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1、磁共振成像磁共振成像（MRI） 诊断学诊断学 阳江春江医院阳江春江医院 张志军张志军 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 本次授课的重点和难点：本次授课的重点和难点： 磁共振成像基本原理磁共振成像基本原理 磁共振成像技术磁共振成像技术 磁共振成像机结构磁共振成像机结构 磁共振成像图像特点磁共振成像图像特点 磁共振成像临床应用磁共振成像临床应用MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第一节；磁共振成像基本结构第一节；磁共振成像基本结构一、磁体系统：由主磁体、梯度和射频系统组成一、磁体系统：由主磁体、梯度和射频系统组成 1 1，主磁体：使组织磁化，产生静磁场。分为：，主磁体：使组织磁化，产
2、生静磁场。分为： 常导型：由铜、铝导线制成，耗电大。常导型：由铜、铝导线制成，耗电大。 永磁型：由铝镍钴和稀土钴等制成，永磁型：由铝镍钴和稀土钴等制成， 成本低，简单，场强不高。成本低，简单，场强不高。 超导型：由铌超导型：由铌- -钛合金制成，磁场强度钛合金制成，磁场强度 高而稳定，但技术复杂，费高而稳定，但技术复杂，费 用高。用高。 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第一节；磁共振成像基本结构第一节；磁共振成像基本结构一、磁体系统：由主磁体、梯度和射频系统组成一、磁体系统：由主磁体、梯度和射频系统组成 2 2，梯度系统：梯度线圈形成的微弱梯度磁场，梯度系统：梯度线圈形成的微弱梯度磁
3、场 与主磁场重叠，产生磁场强度与主磁场重叠，产生磁场强度 上的梯度差异，用于信号的空上的梯度差异，用于信号的空 间定位。分为：间定位。分为：G GX X、G GY Y、G GZ Z MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第一节；磁共振成像基本结构第一节；磁共振成像基本结构一、磁体系统：一、磁体系统： 由主磁体、梯度和射频系统组成由主磁体、梯度和射频系统组成 3 3，射频系统：发射射频脉冲，使质子吸收，射频系统：发射射频脉冲，使质子吸收 能量并产生共振，同时又作为接受线圈，能量并产生共振，同时又作为接受线圈， 接受质子弛豫时释放的信号。接受质子弛豫时释放的信号。 MR诊断总论A 第一章第一章
4、 总总 论论 第一节；磁共振成像基本结构第一节；磁共振成像基本结构 二、谱仪系统：二、谱仪系统： 梯度场、射频脉冲的发生和控制梯度场、射频脉冲的发生和控制 MR信号的接受和控制信号的接受和控制 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第一节；磁共振成像基本结构第一节；磁共振成像基本结构 三、计算机图象处理系统：三、计算机图象处理系统： 大容量的计算机和高分辨的模大容量的计算机和高分辨的模数数 （A/D）转换器，完成数据采集、图象转换器，完成数据采集、图象 处理和图象显示。处理和图象显示。 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第一节第一节 磁共振成像基本结构磁共振成像基本结构 MR诊断总
5、论A 第一章第一章 总总 论论第二节；磁共振成像基本原理第二节；磁共振成像基本原理 定义：定义：利用人体内固有的原子核，利用人体内固有的原子核， 在外加磁场作用下产生共振现象，吸在外加磁场作用下产生共振现象，吸 收能量并释放收能量并释放MR信号，将其采集并作信号，将其采集并作 为成像源，经计算机处理，形成人体为成像源，经计算机处理，形成人体 MR图像。图像。MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论第二节；磁共振成像基本原理第二节；磁共振成像基本原理一、自然状态下的原子核（磁矩、自旋、进动）一、自然状态下的原子核（磁矩、自旋、进动）二、外加磁场（主磁场和射频磁场）后的原子二、外加磁场（主磁场和射
6、频磁场）后的原子 核（吸收能量、共振现象、核（吸收能量、共振现象、Larmor公式）公式）三、射频终止后的原子核（释放能量、产生三、射频终止后的原子核（释放能量、产生MR 信号、弛豫）信号、弛豫） 纵向弛豫（纵向弛豫（T1、自旋自旋晶格弛豫）晶格弛豫） 横向弛豫（横向弛豫（T2、自旋自旋自旋弛豫自旋弛豫）MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论第二节；磁共振成像基本原理第二节；磁共振成像基本原理 决定成像因素决定成像因素 1 组织内质子密度组织内质子密度 2 T1值值 3 T2值值 4 血液流动现象血液流动现象MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论第二节；磁共振成像基本原理第二节；磁共振成像
