实用磁共振成像技术讲稿.ppt

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1、关于实用磁共振成像技术第一页，讲稿共三十四页哦n 一、一、MRIMRI脂肪抑制技术脂肪抑制技术n（一）（一）MRIMRI检查使用脂肪抑制技术的意义检查使用脂肪抑制技术的意义 1 1、脂肪组织的信号特点，有利于病变的检出、脂肪组织的信号特点，有利于病变的检出。2 2、脂肪组织的信号特点，也可能降低、脂肪组织的信号特点，也可能降低MRMR图像图像质量，影响病变的检出。质量，影响病变的检出。（1 1）脂肪组织引起的运动伪影；）脂肪组织引起的运动伪影；（2 2）水脂肪界面的化学位移伪影；）水脂肪界面的化学位移伪影；（3 3）脂肪组织的存在降低了图像的对比，如肝、）脂肪组织的存在降低了图像的对比，如肝、

2、骨髓；骨髓；（4 4）脂肪组织的存在降低增强扫描的效果。）脂肪组织的存在降低增强扫描的效果。第二页，讲稿共三十四页哦 3 3、主要意义、主要意义 （1 1）减少伪影；）减少伪影；（2 2）增加图像的组织对比；）增加图像的组织对比；（3 3）增加增强扫描的效果；）增加增强扫描的效果；（4 4）鉴别病灶内是否含有脂肪。）鉴别病灶内是否含有脂肪。（二）与脂抑制技术相关的脂肪组织特性（二）与脂抑制技术相关的脂肪组织特性 1 1、脂抑制技术的机理：、脂抑制技术的机理：（1 1）脂肪和水的化学位移）脂肪和水的化学位移 （2 2）脂肪与其它组织的纵向弛豫差别。）脂肪与其它组织的纵向弛豫差别。2 2、化学位移

3、现象：同一磁性原子核如果在不同分、化学位移现象：同一磁性原子核如果在不同分子中，即便处于同一均匀的主磁场中，其进动频率也子中，即便处于同一均匀的主磁场中，其进动频率也存在差别，这种现象称为存在差别，这种现象称为 。第三页，讲稿共三十四页哦第四页，讲稿共三十四页哦 1 1、频率选择饱和法：利用脂肪和水的化学位、频率选择饱和法：利用脂肪和水的化学位移效应。移效应。连续预脉冲（频率与脂肪质子一致），脂肪连续预脉冲（频率与脂肪质子一致），脂肪组织被饱和，施加真正的激励脉冲，脂肪组织不能组织被饱和，施加真正的激励脉冲，脂肪组织不能接受能量，因而不产生信号，水分子中的质子被激接受能量，因而不产生信号，水分

4、子中的质子被激发产生信号，从而达到抑脂目的。发产生信号，从而达到抑脂目的。1 1）优点：）优点：（1 1）高选择性；）高选择性；（2 2）可用于多种序列；）可用于多种序列；（3 3）简便易行；）简便易行；（4 4）在中高场强下使用可取得很好的脂肪效果。）在中高场强下使用可取得很好的脂肪效果。第五页，讲稿共三十四页哦2 2）缺点：）缺点：（1 1）场强依赖性大，）场强依赖性大，0.5T0.5T以下不宜采用；以下不宜采用；（2 2）对磁场的均匀度要求高；）对磁场的均匀度要求高；（3 3）大）大FOVFOV时，周边区脂抑效果差；时，周边区脂抑效果差；（4 4）增加了人体吸收射频的能量；）增加了人体吸

5、收射频的能量；（5 5）扫描时间延长，减少采集层数；）扫描时间延长，减少采集层数；（6 6）影响图像对比度。）影响图像对比度。第六页，讲稿共三十四页哦 2 2、STIRSTIR技术：常用的基于脂肪组织的短技术：常用的基于脂肪组织的短T1T1技技术。术。TITI是是T1T1值的值的69%69%，场强不同，场强不同TITI不同，不同，1.5T TI=1401.5T TI=140175ms 175ms ；1.0T TI=1251.0T TI=125140ms 140ms；0.5T 850.5T 85120ms 120ms 0.35T 750.35T 75100ms 0.2T 60100ms 0.2T

