磁共振基礎(chǔ)知識

關(guān)于磁共振基礎(chǔ)知識磁共振成像基本原理定義：利用人體內(nèi)固有的原子核（氫質(zhì)子），在外加磁場作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，產(chǎn)生振蕩磁場，并形成感應(yīng)電流（電信號），將其采集并作為成像源，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，形成人體MR圖像。第2頁,共39頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共39頁，2024年2月25日，星期天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(jìn)動(dòng)、共振現(xiàn)象、吸收能量磁矢量偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生橫向磁矢量MXY、Larmor

公式）三、射頻終止后的原子核（恢復(fù)平衡態(tài)、釋放能量、產(chǎn)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39頁，2024年2月25日，星期天

人體內(nèi)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(jìn)動(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消

按照單一核子進(jìn)動(dòng)原理,質(zhì)子群在靜磁場中形成的宏觀磁化矢量MzMyx進(jìn)入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)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(chǔ)第5頁,共39頁，2024年2月25日，星期天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(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量第6頁,共39頁，2024年2月25日，星期天B0ZZZZZYYYYYXXXXX90度（3）－（5）該過程稱弛豫(relaxation)，即將能量（MR信號）釋放出來。整個(gè)弛豫過程實(shí)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(shí)間（5）恢復(fù)到平衡狀態(tài)第7頁,共39頁，2024年2月25日，星期天如果此時(shí)去掉RF脈沖，質(zhì)子將會(huì)恢復(fù)到原來狀態(tài)，當(dāng)然恢復(fù)有一個(gè)時(shí)間過程，這個(gè)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(lì)撤銷后回到原本（原始、平衡）狀態(tài)的性質(zhì)；這種從激勵(lì)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(shí)間T來進(jìn)行度量；

第8頁,共39頁，2024年2月25日，星期天弛豫過程是激勵(lì)過程的反過程,因此也包括2個(gè)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??；橫向弛豫過程，T2弛豫過程第9頁,共39頁，2024年2月25日，星期天a、射頻結(jié)束瞬間，縱向磁化為零，橫向磁化最大b、反平行質(zhì)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(fù)到最大縱向弛豫過程第10頁,共39頁，2024年2月25日，星期天a、射頻結(jié)束瞬間，橫向磁化達(dá)到最大,進(jìn)動(dòng)相位一致b、c、內(nèi)部小磁場的不均勻性使得進(jìn)動(dòng)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39頁，2024年2月25日，星期天

縱向恢復(fù)時(shí)間T1是由于被激發(fā)的反平行于靜磁場的質(zhì)子恢復(fù)到平行狀態(tài)，所以縱向磁化增大。弛豫快慢遵循指數(shù)遞增規(guī)律，把從0增大到最大值的63%的所需時(shí)間稱定義為縱向馳豫時(shí)間(T1)。弛豫時(shí)間T第12頁,共39頁，2024年2月25日，星期天縱向馳豫時(shí)間T1T1與靜磁場的強(qiáng)度大小有關(guān)，一般靜磁場強(qiáng)度越大，T1就大T1長短取決于組織進(jìn)行能量傳遞的有效性。第13頁,共39頁，2024年2月25日，星期天橫向恢復(fù)時(shí)間T2是由于相位同步質(zhì)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(shù)遞減規(guī)律，把從最大下降到最大值的37%的時(shí)間定義為橫向馳豫時(shí)間(T2)。第14頁,共39頁，2024年2月25日，星期天組織T2時(shí)間的分析T2的長短取決于組織內(nèi)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(qiáng)度無關(guān)。不同成分和結(jié)構(gòu)的組織T2不同，例如水的T2值要比固體的T2值長。第15頁,共39頁，2024年2月25日，星期天補(bǔ)充說明組織的弛豫時(shí)間是組織的一種固有屬性，與組織的密度類似，在場強(qiáng)和環(huán)境確定后其時(shí)間是一個(gè)確定不變的值；病變組織相對于正常組織的一個(gè)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(shí)間比正常組織的長如果能將上面的T2時(shí)間差別體現(xiàn)在圖像的灰度差別，則能夠達(dá)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39頁，2024年2月25日，星期天磁共振檢查技術(shù)平掃（T1WI，T2WI，PDWI)增強(qiáng)（TIWI）動(dòng)態(tài)增強(qiáng)（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39頁，2024年2月25日，星期天所謂的加權(quán)就是“重點(diǎn)突出”的意思T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別質(zhì)子密度加權(quán)成像（PD）－突出組織氫質(zhì)子含量差別何為加權(quán)？？？第18頁,共39頁，2024年2月25日，星期天T1WIT2WI第19頁,共39頁，2024年2月25日，星期天T1WI

