磁共振成像的临床应用精选PPT.ppt
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1、关于磁共振成像的临床应用第1页,讲稿共87张,创作于星期二一、一、MRI扫描仪的扫描仪的基本硬件构成基本硬件构成第2页,讲稿共87张,创作于星期二一一般般的的MRI仪仪由由以以下下几几部部分分组组成成主主主主磁磁磁磁体体体体梯梯梯梯度度度度线线线线圈圈圈圈脉脉脉脉冲冲冲冲线线线线圈圈圈圈计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统其其其其他他他他辅辅辅辅助助助助设设设设备备备备第3页,讲稿共87张,创作于星期二主磁体 磁共振最基本的构建磁共振最基本的构建 产生磁场的装置产生磁场的装置 最重要的指标为磁场强度和均匀度最重要的指标为磁场强度和均匀度最重要的指标为磁场强度和均匀度最重要的指标为磁场强度和
2、均匀度第4页,讲稿共87张,创作于星期二MRI按磁场产生方式分类按磁场产生方式分类永磁永磁电磁电磁常导常导超导超导主主磁磁体体0.35T 0.35T 永磁磁体永磁磁体永磁磁体永磁磁体1.5T 1.5T 超导磁体超导磁体超导磁体超导磁体第5页,讲稿共87张,创作于星期二MR按主磁场的场强分类按主磁场的场强分类MRI图像信噪比与主磁场场强成正比图像信噪比与主磁场场强成正比低场低场:小于小于0.5T中场:中场:0.5T1.0T高场高场:1.0T2.0T(1.0T、1.5T、2.0T)超高场强:大于超高场强:大于2.0T(3.0T、4.7T、7T)第6页,讲稿共87张,创作于星期二梯度线圈作用:作用:
3、作用:作用:空间定位空间定位空间定位空间定位 产生信号产生信号产生信号产生信号梯度线圈性能的梯度线圈性能的梯度线圈性能的梯度线圈性能的提高提高提高提高 磁共振磁共振磁共振磁共振成速度加快成速度加快成速度加快成速度加快没有梯度磁场的没有梯度磁场的没有梯度磁场的没有梯度磁场的进步就没有快速、进步就没有快速、进步就没有快速、进步就没有快速、超快速成像技术超快速成像技术超快速成像技术超快速成像技术第7页,讲稿共87张,创作于星期二脉冲线圈脉冲线圈作用:作用:如同无线电波的天线如同无线电波的天线激发人体产生共振(广播电台激发人体产生共振(广播电台激发人体产生共振(广播电台激发人体产生共振(广播电台的发射
4、天线)的发射天线)的发射天线)的发射天线)采集采集采集采集MRMR信号(收音机的天线)信号(收音机的天线)信号(收音机的天线)信号(收音机的天线)第8页,讲稿共87张,创作于星期二脉冲线圈的分类脉冲线圈的分类 激发并采集激发并采集激发并采集激发并采集MRIMRI信号(体线圈)信号(体线圈)信号(体线圈)信号(体线圈)仅采集仅采集仅采集仅采集MRIMRI信号,激发采用体线圈信号,激发采用体线圈信号,激发采用体线圈信号,激发采用体线圈进行进行进行进行(绝大多数表面线圈绝大多数表面线圈)第9页,讲稿共87张,创作于星期二计算机系统及谱仪数据的运算数据的运算控制扫描控制扫描显示图像显示图像第10页,讲
5、稿共87张,创作于星期二其他辅助设备空调空调检查台检查台激光照相机激光照相机液液氦氦及及水水冷冷却却系系统统自动洗片机等自动洗片机等第11页,讲稿共87张,创作于星期二二、二、MRI的基本原理、基本概念的基本原理、基本概念第12页,讲稿共87张,创作于星期二1、人体MR成像的物质基础原子的结构原子的结构电子:负电荷电子:负电荷电子:负电荷电子:负电荷中子:无电荷中子:无电荷中子:无电荷中子:无电荷质子:正电荷质子:正电荷质子:正电荷质子:正电荷第13页,讲稿共87张,创作于星期二原子核总是绕着自身的轴旋转原子核总是绕着自身的轴旋转自旋自旋(Spin)第14页,讲稿共87张,创作于星期二地球自转
6、产生磁场地球自转产生磁场原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生发生自旋自旋(Spin)原子核的质子带正电荷,其自旋产生的磁原子核的质子带正电荷,其自旋产生的磁场称为场称为核磁核磁,因而以前把磁共振成像称为,因而以前把磁共振成像称为核核核核磁共振成像磁共振成像磁共振成像磁共振成像(NMRI)。)。)。)。自旋与核磁自旋与核磁第15页,讲稿共87张,创作于星期二地磁、地磁、磁铁磁铁、核磁核磁示意图示意图第16页,讲稿共87张,创作于星期二用于人体用于人体MRI的为的为1H(氢质子),原因有:(氢质子),原因有:1、1H的磁化率很高;的磁化率很高;2、1H占
