磁共振成像基本原理及临床应用

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1、磁共振成像基本原理磁共振成像基本原理及临床应用及临床应用Magnetic Resonance ImagingMagnetic Resonance Imaging（MRIMRI）上海浦东新区人民医院上海浦东新区人民医院赵振国赵振国 磁共振成像技术发展简史磁共振成像技术发展简史 磁共振现象发现磁共振现象发现 PurcellPurcell等等,BlochBloch等（等（1945 1945）磁共振现象引入医学界磁共振现象引入医学界 DamadianDamadian（1971 1971）;Science,171:1151-1153;Science,171:1151-1153 磁共振成像磁共振成像 La

2、uterburLauterbur（19731973）;Nature,242:190-191;Nature,242:190-191 是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像 的一种影像技术的一种影像技术第一节第一节 磁共振成像原理和设备磁共振成像原理和设备 磁共振现象与磁共振现象与MRIMRI MRI MRI设备设备第二节第二节 MRIMRI图像特点图像特点 灰阶成像灰阶成像 流空成像流空成像 三维成像三维成像 运动器官成像运动器官成像第三节第三节 MRIMRI检查技术检查技术第四节第四节 MRIMRI诊断的临床应用诊断的临床应用l含奇数质子的原子核均

3、在其自旋过程中含奇数质子的原子核均在其自旋过程中产生自旋磁动量，即磁矩以矢量描述产生自旋磁动量，即磁矩以矢量描述l核磁矩的大小是原子核的固有特性，它核磁矩的大小是原子核的固有特性，它决定决定MRIMRI信号的敏感性信号的敏感性l氢原子核只有单一质子具有最强的磁矩氢原子核只有单一质子具有最强的磁矩l氢质子在人体内分布广，数量多，氢质子在人体内分布广，数量多，MRIMRI均均选用氢为靶原子核选用氢为靶原子核核核磁共振磁共振=磁共振磁共振 NMR=MR人体组织内的人体组织内的质子存在状态质子存在状态质子的运动：进动频率质子的运动：进动频率 0=0人体质子在磁场中人体质子在磁场中共振现象共振现象90

4、射频脉冲射频脉冲o 外来射频脉冲停止后，由外来射频脉冲停止后，由M M0 0产生的横向磁产生的横向磁化矢量在晶格磁场作用下由化矢量在晶格磁场作用下由XYXY平面逐渐回平面逐渐回复到复到Z Z轴轴o 同时以射频信号的形式放出能量同时以射频信号的形式放出能量o 发出的射频信号被体外线圈接受发出的射频信号被体外线圈接受o 经计算机处理后重建成图像经计算机处理后重建成图像l驰豫：指磁化矢量恢复到平衡态的过程驰豫：指磁化矢量恢复到平衡态的过程l磁化矢量越大，磁化矢量越大，MRIMRI探测到的信号越强探测到的信号越强纵向弛预纵向弛预自旋自旋-晶格弛预晶格弛预T1弛预弛预lT1T1时间：测量纵向驰豫的时间时

5、间：测量纵向驰豫的时间l定义：纵向磁化矢量从最小恢复至平定义：纵向磁化矢量从最小恢复至平 衡态的衡态的63%63%所经历的驰豫时间所经历的驰豫时间l不同的组织不同的组织T1T1时间不同时间不同l产生产生MRMR信号强度上的差别信号强度上的差别l图像上为灰阶的差别图像上为灰阶的差别横向弛预横向弛预自旋自旋-自旋弛预自旋弛预T2弛预弛预lT2T2时间：测量横向驰豫的时间时间：测量横向驰豫的时间l定义：横向磁化矢量从由最大衰减定义：横向磁化矢量从由最大衰减 至至37%37%所经历的驰所经历的驰豫时间豫时间l不同的组织不同的组织T2T2时间不同时间不同l产生产生MRMR信号强度上的差别信号强度上的差别

