《mri診斷學(xué)》ppt課件

1、MRI診斷學(xué)MRI原理中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常MRI表現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病MRI診斷MRI原理1、核磁共振成像Nuclear Magnetic Resonance Imaging,NMRI-MRI根本原理人體置于強(qiáng)磁場(chǎng)中-體外發(fā)射無(wú)線電波-瞬間關(guān)掉無(wú)線電波-接受人體內(nèi)發(fā)出的磁共振信號(hào)-用磁共振信號(hào)重建圖像MRI原理1)物理學(xué)根底A、物質(zhì)的磁性一切物質(zhì)均有磁性。永磁鐵、鎳、釓等為永磁體。 電磁電流經(jīng)過(guò)環(huán)形線圈構(gòu)成磁場(chǎng)。 核磁氫質(zhì)子自旋，相當(dāng)于正電荷在環(huán)形線圈中流動(dòng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)。中子也可。 原子核中的含有奇數(shù)質(zhì)子/中子方有磁性。MRI原理用氫H質(zhì)子成像的原由：為磁化最高的原子核占活體組織原子數(shù)量的2/3，構(gòu)

2、成MRI的氫原子大部分位于生物組織的水和脂肪中。 MRI原理各種磁體磁和非磁同位素MRI原理以磁矩M表示核磁磁場(chǎng)MRI原理各個(gè)質(zhì)子的M為恣意取向M=0B0MRI原理質(zhì)子群宏觀磁化矢量的旋進(jìn)質(zhì)子和陀螺旋進(jìn)的比較旋進(jìn)自旋旋進(jìn)頻率B0為主磁場(chǎng)強(qiáng)度，用T為單位。R為磁旋磁比，F(xiàn)磁矩進(jìn)動(dòng)頻率。MRI原理核磁共振共振景象90度脈沖對(duì)宏觀磁矢量M的作用90射頻脈沖MRI原理90度脈沖后在XY平面M值最大180度脈沖后Mz為負(fù)值MRI原理1、縱向磁化2、縱向磁化減小與橫向磁化射頻脈沖RF，RF與質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率一樣出現(xiàn)共振。質(zhì)子吸受能量磁矢量方向改動(dòng)橫向磁化。3、馳豫與馳豫時(shí)間RF中止馳豫relaxationMR

3、I原理縱向馳豫縱向磁化恢復(fù)T1恢復(fù)63%的時(shí)間橫向馳豫橫向磁化減少T2減少到37%的時(shí)間MRI原理核磁馳豫90脈沖停頓后宏觀磁化矢量M的變化縱向馳豫時(shí)間100%63%縱向馳豫MRI原理分子的布朗Brown運(yùn)動(dòng)橫向馳豫時(shí)間橫向馳豫MRI原理磁共振的量子物理學(xué)低能態(tài)取向的氫原子核動(dòng)搖必需為L(zhǎng)armor頻率，并且要作用于XY平面T1T2各種頻率的動(dòng)搖，在各個(gè)方向均可起作用MRI原理馳豫與生物組織某些物理、化學(xué)要素的關(guān)系溫度、粘度對(duì)磁動(dòng)搖頻率的影響蛋白質(zhì)分子使水的T1縮短MRI原理信號(hào)參數(shù)1、核磁共振信號(hào)自在感應(yīng)衰減FID傅立葉變換使FID構(gòu)成MR波譜MRI原理自旋回波脈沖序列自旋回波spin ech

4、o ,SE序列為MR最根本、最常用的脈沖序列。90脈沖后，間隔時(shí)間Ti再發(fā)射180脈沖，丈量回波信號(hào)。反復(fù)這一過(guò)程。TE回波時(shí)間90脈沖至丈量回波的時(shí)間TR反復(fù)時(shí)間2個(gè)90脈沖之間的時(shí)間MRI原理D為為180脈沖使這些磁矢量繞脈沖使這些磁矢量繞X軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)180。E為經(jīng)過(guò)為經(jīng)過(guò)TE/2時(shí)間，時(shí)間，Mxy又達(dá)最大值。又達(dá)最大值。F為為Mxy趨于零。趨于零。A、B為為90脈沖使縱向磁化矢量脈沖使縱向磁化矢量M0轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到XY平面。平面。C為為Mxy喪失聚合。喪失聚合。MRI原理SE序列時(shí)質(zhì)子群信號(hào)強(qiáng)度的變化與T2和T2的關(guān)系MRI原理SE序列時(shí)質(zhì)子群信號(hào)強(qiáng)度的變化與T2和T2的關(guān)系MRI原理T2和SE

