mri基本原理及讀片

1、磁共振成像,Magnetic Resonance Imaging,基本原理及讀片,主要內容,醫(yī)學影像學概況及磁共振技術的發(fā)展簡要介紹磁共振成像基本原理及概念磁共振檢查方法及臨床應用磁共振成像的主要優(yōu)點及限度如何閱讀磁共振圖像影像學檢查常見名詞概念讀片,醫(yī)學影像學的形成,1895年Röentgen發(fā)現(xiàn)X線20世紀50年代超聲Ultrasonography,USG20世紀60年代核素掃描ν-Scintigra

2、phy20世紀70年代CT X-ray Computed Tomography20世紀80年代MRI Magnetic Resonance Imaging20世紀80年代單光子發(fā)射體層成像Single photon Emission Computed Tomography,ECT20世紀90年代正電子發(fā)射體層成像Positron Emission Tomography PET20世紀70年代介入放射學interventiona

3、l radiology21世紀初出現(xiàn)PET-CT PET-MRI,X線源 體外放射源—核素 聲能 磁場 微電子技術 計算機技術,醫(yī)學影像學各種技術涉及：,當今的醫(yī)學影像學內容包括：傳統(tǒng)X線診斷學　透視 普通攝影 體層攝影 造影計算X線攝影 computed radiography，CR數(shù)字X線攝影 Digital radiography，DRX線CT Computed Tomography數(shù)字減影血管造

4、影Digital Subtraction Angiography，DSA 介入放射學 Interventional Radiology超聲成像Ultrasonic Imaging,單光子發(fā)射型計算體層攝影 Singlephoton Emission Computed Tomography，SPECT 正電子發(fā)射型計算體層攝影Positron Emission Computed Tomography, PET磁共振成像Magne

5、tic Resonance Imaging ,MRI分子影像學Molecular Imaging圖像存檔與傳輸系統(tǒng)Picture Archiving and Communication System, PACS放射學信息系統(tǒng)Radiology Information System影像科管理Quality Control, Quality Assurance,全新的醫(yī)學影像學在醫(yī)學領域的應用★ 影像診斷學： X線、C

6、T、DSA、MRI、US、ECT等?！?影像介入性治療學： DSA、超聲、CT、MR等?！?信息放射學：影像學工作管理、質控；影像的存儲與傳輸PACS存儲、傳輸遠程會診遠程放射學teleradiology,,MRI成像基本原理,實現(xiàn)人體磁共振成像的條件,人體內氫原子核作為磁共振中的靶子，它是人體內最多的物質。H核只含一個質子不含中子，最不穩(wěn)定，最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）：常導型、永磁型、超

7、導型。0.15－3.0T梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等,磁共振成像的過程,,人體內的H核子 可看作是自旋狀態(tài)下的小星球，自然狀態(tài)下， H核進動雜亂無章，磁性相互抵消,,按照單一核子進動原理,質子群在靜磁場中形成的宏觀磁化矢量M,,,,,z,M,y,x,進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向

8、），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎,,,,,,,,,,,Z,Z,Y,Y,X,B0,,X,MZ,MXY,,A:施加90°RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90°RF脈沖后的磁化矢量Mxy 并以Larmor頻率橫向施進C:90°脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面,A,B,C,在這一過程中，產(chǎn)生能量,,B0,,,,,,,,,,,Z

9、,Z,Z,Z,Z,,,,,,,,,,,,,Y,Y,Y,Y,Y,X,X,X,X,X,,90度,（3）－（5）該過程稱弛豫(relaxation)，即將能量（MRI信號）釋放出來。整個弛豫過程實際上是磁化矢量在橫軸上縮短（橫向或T2弛豫），和縱軸上延長（縱向或T1弛豫）。而人體各類組織均有特定T1、T2值，這些值之間的差異形成信號對比,（1）靜磁場中,（2）90°脈沖,（ 3）脈沖停止后,（4）停止后一定時間,（5）恢復到平衡狀態(tài)

10、,,B0,,,,,,,,,,,Z,Z,Z,Z,Z,,,,,,,,,,,,,Y,Y,Y,Y,Y,X,X,X,X,X,,90度,（3）－（5）該過程稱弛豫(relaxation)，即將能量（MRI信號）釋放出來。整個弛豫過程實際上是磁化矢量在橫軸上縮短（橫向或T2弛豫），和縱軸上延長（縱向或T1弛豫）。而人體各類組織均有特定T1、T2值，這些值之間的差異形成信號對比,（1）靜磁場中,（2）90°脈沖,（ 3）脈沖停止后,（4）停止

