2023年MRI基本原理（教学课件）.ppt

一、一、MRI仪器的根本硬件构成主要由：仪器的根本硬件构成主要由：1、主磁体：产生磁场的装置，根据、主磁体：产生磁场的装置，根据主磁体产生磁场的不同分为永磁型和电主磁体产生磁场的不同分为永磁型和电磁型。电磁型主磁体分为常导磁体及超磁型。电磁型主磁体分为常导磁体及超导磁体；根据磁场的上下分为低场导磁体；根据磁场的上下分为低场2000毫毫秒秒、长长TE50毫秒毫秒 T1WI：短短TR 400-800毫毫秒秒 短短TE10-15毫秒毫秒 T2WI T1WI 如何区分如何区分T1WI、T2WI 2、看水和脂肪、看水和脂肪 T1WI：水如脑脊液、胃液、水如脑脊液、胃液、肠液、尿液呈低信肠液、尿液呈低信号黑号黑 脂肪呈很高信号很脂肪呈很高信号很白白 T2WI：水呈很高信号很白水呈很高信号很白 脂肪信号有所降低脂肪信号有所降低灰白灰白 T2WI T1WI 如何区分如何区分T1WI、T2WI 3、看其他结构、看其他结构 脑组织：脑组织：T1WI:白质比灰质信号高白质比灰质信号高 T2WI:白质比灰质信号低白质比灰质信号低 腹部：腹部：T1WI:肝脏比脾脏信号高肝脏比脾脏信号高 T2WI:肝脏比脾脏信号低肝脏比脾脏信号低 T2WI T1WI T1WI T2WI 三、三、MRI的根本技术和新技术的根本技术和新技术 常规常规MRI MRA 扩散成像扩散成像 灌注成像灌注成像 MR水成像水成像 脑功能成像脑功能成像 MRI电影电影 MR频谱分析频谱分析 介入性介入性MRI MR血管成像血管成像MRA 不用造影剂的不用造影剂的MRA常常规规MRA：适用于全身：适用于全身血管病变的显示，也可血管病变的显示，也可用于血管血液流速、流用于血管血液流速、流量分析。量分析。比照增强比照增强MRA：能提高：能提高常规常规MRA的准确性和真的准确性和真实性。适用于动脉瘤、实性。适用于动脉瘤、大血管疾病的大血管疾病的MRA检查检查。对于大血管疾病的检。对于大血管疾病的检查，比照增强查，比照增强MRA已经已经能根本取代血管造影。能根本取代血管造影。MRI扩散弥散成像 扩散加权像上扩散值高的区域表现为低信号，而扩散值低的区域表现为高信号。超早期脑缺血区域细胞毒性水肿，水分子扩散下降约50%，表现为高信号。扩散加权成像能够在缺血发作后2小时即显示缺血病灶。扩散加权成像的临床应用 DWI在临床上主要用于超急性期脑梗死的诊断和鉴别诊断。在DWI上，超急性和急性梗死脑组织表现为高信号，其显示梗死区明显早于常规T1和T2加权像。由于其他脑组织病变如多发硬化的活动病灶、局部肿瘤、血肿、脓肿等也可表现为DWI高信号，需要注意进行鉴别诊断。此外，DWI也可能用于其他脏器和组织如肝脏、肾脏、乳腺、脊髓、骨髓等，提供病变的诊断和鉴别诊断信息，但此方面的经验还不多，有待于进一步研究。灌注成像灌注成像 动态比照增强磁共振脑血流灌注成像dynamic contrast-enhanced MR perfusion -weighted imaging,简称PWI 急性脑缺血发作早期，局部脑血流灌注有下降，PWI所显示的脑组织内血流灌注明显异常区域面积常大于DWI上的异常高信号区域。DWI上的异常高信号区域多位于病灶中心，最终开展为堵塞灶，而扩大的局部既可以演变为堵塞灶的一局部，也可以逐渐缩小而且信号回复正常。、MRI水成像技术水成像技术 利用人体内的水作为天然比照剂清晰显示含水器官的解剖和病变。内耳水成像 MR延腺管造影 MR脊髓造影MRM MR胆胰管造影MRCP MR尿路造影MRU 内耳水成像内耳水成像 水成像技术的临床应用 MRCP是目前临床上最常用的水成像技术，主要适应证包括胆道结石、胆道肿瘤、胆道炎症、胰腺肿瘤、慢性胰腺炎、胆胰管变异或畸形等。MRU主要适应证有：尿路结石、肾盂肾盏肿瘤、输尿管肿瘤、膀胱肿瘤、其它原因的尿路梗阻、泌尿系变异或畸形等。MR脊髓成像主要适应证包括：椎管内肿瘤、椎管畸形、脊神经鞘袖病变、脊柱退行性病变、脊柱外伤等。