實用磁共振成像技術

1、關于實用磁共振成像技術第一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、MRI脂肪抑制技術（一）MRI檢查使用脂肪抑制技術的意義 1、脂肪組織的信號特點，有利于病變的檢出。 2、脂肪組織的信號特點，也可能降低MR圖像質量，影響病變的檢出。 （1）脂肪組織引起的運動偽影； （2）水脂肪界面的化學位移偽影； （3）脂肪組織的存在降低了圖像的對比，如肝、骨髓； （4）脂肪組織的存在降低增強掃描的效果。第二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、主要意義 （1）減少偽影； （2）增加圖像的組織對比； （3）增加增強掃描的效果； （4）鑒別病灶內是否含有脂肪。 （二）與脂抑制技術相關的脂肪組織

2、特性 1、脂抑制技術的機理： （1）脂肪和水的化學位移 （2）脂肪與其它組織的縱向弛豫差別。 2、化學位移現象：同一磁性原子核如果在不同分子中，即便處于同一均勻的主磁場中，其進動頻率也存在差別，這種現象稱為 。第三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月水與脂肪進動頻率差1.5T 220Hz，1.0T 147Hz，0.5T 73.5Hz 2、脂肪與其它組織的縱向弛豫差別 （1）脂肪縱向弛豫速度最快，T1最短； （2）場強不同，T1值不同，1.5T，T1值約250ms。 （三）MR常用的脂肪抑制技術 同一場強的MR機可因檢查部位、目的或掃描序列的不同而采用不同的脂肪抑制技術，不同場強宜采用不同

3、的技術。 第四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、頻率選擇飽和法：利用脂肪和水的化學位移效應。 連續(xù)預脈沖（頻率與脂肪質子一致），脂肪組織被飽和，施加真正的激勵脈沖，脂肪組織不能接受能量，因而不產生信號，水分子中的質子被激發(fā)產生信號，從而達到抑脂目的。 1）優(yōu)點：（1）高選擇性；（2）可用于多種序列；（3）簡便易行；（4）在中高場強下使用可取得很好的脂肪效果。第五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2）缺點：（1）場強依賴性大，0.5T以下不宜采用；（2）對磁場的均勻度要求高；（3）大FOV時，周邊區(qū)脂抑效果差；（4）增加了人體吸收射頻的能量；（5）掃描時間延長，減少采集層數

4、；（6）影響圖像對比度。第六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、STIR技術：常用的基于脂肪組織的短T1技術。TI是T1值的69%，場強不同TI不同，1.5T TI=140175ms ；1.0T TI=125140ms ； 0.5T 85120ms 0.35T 75100ms 0.2T 6080ms 1）優(yōu)點： （1）場強依賴性低； （2）磁場均勻度要求較低； （3）大FOV掃描也能取得較好的脂抑效果。 2）缺點：（1）信號抑制的選擇性較低；（2）SNR 低，TR延長，掃描時間延長；（3）一般不能用于增強掃描。 第七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、頻率選擇反轉脈沖脂

5、肪抑制技術：特點是即考慮了脂肪組織的短T1特性，又考慮了脂肪的進動頻率。 在RF前，對三維容積進行預脈沖激發(fā)，帶寬窄，中心頻率為脂肪的進動頻率，僅有脂肪組織被激發(fā)，預脈沖略大于90，因此從反向到零所需時間很短，選擇很短的TI（10-20ms）則僅需一次預脈沖激發(fā)就能對三維掃描容積內的脂肪組織進行很好的抑制，因此采集時間略有延長，GE稱為SPECIAL（Spectral inversion at lipias）。第八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 1）優(yōu)點：（1）少量增加掃描時間（2）一次激發(fā)可完成三維容積內的脂肪抑制； （3）幾乎不增加人體對射頻能量的吸收。 2）缺點： （1）低場

6、強機上不能進行； （2）對磁場均勻度要求高。 一般用于三維快速GRE序列，STIR序列采用180反轉脈沖可增加STIR T2WI技術的特異性。 4、預飽和帶技術：該區(qū)域的任何質子的信號都受到抑制，主要用于抑制腹壁運動偽影響。第九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 二、化學位移成像 也稱同相位/反相位成像，基于化學位移效應，脂肪質子進動頻率略低于水質子，進動頻率差別是恒定的147HZ/T。 （一）原理：鐘表效應：激發(fā)水與脂肪中的質子12點相位相聚關閉RF 相位離散， 6點采集到的信號,相當于兩種組織信號相減的差值，圖像為反相位圖， 12點同相位。第十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年

