MR检查技术及其临床应用ppt课件

1,第一节、磁共振成像（MRI）的设备与基本原理,2,磁共振设备主要由主磁体、梯度系统、射频系统、计算机系统及其他辅助设备等构成。,3,核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR)现称为磁共振成像（MRI）是一种核物理现象。它是在1946年，美国哈佛大学Purcell和斯坦福大学Block发现物质核磁共振原理的基础上，于20世纪70年代末继CT之后，借助电子计算机和图像重建数学而发展起来的一种新型医学影像技术。直至1978年才用于临床。,4,方法：将患者检查部位摆入强的外磁场中，表面有线圈包绕，射频发射器很像一个短波发射台及发射天线，向人体发射不同的脉冲序列，人体内氢原子核相当于一台收音机接收此脉冲。瞬间关掉发射脉冲，这时人体内氢原子核则变成一个短波发射台发出磁共振信号由MR信号接收器接收。最后利用磁共振信号重建图像。,5,原子核是由质子和中子组成。核磁也就是原子核自旋在其周围产生的核磁场。并非所有的原子核自旋均能产生核磁场，只有当质子数和中子数至少有一项是奇数时，原子核自旋才能产生核磁场，我们把这种原子核叫做磁性原子核，是核磁共振成像的物质基础。,6,氢原子核仅有一个质子，没有中子，故也称氢质子，属磁性原子核，是人体中含量最高的原子，且易产生磁化，因此目前采用氢质子（1H）作为磁共振成像的唯一原子。,7,氢质子在外加静态磁场的影响下，产生磁化和进动（旋转摆动）运动，即纵向磁化（纵轴方向）。,8,氢质子在上述磁化运动的基础上，给予一定角度的射频脉冲（RF脉冲），使其激发并获取能量，这时氢质子一方面由低能进入高能，使纵向磁化减少；同时它进行同步、同速、同相位运动，产生横向磁化（水平方向）。,9,瞬间关掉射频脉冲后，氢质子便会逐渐释放出已获取的能量而恢复至原来的平衡状态（纵向磁化），此恢复的过程称为弛豫过程，所需要的时间称为弛豫时间。,10,纵向弛豫时间，简称T1：纵向磁化矢量由零恢复到原来最大值的63%所需要的时间。通常T1为300-2000ms。,11,横向弛豫时间，简称T2：横向磁化矢量由最大减小到最大值的37%所需要的时间。通常T2为30-150ms。,12,第二节、MRI检查技术,13,一、磁共振的加权成像,14,人体中各种组织的质子密度、T1值和T2值是不同的，其产生的磁共振信号强弱也是不同的。我们要辨别这些组织之间的差别，就必需重点突出这方面特性。所谓加权就是突出重点的意思。常用的加权成像有T1加权像（T1WI）、T2加权像（T2WI）、质子密度加权像（PWI）、扩散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）、磁敏感加权成像（SWI）等。,15,二、磁共振检查的脉冲序列,16,1、自旋回波脉冲序列（SE脉冲序列）：它是MR扫描最基本、最常用的脉冲序列。在该序列中通过选择不同的TR和TE可分别获得T1加权像（T1WI）、T2加权像（T2WI）和质子密度加权像（PdWI）,17,TR（激发时间或重复时间）：两个激励脉冲间的间隔时间。TR的长、短决定着能否显示出组织间T1的差别，用短TR能显示出组织间T1信号强度的差别。,18,TE（回波时间）：900脉冲与产生回波之间的时间。TE的长、短决定着能否显示出组织间T2的差别，使用长TE能显示出组织间T2信号强度的差别。,19,TR，TE与加权像的关系,20,质子密度加权像（PdWI)主要显示组织中质子密度的差别，它采用长TR和短TE来减少组织的T1和T2信号强度，而突出质子信号，质子越多，信号越强。主要用于显示血管结构。,21,SE脉冲序列又分为常规SE序列和FSE脉冲序列,22,常规SE脉冲序列的主要特点是图像质量高、用途广，适用于T1WI。T1WI主要显示组织的解剖结构，同时也是增强扫描的常规序列。,23,24,25,26,FSE脉冲序列的主要特点是扫描速度相对较快，适用于T2WI。