6、 6080ms 80ms 1 1）优点：）优点：（1 1）场强依赖性低；）场强依赖性低；（2 2）磁场均匀度要求较低；）磁场均匀度要求较低；（3 3）大）大FOVFOV扫描也能取得较好的脂抑效果。扫描也能取得较好的脂抑效果。2 2）缺点：）缺点：（1 1）信号抑制的选择性较低；）信号抑制的选择性较低；（2 2）TRTR延长，扫描时间延长；延长，扫描时间延长；（3 3）一般不能用于增强扫描。）一般不能用于增强扫描。第七页，讲稿共三十四页哦 3 3、频率选择反转脉冲脂肪抑制技术：特点、频率选择反转脉冲脂肪抑制技术：特点是即考虑了脂肪组织的短是即考虑了脂肪组织的短T1T1特性，又考虑了脂肪的特性，又

7、考虑了脂肪的进动频率。进动频率。在在RFRF前，对三维容积进行预脉冲激发，带宽窄，前，对三维容积进行预脉冲激发，带宽窄，中心频率为脂肪的进动频率，仅有脂肪组织被激发，中心频率为脂肪的进动频率，仅有脂肪组织被激发，预脉冲略大于预脉冲略大于9090，因此从反向到零所需时间很短，因此从反向到零所需时间很短，选择很短的选择很短的TITI（10-20ms10-20ms）则仅需一次预脉冲激发就）则仅需一次预脉冲激发就能对三维扫描容积内的脂肪组织进行很好的抑制，因能对三维扫描容积内的脂肪组织进行很好的抑制，因此采集时间略有延长，此采集时间略有延长，GEGE称为称为SPECIALSPECIAL（Spectra

8、l Spectral inversion at lipiasinversion at lipias）。）。第八页，讲稿共三十四页哦 1 1）优点：）优点：（1 1）少量增加扫描时间）少量增加扫描时间（2 2）一次激发可完成三维容积内的脂肪抑制；）一次激发可完成三维容积内的脂肪抑制；（3 3）几乎不增加人体对射频能量的吸收。几乎不增加人体对射频能量的吸收。2 2）缺点：）缺点：（1 1）低场强机上不能进行；）低场强机上不能进行；（2 2）对磁场均匀度要求高。）对磁场均匀度要求高。一般用于三维快速一般用于三维快速GREGRE序列，序列，STIRSTIR序列采用序列采用180180反转脉冲可增加反转

9、脉冲可增加STIR TSTIR T2 2WIWI技术的特异性。技术的特异性。4 4、预饱和带技术：该区域的任何质子的信号都、预饱和带技术：该区域的任何质子的信号都受到抑制，主要用于抑制腹壁运动伪影响。受到抑制，主要用于抑制腹壁运动伪影响。第九页，讲稿共三十四页哦 二、化学位移成像二、化学位移成像 也称同相位也称同相位/反相位成像，基于化学位移效应，反相位成像，基于化学位移效应，脂肪质子进动频率略低于水质子，进动频率差别是脂肪质子进动频率略低于水质子，进动频率差别是恒定的恒定的147HZ/T147HZ/T。（一）原理：钟表效应：激发（一）原理：钟表效应：激发水与脂肪中的水与脂肪中的质子质子121

10、2点相位相聚点相位相聚关闭关闭RF RF 相位离散，相位离散，6 6点采集点采集到的信号到的信号,相当于两种组织信号相减的差值，图像为反相相当于两种组织信号相减的差值，图像为反相位图，位图，1212点同相位。点同相位。第十页，讲稿共三十四页哦两种质子相位一致 反相位 同相位第十一页，讲稿共三十四页哦 （二）化学位移成像技术的实现（二）化学位移成像技术的实现 同相位同相位TE=1000msTE=1000ms147 HZ/T147 HZ/T场强场强(T)(T)，1.5T TE=4.5ms1.5T TE=4.5ms，反相位，反相位TE=TE=同相位同相位TE/2=2.2msTE/2=2.2ms，选，