11、后一定時間,（5）恢復到平衡狀態(tài),,縱向弛豫或稱自旋－晶格弛豫(T1弛豫),橫向弛豫或稱自旋自旋弛豫(T2弛豫),● 人體——進入磁場——磁化——施加射頻脈沖、H核磁矩發(fā)生90。偏轉，產(chǎn) 生能量——射頻脈沖停止、弛豫過程開始，釋放所產(chǎn)生的能量（形成MR信 號）——信號接收系統(tǒng)——計算機系統(tǒng)● 在弛豫過程中，即釋放能量（形成MR信號），涉及到2個時間常數(shù)：縱向 弛豫時間常數(shù)—T1；橫向弛豫時間常數(shù)—T2● 加權（

12、weighted ）的概念：MR成像過程中，T1、T2弛豫二者同時存在， 只是在某一時間內所占的比重不同。如果選擇突出縱向（T1）弛豫特征的 掃描參數(shù)（脈沖重復時間和回波時間，以毫秒計）用來采集圖像，即可得 到以 T1弛豫為主的圖像，當然其中仍有少量T2弛豫成分，因是以T1 弛豫 為主，故稱為T1加權像（weighted Imaging WI）。如果選擇突出橫向 （T2）弛豫特征的掃描參數(shù)采集圖像………

13、 加權或稱權重，有側重、為主的意思● 因為人體各種組織如肌肉、脂肪、體液等，各自都具有不同的T1和T2弛豫 時間值，所以形成的信號強度各異，因此可得到黑白不同灰度的圖像,磁共振常規(guī)檢查圖像的特點,層面成像、成像參數(shù)多、任意多方位直接成像、血管流空效應,,,,,人 體 不 同 組 織 的 MR 信 號 特 點,黑白灰度對比：X光片、CT均以密度高低為特征 MR圖象是以信號高低/強弱為特征水：

14、 長T1（黑）、長T2（白） 骨皮質、完全性的鈣化：黑（無信號）脂肪：短T1（白）、短T2（暗灰） 血流：常規(guī)掃描為流空（黑）肌肉：長T1（黑）、短T2（黑） 大多數(shù)腫瘤：長T1、長T2 黑色素瘤：短T1、短T2,,,,,磁 共 振 成像 檢 查 方 法,MR檢查方法,普通檢查：采用不同脈沖序列、不同方位，對病變部位進行掃描（包括脂肪或水

15、抑制）。,FS,FLAIR（Fluid Attenuated Inversion Recovery) 抑制水的重度T2加權像,也稱黑水技術。即抑制自由水，如腦脊液，對鄰近腦脊液病變的顯示更有利。,增強檢查：靜脈內注射造影劑進行掃描，用于鑒別診斷等。MR所用造影劑與CT的造影劑不同，除不是碘劑不存在過敏之外，其作用的原理也不同。,MR造影劑 （順磁性物質）是改變病變部位磁環(huán)境，縮短H質子的T1、T2弛豫 （但T2的縮短不如T1明顯）

16、 造影劑入血行——病變組織間隙—— 與病變組織大分子結合——T1馳豫接近脂肪或Larmor頻率———T1縮短——強化（白），（稱間接增強） 影響因素：病變區(qū)的血流；灌注；血腦屏障。與血液內的藥濃度不絕對成正比，達一定濃度后不起作用。,直接提高病變區(qū)X線衰減值（稱直接增強）,,,CT造影劑 （碘制劑）,血管豐富程度 血流灌注如何 血液內碘濃度高低

17、 血腦屏障完整與否,,特殊檢查：,,? 血管成像（Magnetic Resonance Angiography MRA）利用流動的血液進行血流的直接成像 可用于動脈或靜脈的檢查，若同時使用造影劑，稱增強血管成像（CE-MRA)。 血管成像用于血管畸形、動脈瘤、血管狹窄或閉塞。但目前仍不能代替DSA。 特點：簡便、無創(chuàng)傷,,,,? 水成像,膽道成像（Magnetic Resonance Cholangio-pan

18、creatography ）MRCP 不使用造影劑，利用膽汁（水）進行成像。用于膽道梗阻檢查。,,,,尿路成像（Magnetic Resonance Urography）MRU 不使用造影劑，利用尿液進行成像。,,硬膜囊成像（Magnetic Resonance Myelography）MRM 不使用造影劑，利用腦脊液進行成像。,內耳膜迷路成像（Magnetic Resonance Labyrinthography) MRL 不使用造

