磁共振临床应用

,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,核磁共振的临床应用,Nuclear Magnetic Resonance Imaging,管铁军,一、开展史1.1946年美国哈佛大学purcell 斯坦福大学Bloch (各自独立地发现核磁共振现象这 在物理化学上具有重大意义)1952年此二人同时获得了诺贝尔奖 1971年Damadian发现了肿瘤组织的 T1T2值比正常组织长,1973年Lauterbur发表了两个充水试管 的第一幅核磁共振图像 1978年Mallard、Hutchison及 Lauterbur等用0.040.085 Teslar的磁共振装置取得了人体 头胸腹的核磁共振图像 1980年商品的MRI机出售，开始应用于 临床 2003年Lauterbur与Mansfierd因对MR 成像的奉献获诺贝尔奖,八十年代以来我国和世界各国一样掀起了使用,MRI,机热潮。最初,MRI,机只能设在海岛上，以后随着屏壁的进步才迁入城市。目前逐渐成熟起来,0.51.0T,的逐渐失去优势，,1.5T,的,MR,机趋于普及，,3.0T,的机器正在走向市场，今后逐渐走上小型化、快速化及多功能化。,多功能：,头、胸、腹平扫,脑血管造影、腹部血管及盆腔血管、四 肢血管造影,胰胆管造影、肾盂输尿管膀胱造影、肠 管成像,脑功能成像：弥散成像、灌注成像、波 谱分析、运动及语言中枢测定,内窥镜功能：纤支镜、血管及胆管等,骨关节成像,二、发生原理1.原理：H原子为人体内数量最多的物质，含于H2O内的H原子核内只有一个质子，它不含中子，它最不稳定，最易受外来磁场的影响而发生核磁共振现象。每个H质子均有其固定磁场，但因其方向不同而互相抵消，所以人不显磁性，如把人置于一个大磁场中那么：,2.MRI信号形成有两个过程：磁共振鼓励过程磁共振弛豫过程,A.T1弛豫时间：也叫纵向弛豫时间，又叫 自旋-晶格弛豫，是指90脉冲后，到达原纵向磁化矢量63%的时间B.T2弛豫时间：也叫横向弛豫，又叫自旋-自旋，是指横向磁化矢量衰减到其原来值37%的时间,驰豫时间：自旋质子在磁共振的射频脉冲暂停，自旋质子产生共振信号时起，到自旋质子回复到未受射频脉冲鼓励前的平状态所经历的时间。,3.,几种术语：,MR,信号：,磁矢量,Mxy,的变化，使环绕在人体周围的接收线圈产生感应电动势，这个可以放大的感应电流即,MR,信号。,加权像：,为了评判被检组织的各种参数，人们通过调节重复时间,TR,回波时间,TE,，以得到突出某个组织特征参数的图像，这种图像被称作加权像，分为,T1,加权像，,T2,加权像和质子密度加权像。,TR,时间为两个射频脉冲的间隔时间,TE,时间为回波时间，从起始,90,脉冲到回波信号之间的时间,T1,加权图像,TR1000ms TE1000ms TE50ms,质子密度加权图像,TR1000ms TE50ms,三、决定,MR,信号强度的因素,1.,组织学因素：,H,质子密度 ,H,质子运转速度 ,T,1,弛豫时间 ,T,2,弛豫时间,2.操作因素：外磁场强度与均匀性 射频脉冲序列：是指射频脉冲(RF)的组合方式，常由90RF与180RF构成。A.局部饱和序列PS B.反转回复序列IR C.自旋回波序列SE 序列定时参数 信号叠加数,四、,MRI,机构成,1.,磁体：地球磁场为,5,高斯，,1000,高斯等于,0.1Tesla,，,MRI,机常用的有,0.1Te-0.5Te-1.5Te-3.0T2.,梯度系统,3.,射频系统等,所用磁场有三种超导最好：不受室温影响，使用液氦液氮使磁体降至-273此时电阻为0，但液氦氮较贵。永磁：安装维修简单，但受温变影响大，不易调正磁场。常导：通过电流大，耗电水太多,五、,MRI,信号与临床,流空现象：心脏血管内的血液由于迅速流动，使接受了,MR,信号的氢原子核居于接收范围之外，所以测不到,MR,信号，在,T1,或,T2,加权像中均呈黑影，称之为流空效应。,1.T1短高脂肪流动慢的血液、血栓含蛋白高的液体亚急性出血,2.T1长低,脑脊液,不含蛋白液体,含铁血黄素,钙化及骨皮质,空气,血管流空,3.T2短低,DHB(去O2血红蛋白)急性脑出血,顺磁物质,含铁血黄素,钙化,空气,血流空,4.T2长高,水,脑脊液,囊肿,神经胶质增生,堵塞,慢性血肿出血第8天MHB已破入到C外,脂肪,感染,六、禁忌证及适应证,(,一,),禁忌证,1.,带心脏起搏器的病人；,2.,曾做过心脏手术并带有人工心脏瓣膜者；,3.,眼球内金属异物或内耳植金属假体者；,4.,曾做过,A,瘤手术或颅内有,A,瘤夹者，以及早孕者。,慎重对待,1.,体内有各种金属植入物者；,2.,幽闭恐惧症者；,3.,危重病人并有支持器者；,4.,癫痫病人不能保证检查期间不发作者。,(一)适应证1.