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1、MRI成像技术在中枢神经系统中的临床应用,磁振成像的发展,核磁共振并非一项新的发现，是近二十年来应用于人体成像和组织定性方面取得的一项技术。 1924年奥地利物理学家Walfang Pauli提到原子核能高速自旋并有其磁矩。 1946年美国斯坦福大学Block氏和哈佛大学Purcell氏发现核磁共振现象。 1971年Damadian氏发现物质的磁振弛豫时间T1和T2 ，并认为可用来鉴别人体组织和恶性肿瘤。 1972年Lauterbur取得水模型氢质子2D MR图象。 1981年飞利浦公司完成第一台0.14T MRI设备。 1985年生产0.5T设备。医疗界进入MRI热的时代。,磁振成像不同于C
2、T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（42.58 MHz / 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
3、个中子）相对丰度为0.015%, 磁旋比为6.53 MHz / 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（weighted image，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
4、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
5、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
6、疾病，女性多于男性 12M,肾上腺脑白质营养不良,A, Axial first echo fast FLAIR image . B, Axial second echo fast FLAIR image (6000/160). C, Axial first echo conventional spin-echo MR image (3000/30). D, Axial second echo conventional spin-echo MR images (3000/100) of the brain,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,
7、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2533；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6080。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
8、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 F 41岁 肺癌脑转移,M 51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(
9、magnetic resonance spectroscopy)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。,180C,36.80C,TMS,ppm：（part per million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）
10、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,256 CSI Images,4.30 ppm,Choline,Creatine,NAA,0.49 ppm,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,TMS,Cr,认识谱线,Lac (0.9,1.4ppm) NAA(2.02 ppm) 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
11、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,NAA,Cr,cho,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，
12、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,Lac,TE144,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（stimulated echo acquisitionmode，激励回波序列） STEAM只能做单体素 。TE=35，144。 PRESS 序列（point resolved spectroscopy,点解析波谱） PRESS能扫一维、二维、
13、三维。 TE=35，144，288 PRESS 144 和 PRESS 288 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,F 76岁（左顶叶低密度病灶）,M 66岁,病理23级星形细胞瘤（间变性）,间歇性突发性晕厥3年,星形细胞瘤12级,突发头痛,M 34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,F 7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
14、域（）、S-100灶性（）、Vimtin（）、EMA（）,M12岁 头晕走路不稳,髓母细胞瘤,M 50岁，头痛，恶心,手术和病理证实 脑脓肿,Ala,F40岁 头痛,脑膜瘤,GLX,F32岁头痛，头晕2年余，双下肢无力2月余,GLX,脑膜瘤,M 43岁,脑膜瘤,M72岁，头痛头晕,脑膜瘤,M 30岁双眼视力下降1月，头痛1周,室管膜瘤,M43岁,转移瘤,F 58岁,Lip,乳腺癌脑转移,M37岁 头痛头晕,1,2,1,2,B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
15、（xs）,胶质瘤放疗后放射性脑损伤区及对照区波峰比值（xs）,胶质瘤放疗后病变区及对照区出现的Lac及Lip,谢谢！,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: 1 H1 、， 13Li7 , 13C6 ， 19F 9 ， 23Na 11 ， 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 = R x B 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。,