7、6月兩種質子相位一致 反相位 同相位第十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 （二）化學位移成像技術的實現 同相位TE=1000ms147 HZ/T場強(T)， 1.5T TE=4.5ms，反相位TE=同相位TE/2 =2.2ms，選用雙回波。 （三）臨床應用 1、反相位圖像的特點： （1）水脂混合組織信號明顯衰減；水70%，脂30%。 （2）純脂肪組織的信號沒有明顯衰減。 （3）勾邊效應：反相位圖上，周圍含有脂肪組織的臟器邊緣會出現一條黑線，把臟器的輪廓 勾畫出來第十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、臨床應用： 主要用于腹部臟器（1）腎上腺病變的鑒別診斷，腎上腺腺瘤中

8、常含脂質，反相位圖上信號強度明顯下降。（2）脂肪肝的診斷與鑒別診斷：對脂肪肝的診斷優(yōu)于常規(guī)MRI。（3）判斷肝臟局灶性病灶內是否有脂肪存在。（4）腎癌和腎臟血管平滑肌脂肪瘤的診斷。第十三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 三、MR擴散加權成像（diffusion-weighted imaging DWI） （一）擴散的基本概念 1、擴散：是指分子熱能激發(fā)而使分子發(fā)生一種微觀、隨機的平移運動并相互碰撞，也稱分子的熱運動或布朗運動。 1）自由擴散運動。 2）限制性擴散。 DWI是通過檢測人體組織中水分子擴散運動受限制的方向和程度等信息，間接反應組織微觀結構的變化。第十四張，PPT共三十四頁

9、，創(chuàng)作于2022年6月 限制性擴散是對稱的各向同性擴散；限制性是不對稱的各向異性擴散。白質纖維束。 （二）DWI的原理 RF 相位一致，關閉RF 質子失相位，宏觀 橫向磁化矢量衰減；施加梯度場失相位，致質子宏觀磁化矢量衰減，MR信號下降。 SE-EPI180RF兩側各施加一個梯度場，稱其為擴散敏感梯度場。失相位分兩種情況：（1）無位移的質子：無信號衰減；（2）位移的質子：失相位使信號下降。 水分子經歷磁場變化越大，則信號衰減越明顯，信號衰減越明顯，說明其擴散越自由。 第十五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 DWI通過測量施加擴散敏感梯度場前后組織發(fā)生的信號強度變化，來檢測組織中水分子

10、擴散狀態(tài) （自由度及方向），可間接反應組織微觀結構特點及變化。 （三）DWI技術要點 1、DWI組織信號衰減的影響因素：（1）擴散敏感梯度場的強度：越大，衰減越明顯；（2）持續(xù)時間：越長，衰減越明顯；（3）兩個梯度場的間隔時間：越長，越明顯；（4）組織中水分子的擴散自由度：越自由，衰減越明顯。第十六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、b值及其對DWI的影響 b值：施加的擴散敏感梯度場參數稱為b值（擴散敏感系數）。b值越高對水分子運動越敏感。 b值增高帶來的問題：（1）信號衰減明顯，信噪比；（2）延長TE，進一步使信噪比；（3）梯度脈沖對周圍神經的刺激。小b值：（1）SNR高； （2

11、）水分子運動不敏感；（3）其它運動使組織信號衰減。腦組織DWI，b值800-1500 S/ mm2。 第十七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、DWI的方向性：DWI只能反映擴散敏感梯度場方向上的擴散運動，其它方向上則不能測出。若在多個方向上施加梯度場 （6個以上方向），則可對每個體素水分子的擴散各向異性做出較為準確的檢測，稱為擴散張量成像（diffusion tensor imaging DTI）可以很好的反映白質纖維走向。第十八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4、擴散系數和表觀擴散系數：DWI測出的不是真正的擴散系數，因此把檢測到的擴散系數稱為表觀 擴散系數（appa

12、rent diffusion coeffecient ADC）。ADC=In（SI低/SI高）/（b高-b低） SI低：低b值信號強度，SI高：高b值信號強度（b值可為零）。In表示自然對數，要計算組織ADC值，至少需要2個以上不同b值。不施加梯度場，獲得T2WI；施加，獲得DWI， TR無限大，TE 50-100ms，單層圖像的TA 10-100ms。 ADC值越高， DWI圖信號越低。第十九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）單次激發(fā)SE-EPI序列第二十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（五）DWI的臨床應用1、腦：（1）超、 急、亞急性腦梗塞 DWI細胞毒性水腫，高

