医学影像诊断学总论(003)

磁共振成像军医训练大队医学影像教研室贾景磊教授主要内容一、MRI的成像基本原理二、磁共振成像系统三、MRI图像的特点四、MRI诊断的临床应用及优势简介时间事项作者或公司1946核磁共振现象的发现Block，Purcell1971肿瘤T1T2时间延长Damadian1973两个充水试管的NMR图像Lauterbur1974活鼠NMR图像Lauterbur等1976人胸部NMR图像Damadian1977初期的NMR全身图像Mallard1980MRI装备商品化1989国产永磁型0.15T装备商品化安科公司磁共振成像磁共振成像一、MRI成像基本原理•原理MRI（magneticresonanceimaging）是利用原子核在强磁场内发生共振所产生的信号经图像重建的一种成像技术。•进动人体中氢核处于静磁场中时，氢核沿外加磁场方向排列，产生净磁化，即自转的氢原子虽然在不停地自旋，但自旋轴则沿着外加静磁场方向不停地作陀螺样旋转，这一运动被称为进动。（一）核磁共振原理（一）核磁共振原理Larmor频率，也是氢原子核的共振频率如果知道B就可计算出ω：ω=γ×B静磁场恒定时，Larmor频率也是恒定的。（一）核磁共振原理在MRI坐标系中，顺主磁场方向为Z轴或纵轴垂直于Z轴为XY平面。平衡态宏观磁化矢量M0绕Z轴以Lamor频率自旋。（一）核磁共振原理当我们外加一个射频脉冲(RF)，而脉冲的频率又恰好等于Larmor频率，那么处于静磁场中的氢原子就会产生共振。它吸收能量从低能级跃迁到高能级，当停止射频脉冲时，氢质子又会从高能状态降到低能状态，将其吸收的能量以Larmor频率的电磁波形式释放出来，这时就可将这种电磁波接收下来，利用计算机制作形成图像。（一）核磁共振原理额外施加一个以Lamor频率的射频脉冲，使之共振，此时M0就会偏离Z轴向XY平面进动，从而形成横向。（一）核磁共振原理图1-7RF射脉脉冲)（二）T1弛豫时间(T—onerelaxationtime)T1弛豫时间又称纵向弛豫时间，由零恢复到原来数值的63%所需的时间。当停止射频脉冲后，激发到高能态的质子就要释放能量而回到低能态，相位也恢复到激发前状态，这个过程称弛豫，复原时间称弛豫时间。图1-8纵向弛豫中断RF脉冲，质子逐一从高能状态，指向下，返回到低能状态，重新指向上，纵向磁化逐渐增大，直至恢复到原来的状态。（二）T1弛豫时间(T—onerelaxationtime)（三）T2弛豫时间(T—Tworelaxationtime)又称横向弛豫时间。由最大减小到最大值的37%所需时间。T1弛豫时间与T2弛豫时间为各特定组织的固有特征，各特定组织有其固定的Tl与T2值图1-9横向弛豫中断RF脉冲，质子不再被强制于同步状态（同相位），由于质子有各自的不同频率，指向同一方向的质子散开（失去同相位），导致横向磁化减小。（三）T2弛豫时间(T—Tworelaxationtime)（四）质子密度(protonDensity)是指给定的组织区域中发生共振的质子数目；游离质子的浓度主要与水含量和脂肪含量有关反映质子密度的图像称为质子图像；空气和皮质骨因为含游离质子少信号强度低，MR显示为黑色。（五）流空效应(Flowvoideffect)它是指给定的组织区域中发生共振的质子数目；游离质子的浓度主要与水含量和脂肪含量有关反映质子密度的图像称为质子图像；空气和皮质骨因为含游离质子少，信号强度低，MR显示为黑色。二、磁共振成像系统磁共振成像扫描机，包括五个系统：(1)主磁体(Mainmagnet)；(2)梯度磁场(Gradientsystem)；(3)射频发射线圈(RFcoils)；(4)接收线圈(Receivecoils)；(5)计算机图像重建系(Reconstructionsystem)。从人体进入静磁场到获得清晰的磁共振图像，经历了五个阶段的变化；(1)氢质子杂乱无章地自旋运动；(2)净磁化；(3)外加射频脉冲(RF)后氢核吸收能量；(4)外加RF停止后氢核释放能量；(5)释放的电磁波转化为磁共振信号。二、磁共振成像系统三、MRI图像的特点多参数成像：MRI的图像虽然和CT图像一样也以不同灰度显示，但反映的是弛豫时间T1与T2的长短。同一层面就有T1WI、T2WI和PWI三种图像。因此，MRI是多参数成像，而CT成像只有密度一个参数。分别获得T1WI、T2WI和PWI有助于显示正常组织与病变组织三、MRI图像的特点三、MRI图像的特点表1人体不同组织T1WI和T2WI上的灰度三、MRI图像的特点组织信号脑白质脑灰质脑脊液脂肪骨皮质骨髓质脑膜T1WI白灰黑白黑白黑T2WI白灰白白灰黑灰黑三、MRI图像的特点表2心、大血管信号强度特征信号组织T1WI质子密度T2WI流动血液黑黑黑大血管壁黑灰灰灰心肌灰灰灰白心包灰灰灰白心包脂肪白白白灰三、MRI图像的特点三、MRI图像的特点表3病理组织信号强度组织T1WIT2WI组织T1WIT2WI水肿低高钙化低低含水囊肿低高脂肪高中高瘤节低高胆固醇中、高高亚急性血肿高高三酸甘油酯高低三、MRI图像的特点四、MRI诊断的临床应用及优势在神经系统应用较为成熟。三维成像使病变定位诊断更为准确，血流成像则可观察病变与血管的关系。对脑干、幕下区、枕大孔区、脊髓与椎间盘的显示明显优于CT。四、MRI诊断的临床应用及优势MRI的成像的优势1.主要有高的软组织对比分辨力，无骨伪影干扰。2.参数成像，便于比较对照。3.多方位成像，可获得冠状、矢状和横断面像。4.利用流空现象，血流成像。5.由于质子弛豫增强效应，使一些物质如脱氧血红蛋白和正铁血红蛋白于MRI上被发现。6.用顺磁性物质可行对比增强检查，效果好。7.具有显示病变敏感、确定病变位置与定量诊断准确等优势。课堂小结环节二、磁共振参数形成及分析环节一、核磁共振原理环节三、临床应用与成像原理、参数密切相关