MRI基本原理教案.pptx

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1、会计学1MRI基本原理基本原理但但但但MRIMRI仪场强增高也带来以下问题：仪场强增高也带来以下问题：仪场强增高也带来以下问题：仪场强增高也带来以下问题：设备成本增加设备成本增加设备成本增加设备成本增加 ，价格提，价格提，价格提，价格提高；高；高；高；2 2、噪声水平增加，虽然可采用静音技术降低噪声，但反过、噪声水平增加，虽然可采用静音技术降低噪声，但反过、噪声水平增加，虽然可采用静音技术降低噪声，但反过、噪声水平增加，虽然可采用静音技术降低噪声，但反过来又增加了成本；来又增加了成本；来又增加了成本；来又增加了成本；3 3、因为射频的特殊吸收率（、因为射频的特殊吸收率（、因为射频的特殊吸收率（

2、、因为射频的特殊吸收率（SARSAR）与主磁场）与主磁场）与主磁场）与主磁场场强的平方成正比，高场强下射频脉冲的能量在人体内累积明显场强的平方成正比，高场强下射频脉冲的能量在人体内累积明显场强的平方成正比，高场强下射频脉冲的能量在人体内累积明显场强的平方成正比，高场强下射频脉冲的能量在人体内累积明显增大，增大，增大，增大，SARSAR值问题在值问题在值问题在值问题在3.0T3.0T超高场强机上表现得尤为突出；超高场强机上表现得尤为突出；超高场强机上表现得尤为突出；超高场强机上表现得尤为突出；4 4、运、运、运、运动、化学位移和磁化率伪影更为明显。动、化学位移和磁化率伪影更为明显。动、化学位移和

3、磁化率伪影更为明显。动、化学位移和磁化率伪影更为明显。2 2、梯度系统：梯度系统：梯度系统：梯度系统：由梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控由梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控由梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控由梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控制器、梯度冷却装置等构成，梯度线圈安装于主磁体内。制器、梯度冷却装置等构成，梯度线圈安装于主磁体内。制器、梯度冷却装置等构成，梯度线圈安装于主磁体内。制器、梯度冷却装置等构成，梯度线圈安装于主磁体内。梯度梯度梯度梯度系统主要作用：系统主要作用：系统主要作用：系统主要作用：1 1、进行、进行、进行、进行MRIMRI信号的空间定位编

4、码；信号的空间定位编码；信号的空间定位编码；信号的空间定位编码；2 2、产生、产生、产生、产生MRMR回波（梯度回波）；回波（梯度回波）；回波（梯度回波）；回波（梯度回波）；3 3、施加扩散加权梯度场；、施加扩散加权梯度场；、施加扩散加权梯度场；、施加扩散加权梯度场；4 4、进行流动、进行流动、进行流动、进行流动补偿；补偿；补偿；补偿；5 5、进行流动液体的流速相位编码。、进行流动液体的流速相位编码。、进行流动液体的流速相位编码。、进行流动液体的流速相位编码。3 3、射频系统射频系统射频系统射频系统：由射频发生器、射频放大器和射频线圈构成。由射频发生器、射频放大器和射频线圈构成。由射频发生器、

5、射频放大器和射频线圈构成。由射频发生器、射频放大器和射频线圈构成。射频线圈有发射线圈和接收线圈之分。射频线圈有发射线圈和接收线圈之分。射频线圈有发射线圈和接收线圈之分。射频线圈有发射线圈和接收线圈之分。4 4、计算机系统：计算机系统：计算机系统：计算机系统：控制着控制着控制着控制着MRIMRI仪的脉冲激发、信号采集、数据运仪的脉冲激发、信号采集、数据运仪的脉冲激发、信号采集、数据运仪的脉冲激发、信号采集、数据运算和图像显示算和图像显示算和图像显示算和图像显示。5 5、其它辅助设备：、其它辅助设备：、其它辅助设备：、其它辅助设备：检查床、液氮及水冷却系统、空调、图像存检查床、液氮及水冷却系统、空

6、调、图像存检查床、液氮及水冷却系统、空调、图像存检查床、液氮及水冷却系统、空调、图像存储和打印等。储和打印等。储和打印等。储和打印等。第1页/共65页磁共振成像的物质基础磁共振成像的物质基础一、原子的结构原子是由原子核和位于其周围轨道中的电子构成，电子带有负电荷，原子核由中子和质子构成，中子不带电荷，质子带有正电荷。第2页/共65页二、自旋和核磁的概念任何磁性原子核都具有以一定频率绕自身轴进行高速旋转的特性，该特性称为自旋。由于原子核带有正电荷，磁性原子核的自旋就形成电流环路，产生具有一定大小和方向的磁化矢量。我们把这种由带正电荷原子核自旋产生的磁场称为核磁。第3页/共65页三、磁性和非磁性原

