影像诊断MRI的临床应用

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,MRI的临床应用,中国医科大学第二临床学院,范国光 吴振华,一、磁共振现象,含奇数质子的原子核（如1,H、13C、19F、23Na）,其质子有自旋运动（,Spin）-,置于外加的强大均匀磁场（主磁场）内，原排列杂乱的原子核在磁力作用下排列成行,原子核围绕主磁场轴旋转的现象称为进动(旋进,）。,自旋和旋进是奇数质子原子核的两种特性,质子旋进无聚合性，磁化向量顺主磁场力线方向，,无切割磁力线的力-不能检测出磁场变化的信号,在外加磁场内，又加用射频脉冲,RF(,在质子共振频,率上垂直作用于磁场-净磁化移位,RF,结束后-接受磁场改变引起的电压变化。,RF,的频率如接近某元素的原子核的旋进频率,该原子被激发，并改变原子核磁轴的偏斜方向-,磁共振现象,Larmor公式,0,=rB,0,0,=进动频率,r=旋磁比 1.0T时,1,H为42.5MH,2,B,0,=外加磁场,二、弛豫时间,用特定频率的RF激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而发生磁共振现象。,停止发射RF，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（relaxationprocess），而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间,有两种弛豫时间,自旋-晶格弛豫时间（纵向弛豫时间），称T,1,自旋-自旋弛豫时间（称横向弛豫时间），称T,2,：,纵向弛豫时间：达到纵向磁化的63%，（或平衡状态63%）所需时间，也是90射频,脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到,纵向磁化激发前状态所需时间,横,向弛豫时间：,为横向矢量衰减到原来值（Mxy）37%的时间，T,2,衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与T,1,不同，它引起相位的变化。,各种不同物质的T1和T2弛豫时间不同，受磁场强度的影响,三、MRI图像特点,1、灰阶成像,人体不同器官的正常组织与病理组织的T,1,是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，T,2,也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI的成像基础。,为了评判被检组织的 各种参数，可以调节TR、TE，以得到突出某种组 织特征参数的图像，这种图像称为加权图像（WeightedImage，WI）,T1WI：主要反映,组织间T,1,特征参数,T,1,WI有利于观察解剖结构,T2WI：,主要反映组织间T,2,特征参数,T,2,WI对显示病变组织较好。,N(H)：主要反映组织的H质子密度,具有一定T,1,差别的各种组织，包括正常与病变组织，转为模拟灰度的黑白影，则可使器官及其病变成像。,MRI的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是MR信号强度,的不同或弛豫时间T,1,与T,2,的长短，而不象CT图象，灰度反映的是组织密度。,表1-1人体不同组织T,1,WI和T,2,WI上的灰度,脑白质 脑灰质 脑脊液 脂肪 骨皮质 骨髓质 脑膜,T,1,WI 白 灰 黑 白 黑 白 黑,T,2,WI 白 灰白 白 灰 黑 灰 黑,2、流空效应,心血管的血液由于流动迅速，,使发射MR信号的氢原子核离开接收范围之外，,测不到MR信号，在T,1,WI或T,2,WI,中均呈黑影,-流空效应（flowing Void）。