T2WI对水肿和液体敏感，而病变组织绝大多数含有较多水分，在T2WI上显示为高信号，因而易于显示病变。,27,28,29,2、反转恢复序列（IR脉冲序列）：在90射频脉冲激励前，施加一个180反转预脉冲。从180反转预脉冲开始至90脉冲开始的时间称反转时间（TI）。,30,FLAIR（自由水抑制像）：TI：15002500ms，主要用途是在T2WI和PdWI中抑制自由流动的脑脊液，使之成为低信号，而病变组织的水为结合水不被抑制，仍为高信号。主要用于脑、脊髓等部位。,31,32,急性梗塞T2,33,急性梗塞FLAIR,34,STIR（脂肪抑制像）：TI：100200ms，主要是将高信号的脂肪组织抑制呈低信号。应用范围非常广，人体所有部位均可使用，尤其在软组织及骨关节系统应用更佳。,35,36,37,38,脂肪预饱和技术：该技术的应用与STIR相似，即高信号的脂肪组织被抑制，区别是没有TI时间，不是反转恢复序列，我们把它称为脂肪饱和像。作为腹、盆腔常规扫描序列。,39,40,41,42,3、梯度回波序列（GRE脉冲序列）：主要用于屏气下腹部单层面快速扫描、动态增强扫描、血管成像、关节病变等检查。,43,44,4、回波平面成像(EPI)：是目前成像速度最快的MR检查技术，主要用于脑功能性成像 （如弥散成像、灌注成像）心脏成像，介入MRI等。,45,46,5、MRI对比剂的应用：常用的对比剂是钆-二乙三胺五醋酸，简称Gd-DTPA。,47,原理：对比剂为顺磁性物质，其本身不显示MR信号，主要使周围质子弛豫时间缩短，T1缩短并使信号增高。,48,特点：分布全身各器官中，无特殊靶器官，停留在细胞外间隙，不通过完整血脑屏障，在器官中的浓度与该器官血供丰富程度成正比。其90%以原形从尿中排出体外。Gd-DTPA很少引起不良反应，约占1%5%。主要为胃肠道刺激症状和皮肤粘膜反应，一般无需处理。,49,方法：经静脉内注入，用量为0.1mmol/kg,少数可用到0.2mmol/kg。,50,临床应用：用于全身各部位的器官组织，也用于MRA及灌注成像等。有助于小病变的检出，脑膜病变的诊断。,51,52,53,6、MR血管造影技术（MRA）：MRA是一种无需或仅向血管内注射少量对比剂，使血管单独成像的技术。,54,MRA有两种基本方法：时间飞跃法（TOF法）：相位对比法（PC法） ： 两种方法均可通过2D或3D采集方式，首先获得许多源图像，经MIP重建而得到一幅完整的血管影像。,55,应用：能较好地显示头、颈、胸、腹以及四肢的大血管，注射一定剂量的对比剂 （Gd-DTPA）后，也能使一些小血管显示清楚。,56,57,58,59,60,61,62,7、MR电影成像技术是运用快速成像序列，使运动器官快速成像，籍以评价运动器官的运动功能，对心脏大血管等检查非常有用。,63,8、MR水成像技术：采用长TR，很长TE，获得重T2WI，突出水的信号，合用脂肪抑制技术，经MIP图像重建，使含水器官组织单独显影的技术。,64,优点：为无创性技术，无需插管，也无操作的技术等问题；安全、不用对比剂，无对比剂副反应问题；可获得多层面多方位图像；适应证广，不适于作ERCP、排泄性尿路造影，逆行肾盂造影等病人均可用此方法。,65,应用： MR胰胆管成像（MRCP），MR尿路成像（MRU），MR脊髓成像（MRM），MR内耳迷路成像，MR涎腺成像和MR输卵管成像等。,66,67,68,9、功能性MRI成像（fMRI)：指在病变尚未出现形态变化之前，利用功能变化来形成图像，以达到早期诊断为目的的检查技术。,69,弥散加权成像（Diffsion Weighted Imaging，DWI)：主要用于超急性期脑缺血性梗塞的定位、定性诊断，在缺血性脑梗塞早期，没有形态变化，MRI为阴性，但DWI可发现变化，病变组织呈明显高信号 。也可用于脑部其它病变的诊断及鉴别诊断。