5、序列丈量所得T2值之間的關(guān)系180脈沖使FID產(chǎn)生回波MRI原理質(zhì)子密度加權(quán)像TR選用比受檢組織長(zhǎng)的TR1500-2500ms,TE選用比受檢組織T2短的TE15-25ms，那么回波信號(hào)幅度與質(zhì)子密度有關(guān)。MRI原理T1加權(quán)像各種組織T1約500ms.TR定為500ms,TE選為15-25ms,回波信號(hào)反映的是組織不同T1信號(hào)強(qiáng)度的差別。MRI原理T2加權(quán)像TR用比T1顯著長(zhǎng)的時(shí)間1500-2500ms。TE選用與組織T2相近的時(shí)間90-120ms.那么兩個(gè)不同T2組織的信號(hào)強(qiáng)度的差別明顯。為T2加權(quán)像。MRI原理(五)對(duì)比逆轉(zhuǎn)選用不同參數(shù)可使2種生物組織的MR信號(hào)對(duì)比發(fā)生逆轉(zhuǎn)。SE序列 TR

6、500ms TE短 TE長(zhǎng)脂肪 白色 黑色尿液 黑色 白色MRI原理(六)多回波序列90脈沖后,延續(xù)加180脈沖,使Mxy在XY平面產(chǎn)生多次回波，隨著TE的延伸，T2W作用顯著，長(zhǎng)T2組織信號(hào)強(qiáng)如腦脊液。周圍灰白質(zhì)對(duì)比消逝，信噪比 MRI原理七圖像亮度與T1、T2、NH、f(V)、TR、TE的關(guān)系NH 信號(hào) 質(zhì)子密度f(wàn)(V)掃描層流動(dòng)質(zhì)子的函數(shù)。信號(hào)高或低T1：越短，信號(hào)越強(qiáng)。T1長(zhǎng)，信號(hào)弱。T2：越長(zhǎng)，信號(hào)越強(qiáng)。T2越短，信號(hào)弱。TR：大于T1時(shí)，亮度與T2W、質(zhì)子密度加權(quán)有關(guān)。TE：小于T2時(shí)，亮度與T1W、質(zhì)子密度加權(quán)有關(guān)。MRI原理三、部分飽和脈沖序列SR90脈沖后，在Mz未達(dá)最大飽和

7、值，于TR期加第二個(gè)90脈沖。丈量MxyFID信號(hào)。信號(hào)強(qiáng)度取決于T1和NH。TR短，偏T1。TR過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)強(qiáng)度取決于 NH。MRI原理部分飽和脈沖序列SR8種不同TR掃描時(shí)腦組織和腦脊液信號(hào)強(qiáng)度的差別MRI原理四、反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列IR先-180RF，間隔500ms，90RF，10ms后，180RF，測(cè)回波。T1信號(hào)為主，顯示精細(xì)解剖。MRI原理反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列IRMRI原理空間定位1、梯度磁場(chǎng)縱向梯度磁場(chǎng)的產(chǎn)生矢狀方向X軸梯度磁場(chǎng)冠狀方向Y軸梯度磁場(chǎng)MRI原理2、層面的選擇橫軸斷層層面選擇斷層面厚度與梯度場(chǎng)的關(guān)系MRI原理Gx方向行頻率編碼MRI原理相位編碼相位編碼表示圖MRI原理二維傅立葉

8、變換圖像重建方法二維MRI圖像的構(gòu)成MRI原理自旋回波掃描2D-FT成像MRI原理4、馳豫時(shí)間與MRI成像肝140-170 T1 肝癌300-450胰180-200 T1 胰癌270-400腎300-340 T1 腎癌400-450MRI原理組織 T1 T2大腦 600 100腦橋 380 80小腦 585 90腦脊液 1155 50頭皮 235 60MRI原理梯度回波脈沖序列1、小角度鼓勵(lì)梯度場(chǎng)誘發(fā)去相位特點(diǎn)：X、Y、Z軸去相位彼此獨(dú)立，具有相位“記憶功能MRI原理二、梯度回波脈沖序列的機(jī)理MRI原理二、梯度回波脈沖序列的機(jī)理MRI原理二、梯度回波脈沖序列的機(jī)理MRI原理二維FLASH脈沖序