13、信號，較T1、T2早；（2）多發(fā)性硬化活動期；（3）腫瘤、血腫、膿腫等。2、其它：肝、腎、乳腺、脊髓、骨髓。3、DTI：白質纖維束。第二十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、MRI灌注成像（perfusion-weighted imaging ， PWI） 反應的主要是組織中微觀血流動力學信息。 方法：（1）對比劑首次通過法；（2）動脈自旋標記法。第二十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）對比劑首次通過法PWI的基本原理 團注對比劑（Gd-DTPA）后，血流首次通過組織時引起T1或T2*弛豫率發(fā)生變化，導致組織信號強度的變化。檢測對比劑首次流經組織時引起的信號強度變化

14、，計算出組織T1或T2*弛豫率的變化，該變化代表組織中對比劑的濃度變化，濃度變化代表血流動力學變化，通過計算可獲得組織相對血流量(rCBV)、血容量(rCBF)和平均通過時間(MTT)。信號強度隨時間變化，常用序列為GRE-EPI T2*序列。第二十三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、腦血容積指特定區(qū)域腦組織的血容量，通常用ml/100g。2、腦血流量：每單位時間內通過指定區(qū)域腦組織的血液體積。ml/100g*min3、平均通過時間：血流通過一個特定區(qū)域所需的平均時間。4、團注到達時間：團注對比劑團到達一個指定區(qū)域腦組織所需的時間。5、對比劑應用：GD-DTPA從掃描第4-5層起，

15、注射0.1-0.2mmol/kg,3-5s團注完畢。團注方式、速度、用量以及患者全身血容量、心輸出量影響血液動力學參數。以正常側為標準自體同次比較。第二十四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）臨床應用（1）腦組織PWI：缺血性病變、腦腫瘤。（2）心肌灌注：心肌缺血、心肌灌注儲備。（3）腎臟血流灌注；（4）肝臟血流灌注等。第二十五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月五、磁化轉移技術 （一）原理： 施加偏離中心頻率1000-1200HZ 的飽和脈沖， 自由水質子不能被激發(fā) ，蛋白質分子和 結合水質子被激發(fā)，獲得能量傳給自由水，這種能量傳遞稱為磁化轉移。RF激發(fā)未飽和的自由水，而飽

16、合者不能激發(fā)。第二十六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 磁化轉移對比（magentization transfer contrast ，MTC ） ：各種組織中均存在自由水與結合水，但程度不同，預脈沖使自由水飽合程度不同，信號不同程度，MT造成信號強度衰減程度也不同，由于磁化轉移現象造成的對比被稱為。施加MT后，骨骼肌衰減60%，腦白質衰減40%，灰質30%，血液15%。 某些病變，早期自由水變化不大，SE T1、T2無明顯改變，結合水含量出現差別，MT可發(fā)現。第二十七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）MT技術的臨床應用1、TOF-MRA：抑制靜止組織信號，但對血流信號

17、抑制少，小血管顯示清楚，但掃描時間延長。2、增強掃描：未增強組織信號抑制，增強組織信號衰減不明顯，增加對比。第二十八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、磁化轉移率的應用：MT與非MT掃描，對同一感興趣區(qū)進行信號強度測量，可計算磁化轉移率（MTR）。 MTR=（SI-SIMT）/SI，也可通過計算機獲得MTR圖像。 多用于多發(fā)性硬化（MS）和阿滋海姆氏?。ˋD）的研究。第二十九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月六、功能成像 MRI對組織磁化高度敏感的特點被用來研究人腦的功能，特別是大腦各功能區(qū)的劃分，這就是磁共振功能成像，即fMRI。第三十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1、生理學基礎：（1）人腦可劃分為許多精細功能區(qū)域，能設計各種激發(fā)方案分別進行研究。（2）在生理性腦活動與腦血流、腦血流容積和能量代謝之間有著直接聯系。fMRI就是通過檢測上述神經活動的伴隨現象來建立腦功能圖像的。磁共振的高時間分辨率和空間分辨率、無電離輻射可對腦的特性進行反復研究。 第三十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、原理：血氧合水平磁共振成像法。在神經