磁共振成像及應用.ppt

1、磁共振成像與應用高一（高一（8 8）班）班 丁宇喆丁宇喆LOGIClMRI成像系統(tǒng)簡介lMRI檢查的臨床應用lMRI成像檢查的優(yōu)缺點lMRI影像設備新技術進展MRI影像設備發(fā)展概況磁共振成像技術是在磁共振波譜學的基礎上發(fā)展起來的。磁共振成像技術是在磁共振波譜學的基礎上發(fā)展起來的。磁共振成像自出現(xiàn)以來曾被稱為：核磁共振成像、自旋體磁共振成像自出現(xiàn)以來曾被稱為：核磁共振成像、自旋體層成像、核磁共振體層成像、核磁共振層成像、核磁共振體層成像、核磁共振CTCT等等 。19451945年由美國加州斯坦福大學的布洛克（年由美國加州斯坦福大學的布洛克（BlochBloch）和麻?。┖吐槭」鸫髮W的普塞爾（哈

2、佛大學的普塞爾（PurcellPurcell）教授同時發(fā)現(xiàn)了）教授同時發(fā)現(xiàn)了磁共振的物理現(xiàn)象，即即處在某一靜磁場中的原子核受到相應頻率的電磁波作用時，在它們的核能級之間發(fā)生共振躍遷現(xiàn)象。因此兩位教授共同獲得因此兩位教授共同獲得19521952年諾貝爾物理學獎。年諾貝爾物理學獎。磁共振的物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以后，很快形成一門新興的醫(yī)學磁共振的物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以后，很快形成一門新興的醫(yī)學影像學科影像學科磁共振波譜學 。MRIMRI影像設備功能影像設備功能l現(xiàn)代磁共振成像系統(tǒng)大體結構都很相似，基本上由四個系統(tǒng)組成：即磁體系統(tǒng)、梯度磁場系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)。磁 體梯度線圈射頻線圈梯度控制梯度驅動接受通道

3、發(fā)射通道脈沖程序計算機顯示器存儲器磁體系統(tǒng)磁體系統(tǒng)是磁共振成像系統(tǒng)最重要、成本最高的部件，是磁共振系統(tǒng)中最強大的磁場，平時我們評論磁共振設備的大小就是指靜磁場的場強數(shù)值，單位用特斯拉簡稱T,（垂直于磁場方向的1米長的導線，通過1安培的電流，受到磁場的作用力為1牛頓時，通電導線所在處的磁感應強度就是1特斯拉。）或高斯（Gauss）表示，1T=1萬高斯。臨床上磁共振成像要求磁場強度在0.053T范圍內。一般將0.3T稱為低場，0.3T1.0T稱為中場，1.0T稱為高場。磁場強度越高，信噪比越高，圖像質量越好。但磁場強度過高也帶來一些不利的因素。為了獲得不同場強的磁體，生產廠商制造出了不同類型的磁體

4、，常見的磁體有永久磁體、常導磁體和超導磁體。 （1 1）永久磁體）永久磁體永久磁體是由永久磁鐵（如永久磁體是由永久磁鐵（如鐵氧體鐵氧體或或銣鐵銣鐵）的磁磚）的磁磚拼砌而成。它的結構主要有兩種，即拼砌而成。它的結構主要有兩種，即環(huán)型環(huán)型和和軛型軛型。 優(yōu)點：優(yōu)點：造價低，場強可以達到造價低，場強可以達到0.3T0.3T，能產生優(yōu)質圖像，能產生優(yōu)質圖像，需要功率極小，維護費用低，可裝在一個相對小的房間里。需要功率極小，維護費用低，可裝在一個相對小的房間里。 缺點：缺點：磁場強度較低，磁場的均勻度和強度欠穩(wěn)定，磁場強度較低，磁場的均勻度和強度欠穩(wěn)定，易受外界因素的影響（尤其是溫度），不能滿足臨床波譜

5、易受外界因素的影響（尤其是溫度），不能滿足臨床波譜研究的需要。研究的需要。（2）常導磁體常導磁體是根據(jù)電流產生磁場的原理設計的。當電流通過圓形線圈時，在導線的周圍會產生磁場。常導磁體的線圈是由高導電性的金屬導線或薄片繞制而成。它的結構主要由各種線圈組成。 優(yōu)點：造價較低，不用時可以停電，在0.2T以下可以獲得較好的臨床圖像。 缺點：磁場的不穩(wěn)定性因素主要是受供電電源電壓波動的影響，均勻度差。另外易受環(huán)境因素（如溫度、線圈繞組的位置或尺寸）的影響.（3 3）超導磁體）超導磁體荷蘭科學家昂尼斯（荷蘭科學家昂尼斯（Kamerlingh OnnesKamerlingh Onnes） 在在1911191