7、子核并非所有原子核都有自旋，如果原子核内的质子和中子数均为偶数，则该种原子核无自旋和核磁，被称之为非磁性原子核。反之，有自旋和核磁的原子核称为磁性原子核。磁性原子核需要符合以下条件：（1）中子和质子均为奇数；（2）中子为奇数，质子为偶数；（3）中子为偶数，质子为奇数。第4页/共65页四、用于人体磁共振成像的原子通常所指的MRI为氢质子的MR图像。原因有：1、1H的磁化率很高；2、1H占人体原子的绝大多数。决定决定MRIMRI图像的参数是：图像的参数是：质子密度质子密度 横向横向(T2)(T2)弛豫时间弛豫时间 纵向纵向(T1)(T1)弛豫时间弛豫时间这是MRI显示解剖结构和病变的基础。第5页/

8、共65页五、人体组织MRI信号的主要来源需要指出：并非所有质子都产生MRI信号，常规MRI信号主要来源于水分子的质子（简称水质子），部分组织的信号也可来源于脂肪中的质子（简称脂质子）。人体内的水分子可以分为自由水和结合水两种。前者指蛋白质大分子周围水化层中的水分子，这些水分子黏附于蛋白质大分子的部分基团上，与蛋白质大分子不同程度的结合在一起，其运动受限。后者是指未与蛋白质结合，能自由活动的水分子。第6页/共65页 地球自转产生磁场地球自转产生磁场 氢质子总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生氢质子总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生自旋自旋(Spin)Spin)，氢质子带正电荷，其自旋产生的磁场

9、称为氢质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为核磁核磁，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磁共振成像核磁共振成像（NMRINMRI）。）。第7页/共65页进入主磁场前后人体内质子核磁状态的改变进入主磁场前后人体内质子核磁状态的改变一、进入主磁场前人体内质子的核磁状态 人体所含质子不计其数，每个质子自旋均能产生一个小磁场，由于这种小磁场的排列处于杂乱无章的状态，使每个质子产生的磁化矢量相互抵消，因此人体在自然状态下并无磁性，即没有宏观磁化矢量的产生。第8页/共65页通常情况下，尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场，但呈随机无序排列，磁化矢量相互抵消，人体通常情况下，尽管每个质子自旋均产生

10、一个小的磁场，但呈随机无序排列，磁化矢量相互抵消，人体并不表现出宏观磁化矢量。并不表现出宏观磁化矢量。第9页/共65页二、进入主磁场后人体内质子的核磁状态 当人体位于主磁场中时，体内质子产生的小磁场呈有规律排列，主要有两种排列方式：一是与主磁场方向平行，另一种是与主磁场方向相反。从量子物理学的角度而言，二者代表质子的能量差别。与主磁场平行同向的质子处于低能级，其磁化矢量方向与主磁场一致；平行反向的质子处于高能级，其磁化矢量与主磁场相反。由于低能级质子略多，使人体产生一个与主磁场方向一致的宏观纵向磁化矢量。第10页/共65页把人体放进大磁场把人体放进大磁场第11页/共65页进进入入主主磁磁场场前

11、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 进入主磁场后人体被磁化了，产生纵向宏观磁化矢量，磁共振进入主磁场后人体被磁化了，产生纵向宏观磁化矢量，磁共振接收线圈不能检测出纵向磁化矢量，不能检测出纵向磁化矢量，但接收线圈能检测到旋转的横向磁化矢量。即此时主磁场内氢质子仍处于低能状态。第12页/共65页给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高能状态，释放能量的过程即给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高能状态，释放能量的过程即核磁共振核磁共振。怎样才能使低能氢质子获得能量，进入高能状态，产生共振？由射频线圈发射射频脉冲即可。怎样才能使低能氢质子获得能量，进入高能状态，产生共振？由射频线圈

12、发射射频脉冲即可。9090度脉冲由度脉冲由射频线圈产射频线圈产生生第13页/共65页9 90 0度度脉脉冲冲激激发发后后产产生生的的宏宏观观和和微微观观效效应应低能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，低能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，质子的微观横向磁化矢量相加，纵向磁化矢量相互抵消而等于零，质子的微观横向磁化矢量相加，产产生宏观横向磁化矢量。生宏观横向磁化矢量。第14页/共65页 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

13、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，这这个个过过程称为程称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15页/共65页横向弛横向弛豫豫n n也称为也称为也称为也称为T2T2弛豫弛豫弛豫弛豫，简，简，简，简单地说，单地说，单地说，单地说，T2T2弛豫就弛豫就弛豫就弛豫就是横向磁化矢量减少是横向磁化矢量减少是横向磁化矢量减少是横向磁化矢量减少的过程，能量衰减的过程，能量衰减的过程，能量衰减的过程，能量衰减2/32/3所需要的时间即所需要的时间即所需要的时间即所需要的时间即T2T2弛豫时间。弛豫时间。弛豫时间

