教你看懂核磁共振

MRI成像技术在中枢神经系统中的临应用磁振成像不同于CT成像X线和CT成像的基本原理是X线，为密度对比，单一参数。MRI是利用原子核的物理现象。磁场。为信号的强弱，多参数成像。X线有生物电离作用对人体有一定的损害。MR设备使用的RF脉冲为长的电磁波对人体无害，故MRI为无创性检查。MRI可作多方位成像检查，较CT方便得多。为什么选择氢原子核（1H）为人体检测的对象？人体磁振图像主要选择氢原子核作为检测对象。原因是：氢的原子核中，1H占99.98%（相对丰度极大），在生物组织中含量极多（每毫升水含1H约1023个），磁旋比最大（42.58MHz/T）因而磁矩最大，信号最强。如：2H（氘，为1H的同位素，原子核内含一个质子，一个中子）相对丰度为0.015%,磁旋比为6.53MHz/T。当然进行磁振频谱分析（MRS）时，尚可采用其它元素原子核（如磷等）作为检测对象。磁共振成像技术分类常规图:一幅图信号强度直接转变成图像灰阶参数图：一组图像信号强度通过运算得出的参数转变成灰阶或伪彩波谱:ROI信号强度经付利叶变化得到不同频率的化学物质的相对含量常规加权图像调节TR、TE、TI或翻转角等脉冲序列参数，就可达到在图像中突出某一对比度的目的。这样获得的图像称为加权图像（weightedimage，WI）。常见的加权图像有T1、T2加权、质子密度和液体翻转加权图像等。仪器名称系统检查号扫描系列号扫描层号扫描方位显示视野回波链长度右侧90扫描序列翻转角度重复时间回波时间/有效回波回波数/带宽返转时间使用线圈名称视野/梯度选择扫描层厚/层间距扫描层数/扫描时间距阵/采集次数饱和参数/顺序采集/修正射频脉冲医院名称姓名性别，年龄MRI编号检查时间放大率图像翻转图像旋转比率尺频率编码方向窗宽/窗位人体组织生理、病理状态的MR信号及产生机制由于MRI的信号是多种组织特征参数的可变函数，它所反映的病理、生理基础较CT广泛，具有更大的灵活性。MRI的信号强度与组织的弛豫时间（T1、T2时间）、氢质子密度、液体（如血液、脑脊液）流动、化学位移、及磁化率有关。正常组织MR信号特点水、脂肪和骨髓信号、肌肉组织、骨骼组织、气体病理组织的MR信号特点水肿脑水肿分为三种类型：1）血管源性水肿：为最常见的脑水肿，由于血脑屏障破坏所致，常见于肿瘤及炎症。2）细胞毒性水肿：常由于缺血所致，见于急性脑梗塞。3）间质性水肿：发生在脑室（尤其在侧脑室）旁。阻塞性脑积水时脑室内高压，造成脑脊液经室管膜向外渗出。脑白质斑点状及斑片状常见病灶脱髓鞘疾病-多发性硬化髓鞘形成不良性疾病-肾上腺脑白质营养不良中毒引起的脑白质疾病-药物中毒脑血管病-脑梗死脑炎、脑转移瘤-与上述疾病鉴别多发性硬化多见年轻人，是一种自体免疫性疾病，女性多于男性12M肾上腺脑白质营养不良A,AxialfirstechofastFLAIRimage.B,AxialsecondechofastFLAIRimage(6000/160).C,Axialfirstechoconventionalspin-echoMRimage(3000/30).D,Axialsecondechoconventionalspin-echoMRimages(3000/100)ofthebrain,药物中毒CO中毒天然气中毒脑梗死各种原因致血管闭塞低级别星行细胞瘤颅内血管炎系统性红斑狼疮病史1年，发现面部红斑2月余，言语不清20余天哈晓玲颅内感染病毒，化脓性细菌，真菌姜丽F25岁脑囊虫\间断抽搐半年谢谢！