6、l图像上为灰阶的差别图像上为灰阶的差别T1、T2弛预过程同时进行弛预过程同时进行MR信号信号人体正常脑组织的人体正常脑组织的T1T1、T2T2驰预时间驰预时间驰预时间驰预时间(ms)ms)脑白质脑白质 脑灰质脑灰质 脑脊液脑脊液 颅板颅板 板障板障T T1 1 780 920 3000 -260780 920 3000 -260 T T2 2 90 100 300 -8490 100 300 -84T1WI PDWI T2WIPDWI T2WI T1WI SE序列序列 FSTIR序列序列磁共振成像设备磁共振成像设备磁体磁体梯度线圈梯度线圈射频发射器射频发射器MRMR信号接受器信号接受器计算机计

7、算机图像显示和储存装置图像显示和储存装置MRIMRI图像特点图像特点灰阶成像（组织分辨率）灰阶成像（组织分辨率）流动效应（流空和流动增强）流动效应（流空和流动增强）三维成像三维成像运动器官成像运动器官成像MRIMRI图像特点图像特点主要反映组织间的信号强度主要反映组织间的信号强度T1T1加权像加权像反映组织间反映组织间T1T1的差别，有利于观察解剖结构的差别，有利于观察解剖结构T2T2加权像加权像反映组织间反映组织间T2T2的差别，显示病变组织好的差别，显示病变组织好MRIMRI成像技术成像技术采用不同的扫描序列和成像参数采用不同的扫描序列和成像参数T1T1加权像、加权像、T2T2加权像、加权

8、像、质子加权像质子加权像自旋回波（自旋回波（SESE）、）、梯度回波、平面回波等梯度回波、平面回波等自旋回波（自旋回波（SESE）：）：重复时间（重复时间（TRTR）回波时间（回波时间（TETE）加权成像加权成像 TRTR（msms）TETE（msms）T1WI T1WI 短短=500 =500 短短=30=2000 =2000 长长=60=60 PdWI PdWI 长长=2000=2000 短短=30=30 磁共振检查技术磁共振检查技术平扫（平扫（T1WIT1WI、T2WIT2WI、PDWIPDWI）增强（增强（T1WI+CT1WI+C）动态增强（动态增强（Dynamic MR+CDynam

9、ic MR+C）磁共振血管造影（磁共振血管造影（MRAMRA）：包括：包括 1.3D-TOF:1.3D-TOF:不用对比剂，时间飞跃法血管成像不用对比剂，时间飞跃法血管成像 2.CE-MRA:2.CE-MRA:对比剂法磁共振血管成像对比剂法磁共振血管成像脂肪抑制成像（脂肪抑制成像（STIR)STIR)：抑制脂肪高信号：抑制脂肪高信号水抑制成像（水抑制成像（T2 FLAIRT2 FLAIR）：如抑制如抑制CSFCSF自由水后自由水后T2WIT2WI水成像（水成像（MRCPMRCP、MRUMRU、MRMMRM）灌注成像（灌注成像（Perfusion,PWIPerfusion,PWI）弥散成像（弥散

10、成像（Diffusion,DWIDiffusion,DWI）功能成像（功能成像（function MRfunction MR）SE序列序列 FGR序列序列垂体微腺瘤垂体微腺瘤动态增强扫描动态增强扫描后交通支动脉瘤后交通支动脉瘤3D-TOF MRA3 3D-CEMRAD-CEMRA的时间分辨率（胸腹部）的时间分辨率（胸腹部）FLAIR序列序列CSFCSF自由水抑制成像自由水抑制成像磁共振胰胆管造影磁共振胰胆管造影（MRCPMRCP）3D-3D-重重T2WIT2WI（水成像）水成像）8080岁女性岁女性 发病发病6 6小时内：急性期脑梗死小时内：急性期脑梗死 T1WIT1WI未未见明显见明显异常信

11、异常信号号 T2WI T2WI 略高略高 信号信号 DWI DWI高信号高信号8080岁，女性。发病岁，女性。发病3 3天后天后 T2WIT2WI明显高信号，明显高信号，T1WIT1WI 低信号：低信号：亚急性期脑梗死亚急性期脑梗死T2WI灌注成像技术原理灌注成像技术原理PWI SS EPIPWI SS EPIDelta R2Delta R2*curve curve灌注成像临床应用灌注成像临床应用 脑神经（脑神经（SS EPISS EPI）1&2:Tumor(increased blood flow),3:Normal脑功能成像技术脑功能成像技术脑功能成像脑功能成像lFinger tappin