7、人体原子的绝大多数。占人体原子的绝大多数。通常所指的通常所指的MRI为氢质子的为氢质子的MR图像。图像。何种原子核用于人体何种原子核用于人体MR成像?成像?第17页,讲稿共87张,创作于星期二人体内有无数个氢质子(每毫升水含氢人体内有无数个氢质子(每毫升水含氢质子质子31022)每个氢质子都自旋产生核磁现象每个氢质子都自旋产生核磁现象人体象一块大磁铁吗?人体象一块大磁铁吗?第18页,讲稿共87张,创作于星期二通常情况下人体内氢质子的核磁状态通常情况下人体内氢质子的核磁状态通常情况下,尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场,通常情况下,尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场,通常情况下,尽管每个质子自旋
8、均产生一个小的磁场,通常情况下,尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场,但呈但呈但呈但呈随机无序随机无序排列,磁化矢量相互抵消,人体排列,磁化矢量相互抵消,人体排列,磁化矢量相互抵消,人体排列,磁化矢量相互抵消,人体并不表并不表并不表并不表现出宏观磁化矢量。现出宏观磁化矢量。现出宏观磁化矢量。现出宏观磁化矢量。第19页,讲稿共87张,创作于星期二把人体放进大磁场第20页,讲稿共87张,创作于星期二2 2、人体进入主磁体发生了什么?、人体进入主磁体发生了什么?没没有有外外加加磁磁场场的的情情况况下下,质质子子自自旋旋产产生生核核磁磁,每每个个氢氢质质子子都都是是一一个个“小小磁磁铁铁”,但但由由于于
9、排排列列杂杂乱乱无无章章,磁磁场场相相互互抵抵消消,人人体体并并不表现出宏观的磁场不表现出宏观的磁场,宏观磁化矢量为宏观磁化矢量为0。第21页,讲稿共87张,创作于星期二进进入入主主磁磁场场前前后后人人体体组组织织质质子子的的核核磁磁状状态态第22页,讲稿共87张,创作于星期二第23页,讲稿共87张,创作于星期二处于高能状态太费劲,并非人人都能做到处于高能状态太费劲,并非人人都能做到处于低能状态的略多一点处于低能状态的略多一点第24页,讲稿共87张,创作于星期二进入主磁场后人体被磁化进入主磁场后人体被磁化进入主磁场后人体被磁化进入主磁场后人体被磁化了,产生纵向宏观磁化矢了,产生纵向宏观磁化矢了
10、,产生纵向宏观磁化矢了,产生纵向宏观磁化矢量量量量不同的组织由于氢质子含不同的组织由于氢质子含不同的组织由于氢质子含不同的组织由于氢质子含量的不同,宏观磁化矢量量的不同,宏观磁化矢量量的不同,宏观磁化矢量量的不同,宏观磁化矢量也不同也不同也不同也不同磁共振不能检测出纵向磁磁共振不能检测出纵向磁磁共振不能检测出纵向磁磁共振不能检测出纵向磁化矢量化矢量化矢量化矢量第25页,讲稿共87张,创作于星期二MR能检测到怎样的磁化矢量呢?能检测到怎样的磁化矢量呢?MR不能检测到纵向磁化矢量,但能检测到不能检测到纵向磁化矢量,但能检测到旋转旋转的横向磁化矢量的横向磁化矢量第26页,讲稿共87张,创作于星期二如
11、何才能产生横向宏观磁化矢量?如何才能产生横向宏观磁化矢量?第27页,讲稿共87张,创作于星期二3、什么叫共振,怎样产生磁共振?、什么叫共振,怎样产生磁共振?共共振振:能能量量从从一一个个震震动动着着的的物物体体传传递递到到另另一一个个物物体,而后者以前者相同的频率震动。体,而后者以前者相同的频率震动。第28页,讲稿共87张,创作于星期二体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢?体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢?给低能的氢质子能量,氢质子获得能量进给低能的氢质子能量,氢质子获得能量进入高能状态,即入高能状态,即核磁共振核磁共振。第29页,讲稿共87张,创作于星期二怎样才能使低能氢质子获得能量,产生共