,70,71,弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI)：DTI是一种用于描述水分子扩散方向为特征的MRI技术。在DWI的基础上施加655个非线性方向的梯度场即可获得扩散张量图像。可显示脑白质纤维束。,72,灌注加权成像（Perfusion Weighted Imaging，PWI）：是静注高浓度Gd-DTPA进行MRI的动态成像,借以评价毛细血管床的状态与功能。主要用于肿瘤和心、脑缺血性病变的诊断。,73,脑皮质功能定位：应用血氧浓度依赖（BOLD）技术显示刺激诱发的脑局部灌注增加。用于视觉、听觉及运动区域的定位以及各种脑重要功能的精确定位，是人脑认知研究中最先进、最有希望的方法之一。,74,10、磁共振波谱分析（MRS）:是物理和化学分析方面的研究，为目前唯一无损伤检测活体器官和组织代谢、生化、化合物定量分析的技术。主要应用于脑组织代谢、变性性疾病，肿瘤的定性，前列腺增生和前列腺癌鉴别，冠状动脉狭窄与心肌缺血程度的判断等。,75,第三节、MRI图像特点,76,1、多参数成像：任何一个层面必须有T1WI和T2WI两个基本成像，在此基础上加扫相应序列成像，有助于显示正常组织与病变组织，有助于诊断及鉴别诊断。,77,2、多方位成像：MRI可获得横断面、冠状面、矢状面及任何方向断面的图像，使病变组织与周围器官组织之间的结构显示清楚，有利于病变的三维定位。,78,3、MR的图像是以不同灰度的黑白影构成,在描述时,不论在那种图像上，都用信号的高低来表示,高信号表示白影,中等信号表示灰影，低信号表示黑影。也可用T1或T2的长、短来描述，如长T1和短T2表示为低信号黑影，短T1和长T2表现为高信号白影。混杂信号表示包括上述两种或三种信号改变的影像。,79,4、流动效应:在SE序列中,由于血管内血流的快速流动,MR接收不到信号,使流空的血管腔呈黑影，称为流空现象。当然，流动血液的信号还与流动方向、流动速度以及层流和湍流等有关。在某些状态下，流动的血液也可表现为明显高信号。,80,人体正常组织在T1WI和T2WI上的灰度,81,病理组织在T1WI和T2WI上的灰度,82,第四节、MRI检查的安全要求,83,1、磁场效应动物和人体的许多结构可受磁场的影响。临床应用的MRI设备对有机体不产生任何有害作用。,84,2、磁场物理效应物质依其在磁场中的磁化特性分为顺磁性、抗磁性及铁磁性。顺磁性和抗磁性物质仅有微弱磁性，在外磁场中产生的附加磁场极弱，不发生移动，也不足以干扰磁场的均匀性，所以不会造成安全问题。但是铁磁性物质，在外磁场中，因其自身磁化并与外磁场相互作用，会对病人或医务人员造成危害，故心脏起搏器、用于中枢神经系统的止血夹及骨骼系统的金属固定物均为MRI检查的绝对禁忌。,85,3、MRI中的热效应MR检查中可能出现局部发热问题，造成病人一、二度甚至三度灼伤，这主要是人与导体间形成传导环有关。,86,4、制冷剂在超导磁体系统中所使用的制冷剂为液氮和液氦，由于停电或失超，该两种气体释放到空气中，可引起病人的冻伤乃至窒息。,87,5、妊娠目前尚无证据表明MRI对胎儿有害。基于安全的考虑，在妊娠三个月内应避免MRI检查。,88,6、心理效应110接受MRI检查病人出现幽闭恐惧感和心理问题。,89,7、其他安全问题不能将磁性推车、担架等非MR兼容性急救设备、监护仪器及呼吸器等带入检查室。,90,第五节、MRI的临床应用,91,1、中枢神经系统：包括脑和脊髓是MRI应用最早,也是最为成熟的部位，在中枢神经系统方面 MRI是目前最佳检查手段之一。,92,a、MRI对于脑干、幕下区、颅颈交界区、脑膜等病变的显示明显优于CT。,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,b、MRI对微小肿瘤，能早期发现和诊断，如垂体微腺瘤、小听神经瘤、小脑膜瘤等。MRI为多参数、多方位成像，对微小病变的反映更为敏感。