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1、b Department of Radiology MRI The Basics b Department of Radiology 影像学发展趋势 u形态成像 功能成像 u宏观成像 分子影像 u影像诊断 介入影像 b Department of Radiology 概述 u最初称为NMR u1946年哈佛大学的Purcell和斯坦福大学 的Bloch各自独立地发现了核磁共振现象 并于1952年获得诺贝尔物理学奖 u1971年Damadian发现肿瘤的T1 T2值比 正常组织长 u1978年获得了第一幅人体NMR图像 u1980年商品MRI机开始用于临床 b Department of Rad
2、iology MRI的优点 u无放射性 u可任意方向成像 u软组织分辨率高 u无骨硬化伪影 概述 b Department of Radiology 概述 MRI的缺点 u空间分辨率低 u成像时间长 u体内有铁磁性物体者禁忌检查 u对钙化和骨皮质改变不敏感 u费用较贵 b Department of Radiology MRI组成及作用 u磁体 提供强大的静磁场 使体内质 子发生定向排列 u射频脉冲 提供电磁能量传递给低能 质子使之发生能级跃迁 使不同进动 的质子同步进动 u梯度线圈 对体内质子进行空间定位 u计算机 图象重建和后处理 b Department of Radiology 磁体
3、u超低场 0 2T u低场 0 2 0 4T u中场 0 5 1 4T u高场 1 5 3 0T u超高场 3 0T b Department of Radiology u永磁型 u常导型 u超导型 磁体 b Department of Radiology u将病人放入磁体内 u发射射频脉冲 u关闭射频脉冲 u病人发出信号 该信号被接受线 圈接收并用于图像重建 磁共振成像步骤 b Department of Radiology 磁共振成像步骤1 u把病人放入磁体内 纵向磁化 u正常情况下 质子处于杂乱无章的排 列状态 当放入强磁场中 就会发生 定向排列 u让我们仔细观察质子运动 b Depar
4、tment of Radiology 质子自旋 b Department of Radiology 选用1H的原因 u含量丰富 u灵敏度高 b Department of Radiology 纵向磁化 b Department of Radiology b Department of Radiology 进动 Procession B0 42 6MHZ T b Department of Radiology 坐标系 b Department of Radiology 坐标系 b Department of Radiology 坐标系 b Department of Radiology 纵向磁化
5、 b Department of Radiology 为何要发射射频脉冲 radio frequency RF b Department of Radiology 步骤2 施加特定频率的射频脉冲 何谓射频脉冲 施加射频脉冲后 质子会发生什么 变化 横向磁化 Transverse magnetization 为什么要发射特定频率的射频脉冲 b Department of Radiology 特定频率 b Department of Radiology 为什么RF要特定频率 b Department of Radiology RF作用1 b Department of Radiology RF作用
6、2 b Department of Radiology 射频激励 b Department of Radiology 激励 b Department of Radiology 施加RF后质子的进动 Z y X 0 1 0远大于 1 b Department of Radiology 施加RF后质子的章动 b Department of Radiology 旋转坐标系 b Department of Radiology 步骤3 关闭射频脉冲 弛豫 relaxiation 纵向弛豫 T1弛豫 纵向磁化矢量恢 复到原来大小的过程 恢复到最大值63 所 需的时间为T1时间 横向弛豫 T2弛豫 新建立起
7、来的横 向磁化矢量逐渐消失的过程 降低到最大 值37 所需的时间为T2时间 b Department of Radiology T1弛豫过程 b Department of Radiology T1弛豫过程 b Department of Radiology T2弛豫过程 b Department of Radiology T2弛豫过程 b Department of Radiology T1受什么影响 组织的成分 结构和环境 什么影响T2 外磁场的不均匀性 单个自旋间的相互作用 b Department of Radiology T2和T2 b Department of Radiology
8、 1 5T下脑组织的T1 T2和N H T1 ms T2 ms N H 白质质510670 61 灰质质760770 69 水肿肿9001260 86 CSF26501801 00 b Department of Radiology 代表性组织 液体 水 长T1 低信号 长T2 高信号 脂肪 短T1 高信号 中 等T2 中等信号 b Department of Radiology 水 液体 b Department of Radiology 脂肪 b Department of Radiology 接受到的信号 理想状态 b Department of Radiology 接受到的信号 实际状