14、。弛豫时间。横向横向横向横向弛豫过程使质子群由弛豫过程使质子群由弛豫过程使质子群由弛豫过程使质子群由相位一致变为互异，相位一致变为互异，相位一致变为互异，相位一致变为互异，所以又称自旋所以又称自旋所以又称自旋所以又称自旋-自旋自旋自旋自旋弛豫。弛豫。弛豫。弛豫。9090度脉度脉冲冲第16页/共65页纵向弛纵向弛豫豫n n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9090度脉冲关闭后，在主磁度脉冲关闭后，在主磁度脉冲关闭后，在主磁度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，场的作用下，场的作用下，场的作用下，纵向磁化矢量开始恢复，直至恢纵向磁化矢量开始恢复，直至恢纵向磁化矢量开

15、始恢复，直至恢纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的过程，纵向磁化矢量恢复到原复到平衡状态的过程，纵向磁化矢量恢复到原复到平衡状态的过程，纵向磁化矢量恢复到原复到平衡状态的过程，纵向磁化矢量恢复到原能量能量能量能量2/32/3时所需时间即时所需时间即时所需时间即时所需时间即T1T1弛豫时间弛豫时间弛豫时间弛豫时间。在纵向弛豫。在纵向弛豫。在纵向弛豫。在纵向弛豫过程中高能态的质子将其能量扩散到周围环境，过程中高能态的质子将其能量扩散到周围环境，过程中高能态的质子将其能量扩散到周围环境，过程中高能态的质子将其能量扩散到周围环境，所以又称为所以又称为所以又称为所以又称为自旋晶格弛豫。自旋晶格弛豫

16、。自旋晶格弛豫。自旋晶格弛豫。9090度度脉冲脉冲第17页/共65页 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T2T2值不同值不同 T2T2值值小小 横向磁化矢量减少横向磁化矢量减少快快 MRMR信号信号低（黑）低（黑）T2T2值值大大 横向磁化矢量减少横向磁化矢量减少慢慢 MRMR信号信号高（白）高（白）水水T2T2值约为值约为30003000毫秒毫秒 MRMR信号信号高高 脑脑T2T2值约为值约为100100毫秒毫秒 MR MR信号信号低低第18页/共65页 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T1T1值不同值不同 T

17、1T1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信号强度越信号强度越高（白）高（白）T1T1值越值越大大 纵向磁化矢量恢复越纵向磁化矢量恢复越慢慢 MRMR信号强度越信号强度越低（黑）低（黑）脂肪脂肪的的T1T1值约为值约为250250毫秒毫秒 MR MR信号信号高（白）高（白）水水的的T1T1值约为值约为30003000毫秒毫秒 ，MRMR信号信号低（黑）低（黑）第19页/共65页 核磁弛豫过程是高能状态氢质子释放能量的过程，此时核磁弛豫过程是高能状态氢质子释放能量的过程，此时接收线圈接收该能量，并将其转化为信号，根据信号的高低接收线圈接收该能量，并将其转化为信号，根据

18、信号的高低在显示器上显示出由黑到白的不同灰阶的图像。在显示器上显示出由黑到白的不同灰阶的图像。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，9090度脉冲后偏转度脉冲后偏转到横向的磁场越强，到横向的磁场越强，MRMR信号强度越高，图像越白。信号强度越高，图像越白。此时的此时的MRMR图像可区分质子密度不同的两种组织。但此时图像可区分质子密度不同的两种组织。但此时检测到的只是一次射频脉冲激发氢质子释放能量所显示的图检测到的只是一次射频脉冲激发氢质子释放能量所显示的图像像仅仅是反应不同组织氢质子含量的差别仅仅是反应不同组织氢质子含量的差别，对于临床诊断来，对于临床诊断来说是远

19、远不够的。所以在实际工作中，采用脉冲序列对人体说是远远不够的。所以在实际工作中，采用脉冲序列对人体进行激发扫描。如自旋回波（进行激发扫描。如自旋回波（SESE）脉冲序列、反转恢复）脉冲序列、反转恢复（IRIR）脉冲序列、梯度回波（）脉冲序列、梯度回波（GEGE）脉冲序列等。）脉冲序列等。第20页/共65页磁共振“加权成像”T T11WIWIT T22WIWI第21页/共65页何为加权？何为加权？所所所所谓谓谓谓的的的的加加加加权权权权就就就就是是是是“重重点点突突出出”的的的的意意意意思思思思T1T1加加加加权权权权成成成成像像像像（T1WIT1WI）-突突突突出出出出组组组组织织织织T1T1

20、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T2T2加加加加权权权权成成成成像像像像（T2WIT2WI）-突突突突出出出出组组组组织织织织T2T2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（PDPD）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量差别含量差别含量差别含量差别第22页/共65页T2T2加权成像加权成像加权成像加权成像（T2WI)T2WI)反映组织横向反映组织横向弛豫的快慢！弛豫的快慢！T1T1加权成像加权成像(T1WI)(T1WI)反映组织纵向反映组织纵