MR涎腺管造影多用于腮腺导管病变的检查。MR内耳水成像借助于耳蜗及半规管内的淋巴液作为天然比照剂成像，主要用于膜迷路病变的检查。脑功能磁共振成像脑功能磁共振成像 脑功能磁共振成像是以血氧水平相关脑功能磁共振成像是以血氧水平相关Blood Oxygenation Level Dependent，即，即BOLD效应为根效应为根底的。其原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁底的。其原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁性不同。当血红蛋白不携带氧时，它是顺磁性的，其性不同。当血红蛋白不携带氧时，它是顺磁性的，其结果是影响在血管附近的磁场的均匀性，因此降低磁结果是影响在血管附近的磁场的均匀性，因此降低磁共振信号；当血红蛋白携带氧时，它是非顺磁性的，共振信号；当血红蛋白携带氧时，它是非顺磁性的，它对磁场的影响很小。因此磁共振可以用来检测血液它对磁场的影响很小。因此磁共振可以用来检测血液中的含氧浓度。中的含氧浓度。磁共振波谱分析MRS 磁共振技术主要有二大应用：磁共振成像MRI研究人体组织器官大体形态的病生理改变。磁共振波谱分析MRS研究人体能量代谢的病生理改变。二者的物理学根底都是磁共振现象。MRI比照剂 CT由于软组织分辨力较低，常需要借 助比照剂来显示病变及其特性。尽管MRI 的软组织比照明显高于CT，但有时仍需要 使用比照剂。使用MRI比照剂的目的 使用MRI比照剂的目的在于：1提高图 像的信噪比和比照噪声比，有利于病灶的 检出；2通过病灶的不同增强方式和类 型，帮助病灶定性；3提高MR血管成 像的质量；4利用组织或细胞特异性对 比剂获得特异性信息，可提高病灶检出率 和定性诊断的准确率。MRI比照剂的作用原理 传统X线造影检查和CT增强扫描是利用比照剂本身对X线 的衰减作用来到达造影增强目的。而MRI比照剂那么不同，其本身不产生信号，信号仍来源于质子，比照剂通过影 响质子的弛豫时间，间接改变组织的信号强度。某些物 质进入人体组织靠近共振质子时，能有效改变质子所处 磁场环境，影响质子的弛豫时间。能缩短质子弛豫时间 者为顺磁性物质，延长质子弛豫时间者那么为逆磁性物 质，利用这些物质对质子弛豫时间的不同影响，可选择 性增加或减低组织的信号强度，实现人为提高组织比照 度的目的。MRI比照剂的分类 按其对T1和T2弛豫的影响可将之分成T1加权和 2加权比照剂；按其增强还是减弱信号强度可将 之分为阳性和阴性比照剂；按其在体内的生物学 分布特点分为非特异性和特异性比照剂。通常对 比剂存在于细胞外间隙，主要经肾脏排泄，故又 称肾性比照剂；有些比照剂选择性分布于某些器 官和组织，不经肾脏或仅局部经肾脏去除，称非 肾性比照剂。根据不同磁特性，MRI比照剂还可分为顺磁性、超顺 磁性、铁磁性以及逆磁性4种比照剂。目前临床常用的 MRI比照剂是钆喷替酸葡甲胺GDDTPA，为离 子型非特异性细胞外液比照剂。可用于全身MR增强扫 描。其常规剂量为每千克体重0.1mmol。最大允许剂量 为每千克体重0.3mmol。GDDTPA的主要临床应用：1脑和脊髓病变2垂体腺瘤或微腺瘤检查；3 脑灌注加权成像，主要用于急性脑缺血或肿瘤等；4 进行腹部实质性脏器的动态增强扫描；5心肌灌注 及活性检查；6比照增强MRA MRI的优点和缺点与的优点和缺点与CT比较比较 重重要要提提示示 尽管尽管MRI有很多优点有很多优点，在定位诊在定位诊断方面明显优于断方面明显优于CT，在定性诊在定性诊断方面也能提供更多的信息断方面也能提供更多的信息，但但是局部病变的是局部病变的MRI信号变化仍缺信号变化仍缺乏特异性乏特异性，因而有些病变的定性因而有些病变的定性诊断仍较困难诊断仍较困难。MRI不是万能的不是万能的！MRI 与与CT是互补的是互补的！