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1、1946 发现磁共振现象 Bloch Purcell1971 发现肿瘤的T1、T2时间长 Damadian1973 做出两个充水试管MR图像 Lauterbur1974 活鼠的MR图像 Lauterbur等1976 人体胸部的MR图像 Damadian1977 初期的全身MR图像 Mallard1980 磁共振装置商品化2003 诺贝尔奖金 Lauterbur Mansfierd,时间,发生事件,作者或公司,磁共振发展史,MR成像基本原理,实现人体磁共振成像的条件:,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
2、 有一个稳定的静磁场（磁体）：常导型、永磁型、超导型。0.153.0T 梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象 信号接收装置：各种线圈 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,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,MX
3、Y,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,A,B,C,在这一过程中，产生能量,B0,Z,Z,Z,Z,Z,Y,Y,Y,Y,Y,X,X,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
4、定时间,（5）恢复到平衡状态,纵向弛豫或称自旋晶格弛豫 (T1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
5、然其中仍有少量T2弛豫成分，因是以T1 弛豫为主，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）
6、 脂肪：短T1（白）、短T2（暗灰） 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,MR检查方法,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。,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。,M
7、R造影剂 （顺磁性物质）是改变病变部位磁环境，缩短H质子的T1、T2弛豫 （但T2的缩短不如T1明显） 造影剂入血行病变组织间隙 与病变组织大分子结合T1驰豫接近脂肪或Larmor频率T1缩短强化（白），（称间接增强） 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。,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,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
8、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（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 Laby
9、rinthography) 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（Magnetic 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）, 功能MR成像(fMRI):从范围上有 1、灌注加权成像(Perfusion-Weighted Imaging) PWI 包括外
10、源性和内源性。 2、弥散加权成像(Diffusion-Weighted Imaging)DWI 3、MR波谱分析(Magnetic Resonancespectroscopy)MRS,神经元兴奋区兴奋性,兴奋区静脉血中氧和血红蛋白相对,去氧血红蛋白相对,去氧血红蛋白 的顺磁作用， 可使T2*信号,由于去氧血红蛋白的减少,神经元兴奋区信号相对,内源性PWI称血氧水平依赖法（BOLD）简单原理,外源性灌注加权成像PWI：用超快速MR扫描技术，进行造影剂跟踪，显示造影剂首次通过的组织血流灌注情况并依需要作延迟增强（常用于脑、心肌的检查）,弥散加权成像DWI：是以MR流动效应为基础的成像方法。与MRA
11、不同的是：MRA观察的是宏观的血流现象，而DWI观察的是微观的水分子流动扩散现象,脑发生缺血时,PWI先有异常,出在6小时内(超急期),此时溶栓治疗, 疗效最佳；若出现DWI异常时,则易出血；若T2WI出现病灶时,则为不可逆的。 PWI-DWI-T2WI,脑弥散加权成像（DWI）是使用一对大小相等、方向相反的扩散敏感梯度场。该梯度场对静止组织作用的总和为零，但水分子在不断扩散，受该梯度场影响而产生相位变化。梗死区域水含量增加，其早期细胞毒性水肿使水分子扩散下降，而在产生T2信号改变之前，在DWI显示出早期的脑梗死。,右侧急性轻瘫，症状4小时,T2加权像无异常,同一时间，弥散加权像（4秒）见大片
12、高信号,C-E同一时间，团注对比剂5-10秒内的灌注成像。缺血区显示对比剂到达延迟（C）。D为病变区对比剂消散延迟。E为45秒后灌注基本趋于正常,弥散张量成像(DTI),是一种描述大脑结构的新方法，是核磁共振成像(MRI)的特殊形式。 弥散张量成像便是依据水分子移动方向制图。弥散张量成像图(呈现方式与以前的图像不同)可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接，引导医疗人员进行大脑手术。它还可以揭示同中风、多发性硬化症、精神分裂症、阅读障碍有关的细微反常变化。,理解弥散成像的原理,细胞正常，水分子游动自由。,细胞毒性水肿时，较多的细胞外 液进入细胞内，使细胞内、外水 分子游动缓慢,胞,细,水,子,分,DT
13、I 的 物 理,神经束对MR机的三个轴(X,Y,Z,)的关系形成其在MR成像中的方向性,并导致与方向有关的弥散测量(各向异性),3-D弥散呈椭圆形,三个本征矢量代表其弥散方向,本征值确定其形态,本征矢量 本征值,本征值,三个本征矢量的矩阵,源于弥散方向性的张量(ADC),弓形纤维的神经束图,弓形纤维,短联合纤维束,a,胼胝体的神经束图,冠状面 (与彩色编码的FA 图融合）,横断面,矢状面,胼胝体上纵束 下纵束皮质脊髓束,多神经束的神经束图,矢状面,横断面,各神经束可随意标示为各种不同颜色,FLAIR,T2WI,T1WI C+,T1WI C-,脑膜上皮型脑膜瘤,常规MRI显示脑膜瘤的典型表现,何
14、神经束受犯？,良性脑膜瘤瘤？,较大量瘤细胞浸润？,上纵束向下移位,脑膜上皮型脑膜瘤,彩色编码的FA图,神经束成像图,彩色编码的FA图,在彩色编码的FA图和神经束成像图上显示一良性肿瘤所造成的神经束推移征，即上纵束和放射冠被推移，但仍保持原来色彩，符合脑膜瘤的诊断。显示胶元纤维所构成之肿瘤包膜 （箭）,肿瘤呈神经束推移型表现，提示瘤周无肿瘤细胞浸润，为良性肿瘤，符合脑膜瘤诊断。,放射冠,胶元纤维构成的包膜。,MR心肌灌注成像,造影剂首次通过相 造影剂延迟增强相诊断 1、正常的心肌 2、缺血的心肌 3、心肌梗死后心肌存活状况（顿抑心肌及冬眠心肌）4、死亡心肌,心肌缺血发现的敏感性和特异性：MR灌注成像：敏感性9294，特异性8796。ECT：敏感性65，特异性82,磁共振波谱（MRS）：研究人体能量代谢病生理改变。通过显示组织生化学波谱，发现病变，这种生化代谢异常更早于病理形态学异常。MRI + MRS = 诊断 ，更敏感、更早期、更特异,MRS是一种化学位移技术。均匀磁场中，同种元素的同一种原子由于其化学结构差异，拉莫尔频率也不相同，这种频率差异称化学位移 MRS实际是某种原子的化学位移分布图。横轴：化学位移，纵轴：各种具有不同化学位移原子的相对含量,