21、向弛豫的快慢！弛豫的快慢！第23页/共65页重要提示重要提示!第24页/共65页90180回回波波回回波波90180TETRTETE：回波时间：回波时间TRTR：重复时间：重复时间6、如何区分、如何区分T1WI、T2WI第25页/共65页如何区分如何区分T1WI、T2WIn n1 1、看看看看TRTR、TETE n nT2WI：n n长长长长TRTR（20002000毫秒）、毫秒）、毫秒）、毫秒）、n n长长长长 TETE（5050毫秒）毫秒）毫秒）毫秒）n n T1WI：n n短短短短TR TR（400-400-800800毫秒）毫秒）毫秒）毫秒）n n短短短短 TETE（10-10-151

22、5毫秒）毫秒）毫秒）毫秒）T2WIT2WIT1WIT1WI第26页/共65页如何区分如何区分T1WI、T2WIn n2 2、看水和脂肪看水和脂肪看水和脂肪看水和脂肪n nT1WIT1WI：n n水（如脑脊液、胃水（如脑脊液、胃水（如脑脊液、胃水（如脑脊液、胃液、肠液、尿液）液、肠液、尿液）液、肠液、尿液）液、肠液、尿液）呈低信号（黑）呈低信号（黑）呈低信号（黑）呈低信号（黑）n n脂肪呈很高信号脂肪呈很高信号脂肪呈很高信号脂肪呈很高信号（很白）（很白）（很白）（很白）n nT2WIT2WI：n n水呈很高信号（很白）水呈很高信号（很白）水呈很高信号（很白）水呈很高信号（很白）n n脂肪信号有所

23、降低（灰白）脂肪信号有所降低（灰白）脂肪信号有所降低（灰白）脂肪信号有所降低（灰白）T2WIT2WIT1WIT1WI第27页/共65页如何区分如何区分T1WI、T2WI 3 3、看其他结构、看其他结构、看其他结构、看其他结构脑组织：脑组织：脑组织：脑组织：T1WI:T1WI:白质比灰质信号高白质比灰质信号高白质比灰质信号高白质比灰质信号高T2WI:T2WI:白质比灰质信号低白质比灰质信号低白质比灰质信号低白质比灰质信号低腹部：腹部：腹部：腹部：T1WI:T1WI:肝脏比脾脏信号高肝脏比脾脏信号高肝脏比脾脏信号高肝脏比脾脏信号高T2WI:T2WI:肝脏比脾脏信号低肝脏比脾脏信号低肝脏比脾脏信号低

24、肝脏比脾脏信号低T2WIT2WIT1WT1WI IT1WT1WI IT2WT2WI I第28页/共65页三、三、三、三、MRIMRI的基本技术和新技术的基本技术和新技术的基本技术和新技术的基本技术和新技术 常规常规MRIMRI MRAMRA 扩散成像扩散成像 灌注成像灌注成像 MRMR水成像水成像 脑功能成像脑功能成像 MRI电影电影 MR频谱分析频谱分析 介入性介入性MRI第29页/共65页MR血管成像（血管成像（MRA）n n不用造影剂的不用造影剂的不用造影剂的不用造影剂的MRAMRA（常规（常规（常规（常规MRAMRA）：）：）：）：适用适用适用适用于全身血管病变的显示，于全身血管病变的

25、显示，于全身血管病变的显示，于全身血管病变的显示，也可用于血管血液流速、也可用于血管血液流速、也可用于血管血液流速、也可用于血管血液流速、流量分析。流量分析。流量分析。流量分析。n n对比增强对比增强对比增强对比增强MRAMRA：能提能提能提能提高常规高常规高常规高常规MRAMRA的准确性的准确性的准确性的准确性和真实性。适用于动脉和真实性。适用于动脉和真实性。适用于动脉和真实性。适用于动脉瘤、大血管疾病的瘤、大血管疾病的瘤、大血管疾病的瘤、大血管疾病的MRAMRA检查。对于大血检查。对于大血检查。对于大血检查。对于大血管疾病的检查，对比增管疾病的检查，对比增管疾病的检查，对比增管疾病的检查，

26、对比增强强强强MRAMRA已经能基本取已经能基本取已经能基本取已经能基本取代血管造影代血管造影代血管造影代血管造影。第30页/共65页MRI扩散（弥散）成像扩散（弥散）成像n n 扩散加权像上扩散值高的区域表现为低信号，扩散加权像上扩散值高的区域表现为低信号，而扩散值低的区域表现为高信号。超早期脑缺血而扩散值低的区域表现为高信号。超早期脑缺血区域细胞毒性水肿，水分子扩散下降约区域细胞毒性水肿，水分子扩散下降约50%50%，表，表现为高信号。现为高信号。n n 扩散加权成像能够在缺血发作后扩散加权成像能够在缺血发作后2 2小时即显小时即显示缺血病灶。示缺血病灶。n n 第31页/共65页扩散加权