9、列二維FLASH的根本原理MRI原理穩(wěn)定形狀FLASH磁周期二維FLASH的根本原理MRI原理四、二維FISP穩(wěn)定進(jìn)動(dòng)快速成像的根本原理二維FISP序列MRI原理二維FISP穩(wěn)定進(jìn)動(dòng)快速成像的根本原理梯度對(duì)相位的影響MRI原理二維FISP穩(wěn)定進(jìn)動(dòng)快速成像的根本原理穩(wěn)定形狀的FISPMRI原理流體的MR信號(hào)1、流體的根本類型層流 喘流2、血流呈低信號(hào)3、血流呈高信號(hào)MRI原理2、血流呈低信號(hào)緣由：1血管垂直或近乎垂直切面，一樣的血流不能既接受90又接受180脈沖鼓勵(lì)，在SE序列時(shí)構(gòu)成回波。因此不產(chǎn)生信號(hào)。流空效應(yīng)MRI原理2、血流呈低信號(hào)SE序列，TR長(zhǎng)，被鼓勵(lì)的血流已流出層面，不產(chǎn)生信號(hào)。如T

10、R短，飽和的血液已流出層面，而新流入層面未飽和的血液可出現(xiàn)強(qiáng)度不同的信號(hào)。MRI原理血流呈低信號(hào)緣由： 2如血管平行于切層面，在90和180脈沖間TE/2，流動(dòng)血液進(jìn)入主磁場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)的一個(gè)新區(qū)域。質(zhì)子群不能被180脈沖翻轉(zhuǎn)且相位一致產(chǎn)生回波，從而MR信號(hào)明顯減弱。冠狀位掃描，頸動(dòng)、靜脈均表現(xiàn)為低信號(hào)。MRI原理血流呈低信號(hào)緣由：3在層面上沿頻率編碼方向運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子群出現(xiàn)去相位，引起流動(dòng)質(zhì)子群的信號(hào)減弱或完全無(wú)信號(hào)，也稱作“流空。MRI原理血流呈低信號(hào)緣由：4湍流：穩(wěn)定的流速如出現(xiàn)任何偏離，如血管狹窄、不規(guī)那么，相應(yīng)的添加流速去相位，也可構(gòu)成流空。MRI原理血流呈低信號(hào)因流動(dòng)的血液表現(xiàn)為低信號(hào)，

11、當(dāng)血管壁或血管腔有靜止性病變?nèi)缪ā⒛[瘤、粥樣斑塊。在低信號(hào)的血管中表現(xiàn)為高信號(hào)。MRI原理3、血流呈高信號(hào)緣由：1飛越時(shí)間和流入性加強(qiáng)效應(yīng)飛越時(shí)間有縱向磁化矢量的血液團(tuán)，在某一時(shí)期選擇性RF脈沖鼓勵(lì)被標(biāo)志，而于另一時(shí)期被檢出，因在標(biāo)志和檢出之間血液團(tuán)的位置已有改動(dòng)，稱飛越時(shí)間。MRI原理血流呈高信號(hào)幾個(gè)鼓勵(lì)脈沖周期后靜止組織已部分飽和，新流入層面未飽和質(zhì)子群接納鼓勵(lì)，出現(xiàn)的信號(hào)和對(duì)比度均較周圍靜止組織高。MRI原理血流呈高信號(hào)緣由：2舒張期偽門控致動(dòng)脈高信號(hào)運(yùn)用心電門控MR掃描層面上，舒張期由于血管內(nèi)血流滯緩，動(dòng)脈血流信號(hào)強(qiáng)度增高。同樣，假設(shè)不運(yùn)用心電門控，受檢者心動(dòng)周期與反復(fù)時(shí)間TR偶爾同