12、glActivate/Rest curve of 40 ms eachlGlioma patient,before surgical operationBOLD&T1WBOLD&SAS&MRA脑功能成像的临床应用脑功能成像的临床应用H=（1/2）B波谱技术波谱技术利用利用MR中的化学位中的化学位移现象来测定分子组移现象来测定分子组成及空间分布的一种成及空间分布的一种检测方法。检测方法。MRIMRI的分析与诊断的分析与诊断机器类型机器类型磁场强度磁场强度扫描技术条件扫描技术条件全面观察、建立立体定位概念全面观察、建立立体定位概念具体分析正常、异常和特殊所具体分析正常、异常和特殊所见见推测病理生理

13、状态推测病理生理状态结合临床资料作出诊断结合临床资料作出诊断仅供入门学习者参考！仅供入门学习者参考！八（2）黄馨 0227。l1月l中国进出口关税将进行部分调整。调整后，2012年进出口税目总数将由2011年的7977个增至8194个。l中国车船税法、企业劳动争议协商调解规定、身份证法、行政强制法正式生效。l1月13日至22日，首届冬季青年奥林匹克运动会将在奥地利的因斯布鲁克举行。l丹麦开始担任欧盟轮值主席国。l美国开始担任G8轮值主席国。l1月30日，欧洲理事会会议(欧盟峰会)将召开2012年第一次会议。l1月25日到29日,在瑞士达沃斯世界经济论坛(WEF)召开，全球政要、企业与媒体大亨，

14、共商解决全球问题。l联合国诞生70周年。1942年中国、美国、英国、苏联等26国代表在华盛顿签订了联合国家宣言，并第一次使用“联合国”一词。l2月月l2月月6日，英国女王伊丽莎白二世迎来登基日，英国女王伊丽莎白二世迎来登基60周年庆典。周年庆典。l2月月7日，由私人公司加利福尼亚州太空探日，由私人公司加利福尼亚州太空探索技术公司研制的索技术公司研制的“猎鹰猎鹰-9”号火箭将携带号火箭将携带“龙龙”号太空舱，进行首次飞行。号太空舱，进行首次飞行。l第第84届奥斯卡奖颁奖礼举行。届奥斯卡奖颁奖礼举行。l苹果电视机在日本大阪的夏普苹果电视机在日本大阪的夏普Gen 10 Sakai工厂开始生产，从而使

15、苹果电视机能够工厂开始生产，从而使苹果电视机能够在在2012年年中推出。年年中推出。l3月月l全国两会召开。全国两会召开。l俄罗斯总统大选。俄罗斯目前的总统是梅俄罗斯总统大选。俄罗斯目前的总统是梅德韦杰夫，总理是曾两度担任总统的普京。梅德韦杰夫，总理是曾两度担任总统的普京。梅普二人已表示，希望在下届大选中换位。普二人已表示，希望在下届大选中换位。l伊朗举行伊朗举行290席国会选举，并选出席国会选举，并选出86名名“阿亚图拉阿亚图拉”(宗教学者宗教学者)组成专家会议。组成专家会议。l阿拉伯世界领袖参加阿拉伯联盟高峰会，阿拉伯世界领袖参加阿拉伯联盟高峰会，该峰会从该峰会从2011年因年因“阿拉伯之

16、春阿拉伯之春”而延宕至今。而延宕至今。l3月月29日，金砖国家领导人在印度举行第日，金砖国家领导人在印度举行第四次峰会。四次峰会。l4月l4月15日，泰坦尼克号沉没100周年。l4月13日至15日，F1中国大奖赛上海站开赛。l朝鲜庆祝金日成诞辰100周年。l哥伦比亚在卡塔赫纳举办第6届美洲国家高峰会。l法国总统大选第一轮投票。现任总统萨科齐、法国最大在野党社会党元老弗朗索瓦奥朗德，以及极右政党“国民阵线”主席玛丽娜勒庞，被公认为是最具竞争实力的三位总统候选人ll5月l美国在芝加哥主办G8高峰会。l5月13日，2012年韩国丽水世博会开幕，闭幕时间为8月12日。l第65届法国戛纳电影节开幕。l北