27、成像的临床应用扩散加权成像的临床应用n nDWI在临床上主要用于超急性期脑梗死的诊断和鉴别诊断。在DWI上，超急性和急性梗死脑组织表现为高信号，其显示梗死区明显早于常规T1和T2加权像。n n由于其他脑组织病变（如多发硬化的活动病灶、部分肿瘤、血肿、脓肿等）也可表现为DWI高信号，需要注意进行鉴别诊断。第32页/共65页n n此外，DWI也可能用于其他脏器和组织（如肝脏、肾脏、乳腺、脊髓、骨髓等），提供病变的诊断和鉴别诊断信息，但此方面的经验还不多，有待于进一步研究。第33页/共65页灌注成像灌注成像n n动态对比增强磁共振脑血流灌注成像（动态对比增强磁共振脑血流灌注成像（dynamic dy

28、namic contrast-enhanced MR perfusioncontrast-enhanced MR perfusionn n-weighted imaging,-weighted imaging,简称简称PWIPWI）n n 急性脑缺血发作早期，局部脑血流灌注有下降，急性脑缺血发作早期，局部脑血流灌注有下降，PWIPWI所显示的脑组织内血流灌注明显异常区域面积所显示的脑组织内血流灌注明显异常区域面积常大于常大于DWIDWI上的异常高信号区域。上的异常高信号区域。DWIDWI上的异常上的异常高信号区域多位于病灶中心，最终发展为梗塞灶，高信号区域多位于病灶中心，最终发展为梗塞灶，而扩

29、大的部分既可以演变为梗塞灶的一部分，也可而扩大的部分既可以演变为梗塞灶的一部分，也可以逐渐缩小而且信号回复正常。以逐渐缩小而且信号回复正常。第34页/共65页、MRI水成像技术水成像技术n n利用人体内的水作为利用人体内的水作为天然对比剂清晰显示天然对比剂清晰显示含水器官的解剖和病含水器官的解剖和病变。变。n n内耳水成像内耳水成像内耳水成像内耳水成像n nMRMR延腺管造影延腺管造影延腺管造影延腺管造影n nMRMR脊髓造影脊髓造影脊髓造影脊髓造影（MRMMRM）n nMRMR胆胰管造影胆胰管造影胆胰管造影胆胰管造影（MRCPMRCP）n nMRMR尿路造影尿路造影尿路造影尿路造影（MRUM

30、RU）内耳水成像内耳水成像第35页/共65页水成像技术的临床应用水成像技术的临床应用n nMRCP是目前临床上最常用的水成像技术，主要适应证包括胆道结石、胆道肿瘤、胆道炎症、胰腺肿瘤、慢性胰腺炎、胆胰管变异或畸形等。n nMRU主要适应证有：尿路结石、肾盂肾盏肿瘤、输尿管肿瘤、膀胱肿瘤、其它原因的尿路梗阻、泌尿系变异或畸形等。第36页/共65页n nMR脊髓成像主要适应证包括：椎管内肿瘤、椎管畸形、脊神经鞘袖病变、脊柱退行性病变、脊柱外伤等。n nMR涎腺管造影多用于腮腺导管病变的检查。n nMR内耳水成像借助于耳蜗及半规管内的淋巴液作为天然对比剂成像，主要用于膜迷路病变的检查。第37页/共6

31、5页脑功能磁共振成像脑功能磁共振成像n n脑功能磁共振成像是以血氧水平相关（脑功能磁共振成像是以血氧水平相关（脑功能磁共振成像是以血氧水平相关（脑功能磁共振成像是以血氧水平相关（Blood Blood Oxygenation Level DependentOxygenation Level Dependent，即，即，即，即BOLDBOLD）效应为基）效应为基）效应为基）效应为基础的。其原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁础的。其原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁础的。其原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁础的。其原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁性不同。当血红蛋白不携带氧时，它是

32、顺磁性的，其性不同。当血红蛋白不携带氧时，它是顺磁性的，其性不同。当血红蛋白不携带氧时，它是顺磁性的，其性不同。当血红蛋白不携带氧时，它是顺磁性的，其结果是影响在血管附近的磁场的均匀性，因此降低磁结果是影响在血管附近的磁场的均匀性，因此降低磁结果是影响在血管附近的磁场的均匀性，因此降低磁结果是影响在血管附近的磁场的均匀性，因此降低磁共振信号；当血红蛋白携带氧时，它是非顺磁性的，共振信号；当血红蛋白携带氧时，它是非顺磁性的，共振信号；当血红蛋白携带氧时，它是非顺磁性的，共振信号；当血红蛋白携带氧时，它是非顺磁性的，它对磁场的影响很小。因此磁共振可以用来检测血液它对磁场的影响很小。因此磁共振可以用

33、来检测血液它对磁场的影响很小。因此磁共振可以用来检测血液它对磁场的影响很小。因此磁共振可以用来检测血液中的含氧浓度。中的含氧浓度。中的含氧浓度。中的含氧浓度。第38页/共65页磁共振波谱分析磁共振波谱分析（MRS）n n磁共振技术主要有二大应用：n n 磁共振成像（MRI）研究人体组织器官大体形态的病生理改变。n n 磁共振波谱分析（MRS）研究人体能量代谢的病生理改变。n n二者的物理学基础都是磁共振现象。第39页/共65页MRI对比剂对比剂 CT由于软组织分辨力较低，常需要借助对比剂来显示病变及其特性。尽管MRI的软组织对比明显高于CT，但有时仍需要使用对比剂。第40页/共65页使用使用M