11、选用双回波。用双回波。（三）临床应用（三）临床应用 1 1、反相位图像的特点：、反相位图像的特点：（1 1）水脂混合组织信号明显衰减；水）水脂混合组织信号明显衰减；水70%70%，脂，脂30%30%。（2 2）纯脂肪组织的信号没有明显衰减。）纯脂肪组织的信号没有明显衰减。（3 3）勾边效应：反相位图上，周围含有脂肪组织）勾边效应：反相位图上，周围含有脂肪组织的脏器边缘会出现一条黑线，把脏器的轮廓的脏器边缘会出现一条黑线，把脏器的轮廓 勾画勾画出来出来第十二页，讲稿共三十四页哦 2 2、临床应用：、临床应用：主要用于腹部脏器主要用于腹部脏器（1 1）肾上腺病变的鉴别诊断，肾上腺腺瘤中常含脂）肾上

12、腺病变的鉴别诊断，肾上腺腺瘤中常含脂质，反相位图上信号强度明显下降。质，反相位图上信号强度明显下降。（2 2）脂肪肝的诊断与鉴别诊断：对脂肪肝的诊断优于）脂肪肝的诊断与鉴别诊断：对脂肪肝的诊断优于常规常规MRIMRI。（3 3）判断肝脏局灶性病灶内是否有脂肪存在。）判断肝脏局灶性病灶内是否有脂肪存在。（4 4）肾癌和肾脏血管平滑肌脂肪瘤的诊断。）肾癌和肾脏血管平滑肌脂肪瘤的诊断。第十三页，讲稿共三十四页哦 三、三、MRMR扩散加权成像（扩散加权成像（diffusion-weighted diffusion-weighted imaging DWIimaging DWI）（一）扩散的基本概念（一

13、）扩散的基本概念 1 1、扩散：是指分子热能激发而使分子发生一种、扩散：是指分子热能激发而使分子发生一种微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子的热微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。运动或布朗运动。1 1）自由扩散运动。）自由扩散运动。2 2）限制性扩散。）限制性扩散。DWIDWI是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息，间接反应组织微观结构的变化。的方向和程度等信息，间接反应组织微观结构的变化。第十四页，讲稿共三十四页哦 限制性扩散是对称的限制性扩散是对称的各向同性扩散；限制性是各向同性扩散；限制性是不对称的

14、不对称的各向异性扩散。白质纤维束。各向异性扩散。白质纤维束。（二）（二）DWIDWI的原理的原理 RF RF 相位一致，关闭相位一致，关闭RF RF 质子失相位，宏观质子失相位，宏观 横向磁化矢量衰减；施加梯度场横向磁化矢量衰减；施加梯度场失相位，致质子失相位，致质子宏观磁化矢量衰减，宏观磁化矢量衰减，MRMR信号下降。信号下降。SE-EPI180SE-EPI180RFRF两侧各施加一个梯度场，称其为扩散敏两侧各施加一个梯度场，称其为扩散敏感梯度场。失相位分两种情况：（感梯度场。失相位分两种情况：（1 1）无位移的质子：无）无位移的质子：无信号衰减；（信号衰减；（2 2）位移的质子：失相位使信

15、号下降。）位移的质子：失相位使信号下降。水分子经历磁场变化越大，则信号衰减越明显，信水分子经历磁场变化越大，则信号衰减越明显，信号衰减越明显，说明其扩散越自由。号衰减越明显，说明其扩散越自由。第十五页，讲稿共三十四页哦 DWI DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态 （自由度及方向），可间接反应组织微观结构特点及（自由度及方向），可间接反应组织微观结构特点及变化。变化。（三）（三）DWIDWI技术要点技术要点 1 1、DWIDWI组织信号衰减的影响因素：组织信号衰减的

16、影响因素：（1 1）扩散敏感梯度场的强度：越大，衰减越明显；）扩散敏感梯度场的强度：越大，衰减越明显；（2 2）持续时间：越长，衰减越明显；）持续时间：越长，衰减越明显；（3 3）两个梯度场的间隔时间：越长，越明显；）两个梯度场的间隔时间：越长，越明显；（4 4）组织中水分子的扩散自由度：越自由，衰减越明）组织中水分子的扩散自由度：越自由，衰减越明显。显。第十六页，讲稿共三十四页哦 2 2、b b值及其对值及其对DWIDWI的影响的影响 b b值：施加的扩散敏感梯度场参数称为值：施加的扩散敏感梯度场参数称为b b值（扩值（扩散敏感系数）。散敏感系数）。b b值越高对水分子运动越敏感。值越高对水