6、1年首先發(fā)現(xiàn)年首先發(fā)現(xiàn)某些物質的電阻在某些物質的電阻在超低溫下急劇下降為零的超導性質，電阻的突然消失意味著物質已轉變?yōu)槟吵蜏叵录眲∠陆禐榱愕某瑢再|，電阻的突然消失意味著物質已轉變?yōu)槟撤N新的狀態(tài)，這些物質稱為超導體種新的狀態(tài)，這些物質稱為超導體?？茖W家昂尼斯獲得了?？茖W家昂尼斯獲得了19131913年諾貝爾物理年諾貝爾物理學獎。學獎。 優(yōu)點優(yōu)點：場強高，穩(wěn)定性和均勻度好，因此可開發(fā)更多的臨床應用功能。：場強高，穩(wěn)定性和均勻度好，因此可開發(fā)更多的臨床應用功能。 缺點缺點：技術復雜和成本高。：技術復雜和成本高。 2梯度磁場系統(tǒng) 梯度磁場簡稱梯度場，梯度是指磁場強度按其磁場的位梯度磁場簡稱梯度場，

7、梯度是指磁場強度按其磁場的位置（距離）的變化而改變，它的產生是由梯度線圈完成的，置（距離）的變化而改變，它的產生是由梯度線圈完成的，一般在主磁體空間沿著一般在主磁體空間沿著X X、Y Y、Z Z三個方向放置。梯度線圈三個方向放置。梯度線圈有三組即有三組即GXGX、GYGY、GZGZ，疊加在靜磁場的磁體內，當線圈通，疊加在靜磁場的磁體內，當線圈通電時可在靜磁場中形成梯度改變。電時可在靜磁場中形成梯度改變。3射頻系統(tǒng)l射頻脈沖磁場簡稱射頻脈沖磁場簡稱射頻脈沖射頻脈沖（radio frequencyradio frequency，RFRF）是是一種以正弦波震蕩的射頻電波一種以正弦波震蕩的射頻電波。磁

8、共振系統(tǒng)中應用的頻率。磁共振系統(tǒng)中應用的頻率較低，相當于調頻廣播較低，相當于調頻廣播FMFM波段，根據(jù)靜磁場的強度不同其波段，根據(jù)靜磁場的強度不同其RFRF頻率也不同。頻率也不同。l射頻系統(tǒng)作用射頻系統(tǒng)作用：用來發(fā)射射頻磁場，激發(fā)樣品的磁化強度用來發(fā)射射頻磁場，激發(fā)樣品的磁化強度產生磁共振，產生磁共振，同時，同時，接收樣品磁共振發(fā)射出來的信號接收樣品磁共振發(fā)射出來的信號，通，通過一系列的處理，得到數(shù)字化原始數(shù)據(jù)，送給計算機進行過一系列的處理，得到數(shù)字化原始數(shù)據(jù)，送給計算機進行圖像重建。它是圖像重建。它是由發(fā)射射頻磁場部分和接收射頻信號部分由發(fā)射射頻磁場部分和接收射頻信號部分組成組成。對病人進行

9、磁共振成像檢查時： 要避免帶有含鐵等順磁性物質的物品，如手表、金屬項要避免帶有含鐵等順磁性物質的物品，如手表、金屬項鏈、假牙、金屬鈕扣等進入檢查室，因為這些帶有順磁性鏈、假牙、金屬鈕扣等進入檢查室，因為這些帶有順磁性物質的物品，可使圖像中產生大片的無信號偽影，不利于物質的物品，可使圖像中產生大片的無信號偽影，不利于病灶的顯示。帶有心臟起搏器的病人，嚴禁做磁共振成像病灶的顯示。帶有心臟起搏器的病人，嚴禁做磁共振成像檢查。對體內有金屬彈片存留、術后有銀夾殘留，金屬性檢查。對體內有金屬彈片存留、術后有銀夾殘留，金屬性內固定板、假關節(jié)等的病人，磁共振成像檢查要持慎重態(tài)內固定板、假關節(jié)等的病人，磁共振成