12、步，心率60/min,TR=1s，產(chǎn)生類似用心電門控的結(jié)果。MRI原理血流呈高信號(hào)緣由：3偶回波血流呈高信號(hào)在多回波信號(hào)中，平行于切層面的血管偶數(shù)回波信號(hào)比奇數(shù)回波信號(hào)強(qiáng)。MRI原理血流呈高信號(hào)第一回波血流表現(xiàn)為門脈低信號(hào)偶回波血流表現(xiàn)為高信號(hào)MRI原理血流呈高信號(hào)4梯度回波序列血流呈現(xiàn)高信號(hào)流動(dòng)質(zhì)子群的相位重聚不需求180脈沖，流動(dòng)質(zhì)子群信號(hào)的產(chǎn)生不一定在切層內(nèi)，一切被鼓勵(lì)的質(zhì)子也構(gòu)成MR信號(hào)。流速快的血流呈現(xiàn)高信號(hào)。TE短，平行于切層面的血管信號(hào)也較強(qiáng)。MRI原理血流呈高信號(hào)頸部橫軸位FLASH準(zhǔn)T1加權(quán)像，TR220/TE10?FL90頸總、頸靜脈、椎動(dòng)脈表現(xiàn)為高信號(hào)MRI原理磁共振血管

13、造影一、MRA的根本實(shí)際和主要技術(shù)一飛越時(shí)間和流入性加強(qiáng)效應(yīng)反映流動(dòng)質(zhì)子群與周圍靜止組織縱向磁化矢量的宏觀變化。二流動(dòng)液體的相位效應(yīng)三梯度運(yùn)動(dòng)相位重聚技術(shù)四預(yù)飽和技術(shù)MRI原理化學(xué)位移成像與頻譜分析化學(xué)位移因分子環(huán)境既核外電子構(gòu)造不同引起共振頻率上的差別。頻譜分析不同分子環(huán)境其頻率上的差別僅百余或數(shù)百赫茲Hz，其數(shù)量與所檢測(cè)原子核共振頻率差別相對(duì)應(yīng)為數(shù)個(gè)ppm。運(yùn)用化學(xué)位移的方法研討分子構(gòu)造即頻譜分析。MRI原理一、化學(xué)位移偽影在人體同一部位脂質(zhì)中的氫質(zhì)子發(fā)出的信號(hào)分開了水質(zhì)子發(fā)出的信號(hào)，在圖像上處于不同的像素位置，從而在梯度編碼方向上脂質(zhì)含量差別很大的兩種組織的界面，可出現(xiàn)黑白不同的條帶狀影

14、。把這種質(zhì)子共振頻率差別構(gòu)成的圖像失真，稱為“化學(xué)位移偽影。MRI原理二、水和質(zhì)子像利用水和脂子兩種質(zhì)子共振頻率上的差別可分別構(gòu)成純水或脂質(zhì)的質(zhì)子圖像，其成像方法有兩種，一為Dixion法，一為CHESS法。MRI原理三、MR波譜分析1、在出現(xiàn)強(qiáng)的水和脂肪信號(hào)的情況下，利用抑制技術(shù)行氫原子的頻率分析，可測(cè)定人腦某些低濃度的代謝產(chǎn)物。2、P的磁共振頻譜分析MRS可斷定磷的代謝產(chǎn)物如三磷酸腺苷ATP、二磷酸腺苷ADP、磷酸肌苷PCr、無(wú)機(jī)磷等的濃度。質(zhì)量控制偽影1、化學(xué)偽影偽影質(zhì)量控制2、卷褶偽影被檢查解剖部位的大小超出視場(chǎng)FOV范圍時(shí)，F(xiàn)OV以外的部分的解剖部位的影像移位移位或卷褶到下一張圖像上

15、。質(zhì)量控制3、部分容積效應(yīng)4、運(yùn)動(dòng)偽影1生理運(yùn)動(dòng)偽影質(zhì)量控制2自主性運(yùn)動(dòng)偽影肝臟掃描相位/頻率交換前后自動(dòng)脈搏動(dòng)偽影變化質(zhì)量控制自主性運(yùn)動(dòng)偽影腦脊液動(dòng)搖偽影FLASH T1加權(quán)像MRI原理3金屬異物偽影胸罩鉤引起的偽影避孕器周圍的低信號(hào)盲區(qū)造影劑原理：某些物質(zhì)進(jìn)入人體后，能改蛻變子周圍的部分磁場(chǎng)，如Gd。這些物質(zhì)接進(jìn)共振著的氫質(zhì)子時(shí)，呵斥T1和T2時(shí)間明顯縮短。這種能引起質(zhì)子弛豫時(shí)間縮短的物質(zhì)為“順磁性物質(zhì)。用于MRI檢查的順磁性物質(zhì)被稱為順磁性造影劑PCM。臨床運(yùn)用最廣泛的MRI造影劑為Gd-_DTPA(釓-二乙烯五胺乙酸)。造影劑藥物動(dòng)力學(xué)根底特性：1、弛豫性強(qiáng) 2、毒性小 3、平安系數(shù)大