7、基本原理信号强度与成像因素的关系信号强度与成像因素的关系 与组织内质子密度成正比与组织内质子密度成正比 与与T1T1值成反比值成反比 与与T2T2值成正比值成正比 流动的血液在流动的血液在SESE序列上呈低或无信号序列上呈低或无信号 在在GREGRE序列上呈高信号序列上呈高信号 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术 扫描序列扫描序列一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）一、自旋回波序列（快速自旋回波序列） Spin Echo Sequence, SE（TSE，FSE） 先发射先发射90900 0 脉冲，间隔一定时间后再发脉冲，间隔一定时间后再发 射
8、射1801800 0 脉冲，再间隔相同时间采集回波信脉冲，再间隔相同时间采集回波信 号，如此反复进行，构成号，如此反复进行，构成SESE序列序列 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术 扫描序列扫描序列一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）一、自旋回波序列（快速自旋回波序列） Spin Echo Sequence, SE（Turbo SE，Fast SE） SE序列的两个重要参数：序列的两个重要参数： 重复时间重复时间（Repetition time，TR）： 两个两个90900 0 脉冲之间的间隔时间。脉冲之间的间隔时间。 回波时间回波时间（Ech
9、o time ，TE）： 90 900 0 脉冲至采集回波信号的时间。脉冲至采集回波信号的时间。MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术 扫描序列扫描序列一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）一、自旋回波序列（快速自旋回波序列） Spin Echo Sequence, SE（Turbo SE，Fast SE） 通过调整通过调整TETE、TRTR时间长短，分别可以获得时间长短，分别可以获得 反映组织反映组织T1T1值、值、T2T2值和质子密度的图象，分值和质子密度的图象，分 别称为别称为T1T1加权像、加权像、T2T2加权像、质子密度加权加权像、质子密度
10、加权像像MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术 扫描序列扫描序列一、自旋回波序列（快速自旋回波序列）一、自旋回波序列（快速自旋回波序列） Spin Echo Sequence, SE（Turbo SE，Fast SE） T T1 1加权像（加权像（ T T1 1 Weighted Imaging Weighted Imaging ，T T1 1WIWI）: : 重点显示组织重点显示组织T T1 1值的图像称为值的图像称为T T1 1WI WI 短短TR(TR500ms) TR(TR500ms) 短短TE(TE30ms)TE(TE2000ms) 长长
11、TE(TE90ms )MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列二、反转回复序列二、反转回复序列（Inversion recover, IR） 先施加一个先施加一个1801800 0射频脉冲，然后再分别施射频脉冲，然后再分别施 加加90900 0 和和1801800 0射频脉冲，如此反复多次进行，射频脉冲，如此反复多次进行， 反转回复脉冲序列（即反转回复脉冲序列（即1801800 0 90 900 0 180 1800 0 ）。）。 第一个第一个1801800 0 至至90900 0 脉冲的间隔时间称为回复脉冲的间隔时间称为回复 时间（
12、时间（Inversion timeInversion time，TITI） 90 900 0 脉冲后经脉冲后经1801800 0 脉冲至采集回波信号的时脉冲至采集回波信号的时 间称为回波时间（间称为回波时间（TETE） 两个脉冲组间隔的时间为重复时间（两个脉冲组间隔的时间为重复时间（TRTR）MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列二、反转回复序列二、反转回复序列 （Inversion recover, IR） 在在IRIR序列中，序列中，TRTR应尽量长（应尽量长（15001500msms），）， 以使每次脉冲组开始时所有质子都在以
13、使每次脉冲组开始时所有质子都在Z Z轴轴 的同一点上起跑；的同一点上起跑；TETE尽量短（尽量短（4040msms），）， 一减少一减少T2T2的干扰。的干扰。MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列二、反转回复序列二、反转回复序列 （Inversion recover, IR） TI对成像的影像：对成像的影像： 较长较长TI（400600ms，大多数组织的大多数组织的T1值）值） 获得较纯的获得较纯的T1 WIWI。短短T1组织信号强度亮。组织信号强度亮。 较短较短TI（300ms，小于多数组织的小于多数组织的T1值，又值，又称称