34、RI对比剂的目的对比剂的目的使用MRI对比剂的目的在于：（1）提高图像的信噪比和对比噪声比，有利于病灶的检出；（2）通过病灶的不同增强方式和类型，帮助病灶定性；（3）提高MR血管成像的质量；（4）利用组织或细胞特异性对比剂获得特异性信息，可提高病灶检出率和定性诊断的准确率。第41页/共65页MRI对比剂的作用原理对比剂的作用原理传统传统X X线造影检查和线造影检查和CTCT增强扫描是利用对比剂本身对增强扫描是利用对比剂本身对X X线线的衰减作用来达到造影增强目的。而的衰减作用来达到造影增强目的。而MRIMRI对比剂则不同，对比剂则不同，其本身不产生信号，信号仍来源于质子，对比剂通过影其本身不产

35、生信号，信号仍来源于质子，对比剂通过影响质子的弛豫时间，间接改变组织的信号强度。某些物响质子的弛豫时间，间接改变组织的信号强度。某些物质进入人体组织靠近共振质子时，能有效改变质子所处质进入人体组织靠近共振质子时，能有效改变质子所处磁场环境，影响质子的弛豫时间。能缩短质子弛豫时间磁场环境，影响质子的弛豫时间。能缩短质子弛豫时间者为顺磁性物质，延长质子弛豫时间者则为逆磁性物者为顺磁性物质，延长质子弛豫时间者则为逆磁性物质，利用这些物质对质子弛豫时间的不同影响，可选择质，利用这些物质对质子弛豫时间的不同影响，可选择性增加或减低组织的信号强度，实现人为提高组织对比性增加或减低组织的信号强度，实现人为提

36、高组织对比度的目的。度的目的。第42页/共65页MRI对比剂的分类对比剂的分类按其对按其对T1T1和和T2T2弛豫的影响可将之分成弛豫的影响可将之分成T1T1加权和加权和2 2加权对比剂；按其增强还是减弱信号强度可将加权对比剂；按其增强还是减弱信号强度可将之分为阳性和阴性对比剂；按其在体内的生物学之分为阳性和阴性对比剂；按其在体内的生物学分布特点分为非特异性和特异性对比剂。通常对分布特点分为非特异性和特异性对比剂。通常对比剂存在于细胞外间隙，主要经肾脏排泄，故又比剂存在于细胞外间隙，主要经肾脏排泄，故又称肾性对比剂；有些对比剂选择性分布于某些器称肾性对比剂；有些对比剂选择性分布于某些器官和组织

37、，不经肾脏或仅部分经肾脏清除，称非官和组织，不经肾脏或仅部分经肾脏清除，称非肾性对比剂。肾性对比剂。第43页/共65页 根据不同磁特性，根据不同磁特性，MRIMRI对比剂还可分为顺磁性、超顺对比剂还可分为顺磁性、超顺磁性、铁磁性以及逆磁性磁性、铁磁性以及逆磁性4 4种对比剂。目前临床常用的种对比剂。目前临床常用的MRIMRI对比剂是钆喷替酸葡甲胺（对比剂是钆喷替酸葡甲胺（GDGDDTPADTPA），为离），为离子型非特异性细胞外液对比剂。可用于全身子型非特异性细胞外液对比剂。可用于全身MRMR增强扫增强扫描。其常规剂量为每千克体重描。其常规剂量为每千克体重0.1mmol0.1mmol。最大允许

38、剂量。最大允许剂量为每千克体重为每千克体重0.3mmol0.3mmol。GDGDDTPADTPA的主要临床应用：的主要临床应用：（1 1）脑和脊髓病变（）脑和脊髓病变（2 2）垂体腺瘤或微腺瘤检查；）垂体腺瘤或微腺瘤检查；（3 3）脑灌注加权成像，主要用于急性脑缺血或肿瘤等；脑灌注加权成像，主要用于急性脑缺血或肿瘤等；（4 4）进行腹部实质性脏器的动态增强扫描；（进行腹部实质性脏器的动态增强扫描；（5 5）心肌灌注）心肌灌注及活性检查；（及活性检查；（6 6）对比增强）对比增强MRAMRA第44页/共65页MRI的优点和缺点（与的优点和缺点（与CT比较）比较）n重重要要提提示示n n尽尽管管M

39、RI有有很很多多优优点点，在在定定位位诊诊断断方方面面明明显显优优于于CT，在在定定性性诊诊断断方方面面也也能能提提供供更更多多的的信信息息，但但 是是 部部 分分 病病 变变 的的MRI信信号号变变化化仍仍缺缺乏乏特特异异性性，因因而而有有些些病病变变的的定定性性诊诊断断仍较困难。仍较困难。n nMRIMRI不是万能的！不是万能的！不是万能的！不是万能的！n nMRI MRI 与与与与CTCT是互补的！是互补的！是互补的！是互补的！第45页/共65页优优 点点n n组织分辨率较组织分辨率较组织分辨率较组织分辨率较CTCT高，可检出更多的病变高，可检出更多的病变高，可检出更多的病变高，可检出更

