磁共振基礎知識

磁共振基礎知識第1頁/共40頁磁共振成像基本原理定義：利用人體內固有的原子核（氫質子），在外加磁場作用下產生共振現象，產生振蕩磁場，并形成感應電流（電信號），將其采集并作為成像源，經計算機處理后，形成人體MR圖像。第2頁/共40頁第3頁/共40頁磁共振成像基本原理基本過程：一、自然狀態(tài)下的原子核（磁矩、自旋）二、外加磁場（主磁場和射頻磁場）后的原子核（磁化MZ、進動、共振現象、吸收能量磁矢量偏轉產生橫向磁矢量MXY、Larmor

公式）三、射頻終止后的原子核（恢復平衡態(tài)、釋放能量、產生MR信號、弛豫過程）縱向弛豫（T1、自旋—晶格弛豫）橫向弛豫（T2、自旋—自旋弛豫）第4頁/共40頁

人體內的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進動雜亂無章，磁性相互抵消

按照單一核子進動原理,質子群在靜磁場中形成的宏觀磁化矢量MzMyx進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎第5頁/共40頁ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產生能量第6頁/共40頁B0ZZZZZYYYYYXXXXX90度（3）－（5）該過程稱弛豫(relaxation)，即將能量（MR信號）釋放出來。整個弛豫過程實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）停止后一定時間（5）恢復到平衡狀態(tài)第7頁/共40頁如果此時去掉RF脈沖，質子將會恢復到原來狀態(tài)，當然恢復有一個時間過程，這個過程就叫弛豫過程。弛豫：Relaxation;自然界的一種固有屬性；即任何系統(tǒng)都有在外界激勵撤銷后回到原本（原始、平衡）狀態(tài)的性質；這種從激勵狀態(tài)回到平衡狀態(tài)的過程就是弛豫過程弛豫快慢：用弛豫時間T來進行度量；第8頁/共40頁弛豫過程是激勵過程的反過程,因此也包括2個分過程：1、放出能量，從高能級向低能級躍遷；縱向磁化逐漸增加；縱向弛豫過程，T1弛豫過程2、相位分散，橫向磁化矢量逐漸減?。粰M向弛豫過程，T2弛豫過程第9頁/共40頁a、射頻結束瞬間，縱向磁化為零，橫向磁化最大b、反平行質子釋放能量躍遷回平衡態(tài)，縱向磁化逐漸增大c、最后回歸原始狀態(tài)，縱向磁化恢復到最大縱向弛豫過程第10頁/共40頁a、射頻結束瞬間，橫向磁化達到最大,進動相位一致b、c、內部小磁場的不均勻性使得進動相位分散，橫向磁化矢量逐漸減小d、最終相位完全分散，橫向磁化矢量為零橫向弛豫過程第11頁/共40頁

縱向恢復時間T1是由于被激發(fā)的反平行于靜磁場的質子恢復到平行狀態(tài)，所以縱向磁化增大。弛豫快慢遵循指數遞增規(guī)律，把從0增大到最大值的63%的所需時間稱定義為縱向馳豫時間(T1)。弛豫時間T第12頁/共40頁縱向馳豫時間T1T1與靜磁場的強度大小有關，一般靜磁場強度越大，T1就大T1長短取決于組織進行能量傳遞的有效性。第13頁/共40頁橫向恢復時間T2是由于相位同步質子的又開始變得不同步,所以橫向磁化減小。弛豫快慢遵循指數遞減規(guī)律，把從最大下降到最大值的37%的時間定義為橫向馳豫時間(T2)。第14頁/共40頁組織T2時間的分析T2的長短取決于組織內部的局部小磁場的均勻性對小磁化散相的有效性。T2與磁場強度無關。不同成分和結構的組織T2不同，例如水的T2值要比固體的T2值長。第15頁/共40頁補充說明組織的弛豫時間是組織的一種固有屬性，與組織的密度類似，在場強和環(huán)境確定后其時間是一個確定不變的值；病變組織相對于正常組織的一個典型變化是含水量增加；由于水具有長T2和長T1值，因此病變組織的T2時間比正常組織的長如果能將上面的T2時間差別體現在圖像的灰度差別，則能夠達到區(qū)分正常組織和病變組織的目的，完成對疾病的診斷；第16頁/共40頁磁共振檢查技術平掃（T1WI，T2WI，PDWI)增強（TIWI）動態(tài)增強（DynamicMR）磁共振血管造影（MRA）脂肪抑制成像（STIR）水抑制成像（FLAIR）水成像（MRCP、MRU）灌注成像（Perfusion)彌散成像（Diffusion）功能成像（FunctionMR）第17頁/共40頁所謂的加權就是“重點突出”的意思T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別T2加權成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別質子密度加權成像（PD）－突出組織氫質子含量差別何為加權？？？第18頁/共40頁T1WIT2WI第19頁/共40頁T1WI

T2WI第20頁/共40頁人體不同組織的

MR信號特點

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/強弱為特征水：

長T1（黑）、長T2（白）

骨皮質、完全性的鈣化：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）

大多數腫瘤：長T1、長T2黑色素瘤：短T1、短T2第21頁/共40頁主要反映組織間的信號強度T1加權像反映組織間T1的差別，有利于觀察解剖結構參數：短TR(TR<500ms)、短TE(TE<30ms)T2加權像反映組織間T2的差別，顯示病變組織好參數：長TR(TR>2000ms)、長TE(TE>90ms)MRI圖像特點第22頁/共40頁彌散加權成像DWI是以MR流動效應為基礎的成像方法。與MRA不同的是：MRA觀察的是宏觀的血流現象，而DWI觀察的是微觀的水分子流動擴散現象第23頁/共40頁理解彌散成像的原理細胞正常，水分子游動自由。細胞毒性水腫時，較多的細胞外液進入細胞內，使細胞內、外水分子游動緩慢胞細水子分第24頁/共40頁第25頁/共40頁

正常腹部脂肪抑制MRI第26頁/共40頁

MR水成像磁共振胰膽管造影（MRCP）第27頁/共40頁尿路成像（MagneticResonanceUrography）MRU不使用造影劑，利用尿液進行成像。第28頁/共40頁正常胸部MRI表現GRE序列（亮血技術）正常胸部MRI表現SE序列（黑血技術）第29頁/共40頁MR腦血管成像（MRA)第30頁/共40頁

正常肝臟增強動態(tài)MRA

(DE-MRA)

第31頁/共40頁怎樣閱讀常規(guī)檢查的MR圖像1、熟悉圖像上的常用標記：姓名、年齡、日期、左右、層厚以及增強的標記等2、仔細觀察每一幀圖像，目的在于發(fā)現疾病或異常的征象3、當發(fā)現病變后，應看其病變在T1加權、T2加權上的信號特征，是高信號／低信號／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)、數量、大小、位置5、觀察病變鄰近器官或組織結構有無異常：受壓、移位（占位效應）；擴張、增大（失空間效應）；破壞或吸收；等等6、增強掃描觀察病變有無強化及強化程度；延遲掃描強化特點7、綜合MR所見，結合臨床及其他影像學檢查材料作出診斷第32頁/共40頁增強掃描T2T1肝囊腫第33頁/共40頁肝囊腫第34頁/共40頁肝癌第35頁/共40頁左腎癌平掃增強第36頁/共40頁MRI影像特點1、