,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,c、MRI对急性脑梗塞、亚急性、慢性血肿诊断价值较高。急性脑梗塞，尤其是超急性脑梗塞在DWI上呈高信号改变。出血血肿在不同时期信号改变亦不相同。,121,各期血肿MRI表现： 急性期（1天2天）：血肿在T1WI为等信号，T2WI为低信号。亚急性期（3天14天）：血肿在T1WI开始出现高信号，由周边开始，逐渐向内发展。T2WI血肿先为低信号，约68天，开始逐渐呈高信号，由周边发展至中心。慢性期（15天）：血肿呈长T1或短T1、长T2信号，在T2WI上，血肿与水肿之间出现低信号（含铁血黄素）环影。此时称为亚急性后期，或慢性期。,122,附：含氧血红蛋白氧合Hb去氧Hb正铁Hb含铁血黄素T1WI T2WI 1、急性期（02天） 无异常信号 低信号 2、亚急性早期（35天）周围高信号 低信号 3、亚急性中期（68天）高信号向中心扩大 高信号 4、亚急性后期（1014天） 高信号 高信号 （血肿周围出现低信号环（由于含铁血黄素沉着引起） 5、慢性期（15天以上）同上 ，水肿消退,123,124,125,126,127,CT 脑干出血,128,MRI 脑干出血T1,129,MRI 脑干出血T2,130,MRI 脑干出血FLAIR,131,MRI 脑干出血DWI,132,MRI 脑干出血T2 矢状,133,134,135,136,137,138,139,140,141,142,143,144,d、在脊髓外伤、脊髓炎、脊髓先天性异常、脊髓空洞症以及脊髓肿瘤等的诊断上优于其它检查。,145,146,147,148,149,150,151,152,153,154,155,156,e、MRI平扫+增强以及MRA、MRV对脑血管病变，如动脉瘤、动静脉畸形、海绵状血管瘤等的诊断具有较高价值。,157,158,159,160,161,、头颈部：的应用大大改善了眼、鼻窦、鼻咽腔以及颈部软组织病变的检出、定位、定量与定性。能很好地显示病变内部以及病变与周围组织结构的关系。,162,163,164,165,166,167,168,169,3、纵隔方面：由于纵隔内的脂肪组织、血管及气管具有良好对比，MRI易于观察纵隔、肺门的肿块与邻近血管、气管的解剖关系。还能准确显示纵隔肿瘤的部位和侵犯范围，而纵隔肿瘤在纵隔的分布具有特异性，如前纵隔肿瘤多为胸内甲状腺、畸胎瘤和胸腺瘤等；淋巴类肿瘤及纵隔囊肿多见于中纵隔；后纵隔则以神经源性肿瘤较常见。,170,171,172,173,4、腹部：MRI对肝、胆、胰、脾、肾以及肾上腺病变的诊断价值较高。在恶性肿瘤的早期诊断，肿瘤对血管的侵犯以及肿瘤的分期方面具有明显优势。在胆道、泌尿系统方面，运用MRI水成像技术更易于病变的显示和诊断。,174,175,176,177,178,179,180,181,182,183,184,185,186,187,188,189,190,191,192,193,194,195,196,197,198,199,200,201,5、盆腔：由于MRI具有较高的软组织分辨力和三维成像，能直观地显示卵巢、子宫、前列腺、精囊腺、膀胱等组织结构，有利于病变的定位、诊断及鉴别诊断。,202,203,204,205,206,207,208,209,210,211,212,213,214,6、骨关节系统：MRI已成为关节、骨髓、肌肉、肌腱、韧带等病变的影像学检查主要手段之一。对骨髓内病变，半月板损伤，骨小梁骨折，肌腱、韧带断裂以及骨关节周围软组织病变具有重要的诊断价值。,215,216,217,218,219,220,221,222,223,224,225,226,总之，由于MRI以射频脉冲作为成像的能量源，而不使用电离辐射，因而对人体安全、无创。另外MRI对脑、脊髓和软组织分辨率极佳，无骨骼伪影的干扰，能很好的显示其它检查不易发现的微小病变。但是对钙化，急性出血，肺组织和皮质骨等显示没有CT敏感。,