40、多的病变n n大多数病变不用造影剂就能较好显示大多数病变不用造影剂就能较好显示大多数病变不用造影剂就能较好显示大多数病变不用造影剂就能较好显示n n不用造影剂就可较好显示血管不用造影剂就可较好显示血管不用造影剂就可较好显示血管不用造影剂就可较好显示血管n n没没没没有有有有骨骨骨骨性性性性伪伪伪伪影影影影，有有有有利利利利于于于于后后后后颅颅颅颅窝窝窝窝、椎椎椎椎管管管管等等等等部部部部位位位位病病病病变的检查变的检查变的检查变的检查n n多多多多参参参参数数数数成成成成像像像像，能能能能为为为为病病病病变变变变检检检检出出出出和和和和鉴鉴鉴鉴别别别别诊诊诊诊断断断断提提提提供供供供更更更更多

41、信息多信息多信息多信息n n可任意断面成像，可任意断面成像，可任意断面成像，可任意断面成像，CTCT一般仅进行横断面成像一般仅进行横断面成像一般仅进行横断面成像一般仅进行横断面成像n n无放射线损伤无放射线损伤无放射线损伤无放射线损伤第46页/共65页缺 点 钙钙钙钙化化化化显显显显示示示示不不不不及及及及CTCT显显显显示示示示骨骨骨骨皮皮皮皮质质质质结结结结构构构构较较较较差差差差受受受受磁磁磁磁场场场场影影影影响响响响，一一一一般般般般监监监监护护护护仪仪仪仪器器器器不不不不能能能能进进进进入入入入MRMR室室室室，因因因因 而而而而 不不不不 适适适适 用用用用 危危危危 重重重重 病

42、病病病 人人人人价价价价格格格格比比比比较较较较昂昂昂昂贵贵贵贵操操操操作作作作较较较较为为为为复复复复杂杂杂杂伪影较多伪影较多伪影较多伪影较多第47页/共65页MRI安全性的注意事项安全性的注意事项一、致冷剂安全性超导MR成像仪一般应用液氦和液氮作为制冷剂，当发生失超或容器受到猛烈撞击破裂时，可能发生液氮或液氦泄漏。通常泄漏的液氮或液氦会通过专用的管道排出，若发生意外进入磁体室，则可能引起室内人员的冻伤或窒息。第48页/共65页二、铁磁性物质的抛射铁磁性物质被高强主磁场吸引，可高速向磁体抛射，引起人员伤害或设备损坏。患者、家属及医务人员在进入扫描室前，均应将所有铁磁性物质去除。三、心脏起搏器

43、主磁场和射频脉冲会干扰心脏起搏器的工作，起搏器导线的诱发电流还可引起心律失常或组织烧伤，故安装心脏起搏器者禁止进入5高斯线范围，更不能进入MR扫描室或接受MRI检查。第49页/共65页四、监护仪器和呼吸机普通监护仪器和呼吸机受主磁场、梯度场及射频脉冲的干扰，在磁体室内无法正常工作，故被监视的患者不能接受MRI检查。但是近年来已经有MR室专用监护仪和呼吸机问世。五、体内人工植入物如果植入物为铁磁性物质，就不能进行MRI检查；若植入物由非磁性不锈钢或钛合金材料制成，则可以进行MRI检查。目前普遍采用的宫内节育器一般都用非铁磁性材料如塑料或铜合金制成，可进行MRI检查。但老式节育器可产生明显的伪影，

44、若进行盆腔或骶尾部的检查，必须先将节育器摘除。第50页/共65页六、金属异物体内有金属异物（特别是眼球内铁磁性异物）者不宜进行MRI检查，以免引起伤害。如果不明确有无体内金属异物，可先进行X线摄影检查加以确定。七、幽闭恐惧症有部分患者在MRI室内出现紧张、恐慌等精神反应，甚至导致MRI检查失败。其中较为严重的反应是幽闭恐惧症，患者不能忍受狭小的空间，在MRI磁体内出现压抑、憋气、恐惧等严重反应。第51页/共65页八、妊娠虽然MRI可用于胎儿检查，但仍有人主张妊娠3个月以内的孕妇不宜从事MRI工作或接受MRI检查。此外，GDDTPA等多种MRI对比剂可通过胎盘屏障进入胎儿体内，目前也不主张对孕妇

45、使用MRI对比剂。第52页/共65页MRI安全注意事项安全注意事项n n体体体体内内内内有有有有大大大大块块块块金金金金属属属属植植植植入入入入体体体体的的的的患患患患者者者者（如如如如人人人人工工工工股股股股骨骨骨骨头头头头等等等等）应应应应尽尽尽尽量量量量避免避免避免避免MRIMRI检查。检查。检查。检查。n n外伤病人进行外伤病人进行外伤病人进行外伤病人进行MRIMRI检查前因明确体内有无金属。检查前因明确体内有无金属。检查前因明确体内有无金属。检查前因明确体内有无金属。n n怀孕怀孕怀孕怀孕3 3个月以内者不宜接受个月以内者不宜接受个月以内者不宜接受个月以内者不宜接受MRIMRI检查或