12、怎样才能使低能氢质子获得能量,产生共振,进入高能状态?振,进入高能状态?第30页,讲稿共87张,创作于星期二90度度脉脉冲冲继继发发后后产产生生的的宏宏宏宏观观观观和和微微微微观观观观效效应应低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态,高能低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态,高能低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态,高能低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态,高能和低能质子数相等,纵向磁化矢量相互抵消而等于零和低能质子数相等,纵向磁化矢量相互抵消而等于零和低能质子数相等,纵向磁化矢量相互抵消而等于零和低能质子数相等,纵向磁化矢量相互抵消而等于零使质子处
13、于同相位,质子的微观横向磁化矢量相加,产生宏观横使质子处于同相位,质子的微观横向磁化矢量相加,产生宏观横使质子处于同相位,质子的微观横向磁化矢量相加,产生宏观横使质子处于同相位,质子的微观横向磁化矢量相加,产生宏观横向磁化矢量向磁化矢量向磁化矢量向磁化矢量第31页,讲稿共87张,创作于星期二90度脉冲激发使质子发生共振,产生最大的旋转横向磁度脉冲激发使质子发生共振,产生最大的旋转横向磁度脉冲激发使质子发生共振,产生最大的旋转横向磁度脉冲激发使质子发生共振,产生最大的旋转横向磁化矢量,这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈,化矢量,这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈,化矢量,这种旋转的横向磁化矢量切
14、割接收线圈,化矢量,这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈,MRMR仪可以检测到。仪可以检测到。氢氢质质子子多多氢氢质质子子少少第32页,讲稿共87张,创作于星期二无线电波激发后,人体内宏观磁场偏转无线电波激发后,人体内宏观磁场偏转了了90度,度,MRI可以检测到人体发出的可以检测到人体发出的信号信号氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大,氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大,90度脉冲后偏转道横向的磁场越强,度脉冲后偏转道横向的磁场越强,MR信号信号强度越高。强度越高。此时的此时的MR图像可区分质子密度不同的两图像可区分质子密度不同的两种组织种组织非常重要非常重要第33页,讲稿共87张,创作于星期二检测到
15、的检测到的仅仅是不同组织氢质子仅仅是不同组织氢质子含量的差别含量的差别,对于临床诊断来说是,对于临床诊断来说是远远不够的。远远不够的。我们总是我们总是在在90度脉冲关闭后过一度脉冲关闭后过一定时间才进行定时间才进行MR信号采集。信号采集。非常重要非常重要第34页,讲稿共87张,创作于星期二4、射频线圈关闭后发生了什么、射频线圈关闭后发生了什么?第35页,讲稿共87张,创作于星期二无线电波激发使磁场偏转无线电波激发使磁场偏转90度,度,关闭无线电波关闭无线电波后,磁场又慢慢回到平衡状态后,磁场又慢慢回到平衡状态(纵向(纵向)第36页,讲稿共87张,创作于星期二无线电波激发使磁场偏转无线电波激发使
16、磁场偏转90度,度,关闭无线电关闭无线电波后,磁场又慢慢回到平衡状态波后,磁场又慢慢回到平衡状态(纵向(纵向)第37页,讲稿共87张,创作于星期二射射频频脉脉冲冲停停止止后后,在在主主磁磁场场的的作作用用下下,横横向向宏宏观观磁磁化化矢矢量量逐逐渐渐缩缩小小到到零零,纵纵向向宏宏观观磁磁化化矢矢量量从从零零逐逐渐渐回回到到平平衡衡状状态态,这这个个过过程程称称为为核磁弛豫核磁弛豫。核磁弛豫又可分解为两个部分:核磁弛豫又可分解为两个部分:横向弛豫横向弛豫 纵向弛豫纵向弛豫第38页,讲稿共87张,创作于星期二横向弛豫横向弛豫也称为也称为也称为也称为T2弛弛弛弛豫豫豫豫,简单地,简单地,简单地,简单