中枢神经系统除急性脑出血、脑外伤及蛛网膜下腔出血外根本可取代CT多发硬化及脱髓鞘病变CT不敏感而MR很敏感脑堵塞及血栓CT需2448小时才显影而MR显 影早6小时显影脑垂体及鞍上区病变定位准确有三维成像对肿瘤MR可区分其血管及淋巴腺转移，可三 维成像对脊髓分辩率高，可看到病变全部及邻近关 系，有无空洞及先天畸形脑功能成像,2.心血管：因为有血液流空现象所以对：心腔内肿瘤、心肌堵塞、心包积液、心肌病、先心病如房室间隔缺损，室壁瘤、abstain畸形，大血管转位及升隆及腹主A瘤及其内膜破裂等都有诊断意义。3.肺癌术前检查，可看有无转移及和大血管关系纵隔障肿瘤。,4.肝脏MR检查可有三维成像对有无静脉血栓、瘤栓显影好，尤对有碘过敏者有帮助5.胰胆管造影亦即MR-CP6.肾盂排泄造影失败及对肾移植者有排斥反响者可做MRU。7.盆腔MR8.关节检查9.内窥镜检查10.结肠检查,一、水：在正常人体组织中，MR信号的80%来自于细胞内，20%源于细胞外间隙，水在细胞内外分布很广，组织水对造成MR信号奉献最大。自由水：它们处于平移，摆动和旋转运动之中，具有较高的自然运动频率，这局部水在MRI称为自由水。,结合水：如果水分子依付在运动缓慢的较大分子如蛋白质周围而构成水化层，这些水分子运动频率就有较大幅度的减小，这局部水称为结合水。,自由水T1时间较结合水T1时间长CT检查由于囊性星形细胞瘤的密度缺乏以造成与脑脊液的密度差异，难以鉴别囊性星形细胞瘤抑或单纯囊肿，而MRI检查由于囊性星形细胞瘤中囊液蛋白质较高，其T1时间短于脑脊液，所以其T1加权像较脑脊液信号略高。在阻塞性脑积水时，脑脊液相当于自由水由脑室内被强行渗漏到脑呈周围脑白质后，变为结合水，结合水在T1加权像中信号明显高于脑脊液，而在T2加权像中又低于脑脊液信号。,二、水肿：脑水肿分为三种类型，即血管源性水肿，细胞毒素水肿和间质性脑水肿。1.血管源性水肿，由于血脑屏障破坏，血浆由血管内漏出到细胞外间隙，它主要发生于脑白质中，在肿瘤、出血、堵塞、炎症及脑外伤等疾患中常见，血管源性水肿以自由水增多为主，结合水增多为辅，。,由于脑肿瘤也可使瘤本身,T1,、,T2,时间延长，所以,T1,加权像肿瘤本身及周围水肿都呈略低信号。,Gd-DTPA,不能使水肿增强。血管源性水肿呈手指状分布于脑质之中。,2.细胞毒素水肿 由于缺氧使ATP减少，钠一钾泵功能失常，Na与水进入细胞内，造成细胞肿胀，细胞外间隙减少，细胞毒素水肿常见于急性脑堵塞，使脑白质与灰质同时受累。,3.,间质脑水肿 由于脑室内压力增高，脑脊液经室管膜迁移到脑室周围的白质中并与蛋白质结合成结合水，所以,T1,加权像略高于脑脊液，,T2,加权像略低于脑脊液，脑脊液压力恢复到正常时上述间质水肿又可消失。,三、出血,1.,出血原因：外伤，变性血管病，血管畸形，肿瘤，炎症,2.,出血部位：硬膜外，硬膜下，蛛网膜下腔，脑内，脑室内,3.,脑内出血,MR,表现：血液从血管溢出,-,氧合血红蛋白,-,去氧血红蛋白,-,正铁血红蛋白,急性血肿0-2天：红细胞完整性还存在，细胞内形成较多的去氧Hb，T2加权呈血肿中心部低信号DHB顺磁效应所致。T1加权呈等信号。亚急性期初第三天T1加权信号周高中低外周形成正铁血红蛋白T2加权无高信号亚急性期中期6-8天T1加权高信号区由外周向中央增大。T2加权高信号此时细胞破裂正铁血红蛋白溢出，有明显延长T2时间的作用,亚急性期后期10-14-30天，血肿周缘出现了低信号环以T2加权明显，巨噬细胞内充满了大量含铁血素。急性期血肿不如CT敏感，但亚急期MRI较CT优越，所以亚急期血肿与CT上有时呈等密度，而在MRI像上T1及T2加权均有明显的信号变化，有时可根据信号来推断出血时间，且由于MRI显示了含铁血管素及具有流空现象的异常血管可判断出血原因。,慢性期,1,月末,-2,月末,T1,加权高,+,黑环 质子加权 高,+,黑环,T2,加权高,+,黑环,CT,低密度残腔期,A 2,月后,-1,年,T1,加权 黑腔,+,中高 质子 黑腔,+,中高,T2,加权 黑腔,+,中高,CT,低,B 1年以后 T1加权 黑腔 质子 黑腔 T2加权 黑腔偶中高 CT 低,四、造影剂Gd-DTPA：既有缩短T1又有缩短T2弛豫时间的双重作用1.Gd-DTPA特点：弛豫性强；毒性小；平安系数大；细胞外分布；不通过正常脑血屏障；迅速由肾脏排出；在人体内结构稳定；具有高溶解度。2.剂量及注射速度：0.1mmol/kg 60秒内注射完毕,3.,中枢神经系统,Gd-DTPA,主要解决了以下问题：发现平扫未显示的病变，尤其是脑内外及脊髓内外等信号的小病变；确定脑外肿瘤或是脑内肿瘤；进一步显示肿瘤内部情况，为治疗方案的拟定提供信息；鉴别水肿或病变组织；,CT,扫描异常但碘过敏不能进一步检查者；在某种程度上区分肿瘤性病变与非肿瘤性病变。,Thank you,