磁共振基础知识及30T磁共振1

郑州大学附属郑州中心医院磁共振室张新明磁共振基础知识及相关临床应用•一、磁共振成像仪硬件基本知识•二、磁共振成像物理学原理•三、磁共振成像脉冲序列及临床应用•四、磁共振成像快速采集技术•五、临床磁共振成像常用技术•六、磁共振血管成像技术•七、MR水成像及排泄性腔道MR成像技术•八、DWI及DTI•九、磁共振灌注加权成像技术•十、脑功能成像技术及磁敏感加权成像技术•十一、磁共振波普技术•十二、磁共振成像对比剂•十三、MRI检查的注意事项及禁忌症•十四、磁共振在临床各系统中的应用一、磁共振成像仪硬件基本知识•磁共振设备的组成：•1.主磁体：磁共振的分类的依据：•①永磁型磁体(低场磁共振)：＜0.5T•②电磁型磁体及超导型磁体（中高场磁共振）：1.5T、3.0T•2.梯度系统•3.射频系统•4.计算机系统及其他辅助设备西门子0.2T磁共振西门子1.5T磁共振西门子3.0T磁共振二、磁共振成像物理学原理•1.磁共振成像的物质基础：•人体由很多分子组成，分子由原子组成；•所有原子的核心都是原子核；–带正电荷和中性粒子的集合体；–占原子质量的绝大部分；•质子带正电荷，它们象地球一样在不停地绕轴旋转，并有自身的磁场。二、磁共振成像物理学原理•2.磁共振现象•共振是一种常见的现象。指南针是我们最熟悉的磁体，地球是一个磁场。•指南针在地球表面作定向排列，即在静止状态下指北。•如果我们用手指轻击指南针，使之来回摆动，直到指南针从我们手指上得到的能量全部放出后，又回到原来的位置，指北。这就是共振现象。针摆动的频率为共振頻率。二、磁共振成像物理学原理•3.磁共振成像•核即原子核，磁有两种含义：–①外加静磁场B0；–②由射频脉冲产生的激励磁场B1。•B0与B1有以下方面的不同：首先，B0的场强大约是B1的10000倍；其次，B0是恒定的，方向与磁体扫描膛平行，B1磁场迅速转动，方向总是与B0垂直。•用射频线圈做天线接收器，将释放出来的能量转化为信号。•在进行人体磁共振成像时，信号的强度取决于质于的数量，也即质子的密度。•脂肪、肌肉、血液以及骨胳中质子含量的不同，决定磁共振图像中各种组织信号的强弱和对比，这种图像即称为质于密度像。•除了组织中质于含量的不同对成像起作用以外，还有其他的组织特性对磁共振图像的信号有更为重要的影响，这就是组织磁化的弛豫时间。•与X线和CT成像的原理不同，MRI没有X线辐射，而主要利用质子密度与质子的弛豫时间（T1与T2）的差异成像，尤其是弛豫时间更为重要。•因为质子在人体中的差异仅10％，但弛豫时间可相差百分之数百。三、磁共振成像脉冲序列及临床应用•磁共振成像是利用脉冲序列进行的，充分理解各种脉冲序列的基本构建和特点是保证MR图像技术质量和提高诊断准确率的前提。场强对脉冲序列的发展和应用起决定性作用。•髙场磁共振四、磁共振成像快速采集技术•快速采集是当今磁共振技术发展的主流，合理利用快速采集技术不但可以缩短MRI的检查时间，还可大大提高检查质量。起决定性作用的是软、硬件的发展与提高。•髙场磁共振五、临床磁共振成像常用技术•1.脂肪抑制技术:图1、2•2.化学位移成像及Dixon技术：图3、4•3.空间饱和及空间标记技术：图5•4.磁化传递技术：用于增加TORMRA•5.倾斜优化非饱和激励技术：用于减少血流饱和•6.流动补偿技术：用于减少血液、脑脊液流动伪影•7.磁共振增强检查技术：缩短局部组织T1弛豫时间，所以增强图像均为T1WI•8.磁共振成像生理门控及导航回波技术:心电门控、呼吸门控，用于减少呼吸运动伪影•9.组织弛豫时间的测量：图1：压脂序列显示前列腺占位图2:压脂序列显示肝内占位图3：化学位移同反相位成像图4：Dixon技术水脂分离显示臂丛神经及淋巴结图5：空间预饱和技术显示静脉畸形六、磁共振血管成像技术•1.时间飞跃法MRA•2.相位对比法MRA•3.对比增强MRA•4.