16、 4、細(xì)胞外分布 5、不經(jīng)過(guò)正常的血腦屏障 6、迅速由腎臟排泄 7、在人體內(nèi)構(gòu)造穩(wěn)定 8、具有高容解度造影劑Gd-DTPA的臨床運(yùn)用劑量與注射速度由于它的濃度與MRI信號(hào)強(qiáng)度之間不存在線性關(guān)系，劑量為0.1mmol/kg，60秒注射終了。造影劑Gd-DTPA的臨床運(yùn)用一、中樞神經(jīng)系統(tǒng)1、發(fā)現(xiàn)腦外、脊髓外等信號(hào)的小病變。2、確定腦外或腦內(nèi)腫瘤。3、進(jìn)一步顯示腫瘤內(nèi)部情況。4、鑒別水腫與病變組織。5、某種程度上區(qū)分腫瘤與非腫瘤組織。6、碘過(guò)敏者。造影劑Gd-DTPA的臨床運(yùn)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)左側(cè)小聽神經(jīng)瘤加強(qiáng)前加強(qiáng)后造影劑Gd-DTPA的臨床運(yùn)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)前顱凹底轉(zhuǎn)移瘤造影劑Gd-DTPA的臨床運(yùn)用

17、中樞神經(jīng)系統(tǒng)胸段髓內(nèi)腫瘤造影劑Gd-DTPA的臨床運(yùn)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)鞍上生殖細(xì)胞瘤SE序列T1加權(quán)增強(qiáng)前、后信號(hào)異常的病理生理根底MRI的信號(hào)強(qiáng)度是多重組織特征參素的可變函數(shù)，它所反映的病理生理根底較CT更廣泛，具有更大的靈敏性，從而決議了這種檢查方法更具有開辟性。T1、T2時(shí)間、氫質(zhì)子密度、血液或腦脊液的流動(dòng)、化學(xué)位移對(duì)圖像對(duì)比度起了重要作用，它是區(qū)別不同正常組織，區(qū)分正常與異常組織的主要MRI診斷根底。信號(hào)異常的病理生理根底骨胳肌T1長(zhǎng)骨皮質(zhì)H密度低T1圖信號(hào)異常的病理生理根底T2圖水腫T2長(zhǎng)含鐵血黃素T2短轉(zhuǎn)移瘤軟骨肉瘤信號(hào)異常的病理生理根底3T腦的MRA血管信號(hào)強(qiáng)弱與掃描脈沖序列所運(yùn)用的

18、掃描參數(shù)有關(guān)信號(hào)異常的病理生理根底頸部椎管內(nèi)腫瘤加強(qiáng)前加強(qiáng)后信號(hào)異常的病理生理根底水1、MR信號(hào)的80%來(lái)自細(xì)胞內(nèi)，20%源自細(xì)胞外間隙。2、自在水：有較高的自在運(yùn)動(dòng)頻率，T1長(zhǎng)。 結(jié)合水：依靠大分子如蛋白質(zhì)周圍構(gòu)成水化層，自在運(yùn)動(dòng)頻率大幅減小，接近拉摩爾共振頻率6-65MHz，T1時(shí)間也很長(zhǎng)。信號(hào)異常的病理生理根底自在水和結(jié)合水的意義：囊性星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤與囊腫，CT均表現(xiàn)為低密度，不易區(qū)別。MRI在T1圖上由于囊性星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤中的囊液富含蛋白質(zhì)，T1短于腦脊液，所以信號(hào)較腦脊液高。信號(hào)異常的病理生理根底星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤T1低信號(hào)，T2高信號(hào)。信號(hào)異常的病理生理根底腦外腫瘤T1和T1加強(qiáng)后信號(hào)異常的病理生理根底MRI較CT更能顯示腦軟化灶，因腦軟化灶在顯微鏡下由腦本質(zhì)分隔的小囊組織成，靠進(jìn)蛋白質(zhì)外表的膜狀構(gòu)造，有較多結(jié)合水，T1較短，圖像較CT清楚。所以MRI更接近病理所見。信號(hào)異常的病理生理根底梗阻性腦積水時(shí)，腦脊液滲漏到周圍腦白質(zhì)，變成結(jié)合水，信號(hào)高于腦脊液。病變內(nèi)蛋白質(zhì)含量高，結(jié)合水