19、影劑利用迷路內的淋巴液進行成像。,結腸水成像:向結腸內注入水后，進行結腸人工水造影。胃、小腸也同樣可進行此項檢查。,? 仿真內窺鏡：同CT一樣，利用計算機所作的圖像的后處理技術之一,? MRI三維重建,,? MR電影成像（Magnetic Resonance cine MRC ）:對運動的臟器實施快速成像。采集臟器運動中的不同時段（時相）的“靜態(tài)”圖像，再利用計算機技術快速、連續(xù)顯示。例如：關節(jié)、心臟等。,正常心臟電影（靜態(tài)圖）,,動

20、畫,輕看flash,? 功能MR成像(fMRI):從范圍上有 1、灌注加權成像(Perfusion-Weighted Imaging) PWI包括外源性和內源性。2、彌散加權成像(Diffusion-Weighted Imaging)DWI 3、MR波譜分析(Magnetic Resonancespectroscopy)MRS,,神經(jīng)元興奮區(qū)興奮性,,,興奮區(qū)靜脈血中氧和血紅蛋白相對,,去氧血紅蛋白相對,,,去氧血紅蛋白的順磁

21、作用，可使T2*信號,,,由于去氧血紅蛋白的減少,,神經(jīng)元興奮區(qū)信號相對,,內源性PWI稱血氧水平依賴法（BOLD）簡單原理,外源性灌注加權成像PWI：用超快速MR掃描技術，進行造影劑跟蹤，顯示造影劑首次通過的組織血流灌注情況并依需要作延遲增強（常用于腦、心肌的檢查）,彌散加權成像DWI：是以MR流動效應為基礎的成像方法。與MRA不同的是：MRA觀察的是宏觀的血流現(xiàn)象，而DWI觀察的是微觀的水分子流動擴散現(xiàn)象,腦發(fā)生缺血時,PWI先有

22、異常,出在6小時內(超急期),此時溶栓治療, 療效最佳；若出現(xiàn)DWI異常時,則易出血；若T2WI出現(xiàn)病灶時,則為不可逆的。 PWI-DWI-T2WI,腦彌散加權成像（DWI）是使用一對大小相等、方向相反的擴散敏感梯度場。該梯度場對靜止組織作用的總和為零，但水分子在不斷擴散，受該梯度場影響而產(chǎn)生相位變化。梗死區(qū)域水含量增加，其早期細胞毒性水腫使水分子擴散下降，而在產(chǎn)生T2信號改變之前，在DWI顯示出早期的腦梗死。,,,,,,右側急性輕癱，

23、癥狀4小時,T2加權像無異常,同一時間，彌散加權像（4秒）見大片高信號,C-E同一時間，團注對比劑5-10秒內的灌注成像。缺血區(qū)顯示對比劑到達延遲（C）。D為病變區(qū)對比劑消散延遲。E為45秒后灌注基本趨于正常,理解彌散成像的原理,細胞正常，水分子游動自由。,細胞毒性水腫時，較多的細胞外液進入細胞內，使細胞內、外水分子游動緩慢,胞,,,,細,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

24、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,水,,,子,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分,,DTI 的 物 理,神經(jīng)束對MR

25、機的三個軸(X,Y,Z,)的關系形成其在MR成像中的方向性,并導致與方向有關的彌散測量(各向異性),3-D彌散呈橢圓形,三個本征矢量代表其彌散方向,本征值確定其形態(tài),本征矢量 本征值,本征值,三個本征矢量的矩陣,源于彌散方向性的張量(ADC’),,,,弓形纖維的神經(jīng)束圖,弓形纖維,短聯(lián)合纖維束,,,a,胼胝體的神經(jīng)束圖,冠狀面 (與彩色編碼的FA 圖融合）,橫斷面,矢狀面,,胼胝體上縱束下縱束皮質脊髓束,,,,,,,,,多

26、神經(jīng)束的神經(jīng)束圖,矢狀面,橫斷面,各神經(jīng)束可隨意標示為各種不同顏色,FLAIR,T2WI,T1WI C+,T1WI C-,腦膜上皮型腦膜瘤,常規(guī)MRI顯示腦膜瘤的典型表現(xiàn),何神經(jīng)束受犯？,良性腦膜瘤瘤？,較大量瘤細胞浸潤？,,,,上縱束向下移位,,腦膜上皮型腦膜瘤,彩色編碼的FA圖,神經(jīng)束成像圖,彩色編碼的FA圖,在彩色編碼的FA圖和神經(jīng)束成像圖上顯示一良性腫瘤所造成的神經(jīng)束推移征，即上縱束和放射冠被推移，但仍保持原來色彩，符合腦膜瘤的