17、分子运动越敏感。b b值增高带来的问题：值增高带来的问题：（1 1）信号衰减明显，信噪比）信号衰减明显，信噪比；（2 2）延长）延长TETE，进一步使信噪比，进一步使信噪比；（3 3）梯度脉冲对周围神经的刺激。）梯度脉冲对周围神经的刺激。小小b b值：值：（1 1）SNRSNR高；高；（2 2）水分子运动不敏感；）水分子运动不敏感；（3 3）其它运动使组织信号衰减。脑组织）其它运动使组织信号衰减。脑组织DWIDWI，b b值值800-800-1500 S/mm1500 S/mm2 2。第十七页，讲稿共三十四页哦 3 3、DWIDWI的方向性：的方向性：DWIDWI只能反映扩散敏感梯度场只能反映

18、扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，其它方向上则不能测出。若在多个方方向上的扩散运动，其它方向上则不能测出。若在多个方向上施加梯度场向上施加梯度场 （6 6个以上方向），则可对每个体素水分个以上方向），则可对每个体素水分子的扩散各向异性做出较为准确的检测，称为扩散张量成子的扩散各向异性做出较为准确的检测，称为扩散张量成像（像（diffusion tensor imaging DTIdiffusion tensor imaging DTI）可以很好的反映）可以很好的反映白质纤维走向。白质纤维走向。第十八页，讲稿共三十四页哦4 4、扩散系数和表观扩散系数：、扩散系数和表观扩散系数：DWIDWI测出的不

19、是真正的扩测出的不是真正的扩散系数，因此把检测到的扩散系数称为表观散系数，因此把检测到的扩散系数称为表观 扩散系扩散系数（数（apparent diffusion coeffecient ADCapparent diffusion coeffecient ADC）。）。ADC=InADC=In（SISI低低/SI/SI高）高）/（b b高高-b-b低）低）SISI低：低低：低b b值信号值信号强度，强度，SISI高：高高：高b b值信号强度（值信号强度（b b值可为零）。值可为零）。InIn表示表示自然对数，要计算组织自然对数，要计算组织ADCADC值，至少需要值，至少需要2 2个以上不同个以

20、上不同b b值。不施加梯度场，获得值。不施加梯度场，获得T2WIT2WI；施加，获得；施加，获得DWIDWI，TRTR无无限大，限大，TE 50-100msTE 50-100ms，单层图像的，单层图像的TA 10-100msTA 10-100ms。ADCADC值越高，值越高，DWIDWI图信号越低。图信号越低。第十九页，讲稿共三十四页哦（四）单次激发（四）单次激发SE-EPISE-EPI序列序列第二十页，讲稿共三十四页哦（五）（五）DWIDWI的临床应用的临床应用1 1、脑：（、脑：（1 1）超、）超、急、亚急性脑梗塞急、亚急性脑梗塞 DWIDWI细胞细胞毒性水肿，高信号，较毒性水肿，高信号，

21、较T1T1、T2T2早；（早；（2 2）多发性硬）多发性硬化活动期；（化活动期；（3 3）肿瘤、血肿、脓肿等。）肿瘤、血肿、脓肿等。2 2、其它：肝、肾、乳腺、脊髓、骨髓。、其它：肝、肾、乳腺、脊髓、骨髓。3 3、DTIDTI：白质纤维束。：白质纤维束。第二十一页，讲稿共三十四页哦四、四、MRIMRI灌注成像（灌注成像（perfusion-weighted perfusion-weighted imaging imaging，PWIPWI）反应的主要是组织中微观血流动力学信反应的主要是组织中微观血流动力学信息。息。方法：（方法：（1 1）对比剂首次通过法；（）对比剂首次通过法；（2 2）动脉自