脑转移瘤脑转移瘤(metastasis)的发病率各家报道不一，Osbom等报道占颅脑肿瘤的25％－33％；好发于40岁以后的中、老年人。脑转移瘤常为多发病灶，占65％，好发部位为大脑中动脉分布区的灰、白质交界处，占60％～80％。其原发癌以肺癌最多见，其次为乳腺癌、肾癌，还可见于胃肠道癌肿、甲状腺癌、卵巢癌和前列腺癌等。绝大多数脑转移瘤患者的临床表现与肿瘤的占位效应有关，主要有头痛、恶心、呕吐：、共济失调和视乳头水肿等。影像学表现MRI多呈长T1长T2信号。病灶呈圆形或类圆形，多数为多发病灶，大小不一，瘤内可见囊变、坏死，钙化罕见。增强后扫描能够显示和发现更多的脑内转移灶。绝大多数转移瘤均有不同程度增强，可呈结节样强化或环形强化，肺癌脑转移（左顶叶）肿瘤组织，瘤细胞胞浆伊红，部分区域胞浆空亮，呈弥漫性分布，可见核大、染色深、有异型的细胞，转移性肾透明细胞癌疼痛不适20天，加重1天韩晓娜F41岁肺癌脑转移M51岁高血压病史2年，头晕右侧肢体麻木（肺癌）46F乳癌脑转移邓刚水65M左颞转移瘤（肺癌）转移性乳头状腺癌59M,转移瘤（结肠癌）F53岁胶质母细胞瘤，颅内转移磁共振波谱技术的基本概念磁共振波谱(magneticresonancespectroscopy)是目前惟一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术，在分子水平反映组织代谢情况。化学位移：在相同环境条件（温度、PH值、均匀外磁场等）下，由于所处分子结构不同所致的同一原子核进动频率出现差异的现象，称之，此为MRS的基础。180C36.80CTMSppm：（partpermillion百万分之几）不同的静磁场中，化合物之间存在频率差别（具有场强依赖型），如1.5T,水和脂肪频率差为225Hz(63.67MHZ)，3.0T为450Hz(127.7MHZ)，但以ppm来表示，则化合物之间的频率差是恒定的（无场强依赖型）举例：水分子中的氢质子和长链脂肪酸中的氢质子共振频率相差3.5ppm,且在任何场强中均是如此，有助于MRS谱线的显示波谱原始图像256CSIImages4.30ppmCholineCreatineNAA0.49ppm谱线横坐标：化学位移，代表频率。以TMS四甲基硅烷为0，水接近4.8纵坐标：信号强度TMSCr认识谱线Lac(0.9,1.4ppm)NAA(2.02ppm)Glx(2.2-2.4ppm)Cr(3.0ppm)Cho(3.2ppm)mI(3.56,4.06ppm)Lip(0.8-1.3ppm)Ala(1.48ppm)常见代谢产物的共振峰NAA:N-乙酰天门冬氨酸，神经元活动的标志（仅见于神经组织，存在于神经元胞体和轴索中升高:见于Canavan病、儿童、高渗状态、轴索恢复降低：几乎任何脑损伤Creatine：脑组织能量代谢的提示物，峰度相对稳定，常作为波谱分析时的参照物（肝和肾中合成）升高：肝移植、创伤、老年人降低：肿瘤坏死、缺氧、新生儿NAACrchoCholine：磷脂代谢的成分，细胞膜转换的标记物，反映细胞增值升高：肿瘤、创伤、脑炎降低：坏死、脓肿Glutamate：主要的氨摄取途径升高：缺血缺氧、肝性脑病、脑膜瘤降低:阿茨海默病mI：胶质细胞的标记物，位于星形细胞中，代表细胞膜稳定性，判断肿瘤级别Lipid：细胞坏死升高：肿瘤、脓肿、梗死Lactate：无氧代谢(TE35正峰,TE144负峰）升高：炎症、肿瘤、脓肿、缺血LacTE144波谱定量分析绝对定量：计算代谢产物含量的绝对值半定量：直接测量峰下面积相对定量：代谢产物峰下面积的比值，是最常用的方法（Cr）。