MRI基础知识

态度决定一切成功源于细节医者仁者仁者自重而后人重MRI基本知识湘雅三医院放射科MRImagneticresonanceimaging利用射频电磁波对置于磁场中的含有自旋不为零的原子核的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈采集磁共振信号，按照一定的数学方法进行处理而建立的一种数字图像。•1977年7月3日早晨4:45RaymondV.Damadian和他的同事，成功制造了第一台全身MRI装置。MRI:信号差异X线及CT：密度差异•所谓的加权就是“重点突出”的意思–T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别–T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别–质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含量差别何为加权？？？•所谓的驰豫就是“放松、休息”的意思–T1驰豫（T1）----纵向弛豫–T2驰豫（T2）----横向弛豫何为驰豫？？？2003年诺贝尔生理学或医学奖1973年----完成模拟成像1978年----第一台头部机投入临床1980年----全身机研制成功MRI影像特点：1、多参数2、高对比3、任意层面断层4、能量代谢研究5、可不使用对比剂6、无电离辐射7、无气体和骨伪影的干扰MRI影像局限性1、成像速度慢2、对钙化和骨皮质不够敏感3、易受多种伪影影响4、禁忌症多5、定量诊断困难MRI系统构成：1、主磁体系统2、梯度磁场系统3、射频系统4、PC及图像处理系统5、其他（控制、梯度冷却等）各系统相互连接，由PC协调控制1.常规扫描：T1加权像T2加权像2.辅助检查：水抑制成像脂肪抑制成像弥散成像3.增强检查：4.血管造影：MR基本图像磁体系统系统性能：强度Tesla均匀度ppm稳定性孔径大小磁体系统主磁体类型：1、永磁型：0.4T大稳定性差2、常导型：0.5T稳定性差费用高空心磁体、铁心磁体、电磁永磁混合型3、超导型：强度高成像质量高工艺复杂、造价昂贵失超•MRI按磁场产生方式分类永磁电磁常导超导主磁体0.35T永磁磁体1.5T超导磁体磁体系统超导型：1、铌钛合金2、绝对零度3、励磁电源4、液氦：绝对温标4.2K超过8K时失超沸点为77K•按磁体的外形可分为•开放式磁体•封闭式磁体•特殊外形磁体磁体系统磁屏蔽：1、自屏蔽2、铁3、5Gs高斯（gauss,G）。Gauss(1777-1855)1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处检测到的磁场强度德国著名数学家，于1832年首次测量了地球的磁场。5安培1厘米1高斯地球的磁场强度分布图特斯拉（Tesla,T）NikolaTesla(1857-1943),奥地利电器工程师，物理学家，旋转磁场原理及其应用的先驱者之一。1T=10000G磁体系统匀场线圈：1、基础磁场2、无源匀场专用小铁片3、有源匀场匀场线圈•主磁场的均匀度•MRI要求磁场高度均匀，???•空间定位需要•频谱分析（各种代谢物之间的共振频率相差极小）•脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共振频率很接近）梯度系统1、梯度线圈X、Y、Z任意斜面2、梯度电源各自的驱动电源叠加在主磁场上梯度磁场的产生Z轴方向梯度磁场的产生X、Y、Z轴上梯度磁场的产生梯度系统性能指标：1、场强：1.5T±25Gs层面选择2、切换率：120mt/M.S梯度场变化快慢•梯度线圈性能指标梯度场强25/60mT/m切换率120/200mT/m.s有效梯度场长度50cm梯度两端磁场强度差值梯度场中点梯度场强（mT/M）＝梯度场两端的磁场强度差值/梯度场的长度1000mT1010mT990mT梯度场强＝（1010mT-990mT）/0.5M=40mT/M1000mT梯度场强爬升时间切换率＝梯度场预定强度/爬升时间梯度系统作用：对MRI信号进行空间编码确定选层/层厚1、产生回波2、施加扩散加权梯度场3、流动补偿4、流动液体的流速相位编码梯度系统应具备的条件：1、在成像范围内线性良好2、切换时间短（爬升时间）3、功率损耗小4、最低程度涡流效应梯度线圈的性能提高直接带动MR超快速成像周围神经刺激射频系统发射接收组成：1、发射器2、功率放大器3、发射线圈4、接收线圈5、低噪声信号放大器发射射频脉冲，磁化质子吸收能量共振接收质子在弛豫时释放的能，产生MR信号射频系统射频系统发射器：1、功率依体重计0.5~15kWPC