實用磁共振成像技術(shù)

1、關(guān)于實用磁共振成像技術(shù)第1頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 一、MRI脂肪抑制技術(shù)（一）MRI檢查使用脂肪抑制技術(shù)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(zhì)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2頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 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(nèi)是否含有脂肪。 （二

2、）與脂抑制技術(shù)相關(guān)的脂肪組織特性 1、脂抑制技術(shù)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(xiàn)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(xiàn)象稱為 。第3頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三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(shù) 同一場強的MR機可因檢查部位、目的或掃描序列的不同而

3、采用不同的脂肪抑制技術(shù)，不同場強宜采用不同的技術(shù)。 第4頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 1、頻率選擇飽和法：利用脂肪和水的化學位移效應(yīng)。 連續(xù)預脈沖（頻率與脂肪質(zhì)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(chǎn)生信號，水分子中的質(zhì)子被激發(fā)產(chǎn)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5頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三2）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

4、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(shù)；（6）影響圖像對比度。第6頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 2、STIR技術(shù)：常用的基于脂肪組織的短T1技術(shù)。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

5、于增強掃描。 第7頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 3、頻率選擇反轉(zhuǎn)脈沖脂肪抑制技術(shù)：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(nèi)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8頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 1）優(yōu)點：（1）少量增加掃

6、描時間（2）一次激發(fā)可完成三維容積內(nèi)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(zhuǎn)脈沖可增加STIR T2WI技術(shù)的特異性。 4、預飽和帶技術(shù)：該區(qū)域的任何質(zhì)子的信號都受到抑制，主要用于抑制腹壁運動偽影響。第9頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 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(yīng)，脂肪質(zhì)子進動頻率略低于水質(zhì)子，進動頻率差別是恒定的147HZ/T。 （一）原理：鐘表效應(yīng)：激發(fā)水與脂肪中的質(zhì)子12點相位相聚關(guān)閉RF 相位離散

7、， 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10頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三兩種質(zhì)子相位一致 反相位 同相位第11頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 （二）化學位移成像技術(shù)的實現(xiàn) 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(yīng)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(yīng)：反相位圖上，周圍含有脂肪組織的臟器邊緣會出

8、現(xiàn)一條黑線，把臟器的輪廓 勾畫出來第12頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 2、臨床應(yīng)用： 主要用于腹部臟器（1）腎上腺病變的鑒別診斷，腎上腺腺瘤中常含脂質(zhì)，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(nèi)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13頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 三、MR擴散加權(quán)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

9、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(yīng)組織微觀結(jié)構(gòu)的變化。第14頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 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(zhì)纖維束。 （二）DWI的原理 RF 相位一致，關(guān)閉RF 質(zhì)子失相位，宏觀 橫向磁化矢量衰減；施加梯度場失相位，致質(zhì)子宏觀磁化矢量衰減，MR信號下降。 SE-EPI180RF兩側(cè)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(zhì)子：無信號衰減；（2）位移的質(zhì)子：失相位使信號下降。 水分子經(jīng)

10、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15頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 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擴散狀態(tài) （自由度及方向），可間接反應(yīng)組織微觀結(jié)構(gòu)特點及變化。 （三）DWI技術(shù)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16頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 2、b值及其對DWI的影響 b

11、值：施加的擴散敏感梯度場參數(shù)稱為b值（擴散敏感系數(shù)）。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(jīng)的刺激。小b值：（1）SNR高； （2）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17頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 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（di

12、ffusion tensor imaging DTI）可以很好的反映白質(zhì)纖維走向。第18頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三4、擴散系數(shù)和表觀擴散系數(shù)：DWI測出的不是真正的擴散系數(shù)，因此把檢測到的擴散系數(shù)稱為表觀 擴散系數(shù)（apparent 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(shù)，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 10-1

13、00ms。 ADC值越高， DWI圖信號越低。第19頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三（四）單次激發(fā)SE-EPI序列第20頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三（五）DWI的臨床應(yīng)用1、腦：（1）超、 急、亞急性腦梗塞 DWI細胞毒性水腫，高信號，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(zhì)纖維束。第21頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三四、MRI灌注成像（perfusion-weighted imaging ， PWI） 反應(yīng)的主要是組織中微觀血流動力學信息

14、。 方法：（1）對比劑首次通過法；（2）動脈自旋標記法。第22頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三（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(jīng)組織時引起的信號強度變化，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23頁，共34頁，2022年，5月20日，22點

15、5分，星期三1、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(nèi)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(yīng)用：GD-DTPA從掃描第4-5層起，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(shù)。以正常側(cè)為標準自體同次比較。第24頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三（二）臨床應(yīng)用（1）腦組織PWI：缺血性病變、腦腫瘤。（2）心肌灌注：心

16、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25頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三五、磁化轉(zhuǎn)移技術(shù) （一）原理： 施加偏離中心頻率1000-1200HZ 的飽和脈沖， 自由水質(zhì)子不能被激發(fā) ，蛋白質(zhì)分子和 結(jié)合水質(zhì)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(zhuǎn)移。RF激發(fā)未飽和的自由水，而飽合者不能激發(fā)。第26頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 磁化轉(zhuǎn)移對比（magentization transfer contrast ，MTC ） ：各種組織中均存在自由水與結(jié)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，

17、MT造成信號強度衰減程度也不同，由于磁化轉(zhuǎn)移現(xiàn)象造成的對比被稱為。施加MT后，骨骼肌衰減60%，腦白質(zhì)衰減40%，灰質(zhì)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(jié)合水含量出現(xiàn)差別，MT可發(fā)現(xiàn)。第27頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三（二）MT技術(shù)的臨床應(yīng)用1、TOF-MRA：抑制靜止組織信號，但對血流信號抑制少，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28頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三 3、磁化轉(zhuǎn)移率的應(yīng)用：MT與非MT掃描，對同一感興趣區(qū)進行信號

18、強度測量，可計算磁化轉(zhuǎn)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29頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三六、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30頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三1、生理學基礎(chǔ)：（1）人腦可劃分為許多精細功能區(qū)域，能設(shè)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(lián)系。fMRI就是通過檢測上述神經(jīng)活動的伴隨現(xiàn)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31頁，共34頁，2022年，5月20日，22點5分，星期三2、原理：血氧合水平磁共振成像法。在神經(jīng)元活動時，局部