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磁共振成像技术 在临床医学中的应用,医学影像学,B超 核医学常规X线 CT MRI,放射科,介绍内容, 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)概念及发展历史过程简介 磁共振成像(MRI)基本原理及设备 MRI临床检查基本技术及临床应用,(核)磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)是一种核物理现象,是由美国斯坦福大学Bloch和哈佛大学Purcell在1946年分别在两地同时发现的,因此两人获得了1952年诺贝尔物理学奖 二十世纪50年代,NMR已成为研究物质分子结构的一种重要的化学分析技术 二十世纪60年代,人们开始用它进行生物组织化学分析,检测动物体内氢、磷和氮等的NMR信号, 二十世纪70年代,NMR技术才与医学诊断联系起来 1976年Hinshaw首先实现了人体手部成像,并于1980年推出世界上首台NMR成像商品机。1980年初NMR应用于临床以来,为了与放射性核素检查区别开来,改称为,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI),14位因对核磁共振的杰出贡献而获得诺贝尔奖科学家,1944年 I.Rabi1952年 F.Block1952年 E.M.Purcell1955年 W.E.Lamb1955年 P.Kusch1964年 C.H.Townes1966年 A.Kastler1977年 J.H.Van Vleck1981年 N.Bloembergen1983年 H.Taube1989年 N.F.Ramsey1991年 R.R.Ernst2003年 P.C. Lauterbur, P. Mansfield,MRI,NMR,磁共振成像基本原理,目前MRI多用氢核或质子来成像,人体内含有大量的氢核,成像效果好。每个氢质子均是一个小磁体,呈杂乱无章地排列。当加上外加磁场后呈有序排列,平行于外加磁场方向的质子处于低能态,反平行于外加磁场方向的质子呈高能态。,共振:当射频脉冲与质子进动频率频率相同时,就可把能量传给质子,使其由低能态变为高能态,即为共振。质子进动频率由Larmor方程计算出:,纵向驰豫时间-T1,横向驰豫时间-T2,*,*,磁共振成像(MRI),MRI通过磁共振信号的变化反应信息,人体不同器官的正常组织与病理组织的 T1和T2是相对恒定的,而且它们之间有一定的差别 这种组织间驰豫时间上的差别,形成MR信号强度的不同,是MRI成像基础,磁共振成像(MRI)的定义,MRI 是通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲,使人体组织中的氢质子受到激励而发生磁共振现象;当终止射频脉冲后,质子在弛豫过程中感应出MRI信号;经过对MRI信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程,即产生MRI图像。 MRI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,颅脑正常的MRI信号,T1WI,T2WI,蛛网膜囊肿(arachnoid cyst),脑实质异常信号与常见疾病,T1WI,T2WI,T1WI:低信号;T2WI:高信号,T1WI:高信号;T2WI:低信号,亚急性早期出血,T1WI:低信号;T2WI:低信号,动静脉畸形 (Arteriovenous malformation, AVM),脑实质异常信号与常见疾病,T1WI:高信号;T2WI:高信号,脑硬膜下出血 (subdural hemorrhage),T1WI,T2WI,室管膜瘤 (ependymoma),混杂信号,T1WI,T2WI,+C T1WI,常用磁共振成像技术参数,多参数成像,磁共振成像特点,多方位成像,横断位-Axial,矢状位-Sag,冠状位-Cor,小脑扁桃体下疝畸形 (Chari畸形),磁共振成像特点,多方位成像,正常头颅横断面标准层面结构,颅底层面,T1WI,T2WI,对后颅窝显示更优,medulla,cerebellum,auditory nerve,磁共振成像特点,T2WI,T1WI,anterior horn of lateral ventricle,caudate head,lenticular nucleus,dorsal