14、为为STIR，short TI inversion recovery） 信号强弱表现与前者相反，信号强弱表现与前者相反， 长长T1 组织呈高组织呈高信号，短信号，短T1组织呈低信号。组织呈低信号。MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列三、梯度回波序列三、梯度回波序列 （Gradient Echo, GRE） 通过施加梯度磁场，造成质子群自旋频率通过施加梯度磁场，造成质子群自旋频率 差异，丧失相位的一致性，然后再施加一个强差异，丧失相位的一致性，然后再施加一个强 度和时间一样，方向相反的梯度磁场，使分散度和时间一样，方向相反的梯度磁场
15、，使分散 的相位因重聚而又趋于一致，达到最高的回波的相位因重聚而又趋于一致，达到最高的回波 信号强度，这种利用梯度磁场小角度激励脉冲信号强度，这种利用梯度磁场小角度激励脉冲 代替代替1801800 0脉冲产生的回波称为梯度回波。脉冲产生的回波称为梯度回波。 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列三、梯度回波序列三、梯度回波序列 （Gradient Echo, GRE） 通过施加梯度磁场，造成质子群自旋频率通过施加梯度磁场，造成质子群自旋频率 差异，丧失相位的一致性，然后再施加一个强差异，丧失相位的一致性，然后再施加一个强 度和时间一
16、样，方向相反的梯度磁场，使分散度和时间一样，方向相反的梯度磁场，使分散 的相位因重聚而又趋于一致，达到最高的回波的相位因重聚而又趋于一致，达到最高的回波 信号强度，这种利用梯度磁场小角度激励脉冲信号强度，这种利用梯度磁场小角度激励脉冲 代替代替1801800 0脉冲产生的回波称为梯度回波。脉冲产生的回波称为梯度回波。 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列三、梯度回波序列三、梯度回波序列 （Gradient Echo, GRE） T1WI 短短TR（200ms）、）、短短TE（10ms） 和较大翻转角。和较大翻转角。 T2WI 长长
17、TR（200ms）、）、长长TE（10ms） 和较小翻转角。和较小翻转角。MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列四、快速成像序列四、快速成像序列 FSE（Fast Spin Echo） HASTE（Half-Fourier Acquision Single-shot Turbo Spin-echo） EPI（Echo Plannar Imaging）MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列五、脂肪抑制成像技术（五、脂肪抑制成像技术（Fat Suppression） 1 1，
18、STIRSTIR（Short TI Inversion RecoveryShort TI Inversion Recovery）由于脂肪的由于脂肪的T1T1值值 较短，通过选择较短的较短，通过选择较短的TITI，使使Z Z轴上脂肪的纵向磁矩轴上脂肪的纵向磁矩 为为0 0，因此产生的回波信号为，因此产生的回波信号为0 0，从而达到抑制脂肪，从而达到抑制脂肪信信 号目的。号目的。 2 2，ChemSatChemSat（Chemical Shift Selective PresaturationChemical Shift Selective Presaturation） 使用脂肪预饱和脉冲使用脂肪
19、预饱和脉冲90900 01801800 0 3 3，DixonDixon法法 4 4，相位位移法（，相位位移法（Phase-ShiftPhase-Shift） 5 5，综合法综合法MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列六、液体衰减反转回复序列六、液体衰减反转回复序列 （Fluid affenuated inversion recovery，FLAIR） 在在IRIR序列中，人体内自由水（如脑脊液）在序列中，人体内自由水（如脑脊液）在 180 1800 0脉冲后的特定时间内在纵向上的磁矩为脉冲后的特定时间内在纵向上的磁矩为0 0， 再
20、施加再施加90900 0脉冲序列，水不产生脉冲序列，水不产生MRMR信号，而其信号，而其他他 组织仍然产生组织仍然产生MRMR信号。信号。7 7MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列七、磁共振血管成像七、磁共振血管成像（一）血液流空现象（低信号）（一）血液流空现象（低信号） 在在SE序列中流动的血液呈现低信号序列中流动的血液呈现低信号 1 1，血管垂直与扫描层面时，血液不能同时接受，血管垂直与扫描层面时，血液不能同时接受90900 0 和和1801800 0脉冲激励，不产生回波信号。脉冲激励，不产生回波信号。 2 2，血管平行与扫描
