信號改變之前，在DWI顯示出早期的腦梗死。右側(cè)急性輕癱，癥狀右側(cè)急性輕癱，癥狀4 4小時(shí)小時(shí) T2加權(quán)像無異常同一時(shí)間，彌散加權(quán)像（4秒）見大片高信號 C-E同一時(shí)間，團(tuán)注對比劑5-10秒內(nèi)的灌注成像。缺血區(qū)顯示對比劑到達(dá)延遲（C）。D為病變區(qū)對比劑消散延遲。E為45秒后灌注基本趨于正常彌散張量成l是一種描述大腦結(jié)構(gòu)的新方法，是核磁共振成像

12、(MRI)的特殊形式。 彌散張量成像便是依據(jù)水分子移動方向制圖。彌散張量成像圖(呈現(xiàn)方式與以前的圖像不同)可以揭示腦瘤如何影響神經(jīng)細(xì)胞連接，引導(dǎo)醫(yī)療人員進(jìn)行大腦手術(shù)。它還可以揭示同中風(fēng)、多發(fā)性硬化癥、精神分裂癥、閱讀障礙有關(guān)的細(xì)微反常變化。 細(xì)胞正常，水分子游動自由。細(xì)胞毒性水腫時(shí)，較多的細(xì)胞外液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)、外水分子游動緩慢胞胞細(xì)細(xì) 水水子子分分 DTI 的 物 理神經(jīng)束對MR機(jī)的三個(gè)軸(X,Y,Z,)的關(guān)系形成其在MR成像中的方向性,并導(dǎo)致與方向有關(guān)的彌散測量(各向異性)3-D彌散呈橢圓形,三個(gè)本征矢量代表其彌散方向,本征值確定其形態(tài)本征矢量本征矢量 本征值本征值 本征值本征值三個(gè)

13、本征矢三個(gè)本征矢量的矩陣量的矩陣 源于彌散方向性源于彌散方向性的張量的張量(ADC) 弓形纖維的神經(jīng)束圖 弓形纖維短聯(lián)合纖維束a胼胝體的神經(jīng)束圖冠狀面 (與彩色編碼的FA 圖融合）橫斷面 矢狀面 胼胝體上縱束上縱束下縱束下縱束皮質(zhì)脊髓束多神經(jīng)束的神經(jīng)束圖矢狀面橫斷面各神經(jīng)束可隨意標(biāo)示為各種不同顏色FLAIRT2WIT1WI C+T1WI C-腦膜上皮型腦膜瘤常規(guī)MRI顯示腦膜瘤的典型表現(xiàn)何神經(jīng)束受犯？良性腦膜瘤瘤？較大量瘤細(xì)胞浸潤？上縱束向下移位 腦膜上皮型腦膜瘤彩色編碼的FA圖 神經(jīng)束成像圖彩色編碼的FA圖 在彩色編碼的FA圖和神經(jīng)束成像圖上顯示一良性腫瘤所造成的神經(jīng)束推移征，即上縱束和放射

14、冠被推移，但仍保持原來色彩，符合腦膜瘤的診斷。顯示膠元纖維所構(gòu)成之腫瘤包膜 （箭）腫瘤呈神經(jīng)束推移型表現(xiàn)，提示瘤周無腫瘤細(xì)胞浸潤，為良性腫瘤，符合腦膜瘤診斷。放射冠膠元纖維構(gòu)成的包膜。l造影劑首次通過相l(xiāng)造影劑延遲增強(qiáng)相診斷 1、正常的心肌 2、缺血的心肌 3、心肌梗死后心肌存活狀況（頓抑心肌及冬眠心?。?4、死亡心肌 心肌缺血發(fā)現(xiàn)的敏感性和特異性：MR灌注成像：敏感性9294，特異性8796。ECT：敏感性65，特異性82 磁共振波譜（磁共振波譜（MRSMRS）：）：研究人體能量代謝病生理改變。通過顯示組織生化學(xué)波譜，發(fā)現(xiàn)病變，這種生化代謝異常更早于病理形態(tài)學(xué)異常。MRI + MRS = 診