22、旋标记法。动脉自旋标记法。第二十二页，讲稿共三十四页哦（一）对比剂首次通过法（一）对比剂首次通过法PWIPWI的基本原理的基本原理 团注对比剂（团注对比剂（Gd-DTPAGd-DTPA）后，血流首次通过组）后，血流首次通过组织时引起织时引起T1T1或或T2T2*弛豫率发生变化，导致组织信号强度弛豫率发生变化，导致组织信号强度的变化。检测对比剂首次流经组织时引起的信号强度变的变化。检测对比剂首次流经组织时引起的信号强度变化，计算出组织化，计算出组织T1T1或或T2T2*弛豫率的变化，该变化代表弛豫率的变化，该变化代表组织中对比剂的浓度变化，浓度变化代表血流动力组织中对比剂的浓度变化，浓度变化代表

23、血流动力学变化，通过计算可获得组织相对血流量学变化，通过计算可获得组织相对血流量(rCBV)(rCBV)、血、血容量容量(rCBF)(rCBF)和平均通过时间和平均通过时间(MTT)(MTT)。信号强度随时间变。信号强度随时间变化，常用序列为化，常用序列为GRE-EPI T2GRE-EPI T2*序列。序列。第二十三页，讲稿共三十四页哦1 1、脑血容积指特定区域脑组织的血容量，通常用、脑血容积指特定区域脑组织的血容量，通常用ml/100gml/100g。2 2、脑血流量：每单位时间内通过指定区域脑组织的血液、脑血流量：每单位时间内通过指定区域脑组织的血液体积。体积。ml/100gml/100g

24、*minmin3 3、平均通过时间：血流通过一个特定区域所需的平、平均通过时间：血流通过一个特定区域所需的平均时间。均时间。4 4、团注到达时间：团注对比剂团到达一个指定区域脑组、团注到达时间：团注对比剂团到达一个指定区域脑组织所需的时间。织所需的时间。5 5、对比剂应用：、对比剂应用：GD-DTPAGD-DTPA从扫描第从扫描第4-54-5层起，注射层起，注射0.1-0.1-0.2mmol/kg,3-5s0.2mmol/kg,3-5s团注完毕。团注方式、速度、用量团注完毕。团注方式、速度、用量以及患者全身血容量、心输出量影响血液动力学参以及患者全身血容量、心输出量影响血液动力学参数。以正常侧

25、为标准自体同次比较。数。以正常侧为标准自体同次比较。第二十四页，讲稿共三十四页哦（二）临床应用（二）临床应用（1 1）脑组织）脑组织PWIPWI：缺血性病变、脑肿瘤。（：缺血性病变、脑肿瘤。（2 2）心肌灌注：心肌缺血、心肌灌注储备。心肌灌注：心肌缺血、心肌灌注储备。（3 3）肾脏血流灌注；）肾脏血流灌注；（4 4）肝脏血流灌注等。）肝脏血流灌注等。第二十五页，讲稿共三十四页哦五、磁化转移技术五、磁化转移技术 （一）原理：（一）原理：施加偏离中心频率施加偏离中心频率1000-1200HZ 1000-1200HZ 的饱的饱和脉冲，和脉冲，自由水质子不能被激发自由水质子不能被激发 ，蛋白质，蛋白质

26、分子和分子和 结合水质子被激发，获得能量传给自结合水质子被激发，获得能量传给自由水，这种能量传递称为磁化转移。由水，这种能量传递称为磁化转移。RFRF激发激发未饱和的自由水，而饱合者不能激发。未饱和的自由水，而饱合者不能激发。第二十六页，讲稿共三十四页哦 磁化转移对比（磁化转移对比（magentization transfer magentization transfer contrast contrast，MTC MTC）：各种组织中均存在自由水与结：各种组织中均存在自由水与结合水，但程度不同，预脉冲使自由水饱合程度不同，合水，但程度不同，预脉冲使自由水饱合程度不同，信号不同程度信号不同程度