21、层面时，流动的血液不能在同，血管平行与扫描层面时，流动的血液不能在同 一个位置接受频率编码和相位编码，不能被一个位置接受频率编码和相位编码，不能被 180 1800 0脉冲翻转产生再聚焦，从而回波时产生极脉冲翻转产生再聚焦，从而回波时产生极 弱的弱的MRMR信号。信号。MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第三节第三节 磁共振成像技术磁共振成像技术扫描序列扫描序列七、磁共振血管成像七、磁共振血管成像（二）血液流动增强现象（高信号）（二）血液流动增强现象（高信号） MRA（Magnetic resonance angiography） 1 1，时间飞越法（，时间飞越法（Time of fli
22、ghtTime of flight，TOFTOF）：）： 适合用于流动较快的血液（如大动脉）适合用于流动较快的血液（如大动脉） 3 3DTOFMRADTOFMRA 2DTOFMRA 2DTOFMRA 2 2， 相位对比法（相位对比法（Phase contrastPhase contrast，PCPC） 适合用于流动较慢的血液（如静脉）适合用于流动较慢的血液（如静脉） 3 3DTOFMRADTOFMRA 2DTOFMRA 2DTOFMRAMR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第四节第四节 组织信号特点组织信号特点 T1WI T2WI 水水 低信号低信号 高信号高信号 脂肪脂肪 高信号高信号
23、高信号高信号 软组织（脑肌肉）软组织（脑肌肉） 等信号等信号 等偏低等偏低 骨皮质骨皮质 低信号低信号 低信号低信号 骨松质骨松质 等偏高等偏高 等偏低等偏低 流动血液流动血液 SE SE 低（无）低（无） 低（无）低（无） GRE GRE（MRAMRA） 高高 高高 新鲜出血新鲜出血 等或低等或低 高高 陈旧出血陈旧出血 高高 高高 MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第五节第五节 临床应用临床应用 一：适应征一：适应征 1 中枢神经系统各种病变（炎症、肿瘤、中枢神经系统各种病变（炎症、肿瘤、 畸形、血管性病变等），优于畸形、血管性病变等），优于CT 2 五官及颈部软组织病变五官及颈部
24、软组织病变 3 纵隔及心脏大血管病变纵隔及心脏大血管病变 4 腹内实质器官及腹膜后血管病变腹内实质器官及腹膜后血管病变 5 脊柱及四肢骨关节病变脊柱及四肢骨关节病变MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论第五节第五节 临床应用临床应用 二：二： 禁忌征禁忌征 1 带有心脏起搏器者带有心脏起搏器者 2 危重患者需要抢救者危重患者需要抢救者 3 严重心肺功能不全者严重心肺功能不全者 4 体内有磁性金属异物者体内有磁性金属异物者 5 怀孕三个月以内之孕妇怀孕三个月以内之孕妇 6 幽闭恐怖症者幽闭恐怖症者MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第六节第六节 MR造影剂原理及临床应用造影剂原理及临床应
25、用 7一：一： MR造影剂的分类造影剂的分类 1 阳性造影剂：顺磁性物质（阳性造影剂：顺磁性物质（Gd-DTPA） Gd3+含含7个不成对电子，为个不成对电子，为 顺磁性很强的金属，能显著顺磁性很强的金属，能显著 缩短组织弛豫时间（尤其是缩短组织弛豫时间（尤其是 T1值）值）MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第六节第六节 MRMR造影剂原理及临床应用造影剂原理及临床应用 一：一： MR造影剂的分类造影剂的分类 2 阴性造影剂：超顺磁性和铁磁性粒子类阴性造影剂：超顺磁性和铁磁性粒子类 （Fe3O4 ，SPIO） 顺磁性远强于顺磁性远强于Gd-DTPA，造造 成磁场的不均匀，改变质子成磁场
26、的不均匀，改变质子 横向磁化的相位，缩短组织横向磁化的相位，缩短组织 的横向弛豫时间（的横向弛豫时间（T2值）值）MR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第六节第六节 MRMR造影剂原理及临床应用造影剂原理及临床应用二：二： 临床应用临床应用 1，使用方法：以，使用方法：以Gd-DTPA为例为例 剂量剂量 0.10.2mmol/kg 方式方式 静脉内快速团注，注射完后扫描静脉内快速团注，注射完后扫描 或采用压力注射器行双期动态增强或采用压力注射器行双期动态增强 扫描扫描 序列选择序列选择 T1WIMR诊断总论A 第一章第一章 总总 论论 第六节第六节 MRMR造影剂原理及临床应用造影剂原理及临床应用二：二： 临床应用临床应用 2，临床应用：，临床应用： 显示病变的血供情况显示病变的血供情况 显示肿瘤的形态结构显示肿瘤的形态结构 区别正常和异常组织区别正常和异常组织 发现平扫时未显示的微小病灶发现平扫时未显示的微小病灶 灌注成像灌注成像MR诊断总论AMR诊断总论A