10、像檢查要持慎重態(tài)度，必需檢查時要嚴密觀察，病人如有局部不適，應立即度，必需檢查時要嚴密觀察，病人如有局部不適，應立即中止檢查，防止彈片、銀夾等在高磁場中移動，以致?lián)p傷中止檢查，防止彈片、銀夾等在高磁場中移動，以致?lián)p傷鄰近大血管和重要組織。鄰近大血管和重要組織。 1MRI檢查在腦和頭顱疾病中應用 對腦腫瘤、腦炎性病變、腦白質病變、腦梗塞、腦先天對腦腫瘤、腦炎性病變、腦白質病變、腦梗塞、腦先天性異常等的診斷比性異常等的診斷比CT更為敏感，可發(fā)現(xiàn)早期病變，定位更為敏感，可發(fā)現(xiàn)早期病變，定位也更加準確。也更加準確。 l 對顱底及腦干的病變因無偽影可顯示得更清楚。對顱底及腦干的病變因無偽影可顯示得更清楚

11、。MRI可可不用造影劑顯示腦血管，發(fā)現(xiàn)有無動脈瘤和動靜脈畸形。不用造影劑顯示腦血管，發(fā)現(xiàn)有無動脈瘤和動靜脈畸形。l MRI還可直接顯示一些顱神經，可發(fā)現(xiàn)發(fā)生在這些神經還可直接顯示一些顱神經，可發(fā)現(xiàn)發(fā)生在這些神經上的早期病變。上的早期病變。 對于中樞神經系統(tǒng)的先天性病變MRI是最好的影像學檢查方法。左側聽神經瘤左側聽神經瘤腦膜瘤破壞顱骨腦膜瘤破壞顱骨2MRI檢查在脊柱和脊髓中應用l（1）檢查技術：）檢查技術：MRI技術的應用，技術的應用，MRI沒有骨骼偽影，顯示脊髓、椎管效果特別沒有骨骼偽影，顯示脊髓、椎管效果特別好；好；MRI的直接矢狀位和冠狀位成像，的直接矢狀位和冠狀位成像，對 于 脊 髓

12、和 椎 管 的 整 體 顯 示 有 優(yōu) 勢 ；對 于 脊 髓 和 椎 管 的 整 體 顯 示 有 優(yōu) 勢 ；MRI可以多種成像方法同時使用，對于可以多種成像方法同時使用，對于脊髓變性、腫瘤等病變的顯示敏感。掃描脊髓變性、腫瘤等病變的顯示敏感。掃描平面一般為矢狀面和橫斷面，必要時可以平面一般為矢狀面和橫斷面，必要時可以加做冠狀面，層厚一般采用加做冠狀面，層厚一般采用45mm或更薄。或更薄。ABC脊髓星形細胞瘤脊髓星形細胞瘤3.頸部檢查l MRI MRI對眼耳鼻咽喉部的腫瘤性病變顯示好，如鼻對眼耳鼻咽喉部的腫瘤性病變顯示好，如鼻咽癌對顱底、顱神經的侵犯，咽癌對顱底、顱神經的侵犯，MRIMRI顯示比

13、顯示比CTCT更清晰更清晰更準確。更準確。l MRI MRI還可做頸部的血管造影，顯示血管異常。還可做頸部的血管造影，顯示血管異常。對頸部的腫塊，對頸部的腫塊，MRIMRI也可顯示其范圍及其特征，以也可顯示其范圍及其特征，以幫助定性。幫助定性。 4.胸部檢查l肺臟的肺臟的MRI圖像均呈黑色低信號，因此在顯示肺內微細結圖像均呈黑色低信號，因此在顯示肺內微細結構以及肺內病灶的細節(jié)等方面明顯劣于構以及肺內病灶的細節(jié)等方面明顯劣于CT，故多，故多不用于不用于肺臟疾病的診斷肺臟疾病的診斷。但。但MRI在顯示縱隔和肺門的病變、胸壁在顯示縱隔和肺門的病變、胸壁的病變、臂叢神經病變以及肺動脈栓塞的診斷方面也具