优 点 组织分辨率较组织分辨率较CT高高，可检出更多的病变可检出更多的病变 大多数病变不用造影剂就能较好显示大多数病变不用造影剂就能较好显示 不用造影剂就可较好显示血管不用造影剂就可较好显示血管 没有骨性伪影没有骨性伪影，有利于后颅窝有利于后颅窝、椎管等部位病椎管等部位病变的检查变的检查 多参数成像多参数成像，能为病变检出和鉴别诊断提供更能为病变检出和鉴别诊断提供更多信息多信息 可任意断面成像可任意断面成像，CT一般仅进行横断面成像一般仅进行横断面成像 无放射线损伤无放射线损伤 缺 点 钙化显示不及钙化显示不及CT 显示骨皮质结构较差显示骨皮质结构较差 受磁场影响受磁场影响，一般监护仪器不能进入一般监护仪器不能进入MR室室，因而不适用危重病人因而不适用危重病人 价格比较昂贵价格比较昂贵 操作较为复杂操作较为复杂 伪影较多伪影较多 MRI平安性的本卷须知 一、致冷剂平安性 超导MR成像仪一般应用液氦和液氮作为制 冷剂，当发生失超或容器受到猛烈撞击破 裂时，可能发生液氮或液氦泄漏。通常泄 漏的液氮或液氦会通过专用的管道排出，假设发生意外进入磁体室，那么可能引起室内 人员的冻伤或窒息。二、铁磁性物质的抛射 铁磁性物质被高强主磁场吸引，可高速向磁体 抛射，引起人员伤害或设备损坏。患者、家属 及医务人员在进入扫描室前，均应将所有铁磁 性物质去除。三、心脏起搏器 主磁场和射频脉冲会干扰心脏起搏器的工作，起搏器导线的诱发电流还可引起心律失常或组 织烧伤，故安装心脏起搏器者禁止进入5高斯线 范围，更不能进入MR扫描室或接受MRI检查。四、监护仪器和呼吸机 普通监护仪器和呼吸机受主磁场、梯度场及射 频脉冲的干扰，在磁体室内无法正常工作，故 被监视的患者不能接受MRI检查。但是近年来 已经有MR室专用监护仪和呼吸机问世。五、体内人工植入物 如果植入物为铁磁性物质，就不能进行MRI检 查；假设植入物由非磁性不锈钢或钛合金材料制 成，那么可以进行MRI检查。目前普遍采用的宫内节育器一般都用非铁磁性 材料如塑料或铜合金制成，可进行MRI检查。但老式节育器可产生明显的伪影，假设进行盆腔 或骶尾部的检查，必须先将节育器摘除。六、金属异物 体内有金属异物特别是眼球内铁磁性异物 者不宜进行MRI检查，以免引起伤害。如果不 明确有无体内金属异物，可先进行X线摄影检 查加以确定。七、幽闭恐惧症 有局部患者在MRI室内出现紧张、恐慌等精神 反响，甚至导致MRI检查失败。其中较为严重 的反响是幽闭恐惧症，患者不能忍受狭小的空 间，在MRI磁体内出现压抑、憋气、恐惧等严 重反响。八、妊娠 虽然MRI可用于胎儿检查，但仍有人主张妊娠3 个月以内的孕妇不宜从事MRI工作或接受MRI 检查。此外，GDDTPA等多种MRI比照剂可 通过胎盘屏障进入胎儿体内，目前也不主张对 孕妇使用MRI比照剂。MRI平安本卷须知平安本卷须知 体内有大块金属植入体的患者体内有大块金属植入体的患者如人工股骨头等如人工股骨头等应尽量防应尽量防止止MRI检查检查。外伤病人进行外伤病人进行MRI检查前因明确体内有无金属检查前因明确体内有无金属。怀孕怀孕3个月以内者不宜接受个月以内者不宜接受MRI检查或从事检查或从事MRI工作工作。危重病人一般不宜接受危重病人一般不宜接受MRI检查检查因一般监护仪器不能进入因一般监护仪器不能进入MRI室室。所有人员包括病人所有人员包括病人、家属及医务人员家属及医务人员，进入进入MR扫描室前扫描室前，应去除体表所有金属物及其他有可能影响检查及平安的物品应去除体表所有金属物及其他有可能影响检查及平安的物品，包括听诊器包括听诊器、刀片刀片、镊子镊子、血管钳血管钳、持针器持针器、钥匙钥匙、鞋钉鞋钉、皮带皮带、拉链拉链、手表手表、呼机呼机、磁卡磁卡、磁盘等磁盘等。担架担架、轮椅轮椅、氧气瓶等金属物禁止带入氧气瓶等金属物禁止带入MRI室室 检查开始后病人家属及医务人员最好不要留在检查开始后病人家属及医务人员最好不要留在MR扫描室扫描室，如特别需要留在如特别需要留在MRI室者检查期间请勿随意走动室者检查期间请勿随意走动、绝对禁止、绝对禁止进入进入MRI室及室及进行进行MRI检查的情况：检查的情况：A、装有心脏起搏器的病人；、