其他MRA方法•除对比增强MRA需要造影剂外，其他方法均不需要造影剂，无创、无辐射检查血管情况动脉瘤及血管狭窄•血管狭窄正常颈部MRA主动脉夹层MRA腹部MRA下肢MRA全身血管成像七、MR水成像及排泄性腔道MR成像技术•1.MR胰胆管成像•2.MR尿路成像•3.MR内耳水成像•4.其他水成像技术八、DWI及DTI•1.DWI在神经系统的应用：图1•2.DWI在体部的临床应用：图2•3.全身DWI技术（类PET）：图3•4.扩散张量成像技术（DTI）：图4图1：DWI在早期脑梗塞中的应用图2：DWI在体部肿瘤诊断中的价值图3：全身类PET图4：DTI图像显示脑白质纤维素的走行方向九、磁共振灌注加权成像技术•脑部疾病的灌注成像临床应用•1.脑卒中•2.脑肿瘤•3.脑功能的研究•4.其他应用DWI+PWI显示缺血半暗带PWI显示急性脑缺血十、脑功能成像技术及磁敏感加权成像技术•1.fMRI的临床应用研究•2.SWI成像技术及其临床应用fMRIfMRI－－躯体运动，感觉，视觉，语言，针灸镇痛SWI显示微出血十一、磁共振波普技术•1.MRS在神经系统的临床应用•2.MRS在前列腺的临床应用研究•3.MRS在乳腺的临床应用研究脑胶质瘤波普分析图前列腺癌波普分析图十二、磁共振成像对比剂•1.阳性对比剂：钆喷酸葡胺、钆贝普安•2.阴性对比剂：脑膜瘤平扫及增强脑转移瘤平扫及增强十三、MRI检查的注意事项及禁忌症•（一）注意事项：•1.病人进入检查室以前，必须取出身上的一切金属物品，如手表、钥匙、钢笔、硬币、眼镜以及各种磁卡等。•2.对幼儿、烦躁不安和忧郁恐惧症病人给与适量镇静剂。•3.腹盆部检查最好空腹、憋尿。•（二）禁忌症：•1.下列情况为绝对禁忌症，不宜进行磁共振检查：•①带有心脏起搏器、神经刺激器者、胰岛素泵、人工心脏瓣膜等的患者；•②带有动脉瘤夹者（非顺磁性如钛合金除外）；•③有眼内金属异物、内耳植入金属假体者、金属假肢、金属关节、铁磁性异物（弹片等）者；•④妊娠三个月内的早期妊娠者。•2.下列情况为相对禁忌症，经适当处置可进行磁共振检查：•①带有金属避孕环的患者如必须进行MR检查，应取环后再行检查；•②危重病人需要使用生命支持系统者；•③癫痫患者（应在充分控制症状的前提下进行磁共振检查）；•④幽闭恐怖症患者，如必须进行MR检查，应在给于适量镇静剂后进行；•⑤不合作患者如聋哑人、小儿，应在给于适量镇静剂后进行；•⑥有活动性金属假牙者须取出后方可进行检查。十四、磁共振在临床各系统中的应用•（一）颅脑的MRI检查•（二）眼耳鼻喉、颌面部及颈部的MRI检查•（三）脊柱脊髓及外周神经的MRI检查•（四）心血管系统的MRI检查•（五）胸部的MRI检查•（六）胃肠道的MRI检查•（七）肝胆胰脾的MRI检查•（八）泌尿生殖系统及乳腺的MRI检查•（九）骨关节系统及软组织的MRI检查（一）颅脑的MRI检查•1.颅内先天性疾病的MRI检查•2.脑血管病及脑外伤的MRI检查•3.颅内感染性疾病的MRI检查•4.脑白质病变的MRI检查•5.脑变性病的MRI检查•6.颅内肿瘤的MRI检查•MRI对脑肿瘤、脑炎性病变、脑白质病变、脑梗塞、脑先天性异常等的诊断比CT更为敏感，可发现早期病变，定位也更加准确。对颅底及脑干的病变因无伪影可显示得更清楚。MRI可不用造影剂显示脑血管，发现有无动脉瘤和动静脉畸形。MRI还可直接显示一些颅神经，可发现发生在这些神经上的早期病变。（二）眼耳鼻喉、颌面部及颈部的MRI检查•1.眼部病变的MRI检查•2.颞骨的MRI检查•3.鼻及鼻旁窦病变的MRI检查•4.鼻咽、口咽部的MRI检查•5.喉部病变的MRI检查•6.口腔及涎腺病变的MRI检查•7.颈部软组织病变的MRI检查•MRI对眼耳鼻咽喉部的肿瘤性病变显示好，如鼻咽癌对颅底、颅神经的侵犯，MRI显示比CT更清晰更准确。MRI还可做颈部的血管造影，显示血管异常。对颈部的肿块，MRI也可显示其范围及其特征，以帮助定性。（三）脊柱脊髓及外周神经的MRI检查•1.脊柱脊髓的MRI检查•2.