27、診斷。顯示膠元纖維所構成之腫瘤包膜 （箭）,腫瘤呈神經(jīng)束推移型表現(xiàn)，提示瘤周無腫瘤細胞浸潤，為良性腫瘤，符合腦膜瘤診斷。,,放射冠,,,,膠元纖維構成的包膜。,,MR心肌灌注成像,造影劑首次通過相造影劑延遲增強相診斷 1、正常的心肌 2、缺血的心肌 3、心肌梗死后心肌存活狀況（頓抑心肌及冬眠心肌） 4、死亡心肌,心肌缺血發(fā)現(xiàn)的敏感性和特異性：MR灌注成像：敏感性92％－94％，特異性87％－96％。ECT：敏

28、感性65％，特異性82％,磁共振波譜（MRS）：研究人體能量代謝病生理改變。通過顯示組織生化學波譜，發(fā)現(xiàn)病變，這種生化代謝異常更早于病理形態(tài)學異常。MRI + MRS = 診斷 ，更敏感、更早期、更特異,MRS是一種化學位移技術。均勻磁場中，同種元素的同一種原子由于其化學結構差異，拉莫爾頻率也不相同，這種頻率差異稱化學位移 MRS實際是某種原子的化學位移分布圖。橫軸：化學位移，縱軸：各種具有不同化學位移原子的相對含量,MR全身

29、一次成像,水知道：答 案,磁 共 振 成 像 主 要 優(yōu) 點 與 限 度,MR檢查的主要優(yōu)點,? 無射線、成像參數(shù)多、直接多方位成像? 不使用造影劑可進行血管或流體成像，無創(chuàng)性? 腦、脊髓、椎間盤檢查中具有其他任何影象檢查 不能取代的優(yōu)勢? 骨關節(jié)系統(tǒng)顯示病變敏感，軟骨及軟組織分辨好? MR的生理、功能成像突破了影象學以大體病理形 為診斷依據(jù)的傳統(tǒng)模式? 數(shù)據(jù)重建技術做三維立體重建或仿真內窺鏡顯示,MR檢查的限度及

30、存在的問題,? 某些病變定性困難? MR成像仍相對較長（主要是限于信號采集）? 運動偽影? 某些部位的血管成像尚需DSA、如冠脈，某些血管 性病變術前的金標準仍借助DSA? 引進和檢查費用相對昂貴? 禁忌癥：帶心臟起搏器、胰島素泵、體內金屬 假肢、眼球內金屬異物，顱內動脈瘤銀夾術后 時間較短者? 嚴重不合作者，精神病，危重病人，幽閉恐怖癥,怎樣閱讀常規(guī)檢查的MR圖像,1、熟悉圖像上的常用標記：姓名、年齡、日

31、期、左右、層厚以 及增強的標記等2、仔細觀察每一幀圖像，目的在于發(fā)現(xiàn)疾病或異常的征象3、當發(fā)現(xiàn)病變后，應看其病變在T1加權、T2加權上的信號特 征，是高信號／低信號／等信號／混雜信號／無信號4、通過不同方位圖像觀察，確定病變形態(tài)、數(shù)量、大小、位置5、觀察病變鄰近器官或組織結構有無異常：受壓、移位（占位 效應）；擴張、增大（失空間效應）；破壞或吸收；等等6、增強掃描觀察病變有無強化及強化程度；延遲掃描強化特點7

32、、綜合MR所見，結合臨床及其他影像學檢查材料作出診斷,常用術語? 陰影、密度、回聲、信號? 增強掃描? 強化? 高密度、低密度、等密度、混雜密度? 高信號、低信號、等信號、混雜信號? 占位效應、失空間效應? 窗技術,影像學中常見的名詞概念的一般性了解陰影、回聲、信號密度：影像學術語。密度有雙重含義，即物質密度與影像密度二 種。物質密度系指單位體積內的物質質量，由物質的組成

33、 成分和空間排布情況決定。影像密度則指照片上模擬影像 的黑化程度，即對光的吸收程度高密度、低密度、等密度、混雜密度：影像學術語 在CT或X線檢查中，以相鄰結構作參照，進行興趣區(qū) 密度的判定。傳統(tǒng)的X線技術僅以肉眼作大致的分辨，而 CT則可獲得標定的密度值，即CT值，獲得病變密度的定量。CT值：影像學術語。在CT掃描

34、中，X線衰減系數(shù)的單位。（CT 圖像中興趣區(qū)組織的密度單位）,窗技術：影像學術語。包括窗位（窗中心）、窗寬 數(shù)字成像使用的后處理技術。人眼密度分辨能力僅16－20個灰階，不能同時區(qū)分數(shù)字影像全灰階（如CT有2000個灰階）。若在數(shù)字化影像上以某一灰階為中心點，使該中心上、下一定范圍內的灰階作選擇性顯示（獲得病變區(qū)最適宜肉眼觀察的灰度對比），該