46、从事检查或从事检查或从事检查或从事MRIMRI工作。工作。工作。工作。n n危危危危重重重重病病病病人人人人一一一一般般般般不不不不宜宜宜宜接接接接受受受受MRIMRI检检检检查查查查（因因因因一一一一般般般般监监监监护护护护仪仪仪仪器器器器不不不不能能能能进进进进入入入入MRIMRI室）。室）。室）。室）。n n所所所所有有有有人人人人员员员员包包包包括括括括病病病病人人人人、家家家家属属属属及及及及医医医医务务务务人人人人员员员员，进进进进入入入入MRMR扫扫扫扫描描描描室室室室前前前前，应应应应去去去去除除除除体体体体表表表表所所所所有有有有金金金金属属属属物物物物及及及及其其其其他他他

47、他有有有有可可可可能能能能影影影影响响响响检检检检查查查查及及及及安安安安全全全全的的的的物物物物品品品品，包包包包括括括括听听听听诊诊诊诊器器器器、刀刀刀刀片片片片、镊镊镊镊子子子子、血血血血管管管管钳钳钳钳、持持持持针针针针器器器器、钥钥钥钥匙匙匙匙、鞋钉、皮带、拉链、手表、呼机、手机、磁卡、磁盘等。鞋钉、皮带、拉链、手表、呼机、手机、磁卡、磁盘等。鞋钉、皮带、拉链、手表、呼机、手机、磁卡、磁盘等。鞋钉、皮带、拉链、手表、呼机、手机、磁卡、磁盘等。n n担架、轮椅、氧气瓶等金属物禁止带入担架、轮椅、氧气瓶等金属物禁止带入担架、轮椅、氧气瓶等金属物禁止带入担架、轮椅、氧气瓶等金属物禁止带入M

48、RIMRI室室室室n n检查开始后病人家属及医务人员最好不要留在检查开始后病人家属及医务人员最好不要留在检查开始后病人家属及医务人员最好不要留在检查开始后病人家属及医务人员最好不要留在MRMR扫描室，扫描室，扫描室，扫描室，如特别需要留在如特别需要留在如特别需要留在如特别需要留在MRIMRI室者检查期间请勿随意走动室者检查期间请勿随意走动室者检查期间请勿随意走动室者检查期间请勿随意走动第53页/共65页、绝对禁止、绝对禁止进入进入MRI室室及进行及进行MRI检查的情检查的情况：况：n nA A、装有心脏起搏器的、装有心脏起搏器的、装有心脏起搏器的、装有心脏起搏器的病人；病人；病人；病人；n n

49、B B、有眼球金属异物的、有眼球金属异物的、有眼球金属异物的、有眼球金属异物的病人；病人；病人；病人；重要提示第54页/共65页八、八、MRI在各系统的应用在各系统的应用第55页/共65页颅脑适应症颅脑适应症n n颅内各种肿瘤：颅内各种肿瘤：颅内各种肿瘤：颅内各种肿瘤：脑内肿瘤、脑膜肿瘤、脑室肿瘤、垂体肿脑内肿瘤、脑膜肿瘤、脑室肿瘤、垂体肿脑内肿瘤、脑膜肿瘤、脑室肿瘤、垂体肿脑内肿瘤、脑膜肿瘤、脑室肿瘤、垂体肿瘤、颅神经肿瘤、转移瘤、其他颅内肿瘤。瘤、颅神经肿瘤、转移瘤、其他颅内肿瘤。瘤、颅神经肿瘤、转移瘤、其他颅内肿瘤。瘤、颅神经肿瘤、转移瘤、其他颅内肿瘤。n n颅内炎症：颅内炎症：颅内炎症

50、：颅内炎症：脑炎、脑脓肿、结核、脑膜炎症、寄生虫病、脑炎、脑脓肿、结核、脑膜炎症、寄生虫病、脑炎、脑脓肿、结核、脑膜炎症、寄生虫病、脑炎、脑脓肿、结核、脑膜炎症、寄生虫病、其其他炎症。其其他炎症。其其他炎症。其其他炎症。n n脑血管疾病：脑血管疾病：脑血管疾病：脑血管疾病：血管畸形、动脉瘤、颅内出血、脑梗塞（扩血管畸形、动脉瘤、颅内出血、脑梗塞（扩血管畸形、动脉瘤、颅内出血、脑梗塞（扩血管畸形、动脉瘤、颅内出血、脑梗塞（扩散成像、灌注成像、散成像、灌注成像、散成像、灌注成像、散成像、灌注成像、MRAMRA相结合能检出超急性期脑梗塞）、相结合能检出超急性期脑梗塞）、相结合能检出超急性期脑梗塞）、