17、约(NATO)在美国芝加哥举行峰会，将确定欧洲反导系统的最终框架。l6月l6月9日，2012年欧洲国家杯足球赛开幕，本届欧洲杯在波兰和乌克兰举行。l苹果iPhone庆祝5岁生日。l法国国会选举。l埃及希望在本月底前举行总统大选。l联合国在巴西里约热内卢召开联合国可持续发展大会，纪念“地球高峰会”在此举办20周年。l7月月l墨西哥举行总统、参议院和众议院选举。l印度举行总统选举。l7月1日，香港回归15周年及第四届特区政府就职。l欧盟将启动欧洲永久性救助工具欧洲稳定机制(European Stability Mechanism)，其资金规模将为5000亿欧元。l7月28日至8月12日，第三十届夏

18、季奥林匹克运动会在伦敦举行。l8月月l8月1日，中国人民解放军建军85周年。l8月15日 雷锋逝世50周年。l8月25日，中国国民党建党100周年。l美国“好奇”号火星车登陆火星表面，展开地面科学考察工作。l玛丽莲梦露逝世50周年。l美国共和党在佛罗里达周坦帕市召开全国大会。l8月29日，2012年夏季残奥会开幕。l9月月l9月8日，APEC峰会将在俄罗斯的符拉迪沃斯托克举行。l9月11日，2012年夏季达沃斯论坛将在天津举行，主题为“塑造未来经济”。l美国民主党在北卡罗来纳州夏洛特市举行全国大会，选出代表民主党的总统候选人奥巴马。l第67届联合国大会召开。l根据中国名牌产品管理办法规定，“中

19、国名牌产品”标志将走入历史。l10月月l中国共产党预计将召开第十八次全国代表大会。l世界银行与国际货币基金组织(IMF)年会在东京举行。l立陶宛国会选举。l古巴导弹危机50周年。l委内瑞拉总统大选，现任总统查韦斯面临挑战。l11月月l11月6日，美国总统选举，现任总统奥巴马将竞选连任。l现行的中华人民共和国宪法诞生30周年。l一级方程式赛车回归，这是自2007年以来在美国举行的第一次F1大奖赛，将在德州奥斯汀举行。l四年一度的单人航行不靠岸“帆迪环球航海大赛”举行。l11月26日，联合国气候变化框架公约第十八次缔约方大会(COP 18)，及其京都议定书第八次缔约方会议(CMP 8)在卡塔尔举行

20、。l12月月l12月月17日，美国第日，美国第45任总统产生。任总统产生。l12月月21日，玛雅世界末日预言日，玛雅世界末日预言2012年年12月月21日的日的黑夜降临以后，黑夜降临以后，12月月22日的黎明永远不会到来。据说，日的黎明永远不会到来。据说，NASA(美国国家航空航天局美国国家航空航天局)每天都要接到上百个垂询每天都要接到上百个垂询2012是否是是否是“世界末日世界末日“的的 。l第第67届联合国大会召开。届联合国大会召开。l全球六大洲的冠军足球队将在日本决战世俱杯。全球六大洲的冠军足球队将在日本决战世俱杯。l韩国总统选举。李明博政权将迎来最后一年，韩韩国总统选举。李明博政权将迎来最后一年，韩国宪法不允许总统连任。为防止在任期即将结束时失国宪法不允许总统连任。为防止在任期即将结束时失去政治影响力，李明博总统正努力发挥领导作用。去政治影响力，李明博总统正努力发挥领导作用。l南非执政党南非执政党“非洲国大党非洲国大党”举行五年一度的全国举行五年一度的全国大会，选出大会，选出2014年总统候选人。年总统候选人。l 结束结束