35、中心即為窗位處理（window level processing） 同理，僅選擇性顯示某一定范圍的部分灰階，而該范圍之上、下的灰階則均從圖像上刪除（全“白”或 “黑”），這稱為窗寬處理（window width processing）。這猶如在一面很寬的墻面上開窗，使觀者只能透過開的窗子觀察到限定范圍的窗外景物，但看不到窗子允許觀察的視野以外的景物 窗技術并不改變原始圖像信息，是回顧性實施的，可以任意

36、設置、重復和調整,,,,,,,,,,,,,,,0,4095,0,-1000,+1000,2000,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,全白,全黑,,空氣,水,骨,脂肪,軟組織,MR,CT,增強掃描（增強檢查）：影像學術語 在CT或MR檢查中，當普通掃描（平掃）不能滿足診斷時，采取向靜脈內注入對比劑，利用對比劑在不同組織內的分布差異，使組織

37、間的密度或信號強度差別增大。這種方法稱增強檢查。一般以平掃為基礎強化：影像學術語 在CT或MR的增強檢查中,通過靜脈內注射對比劑，使組織的密度增高或信號增強的這種變化稱為強化 無論CT或MR，在增強檢查中，一些正常的組織結構可以出現(xiàn)強化，稱生理性強化；凡正常時不應出現(xiàn)強化的組織結構出現(xiàn)強化則稱病理性強化，或異常強化 病變出現(xiàn)強化時，一定程度上反映病變的血供情況、血流灌注特點以及血腦屏障的完整程度，對判斷病變

38、的性質有幫助,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,層面成像的部分容積效應,,,占位效應與失空間效應,,,,窗技術,肺窗,縱隔窗,,,,,,平掃與增強,大家一起讀片,一、顱腦正常MR表現(xiàn),M,1y,,,,,,,小腦梗塞與腦池,,,,新鮮與陳舊腦梗塞 1,新鮮與陳舊腦梗塞 2,,血管周圍間隙（Vircho-Robin spaces),外傷性,血腫破入蛛網(wǎng)膜下腔,中線移位,腦出血破入腦室（腦室鑄型）,腦出血 CT,腦出血 MRI

39、,T2WI,T1WI,T2WI,,,,2例陳舊性血腫（外囊區(qū)）,,,,,右側額葉星形細胞瘤 MR平掃及增強,,,,右側頂區(qū)腦膜瘤 MR平掃及增強,垂體正常平片,垂體瘤平片,垂體正常MRI表現(xiàn),,,,,平掃,增強,垂體微腺瘤,垂體大腺瘤,,右側聽神經(jīng)瘤MR,亞急性硬膜外 血腫MRI,亞急性硬膜下 血腫MRI,FLAIR,腦內多發(fā)性血腫MRI,,,,,,,CO中毒MR,,,,,,,急性甘蔗中毒,治療3個月后,,

40、,,,,,腦囊蟲MR平掃和增強、CT平掃表現(xiàn),,男,43歲,頭疼、嘔吐、左側半身不利9天,5天前有高熱,白細胞2萬。,3月－6日,3月－1日,平掃,增強掃描,治療后第12日,第10日,Chiari’畸形(3例）,,,,,男70歲，額葉萎縮,,,,,,外傷后腦萎縮（腦干）,小腦萎縮,女，6歲，突發(fā)癲癇,男，36歲，左側劇烈頭疼,,,,正常頸椎,,正常胸椎,,,正常腰椎,椎間盤突出,椎間盤突出，頸髓損傷,脊椎關節(jié)病,,,,,黃韌帶肥厚,固有

41、性椎管狹窄,脊膜瘤,胸椎轉移瘤侵犯硬膜外,左下肺癌,小細胞肺癌,正常心臟電影（靜態(tài)圖）,MRI T2WI,,MRI T1WI,MRCP（MR膽胰管水成像）,正常胰腺MRI表現(xiàn),增強掃描,T2,T1,肝囊腫,肝囊腫,膽囊頸部及膽總管結石,肝癌,左腎癌,平掃,增強,女，9歲，血尿。,Wilms氏瘤,,,,男，51，無自覺癥狀，超聲發(fā)現(xiàn)雙側腎上腺占位病變。,,,,右側腎上腺嗜鉻細胞瘤,男，4歲。左側腎上腺神經(jīng)母細胞瘤,多囊肝、多囊腎,,