,这一效应使心腔和血管显影，,是CT所不能比拟的。,3、三维成像,MRI可获得人体横面、冠状面、矢状面及任何方向断面的图像，有利于病变的三维定位。一般CT则难于作到直接三维显示，需采用重建的方法才能获得冠状面或矢状面图像,4、运动器官成像,采用呼吸门控（gating）和（或）呼吸补偿、心电门控和周围门控以及预饱和技术等，可以减少由于呼吸运动及血液流动所导致的呼吸伪影、血流伪影，不仅能改善心脏大血管的MR成像，还可获得其动态图象。,四、MRI检查技术,1、常用的多层面、多回波的自旋回波（spin echo，SE）技术,扫描时间参数有回波时间（echo time，TE）和脉冲重复间隔时间（repetition time，TR）。,短TR和短TE可得T,1,WI，而用长TR和长TE可得T,2,WI。时间以毫秒计。,依TE的长短，T,2,WI又可分为重、中、轻三种。,病变在不同T,2,WI中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。例如，肝血管瘤T1WI低信号，在轻、中、重度T,2,WI上高信号，且随着加重程度，信号强度递增。肝细胞癌则不同，T,1,WI呈稍低信号，在轻、中度T,2,WI呈稍高信号，而重度T2WI上又略低于中度T2WI的信号强度。,TR（ms）TE（ms）,T1WI 200800 15，30，35,T2WI 50025004000 60，70，90，120,N(H)15002500 15，25，30,SE序列扫描参数,T1WI T2WI,高信号 亚急性出血 亚急性出血 脂肪,高蛋白 水肿、CSF,脂肪 肿瘤,顺磁性物质 梗死、软化病灶,低信号 纤维组织（Ligment）骨皮质、纤维、肌肉、,肌肉、高速血流、水肿、韧带陈旧出血、高速血,骨皮质、肿瘤、CSF 流,不同序列1、2加权高低信号,2、特殊序列：为了克服MRI中SE脉冲序列成像速度慢、检查时间长这一主要缺点，近年来先后开发了,梯度回波脉冲序列,、,快速自旋回波脉冲序列,等成像技术。此外，还开发了,脂肪抑制,和,水抑制,技术，进一步增加MRI信息。,MRI另一新技术是磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）。血管中流动的血液出现流空现象。它的MR信号强度取决于流速，流动快的血液常呈低信号。因此，在流动的血液及相邻组织之间有显著的对比，从而提供了MRA的可能。应用于大、中血管病变的诊断。MRA不需穿剌血管和注入造影剂，有很好的应用前景。MRA还可用于测量血流速度和观察其特征。,其他：弥散、灌注、水成像、波谱,五、MRI常见伪影,人体体内因素形成的伪影,运动伪影,血液和脑脊液流动伪影,体外因素形成的伪影,金属伪影,静电伪影,MR系统形成的伪影,化学位移伪影,卷褶伪影,低信号伪影,六、MRI造影剂及临床应用,（一）、种类：1、顺磁性阳性造影剂。常用的有Gd-DTPA（马根维显；磁显葡胺）、Mn-DPDP等。其作用主要使T1缩短，在T1加权像上呈高信号。2、超顺磁性物质。常用的有超顺磁性氧化铁颗粒（SPIO），有AMI-25和Resovist等。其作用主要使T2缩短，在T2加权像上是低信号。,（二）、,Gd-DTP A的临床应用,Gd-DTPA,釓-二乙烯五胺乙酸,(Gadolinum-DTPA),是一种 顺磁性物质,它具有不成对的电子,当它接近共振的H质子时,能改变H 质子所,处的磁场,使T1值明显缩短,1987年,经美国FDA批准应用.,弛豫性强,毒性小,安全系数大,细胞外分布,不通过正常BBB,迅速由肾脏排出,在人体内结构稳定,具有高溶解度,1、Gd-DTP A,特 点：,2、,Gd-DTP A的适应症：1、某些肿瘤的鉴别诊断。2、确定血脑屏障是否被破坏。