外周神经的MRI检查•MRI可直接显示脊髓的全貌，因而对脊髓肿瘤或椎管内肿瘤、脊髓白质病变、脊髓空洞、脊髓损伤等有重要的诊断价值。对椎间盘病变，MRI可显示其变性、突出或膨出。显示椎管狭窄也较好。对于颈、胸椎，CT常显示不满意，而MRI显示清楚。另外，MRI对显示椎体转移性肿瘤也十分敏感。（四）心血管系统的MRI检查•1.心脏病变的磁共振形态学检查•2.心脏病变的磁共振功能分析•3.冠状动脉粥样硬化性心脏病的磁共振检查•4.大血管病变的磁共振检查•MRI可直接显示心肌和左右心室腔（用心电门控），可了解心肌损害的情况并可测定心脏功能。对纵隔内大血管的情况可清楚显示。（五）胸部的MRI检查•1.肺脏的MRI检查•2.肺血管的MRI检查•3.纵膈和肺尖病变的MRI检查•4.胸膜及胸壁病变的MRI检查•MRI可显示肺水肿、肺栓塞、肺肿瘤的情况。对纵隔肿瘤的定位定性也极有帮助。可区别胸腔积液的性质，区别血管断面还是淋巴结。（六）胃肠道的MRI检查•1.胃部病变的MRI检查•2.小肠病变的MRI检查•3.结肠病变的MRI检查•4.直肠病变的MRI检查（七）肝胆胰脾的MRI检查•1.肝脏的常规MRI检查•2.磁共振特殊技术在肝脏的应用•3.胆道的MRI检查•4.胰腺及脾脏的MRI检查（八）泌尿生殖系统及乳腺的MRI检查•1.肾上腺病变的MRI检查•2.肾脏实质病变的MRI检查•3.肾盂、输尿管病变的MRI检查•4.膀胱病变的MRI检查•5.子宫及附件病变的MRI检查•6.前列腺病变的MRI检查•7.阴囊及睾丸病变的MRI检查•8.腹膜后间隙的MRI检查•9.乳腺病变的MRI检查•MRI对肝、肾、胰、脾、肾上腺等实质性脏器疾病的诊断可提供十分有价值的信息，有助于确诊。对小病变也较易显示，因而能发现早期病变。MR胰胆道造影（MRCP）可显示胆道和胰管，可替代ERCP。MR尿路造影（MRU）可显示扩张的输尿管和肾盂肾盏，对肾功能差、IVU不显影的病人尤为适用。•MRI可显示子宫、卵巢、膀胱、前列腺、精囊等器官的病变。可直接看到子宫内膜、肌层，对早期诊断子宫肿瘤性病变有很大的帮助。对卵巢、膀胱、前列腺等处病变的定位定性诊断也有很大价值。•MRI对显示后腹膜的肿瘤以及与周围脏器的关系有很大价值。还可显示腹主动脉或其他大血管的病变，如腹主动脉瘤、布—查综合征、肾动脉狭窄等。（九）骨关节系统及软组织的MRI检查•1.肩关节的MRI检查•2.肘关节的MRI检查•3.腕关节的MRI检查•4.髋关节的MRI检查•5.膝关节的MRI检查•6.踝关节的MRI检查•7.颞下颌关节的MRI检查•8.四肢骨骼和软组织的MRI检查•MRI对关节内的软骨盘、肌腱、韧带的损伤，显示率比CT高。由于对骨髓的变化较敏感，能早期发现骨转移、骨髓炎、无菌性坏死、白血病骨髓浸润等。对骨肿瘤的软组织块显示清楚。对软组织损伤也有一定的诊断价值。•休息一会3.0T磁共振临床应用特点•在临床应用中有何优势？有何弊端？3.0T临床应用优缺点•优点：•1、信噪比明显提高，空间分辨率提高。•2、扫描速度加快。•3、T2WI对比加强。•4、增强效果更好。•5、血管成像明显较1.5T好。•6、功能成像、频谱成像和磁敏感性更敏感和精确。•缺点：•1、伪影更明显，如运动伪影、化学位移。•2、屏蔽效应使腹水病人或孕妇检查不利。•3、对体内有金属物的患者检查限制更严格。•4、T1WI对比下降。1、信噪比、空间分辨率提高•由于磁场强度的升高，敏感性增加，SNR提高，空间分辨率增加。•随着场强的增加，SNR几乎是线性增加•但在临床实际应用当中，并非两倍场强就会产生两倍SNR：在高场中有很多物理障碍需要克服，而克服这些障碍通常是牺牲SNR来实现的，3.0T的SNR大约是1.5T的1.7到1.8倍•一般情况下，扫描时间延长和降低空间分别率能提高信噪比。保持一定的空间分辨率而减少采集时间，或保持一定的采集时间而提高空间分辨率等，这些因素都会抵消一定的SNR中枢神经系统高分辨率扫描PropellerT2