常用波谱序列STEAM序列（stimulatedechoacquisitionmode，激励回波序列）STEAM只能做单体素。TE=35，144。PRESS序列（pointresolvedspectroscopy,点解析波谱）PRESS能扫一维、二维、三维。TE=35，144，288PRESS144和PRESS288可以鉴别乳酸和脂质。乳酸144倒置，288正置临床应用儿童脑发育脑肿瘤急慢性脑缺血性改变癫痫早老性痴呆代谢性疾病正常人脑的发育过程不同部位波谱M33岁发作性意识不清1次NAA星形细胞瘤F76岁（左顶叶低密度病灶）M66岁病理2－3级星形细胞瘤（间变性）间歇性突发性晕厥3年星形细胞瘤1－2级突发头痛M34岁发作性头痛数年星形细胞瘤3级45岁F星形细胞瘤3级M38岁头痛头晕胶质母细胞瘤F7岁阵发性头痛2周，加重3天伴呕吐胶质母细胞瘤。免疫组化：GFAP部分区域（＋）、S-100灶性（＋）、Vimtin（＋＋）、EMA（－）M12岁头晕走路不稳髓母细胞瘤M50岁，头痛，恶心手术和病理证实脑脓肿AlaF40岁头痛脑膜瘤GLXF32岁头痛，头晕2年余，双下肢无力2月余GLX脑膜瘤M43岁脑膜瘤M72岁，头痛头晕脑膜瘤M30岁双眼视力下降1月，头痛1周室管膜瘤M43岁转移瘤F58岁Lip乳腺癌脑转移M37岁头痛头晕1212B细胞性淋巴瘤F54岁头痛头晕B细胞淋巴瘤F55岁外伤后头痛三天，加重胆脂瘤M52岁，星形细胞瘤术后星形细胞瘤术后、放疗后胶质瘤放疗后复发区及对照区波峰比值（x＋s）NAA/CrNAA/Cr+ChoCho/Cr胶质瘤复发区1.218+0.230.684+0.261.476+0.33对照区1.54+0.171.05+0.191.21±0.17胶质瘤放疗后放射性脑损伤区及对照区波峰比值（x＋s）NAA/CrNAA/Cr+ChoCho/Cr放射性脑损伤中央区0.63±0.220.27±0.130.6±0.23胶质瘤复发区1.27±0.270.46±0.141.03±0.13对照区1.51±0.161.02±0.171.19±0.15胶质瘤放疗后病变区及对照区出现的Lac及LipLac峰Lip峰胶质瘤复发区153放射性脑损伤中央区05放射性脑损伤边缘区80对照区00核磁共振的基本物理现象原子核为质子和中子构成。元素的原子核的质子或中子为奇数者，（如:1H1、，13Li7,13C6，19F9，23Na11，31P15，39K19）。有自旋特性（又称进动，precession）产生自旋磁矩（即有一定的磁场强度和方向），类似细小的磁棒（故亦称磁偶极子）。在正常情况下，磁偶极子呈不规则排列，磁矩相互抵消，不显示磁性。把它们置于均匀性的强磁场B0内，约半数的磁偶极子顺向磁场排列，少数的磁偶极子呈逆向排列，前者属低能量级，后者为属高能量级。二者数量相差仅百万分之几，决定了净纵向磁化强度。不同元素的原子核在此强磁场内旋进的相位角和频率各不相同，旋进频率取决于外磁场的强度和该原子核自身的磁旋比。wL=RxBwL称为Larmor频率；B为外磁场强度(Tesla);R为磁旋比（兆赫/T）。可依据Larmor频率数值来识别不同元素的原子核。