27、，MTMT造成信号强度衰减程度也不同，造成信号强度衰减程度也不同，由于磁化转移现象造成的对比被称为由于磁化转移现象造成的对比被称为。施加。施加MTMT后，后，骨骼肌衰减骨骼肌衰减60%60%，脑白质衰减，脑白质衰减40%40%，灰质，灰质30%30%，血液，血液15%15%。某些病变，早期自由水变化不大，某些病变，早期自由水变化不大，SE TSE T1 1、T T2 2无无明显改变，结合水含量出现差别，明显改变，结合水含量出现差别，MTMT可发现。可发现。第二十七页，讲稿共三十四页哦（二）（二）MTMT技术的临床应用技术的临床应用1 1、TOF-MRATOF-MRA：抑制静止组织信号，但对血流

28、信号：抑制静止组织信号，但对血流信号抑制少，小血管显示清楚，但扫描时间延长。抑制少，小血管显示清楚，但扫描时间延长。2 2、增强扫描：未增强组织信号抑制，增强组织、增强扫描：未增强组织信号抑制，增强组织信号衰减不明显，增加对比。信号衰减不明显，增加对比。第二十八页，讲稿共三十四页哦 3 3、磁化转移率的应用：、磁化转移率的应用：MTMT与非与非MTMT扫描，对同扫描，对同一感兴趣区进行信号强度测量，可计算磁化转移率一感兴趣区进行信号强度测量，可计算磁化转移率（MTRMTR）。）。MTR=MTR=（SI-SIMTSI-SIMT）/SI/SI，也可通过计算机获，也可通过计算机获得得MTRMTR图像

29、。图像。多用于多发性硬化（多用于多发性硬化（MSMS）和阿滋海姆氏病（）和阿滋海姆氏病（ADAD）的研究。的研究。第二十九页，讲稿共三十四页哦六、功能成像六、功能成像 MRIMRI对组织磁化高度敏感的特点被用来对组织磁化高度敏感的特点被用来研究人脑的功能，特别是大脑各功能区的划研究人脑的功能，特别是大脑各功能区的划分，这就是磁共振功能成像，即分，这就是磁共振功能成像，即fMRIfMRI。第三十页，讲稿共三十四页哦1 1、生理学基础：、生理学基础：（1 1）人脑可划分为许多精细功能区域，能设计各）人脑可划分为许多精细功能区域，能设计各种激发方案分别进行研究。种激发方案分别进行研究。（2 2）在生

30、理性脑活动与脑血流、脑血流容积和能）在生理性脑活动与脑血流、脑血流容积和能量代谢之间有着直接联系。量代谢之间有着直接联系。fMRIfMRI就是通过检测上就是通过检测上述神经活动的伴随现象来建立脑功能图像的。述神经活动的伴随现象来建立脑功能图像的。磁共振的高时间分辨率和空间分辨率、无电离磁共振的高时间分辨率和空间分辨率、无电离辐射可对脑的特性进行反复研究。辐射可对脑的特性进行反复研究。第三十一页，讲稿共三十四页哦2 2、原理：血氧合水平磁共振成像法。在神经元活、原理：血氧合水平磁共振成像法。在神经元活动时，局部脑组织血流、血流容积及血氧消耗均增动时，局部脑组织血流、血流容积及血氧消耗均增加，但增

31、加的比例有明显差异，这种差异使活动区加，但增加的比例有明显差异，这种差异使活动区的静脉血氧浓度较周围组织的浓度明显增高，即具的静脉血氧浓度较周围组织的浓度明显增高，即具有顺磁性的脱氧血红蛋白减少，表现为有顺磁性的脱氧血红蛋白减少，表现为T2T2*延长，延长，信号强度增加。信号强度增加。第三十二页，讲稿共三十四页哦3 3、序列：、序列：EPIEPI将平扫图像与诱发了神经元活动将平扫图像与诱发了神经元活动信息的图像相减就得到了所需的信息的图像相减就得到了所需的fMRIfMRI信号。目前信号。目前研究取得大量成果的主要有视觉、运动、听觉研究取得大量成果的主要有视觉、运动、听觉和语言等方面。癫痫、精神病、手术定位等方和语言等方面。癫痫、精神病、手术定位等方面为面为fMRIfMRI研究的前沿课题。研究的前沿课题。第三十三页，讲稿共三十四页哦感谢大家观看感谢大家观看第三十四页，讲稿共三十四页哦