磁共振基本原理及读片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1946,发现磁共振现象,Bloch Purcell,1971,发现肿瘤的,T1,、,T2,时间长,Damadian,1973,做出两个充水试管,MR,图像,Lauterbur,1974,活鼠的,MR,图像,Lauterbur,等,1976,人体胸部的,MR,图像,Damadian,1977,初期的全身,MR,图像,Mallard,1980,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,有一个稳定的,静磁场,（磁体）：常导型、永磁型、超导型。0.153.0,T,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,B,0,X,M,Z,M,XY,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）,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,。,MR,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 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,（,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,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,DTI,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,92,94,，特异性,87,96,。,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,MR,全身一次成像,磁 共 振 成 像,主 要 优 点 与 限 度,MR,检查的主要优点,无射线、成像参数多、直接多方位成像,不使用造影剂可进行血管或流体成像，无创性,脑、,脊髓、椎间盘检查中具有其他任何影象检查,不能取代的优势,骨关节系统显示病变敏感，软骨及软组织分辨好,MR,的生理、功能成像突破了影象学以大体病理形,为诊断依据的传统模式,数据重建技术做三维立体重建或仿真内窥镜显示,MR,检查的限度及存在的问题,某些病变定性困难,MR,成像仍相对较长（主要是限于信号采集）,运动伪影,某些部位的血管成像尚需,DSA,、,如冠脉，某些血管,性病变术前的金标准仍借助,DSA,引进和检查费用相对昂贵,禁忌症：带心脏起搏器、胰岛素泵、体内金属,假肢、眼球内金属异物，颅内动脉瘤银夹术后,时间较短者,严重不合作,者,，精神病，危重病人，幽闭恐怖症,怎样阅读常规检查的,MR,图像,1,、,熟悉图像上的常用标记：姓名、年龄、日期、左右、层厚以,及增强的标记等,2,、仔细观察每一帧图像，目的在于发现疾病或异常的征象,3,、当发现病变后，应看其病变在,T1,加权、,T2,加权上的信号特,征，是高信号低信号等信号混杂信号无信号,4,、通过不同方位图像观察，确定病变形态、数量、大小、位置,5,、观察病变邻近器官或组织结构有无异常：受压、移位（占位,效应）；扩张、增大（失空间效应）；破坏或吸收；等等,6,、增强扫描观察病变有无强化及强化程度；延迟扫描强化特点,7,、综合,MR,所见，结合临床及其他影像学检查材料作出诊断,常用术语,阴影、密度、回声、信号,增强扫描,强化,高密度、低密度、等密度、混杂密度,高信号、低信号、等信号、混杂信号,占位效应、失空间效应,窗技术,影像学中常见的名词概念的一般性了解,阴影、回声、信号,密度：,影像学术语。密度有双重含义，即物质密度与影像密度二,种。物质密度系指单位体积内的物质质量，由物质的组成,成分和空间排布情况决定。影像密度则指照片上模拟影像,的黑化程度，即对光的吸收程度,高密度、低密度、等密度、混杂密度：,影像学术语,在,CT,或,X,线检查中，以相邻结构作参照，进行兴趣区,密度的判定。传统的,X,线技术仅以肉眼作大致的分辨，而,CT,则可获得标定的密度值，即,CT,值，获得病变密度的定量,。,CT,值：,影像学术语。在,CT,扫描中，,X,线衰减系数的单位。（,CT,图像中兴趣区组织的密度单位）,层面成像的部分容积效应,占位效应与失空间效应,窗技术,肺窗,纵隔窗,平扫与增强,大家一起读片,一、颅脑正常,MR,表现,2,1,3,1.,额叶,2.,中央沟,3.,顶叶,1.,额叶,2.,半卵圆中心,3.,中央沟,4.,顶叶,1,2,3,4,1.,额叶,2.,中央沟,3.,顶叶,4.,距状裂,5.,枕叶,1,2,3,4,5,1.,前纵裂,2.,透明隔,3.,侧脑室,4.,后纵裂,1,2,3,4,1.,额叶,2.,胼胝体膝部,3.,颞叶,4.,胼胝体压部,5.,枕叶,6.,尾状核头部,7.,苍白球,8.,壳核,9.,丘脑,10.,岛叶,11.,穹窿柱,12.,室间孔,13.,内囊,14.,脉络丛,15.,视辐射,16.,上矢状窦,1,2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,13,14,10,15,16,1.,内囊前肢,2.,内囊膝部,3.,屏状核,4.,内囊后肢,5.,尾状核,6.,壳核,7.,苍白球,8.,岛叶,9.,丘脑,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.,尾状核,2.,三脑室,3.,四叠体,4.,小脑山顶,5.,前联合,6.,壳核,7.,外侧裂,8.,四叠体池,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,小脑梗塞与脑池,新鲜与陈旧脑梗塞,1,新鲜与陈旧脑梗塞,2,血管周围间隙（,Vircho-Robin spaces),脑出血,CT,脑出血,MRI,T2WI,T1WI,T2WI,2,例陈旧性血肿,（外囊区）,右侧额叶星形细胞瘤,MR,平扫及增强,右侧顶区脑膜瘤,MR,平扫及增强,垂体正常,MRI,表现,平扫,增强,垂体微腺瘤,垂体大腺瘤,右侧听神经瘤,MR,亚急性硬膜外,血肿,MRI,亚急性硬膜下,血肿,MRI,FLAIR,脑内多发性血肿,MRI,CO,中毒,MR,急性甘蔗中毒,治疗,3,个月后,脑囊虫,MR,平扫和增强、,CT,平扫表现,男,43,岁,头疼、呕吐、左侧半身不利,9,天,5,天前有高热,白细胞,2,万。,3,月,6,日,3,月,1,日,平扫,增强扫描,治疗后第,12,日,第,10,日,Chiari,畸形,(3,例）,男,70,岁，额叶萎缩,外伤后脑萎缩（脑干）,小脑萎缩,女，,6,岁，突发癫痫,男，,36,岁，左侧剧烈头疼,正常颈椎,正常胸椎,正常腰椎,椎间盘突出,椎间盘突出，颈髓损伤,脊椎关节病,黄韧带肥厚,固有性椎管狭窄,脊膜瘤,胸椎转移瘤侵犯硬膜外,多囊肝、多囊肾,祝大家学习生活愉快！,