9、态 b Department of Radiology 数据空间 b Department of Radiology TE b Department of Radiology TR b Department of Radiology T1恢复与T2衰减 b Department of Radiology 组织对比 uSI N H e TE T2 1 e TR T1 u长TR减少T1作用 u短TR增加T1作用 u短TE降低T2 作用 u长TE增加T2 作用 b Department of Radiology 短TR T1WI b Department of Radiology 长TE T2WI
10、b Department of Radiology T1WI TR TE 340 9ms b Department of Radiology T2WI TR TE 4200 98ms b Department of Radiology T1WI b Department of Radiology T2WI b Department of Radiology 步骤4 身体区域内的图象如何重建 如何选择层厚 RF带宽 梯度 信号来自何处 频率编码 梯度与相位编码梯度 b Department of Radiology 层面选择 b Department of Radiology 层面选择 b De
11、partment of Radiology 频率编码梯度 b Department of Radiology 相位编码梯度 b Department of Radiology 脉冲序列 vSE Spin echo 自旋回波 vFSE vIR Inversion recovery 反转回 复 STIR FLAIR vGRE GE gradient echo vEPI plain echo imaging b Department of Radiology SE b Department of Radiology SE b Department of Radiology b Department
12、of Radiology FSE TSE b Department of Radiology FSE TSE b Department of Radiology FSE TSE 优点 u缩短扫描时间 u减轻运动伪影 u金属伪影减轻 u对磁场均匀性要求低 b Department of Radiology IR b Department of Radiology STIR b Department of Radiology FLAIR b Department of Radiology GE GRE b Department of Radiology 优点 u提高扫描速度 u增加对出血的敏感性
13、u3D成像 uMRA GE GRE b Department of Radiology 缺点 u降低了SNR u增大了磁化率伪影 u增加了对外磁场不均匀的敏感性 u第二种化学位移效应 GE GRE b Department of Radiology EPI b Department of Radiology K空间填充方式 b Department of Radiology 优点 u扫描时间约100ms或更短 u心脏和呼吸的运动不再成为问题 u能够实现无运动伪影的图像 u可研究组织和器官的功能 EPI b Department of Radiology 临床应用 uDWI uPWI u心脏和腹
14、部的无运动伪影成像 u冠脉成像 u心脏电影成像 EPI b Department of Radiology 不同组织的 信号特征 脂肪 短T1中等T2 肌肉 稍长T1短T2 韧带 长T1短T2 骨髓 短T1等T2 血管 流空 骨皮质 长T1短T2 纤维软骨 长T1短T2 透明软骨 短T1长T2 变性 长T1长T2 水肿 长T1长T2 血肿 随Hb衍变而不 同 囊肿 随囊内容物不同 而不同 肿瘤 绝大多数长T1长 T2 脂肪瘤 黑色素瘤 例外 b Department of Radiology 流空效应 b Department of Radiology b Department of Radi
15、ology b Department of Radiology b Department of Radiology b Department of Radiology MRA uTOF法 uPC法 uCE法 b Department of Radiology b Department of Radiology MRA b Department of Radiology b Department of Radiology b Department of Radiology b Department of Radiology b Department of Radiology b Departme
16、nt of Radiology MR hydragraphy uMRCP uMRU uMRM uMR迷路成像 uMR鼻泪管成像 uMR胃肠道成像 b Department of Radiology MR hydragraphy MRCP b Department of Radiology MRU b Department of Radiology Artifact u图像处理伪影 u病人相关伪影 u射频相关伪影 u外磁场伪影 u磁化率伪影 u梯度相关伪影 u数据错误 u流动相关伪影 b Department of Radiology 运动伪影 b Department of Radiology b Department of Radiology 金属伪影 b Department of Radiology 金属伪影 b Department of Radiology 化学位移伪影 b Department of Radiology 卷折伪影 b Department of Radiology