T2WI第20頁,共39頁，2024年2月25日，星期天人體不同組織的

MR信號特點(diǎn)

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(qiáng)弱為特征水：

長T1（黑）、長T2（白）

骨皮質(zhì)、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(shù)腫瘤：長T1、長T2黑色素瘤：短T1、短T2第21頁,共39頁，2024年2月25日，星期天主要反映組織間的信號強(qiáng)度T1加權(quán)像反映組織間T1的差別，有利于觀察解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)：短TR(TR<500ms)、短TE(TE<30ms)T2加權(quán)像反映組織間T2的差別，顯示病變組織好參數(shù)：長TR(TR>2000ms)、長TE(TE>90ms)MRI圖像特點(diǎn)第22頁,共39頁，2024年2月25日，星期天彌散加權(quán)成像DWI是以MR流動(dòng)效應(yīng)為基礎(chǔ)的成像方法。與MRA不同的是：MRA觀察的是宏觀的血流現(xiàn)象，而DWI觀察的是微觀的水分子流動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象第23頁,共39頁，2024年2月25日，星期天理解彌散成像的原理細(xì)胞正常，水分子游動(dòng)自由。細(xì)胞毒性水腫時(shí)，較多的細(xì)胞外液進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)、外水分子游動(dòng)緩慢胞細(xì)水子分第24頁,共39頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共39頁，2024年2月25日，星期天

正常腹部脂肪抑制MRI第26頁,共39頁，2024年2月25日，星期天

MR水成像磁共振胰膽管造影（MRCP）第27頁,共39頁，2024年2月25日，星期天尿路成像（MagneticResonanceUrography）MRU不使用造影劑，利用尿液進(jìn)行成像。第28頁,共39頁，2024年2月25日，星期天正常胸部MRI表現(xiàn)GRE序列（亮血技術(shù)）正常胸部MRI表現(xiàn)SE序列（黑血技術(shù)）第29頁,共39頁，2024年2月25日，星期天MR腦血管成像（MRA)第30頁,共39頁，2024年2月25日，星期天

正常肝臟增強(qiáng)動(dòng)態(tài)MRA

(DE-MRA)

第31頁,共39頁，2024年2月25日，星期天怎樣閱讀常規(guī)檢查的MR圖像1、熟悉圖像上的常用標(biāo)記：姓名、年齡、日期、左右、層厚以及增強(qiáng)的標(biāo)記等2、仔細(xì)觀察每一幀圖像，目的在于發(fā)現(xiàn)疾病或異常的征象3、當(dāng)發(fā)現(xiàn)病變后，應(yīng)看其病變在T1加權(quán)、T2加權(quán)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(shù)量、大小、位置5、觀察病變鄰近器官或組織結(jié)構(gòu)有無異常：受壓、移位（占位效應(yīng)）；擴(kuò)張、增大（失空間效應(yīng)）；破壞或吸收；等等6、增強(qiáng)掃描觀察病變有無強(qiáng)化及強(qiáng)化程度；延遲掃描強(qiáng)化特點(diǎn)7、綜合MR所見，結(jié)合臨床及其他影像學(xué)檢查材料作出診斷第32頁,共39頁，2024年2月25日，星期天增強(qiáng)掃描T2T1肝囊腫第33頁,共39頁，2024年2月25日，星期天肝囊腫第34頁,共39頁，2024年2月25日，星期天肝癌第35頁,共39頁，2024年2月25日，星期天左腎癌平掃增強(qiáng)第36頁,共39頁，2024年2月25日，星期天MRI影像