选定控制2、带宽16~64MHz越宽则接收到的信号越丰富1H、31P、23Na、13C、19F射频系统射频线圈：敏感容积接触距离1、体积线圈2、表面线圈射频系统接收器质子弛豫释放信号→接收线圈接收→前置放大器放大→相位敏感检测器解调→信号中滤出larmor频率波形→A/D转换→PC处理→MR信号射频系统表面线圈只接收信号，无发射功能，由体线圈发射灵敏度不均匀，越靠近线圈灵敏度越高眶部、乳腺、脊柱等相控阵线圈----集合多线圈大面积软体线圈射频系统射频屏蔽射频信号弱、易受干扰铜铝合金、不锈钢制作密封安装于扫描室墙壁3D-FFEMatrix512×512FOV2.5cm•利用2.3cm显微线圈采集的指纹MR图像PC及数据处理系统大容量、大内存、运算快速、软件支持良好硬件：高端小型PC软件：系统软件：系统运行、故障信息--工程师调试、维护、维修应用软件：成像操作、影像分析成像伪影1、装备伪影2、运动伪影3、金属异物伪影成像伪影装备伪影1、化学位移伪影2、卷褶伪影3、截断伪影4、部分容积伪影5、交叉对称信号伪影6、磁敏感性伪影装备伪影化学位移伪影成因：A、脂肪质子群共振频率﹤氢原子3~4ppmB、低频率脂肪质子群在频率编码方向向低场强方向移动，水质子群不移动C、一侧相互分离无信号，一侧相互重叠呈高信号表现：白色条状或月牙状解决办法：改变相位和频率编码方向只能改变方向，不能被消除场强水脂肪化学位移伪影装备伪影卷褶伪影成因：FOV过小表现：在相位编码方向上卷褶解决办法：A、将检查部位的最小直径置于相位编码方向上B、加大FOVC、加大过采样oversampling卷褶伪影装备伪影截断伪影成因：数据采集不足界面信号震荡表现：黑白条纹解决办法：A、加大矩阵B、在Forier变换前对信号滤过装备伪影部分容积伪影成因：层面厚或病变小、出现骑跨时，信号掩盖呈现假影表现：高变低、低变高解决办法：A、薄层扫描B、改变切层位置装备伪影交叉对称信号伪影成因：磁场不均匀表现：在对角线方向上呈对称性低信号解决办法：延长开机时间常见于：SET2、PD装备伪影敏感性伪影成因：不同组织的磁敏感性不同表现：交界处信号丢失或几何变形解决办法：A、扫描前匀场B、减小层厚C、加宽射频带宽D、倾斜切面常见于：EPI运动伪影1、生理运动伪影A、心脏、大血管搏动B、呼吸运动C、血液流动D、脑脊液流动2、自主性运动伪影吞咽、咀嚼、眼球震颤等运动伪影血管搏动心脏、大血管搏动-----------R波门控呼吸运动-----------------------gate、trig血液流动-----------------------预饱和技术脑脊液流动-------------------血流补偿、改变脉冲序列自主性运动伪影：尽量缩短检查时间A、快速序列B、降低NEXC、改变matrix金属异物伪影铁磁性物质：发夹、金属纽扣、胸针、文胸扣、外科用夹/板、避孕环、含铁的口红/睫毛膏/染发剂表现：信号盲区解决办法：仔细检查，进入机房前去除目前，骨科用高科技镍、钛合金，假关节可用金属异物伪影检查前准备1、接诊时核对资料及要求2、确认有无相对/绝对禁忌症3、腹部及盆腔检查者，控制少量进食水4、去除体外金属异物5、消除恐惧心理6、婴儿及躁动患者适当镇静处理7、危重患者必须做检查时，须临床医师陪同检查禁忌症绝对禁忌症：安装有心脏起搏器、人造角膜、人造瓣膜、人造关节等手术引入金属夹、支架，金属固定器类相对禁忌症：钥匙、硬币、手表、眼镜、打火机、假牙、假肢、义眼、发卡、首饰、磁卡、银行卡、手机、电子产品等检查禁忌症1、带有心脏起搏器、神经刺激器者、胰岛素泵等患者2、带有动脉瘤夹者；3、带有人工心脏瓣膜者；4、有眼内金属异物或内耳植入金属假体者；5、妊娠三个月内的早期妊娠者；6、带有金属假肢/关节、铁磁性异物（弹片等）者。检查流程接申请单→留联系方式→称体重→确认无绝对禁忌症（须签字确认）→检查宣讲→患者准备→体位设计→安放线圈→安全提醒→呼吸训练→制定扫描计划→扫描开始保证图象质量的一般原则•仔细的扫描准备•正确的病人摆位•合理的线圈使用•病人的最佳配合优良的系统性能优化的参数设置得当的病人摆位正确的序列选择仔细的扫描准备合理的线圈选用高质量的图像MRI成像对比剂分类1、细胞内、外对比剂2、磁敏感性对比剂3、组织特异性对比剂MRI成像对比剂增强机制影响T1或T2弛豫时间而达到增强或降低信号强度MRI成像对比剂副反应半致死量：6~10mmol/kg常规用量：0.1mmol/kg(0.2ml/kg)外周给药发生率：2.4%严重副反应几率：1/35万~1/45万表现：呈一过性常由呼吸道病史、哮喘及过敏史并发头痛不适、恶心呕吐、呼吸急促、喉头水肿、血压降低、支气管痉挛、肺水肿等谢谢！