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1、磁共振成像 基本原理及读片 主要内容主要内容 l医学影像学概况及磁共振技术的发展 l简要介绍磁共振成像基本原理及概念 l磁共振检查方法及临床应用 l磁共振成像的主要优点及限度 l如何阅读磁共振图像 l影像学检查常见名词概念 l读片 医学影像学的形成医学影像学的形成 l1895年Rentgen发现X线，形成放射诊断学（diagnostic radiology） l20世纪50年代出现超声（ultrasonography,USG）检查 l20世纪60年代出现核素(-scintigraphy) 扫描 l20世纪70年代出现CT(x-ray computed tomography,CT)检查 l20世
2、纪80年代出现MRI(magnetic resonance imaging,MRI)检查 l20世纪80年代出现发射体层成像（emission computed tomography,ECT ） l20世纪90年代正电子发射体层成像（positron emission tomography,PET) l20世纪70年代以后兴起介入放射学(interventional radiology) l21世纪初出现CT-PET l X线源 l 体外放射源（核素） l 声能 l 磁场 l 微电子技术 l 计算机技术 医学影像学各种技术涉及： 当今的医学影像学内容包括： l传统X线诊断学 透视 照相 （普通
3、摄影、体层摄影） 造影 l计算X线摄影 (computed radiography，CR) l数字X线摄影 （Digital radiography，DR) lX线CT (computed Tomography， CT) l数字减影血管造影 （Digital Subtraction Angiography， DSA ） l介入放射学 （interventional radiology) l超声成像（Ultrasonic Imaging） l发射型计算断（体）层摄影（Emission computed Tomography， ECT ） 正电子发射型计算断（体）层摄影（PositronEmiss
4、ion computed Tomography, PET ） 单光子发射型计算断（体）层摄影（Singlephoton Emission computed Tomography, SPECT ） l磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging ,MRI） l分子影像学（Molecular Imaging）21世纪最前沿课题 技术： PET或PET-CT、MR、CT、光学成像（生物发光、荧光） l信息放射学系统（ radiology information system) 图像存档与传输系统（Picture Archiving and Communication System
5、, PACS) 影像科管理、quality control,QC、quality assurance,QA. 全新的医学影像学在医学领域的应用包括： 影像诊断学：X线、CT、DSA、MRI、US、 ECT等。 影像介入性治疗学：DSA、超声、CT、MR等。 信息放射学：影像学工作管理、质控；影像 的传输与存储（PACS）存储、 传输、远程会诊（远程放射学 teleradiology) l1946 发现磁共振现象 Bloch Purcell l 1971 发现肿瘤的T1、T2时间长 Damadian l 1973 做出两个充水试管MR图像 Lauterbur l 1974 活鼠的MR图像 Lau
6、terbur等 l 1976 人体胸部的MR图像 Damadian l 1977 初期的全身MR图像 Mallard l 1980 磁共振装置商品化 l 2003 诺贝尔奖金 Lauterbur Mansfierd 时间时间发生事件作者或公司 磁共振发展史 MRMR成像基本原理成像基本原理 实现人体磁共振实现人体磁共振成像成像的条件的条件: : l人体内氢原子核作为磁共振中的靶子，它是人体内 最多的物质。H核只含一个质子不含中子，最不稳定 ，最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象 l有一个稳定的静磁场（磁体）：常导型、永磁型、 超导型。0.153.0T l梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，
7、后者 施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象 l信号接收装置：各种线圈 l计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后 处理等 磁共振成像的过程磁共振成像的过程 人体内的H核子可看作是 自旋状态下的小星球。 自然状态下， H核进动 杂乱无章，磁性相互抵消 按照单一核子 进动原理,质子 群在静磁场中 形成的宏观磁 化矢量M z M y x 进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互 抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础 Z Z Y Y X B0 X MZ MXY A:施加90度RF脉冲前的磁化矢量Mz B:施加90度RF脉冲后的磁