14、有的病變、臂叢神經病變以及肺動脈栓塞的診斷方面也具有較重要的價值。由于縱隔內血管的流空效應及脂肪的高信較重要的價值。由于縱隔內血管的流空效應及脂肪的高信號特點，因此不必注射對比劑即可清晰顯示縱隔內腫瘤的號特點，因此不必注射對比劑即可清晰顯示縱隔內腫瘤的位置及與周圍結構的關系或增大的淋巴結位置及與周圍結構的關系或增大的淋巴結主動脈夾層主動脈夾層左上肺鱗癌左上肺鱗癌5.腹部檢查MRI檢查已經成為肝臟局灶性病變最好的影像方法，明顯提檢查已經成為肝臟局灶性病變最好的影像方法，明顯提高了術前診斷的正確率，例如肝癌、肝血管瘤、轉移瘤、高了術前診斷的正確率，例如肝癌、肝血管瘤、轉移瘤、結節(jié)狀增生及肝腺瘤等均

15、有相應的結節(jié)狀增生及肝腺瘤等均有相應的MRI表現(xiàn)特征。表現(xiàn)特征。l 常規(guī)常規(guī)MRI檢查并不適于膽道病變的診斷，目前主要是檢查并不適于膽道病變的診斷，目前主要是利用利用MRCP（磁共振胰膽管成像）無創(chuàng)地顯示肝內外膽管（磁共振胰膽管成像）無創(chuàng)地顯示肝內外膽管擴張以及梗阻的部位與形態(tài)，對膽道梗阻的良、惡性病變擴張以及梗阻的部位與形態(tài)，對膽道梗阻的良、惡性病變的鑒別診斷提供必要的證據(jù)。膽囊癌表現(xiàn)為正常膽囊形態(tài)的鑒別診斷提供必要的證據(jù)。膽囊癌表現(xiàn)為正常膽囊形態(tài)消失，膽囊區(qū)出現(xiàn)腫塊影，消失，膽囊區(qū)出現(xiàn)腫塊影，T1WI呈低信號、呈低信號、T2WI呈高信呈高信號，腫瘤常直接侵犯周圍肝臟組織及肝門區(qū)域。號，腫瘤

16、常直接侵犯周圍肝臟組織及肝門區(qū)域。AB A為膽總管內多發(fā)結石呈低信號影；為膽總管內多發(fā)結石呈低信號影；B為肝門區(qū)膽管癌引起膽道高位梗阻。為肝門區(qū)膽管癌引起膽道高位梗阻。6.骨骼肌肉與關節(jié)檢查lMRIMRI對關節(jié)內的軟骨盤、肌腱、韌帶的損傷，顯示對關節(jié)內的軟骨盤、肌腱、韌帶的損傷，顯示率比率比CTCT高。由于對骨髓的變化較敏感，能早期發(fā)高。由于對骨髓的變化較敏感，能早期發(fā)現(xiàn)骨轉移、骨髓炎、無菌性壞死、白血病骨髓浸現(xiàn)骨轉移、骨髓炎、無菌性壞死、白血病骨髓浸潤等。對骨腫瘤的軟組織塊顯示清楚。對軟組織潤等。對骨腫瘤的軟組織塊顯示清楚。對軟組織損傷也有一定的診斷價值。損傷也有一定的診斷價值。 A為正常膝

17、關節(jié)為正常膝關節(jié)T1WI顯示韌帶（顯示韌帶（）；）；B為脛骨上段骨肉瘤破壞骨質。為脛骨上段骨肉瘤破壞骨質。A B MRI成像檢查的優(yōu)缺點MRI優(yōu)于優(yōu)于CT:1.沒有電離輻射； 2.多方位成像（橫斷面、冠狀面、矢狀面和斜面）； 3.解剖結構細節(jié)顯示較好； 4.對組織結構的細微病理變化更敏感（如骨髓的浸潤，腦水腫）； 5.由信號強度可以確定組織的類型（如脂肪，血液和水）； 6.組織對比優(yōu)于CT。 磁共振成像術的主要不足磁共振成像術的主要不足: 在于它掃描所需的時間較長，因而對一些不配合的病人的檢查常感困難，對運動性器官，例如胃腸道因缺乏合適的對比劑，常常顯示不清楚；對于肺部，由于呼吸運動以及肺泡內氫質子密度很低等原因，成像效果也不滿意。磁共振成像對鈣化灶和骨骼病灶的顯示，也不如CT準確和敏感。磁共振成像術的空間分辨力，也有待進一步提高。 目前，目前，MRIMRI技術是醫(yī)學影像學領域發(fā)展最快和最有潛力技術是醫(yī)學影像學領