17、地说,说,说,说,T2T2弛豫弛豫就是横向磁就是横向磁化矢量减少化矢量减少的过程的过程。9090度脉冲度脉冲度脉冲度脉冲第39页,讲稿共87张,创作于星期二 不同的组织横向弛豫速度不同不同的组织横向弛豫速度不同不同的组织横向弛豫速度不同不同的组织横向弛豫速度不同 不同的组织不同的组织不同的组织不同的组织T2T2值不同值不同第40页,讲稿共87张,创作于星期二纵向弛豫纵向弛豫也称为也称为也称为也称为T1T1弛豫弛豫弛豫弛豫,是指,是指,是指,是指90度脉冲关闭后,在主磁场度脉冲关闭后,在主磁场度脉冲关闭后,在主磁场度脉冲关闭后,在主磁场的作用下,的作用下,的作用下,的作用下,纵向磁化矢量开始恢复
18、,直至恢复纵向磁化矢量开始恢复,直至恢复到平衡状态的过程到平衡状态的过程。9090度度度度脉冲脉冲脉冲脉冲第41页,讲稿共87张,创作于星期二 不同组织有不同的纵向弛豫速度不同组织有不同的纵向弛豫速度不同组织有不同的纵向弛豫速度不同组织有不同的纵向弛豫速度不同组织不同组织T1值不同值不同第42页,讲稿共87张,创作于星期二重重要要提提示示不同组织有着不同不同组织有着不同质子密度质子密度横向横向(T2)弛豫速度弛豫速度纵向纵向(T1)弛豫速度弛豫速度这这是是MRI显显示示解解剖剖结结构构和病变的基础和病变的基础第43页,讲稿共87张,创作于星期二5、磁共振、磁共振“加权成像加权成像”T1WIT2
19、 2WIPDPD第44页,讲稿共87张,创作于星期二MR能检测到怎样的磁化矢量呢?能检测到怎样的磁化矢量呢?MR不能检测到纵向磁化矢量,但能检测到不能检测到纵向磁化矢量,但能检测到旋转旋转的横向磁化矢量的横向磁化矢量第45页,讲稿共87张,创作于星期二在任何序列图像上,信号采集时刻在任何序列图像上,信号采集时刻旋转横向旋转横向的磁化矢量越大的磁化矢量越大,MR信号越强信号越强第46页,讲稿共87张,创作于星期二所所谓谓的的加加权权就就是是“重重点点突突出出”的的意意思思T1加加权权成成像像(T1WI)-突突出出组组织织T1弛弛弛弛豫豫豫豫(纵纵纵纵向向向向弛弛弛弛豫豫豫豫)差差差差别别别别T2
20、加加加加权权权权成成成成像像像像(T T2 2WWI I)-突突突突出出出出组组组组织织织织T2弛弛弛弛豫豫豫豫(横横横横向向向向弛弛弛弛豫豫豫豫)差差差差别别别别质质质质子子子子密密密密度度度度加加加加权权权权成成成成像像像像(P PD D)突突突突出出出出组组组组织织织织氢氢氢氢质质质质子子子子含含含含量量量量差差差差别别别别何为加权?何为加权?第47页,讲稿共87张,创作于星期二T2加权成像加权成像(T2WI)T2T2值值小小小小 横向磁化矢量减少横向磁化矢量减少快快 MRMR信号信号信号信号低(黑)低(黑)T2T2值值值值大大 横向磁化矢量减少横向磁化矢量减少横向磁化矢量减少横向磁化矢
21、量减少慢慢慢慢 MRMR信号信号高(白)高(白)高(白)高(白)水水水水T2值约为值约为值约为值约为3000毫秒毫秒 MRMR信号信号信号信号高高高高脑脑T2值约为值约为100100毫秒毫秒 MR信号信号信号信号低低反映组织反映组织横向弛豫横向弛豫的快慢!的快慢!第48页,讲稿共87张,创作于星期二T1加权成像加权成像(T1WI)T1T1值越值越小小 纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越快快 MRMR信号强度信号强度越越高(白)高(白)高(白)高(白)T1值越值越值越值越大大大大 纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越慢慢 MR信号强度越信号强度越信号强度越信号强度越低(黑)低(黑)脂肪脂肪脂肪
22、脂肪的的T1T1值约为值约为值约为值约为250毫秒毫秒毫秒毫秒 MR信号信号高(白)高(白)高(白)高(白)水水的的的的T1值约为值约为值约为值约为30003000毫秒毫秒,MR信号信号信号信号低(黑)低(黑)反反映映组组织织纵纵向向弛豫的快慢!弛豫的快慢!第49页,讲稿共87张,创作于星期二重重要要提提示示!人体人体大多数病变大多数病变的的T1值、值、T2值均较相应的值均较相应的正常组织正常组织大,因而在大,因而在T1WI上比正常组织上比正常组织“黑黑”,在,在T2WI上比正常组织上比正常组织“白白”。第50页,讲稿共87张,创作于星期二90180回波回波回波回波90180TETRTE:回波
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