8、化矢量 Mxy.并以Larmor频率横向施进 C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以 螺旋运动的形式倾倒到横向平面 AB C 在这一过程中，产生能量 B0 ZZZ Z Z YY Y Y Y XX X X X 90度 （3）（5）该过程称 弛豫(relaxation)，即 将能量（MR信号）释放 出来。整个弛豫过程实 际上是磁化矢量在横轴 上缩短（横向或T2弛豫 ），和纵轴上延长（纵 向或T1弛豫）。而人体 各类组织均有特定T1、 T2值，这些值之间的差 异形成信号对比 （1）静磁场中（2）90度脉冲（3）脉冲停止后 （4）停止后一定时间（5）恢复到平衡状态 纵向弛豫或称 自旋晶格弛 豫 (T1
9、弛豫) 横向弛豫或 称自旋自旋 弛豫 (T2弛豫) 人体进入磁场磁化施加射频脉冲、H核磁矩发生90。偏转，产 生能量射频脉冲停止、弛豫过程开始，释放所产生的能量（形成MR信 号）信号接收系统计算机系统 在弛豫过程中，即释放能量（形成MR信号），涉及到2个时间常数：纵向 弛豫时间常数T1；横向弛豫时间常数T2 加权（weighted ）的概念：MR成像过程中，T1、T2弛豫二者同时存在， 只是在某一时间内所占的比重不同。如果选择突出纵向（T1）弛豫特征的 扫描参数（脉冲重复时间和回波时间，以毫秒计）用来采集图像，即可得 到以 T1弛豫为主的图像，当然其中仍有少量T2弛豫成分，因是以T1 弛豫 为
10、主，故称为T1加权像（weighted Imaging WI）。如果选择突出横向 （T2）弛豫特征的扫描参数采集图像 加权或称权重，有侧重、为主的意思 因为人体各种组织如肌肉、脂肪、体液等，各自都具有不同的T1和T2弛豫 时间值，所以形成的信号强度各异，因此可得到黑白不同灰度的图像 磁共振常规检查图像的特点 层面成像、成像参数多、任意多方位直接成像、血管流空效应 人 体 不 同 组 织 的 MR 信 号 特 点 黑白灰度对比：X光片、CT均以密度高低为特征 MR图象是以信号高低/强弱为特征 水： 长T1（黑）、长T2（白） 骨皮质、完全性的钙化：黑（无信号） 脂肪：短T1（白）、短T2（暗灰）
11、 血流：常规扫描为流空（黑） 肌肉：长T1（黑）、短T2（黑） 大多数肿瘤：长T1、长T2 黑色素瘤：短T1、短T2 磁 共 振 成像 检 查 方 法 MRMR检查方法检查方法 l普通检查：采用不同脉冲序列、不同方位，对 病变部位进行扫描（包括脂肪或水抑制）。 FS FLAIR（Fluid Attenuated Inversion Recovery) 抑制水的重度T2加权像,也称黑水技 术。即抑制自由水，如脑脊液，对邻近脑脊液病 变的显示更有利。 l 增强检查：静脉内注射造影剂进行扫描，用 于鉴别诊断等。MR所用造影剂与CT的造影剂不 同，除不是碘剂不存在过敏之外，其作用的原 理也不同。 MR
12、MR造影剂造影剂 （顺磁性（顺磁性物质物质）是改变病变部位磁环境，）是改变病变部位磁环境， 缩短缩短H H质子的质子的T1T1、T2T2弛豫弛豫 （但（但T2T2的缩短不如的缩短不如T1T1明显）明显） 造影剂入造影剂入血行血行病变组织间隙病变组织间隙 与病变与病变组织组织大大 分子结合分子结合T1T1驰豫接近脂肪或驰豫接近脂肪或LarmorLarmor频率频率T1T1缩缩 短短强化（白），（称强化（白），（称间接增强间接增强） 影响因素：病变区的血流；灌注；血脑屏障。与血液影响因素：病变区的血流；灌注；血脑屏障。与血液 内的药浓度不绝对成正比，达一定浓度后不起作用内的药浓度不绝对成正比，达一
13、定浓度后不起作用。 直接提高 病变区X线衰减值 （称直接增强） CT造影剂 （碘制剂） 血管丰富程度 血流灌注如何 血液内碘浓度高低 血脑屏障完整与否 l 特殊检查： 血管成像（Magnetic Resonance Angiography MRA）利用流动的血液进行血流的直接成像 可用于动脉或静脉的检查，若同时使用造影剂， 称增强血管成像（CE-MRA)。 血管成像用于血管畸形、动脉瘤、血管狭窄或闭 塞。但目前仍不能代替DSA。 特点：简便、无创伤 水成像 胆道成像（Magnetic Resonance Cholangio- pancreatography ）MRCP 不使用造影剂，利用胆 汁
14、（水）进行成像。用于胆道梗阻检查。 尿路成像（Magnetic Resonance Urography）MRU 不 使用造影剂，利用尿液进行成像。 硬膜囊成像（Magnetic Resonance Myelography ）MRM 不使用造影剂，利用脑脊液进行成像。 内耳膜迷路成像（Magnetic Resonance Labyrinthography) MRL 不使用造影剂利用 迷路内的淋巴液进行成像。 结肠水成像:向结肠内注入水后，进行结肠人工 水造影。胃、小肠也同样可进行此项检查。 仿真内窥镜：同CT一样，利用计算机所 作的图像的后处理技术之一 MRI三维重建 MR电影成像（Magnet
15、ic Resonance cine MRC ） :对运动的脏器实施快速成像。采集脏器运动中的不 同时段（时相）的“静态”图像，再利用计算机技术 快速、连续显示。例如：关节、心脏等。 正常心脏电影（静态图） 轻看flash 功能功能MRMR成像成像( (fMRI):fMRI):从范围上有从范围上有 1 1、灌、灌注加权成像注加权成像( (Perfusion-Weighted Imaging) PWIPerfusion-Weighted Imaging) PWI 包包括括外源性外源性和和内源性内源性。 2 2、弥散弥散加权加权成像成像( (Diffusion-Weighted Imaging)DWIDiffusion-Weighted Imaging)DWI 3 3、MR