15、斷 ，更敏感、更早期、更特異 MRS是一種化學(xué)位移技術(shù)。均勻磁場中，同種元素的同一種原子由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)差異，拉莫爾頻率也不相同，這種頻率差異稱化學(xué)位移 MRS實(shí)際是某種原子的化學(xué)位移分布圖。橫軸：化學(xué)位移，縱軸：各種具有不同化學(xué)位移原子的相對含量MR全身一次成像 磁磁 共共 振振 成成 像像 主主 要要 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 與與 限限 度度 無射線、成像參數(shù)多、直接多方位成像 不使用造影劑可進(jìn)行血管或流體成像，無創(chuàng)性 腦、脊髓、椎間盤檢查中具有其他任何影象檢查 不能取代的優(yōu)勢 骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)顯示病變敏感，軟骨及軟組織分辨好 MR的生理、功能成像突破了影象學(xué)以大體病理形 為診斷依據(jù)的傳統(tǒng)模式 數(shù)據(jù)重建技術(shù)做

16、三維立體重建或仿真內(nèi)窺鏡顯示 某些病變定性困難 MR成像仍相對較長（主要是限于信號采集） 運(yùn)動偽影 某些部位的血管成像尚需DSA、如冠脈，某些血管 性病變術(shù)前的金標(biāo)準(zhǔn)仍借助DSA 引進(jìn)和檢查費(fèi)用相對昂貴 禁忌癥：帶心臟起搏器、胰島素泵、體內(nèi)金屬 假肢、眼球內(nèi)金屬異物，顱內(nèi)動脈瘤銀夾術(shù)后 時(shí)間較短者 嚴(yán)重不合作者，精神病，危重病人，幽閉恐怖癥怎樣閱讀常規(guī)檢查的怎樣閱讀常規(guī)檢查的MRMR圖像圖像1 1、熟悉圖像上的常用標(biāo)記：姓名、年齡、日期、左右、層厚以 及增強(qiáng)的標(biāo)記等2、仔細(xì)觀察每一幀圖像，目的在于發(fā)現(xiàn)疾病或異常的征象3、當(dāng)發(fā)現(xiàn)病變后，應(yīng)看其病變在T1加權(quán)、T2加權(quán)上的信號特 征，是高信號低信號

17、等信號混雜信號無信號4、通過不同方位圖像觀察，確定病變形態(tài)、數(shù)量、大小、位置5、觀察病變鄰近器官或組織結(jié)構(gòu)有無異常：受壓、移位（占位 效應(yīng)）；擴(kuò)張、增大（失空間效應(yīng)）；破壞或吸收；等等6、增強(qiáng)掃描觀察病變有無強(qiáng)化及強(qiáng)化程度；延遲掃描強(qiáng)化特點(diǎn)7、綜合MR所見，結(jié)合臨床及其他影像學(xué)檢查材料作出診斷常用術(shù)語常用術(shù)語 陰影、密度、回聲、信號 增強(qiáng)掃描 強(qiáng)化 高密度、低密度、等密度、混雜密度 高信號、低信號、等信號、混雜信號 占位效應(yīng)、失空間效應(yīng) 窗技術(shù) 影像學(xué)中常見的名詞概念的一般性了解陰影、回聲、信號陰影、回聲、信號密度：密度：影像學(xué)術(shù)語。密度有雙重含義，即物質(zhì)密度與影像密度二 種。物質(zhì)密度系指單位

18、體積內(nèi)的物質(zhì)質(zhì)量，由物質(zhì)的組成 成分和空間排布情況決定。影像密度則指照片上模擬影像 的黑化程度，即對光的吸收程度高密度、低密度、等密度、混雜密度：高密度、低密度、等密度、混雜密度：影像學(xué)術(shù)語 在CT或X線檢查中，以相鄰結(jié)構(gòu)作參照，進(jìn)行興趣區(qū) 密度的判定。傳統(tǒng)的X線技術(shù)僅以肉眼作大致的分辨，而 CT則可獲得標(biāo)定的密度值，即CT值，獲得病變密度的定量。CTCT值：值：影像學(xué)術(shù)語。在CT掃描中，X線衰減系數(shù)的單位。（CT 圖像中興趣區(qū)組織的密度單位）層面成像的部分容積效應(yīng)占位效應(yīng)與失空間效應(yīng)窗技術(shù)肺窗縱隔窗平掃與增強(qiáng)一、顱腦正常MR表現(xiàn)213 1.額葉 2.中央溝 3.頂葉1.額葉 2.半卵圓中心 3.中央溝 4.頂葉12341.額葉 2.中央溝 3.頂葉 4.距狀裂 5.枕葉123451.前縱裂 2.透明隔 3.側(cè)腦室 4.后縱裂1234l1.額葉 2.胼胝體膝部 3.顳葉 4.胼胝體壓部 5.枕葉 l6.尾狀核頭部 7.蒼白球 8.殼核 9.丘腦 10.島葉l11.穹窿柱 1