3、提高病变的发现率。,3、,禁忌或注意：过敏史、早期孕妇,4、,剂量:0.1mmol/kg，0.2 ml/kg 60秒内注射完,七、MRI,的优缺点,、优点：,由信号强度可以确定组织的类型（如脂肪，血液和水）,解剖结构细节显示较好；对组织结构的细微病理变化更敏感（如骨髓的浸润，脑水肿）,3.分子生物学和组织学诊断的提高:所得MR信息为组,织理化环境的改变，如T,1，,T,2,，,31,P，,23,Na的波谱,4,.形态和功能并重的诊断：心脏电影、血流速度,5,.无骨伪影,6.任意方位断层,方便解剖结构或病变的立体追踪。,7,.无损伤、无辐射,8.,MRI成像参数多，包含信息量大,MRI设备和检查费较昂贵,早、中期MRI设备扫描时间较长，为其主要缺点。,除超低磁场(0.020.04T)和近年新开发的开放式,（open style）、低场强（02T）MRI扫描机外，,一般MRI机房内不能使用监护和抢救设备，,加之MRI对病人体动敏感，易产生伪影，,不适于对急诊和危重病人进行检查。,钙化灶内不含质子，不产生MRI信号，故MRI对钙化不敏感,个别人进入扫描室可产生幽闭恐惧症（claustrophobia）,、缺点,八、临床应用:,、颅脑：,脑肿瘤,脑部炎症：脑膜炎、脑炎 TB、脓肿、囊虫、AIDS,脑血管疾病：脑梗死、出血、血管畸形,发育不全,脑变性和脑白质病：MS、豆状核变性、皮层下动脉硬化性脑病,颅脑损伤,、五官：,1.,眼眶,2.,鼻咽部,3.,口腔,、脊柱、脊髓,1.,脊柱退行性疾病：间盘,2.,脊柱炎性疾病,3.,脊柱外伤,4.椎管肿瘤：,髓内,髓外硬膜内,髓外硬膜外,5.脊柱先天畸形,脊柱神经管闭合不全,脊髓纵裂,脊髓栓系综合征,脊髓空洞症,6.脊柱术后,、纵隔、肺、胸膜,主要为纵隔疾病：淋巴腺肿大、肿瘤,、心脏：,心脏：心脏肿瘤,大血管：夹层,、乳腺：少用,、肝胆脾胰,肝：肿瘤 胆:胆道梗阻 胰腺：肿瘤,、,肾和肾上腺,肾不如CT，要增强（肌肉 脂肪 血管瘤）肾上腺：三个平面观察,、腹膜后腔肿块,腹膜后淋巴结转移 腹膜后肿瘤,、,盆腔,膀胱、前列腺、子宫、卵巢,半月板,骨坏死,（十四）、,骨髓：,骨髓替代 骨髓缺失,放疗,骨髓水肿、出血,(十一)、,骨骼、肌肉,、,关节,骨、肌肉肿瘤 炎症,九、MR禁忌症,1.精神障碍,2.手术（A夹）,3.体内异物（外伤、避孕环）,4.起搏器,十、MRI和CT的比较,所用媒介 参 数 优 点 缺 点,C T X线 X线衰减系数 快、价格低 X线照射,钙化好、软组织对比差 密度分辨率高,MRI RF T1、T2、N(H)软组织对比好 钙化看不见,（共振）FOV、TR、安全 成像时间长,TE、TI 空间分辨率高,（一）CT和MRI特征的比较,（二）中枢系统,优点 缺 点 注,C T 普及、出血敏感 矢状面困难 可三维成像,已建立诊断标准 骨伪影 灌注,脊髓直接成像难,MRI 任意方位断层 对钙化、骨病的 Gd-DTPA可鉴,组织对比度 诊断效果差 别水肿和脑瘤,（各种脑组织）无骨伪影,脊髓可显示,（三）循环系统,优 点 缺 点 注,CT 电影CT可分辨到Ms 必须用造影剂 MSCT可,单位 才能看清心脏 观察冠脉,MRI 不用造影剂可区分 缺血部位和水,心肌、心脏、大血管 肿部位鉴别困,能显示缺血部位 难承受运动负,分辨率高 荷,（四）腹部,优 点 缺 点 注,C T 已建立诊断标准 运动和空气可致伪影 内镜,钙化 只能轴位断层,动态扫描,MRI 任意方位断层 呼吸运动伪影,瘤检诊断 动态扫描慢,组织间对比度高,（肾皮质、髓质）,（五）运动系统,优 点 缺 点 注,C T 显示骨钙化 只能横断 SSD、MPR,不能直接显示 VR,关节内结构,MRI 任意方位断层 骨皮质无信号,可显示软骨、,半月板肌腱,对软组织侵犯好,测定肌肉代谢,