thalamus,posterior horn of lateral ventricle,MRI组织分辨率高脑深部核团更加清楚,基底节区层面,磁共振成像(MRI),优势: 组织分辨率高 任意平面成像 多种参数、序列成像,缺点: 扫描时间偏长? MRI对钙化不敏感 个别患者有幽闭恐惧症, MRI检查有禁忌症 设备和检查费较昂贵, MRI国内尚未普及?,无射线,MRI设备,根据主磁体的结构永磁体和超导磁体 MRI信号的产生、探测和编码主磁体、梯度线圈、射频发射器和MR信号接收器 数据处理、图像重建、显示与存储模拟转换器、计算机、磁盘、存储设备,永磁体系统,超导磁体系统,超导磁共振成像系统日常维护成本昂贵,液氦装置,永磁型磁共振成像系统的整体布局,操作台,胶片打印机,电气设备柜,妊娠早期妇女 高危病人 意识不清的患者 幽闭恐惧症患者 体内有心脏起搏器、除颤器、动脉夹、支架等电磁性生命支持设备的患者 受检部位疑有金属物质的患者 高热病人,或者散热有困难的病人,下列人群不适宜MRI检查,MRI临床检查基本技术及应用,MRI临床检查基本技术及应用,脑实质异常信号与常见疾病,T1WI:高信号;T2WI:高信号,四叠体池脂肪瘤,T1WI,T2WI,FS T1WI,MRI临床检查基本技术及应用,目的:,了解病灶血供情况;区别肿瘤和瘤周水肿;显示平扫未发现病灶;有利诊断和鉴别诊断,脑病变增强后强化程度,T1WI,Sig T1WI,T2WI,+C T1WI,明显强化,室管膜瘤 (ependymoma),脑实质异常信号与常见疾病,胶质瘤IV级,混杂信号,T1WI,T2WI,+C T1WI,脑实质异常信号与常见疾病,脑转移瘤 (Metastasitic tumor),T1WI:低信号;T2WI:高信号,T1WI,T2WI,+C T1WI,四、弥散加权磁共振成像(DWI),当温度高于绝对零度时,所有分子均具 有Brownian运动 弥散所指为分子的随机运动(Brownian Motion) DWI MRI提供的图像对比所表达者为机 体各种组织内水分子的弥散相对速度,MRI临床检查基本技术及应用,对急性缺血性脑卒中的诊断DWI可提供其独有的信息,对颅内其他疾病,包括肿瘤、感染、外伤、出血和脱髓鞘疾病等也均能提供有助诊断的信息,弥散加权磁共振成像(DWI),80岁女性 发病6小时内,T1WI,T2WI,DWI,DWI,ADC,五、磁共振血管成像 (magnetic resonance angiography,MRA), 时间飞越法(TOF) 相位对比法(Phase contrast) 对比增强法(Contrast enhancement),MRI临床检查基本技术及应用,动脉瘤(aneurysm),DSA,MRA,六、水成像,MRI临床检查基本技术及应用,MRCP,MRU,MRI临床应用小结,MRI是一种先进的医学影像技术,特别是在软组织检查上具有优良的组织对比度和空间分辨力,它可以多角度多序列多参数成像,除肺、胃肠道显示欠佳外,几乎可以检查全身任何部位。,MRI诊断的临床应用-常规序列,MRI诊断的临床应用-特殊序列,DWI,MRCP,MRA,肺与纵膈病变MRI-检查方法,呼吸系统的MRI检查通常采用自旋回波(SE)和快速回波(FSE)序列 为减少呼吸运动伪影,胸部MRI检查应当使用呼吸门控或屏气扫描 增强扫描用于血管病变的诊断及肺结节病变的鉴别诊断,临床应用,纵隔内血管的流空效应及纵隔内脂肪的高信号特点,形成了纵隔MRI图像的优良对比,故MRI对纵隔及肺门淋巴结肿大和占位性病变的诊断具有较高价值对肺内钙化和小病灶的检出不敏感,肺 炎,原发性支气管肺癌,胸腺瘤,后纵隔神经源性肿瘤,心脏大血管 MRI检查方法,心脏大血管MRI检查与其他部位的检查不同,心脏每时每刻不停地跳动,MRI对运动伪影又很敏感,故为获取高质量的图像,定要采取必要的措施以消除心跳所致的伪影,采用心电图门控是解决此问题的主要方法。,临床应用,运用心电门控触发技术,可对心肌、心包病变、某些先天性心脏病作出准确诊断 MRI可显示心脏大血管内腔,故对心脏大血管的形态学与动力学的研究可在无创的检查中完成 尤其是MRI电影和MRA的应用,使得MRI检查在对心血管疾病的诊断中具有良好的应用前景,肝、胆、胰、脾、肾的MRI诊断,检查技术 MRI检查 1.MRI平扫:SE序列横断面T1WI、T2WI、T1WI-FS(胰腺)冠状面T1WI、T2WI 2. MRI增强扫描:与CT同 3.动态增强MR血管造影 4.MRCP,MRCP,盆腔MRI,正常子宫,CT,MRI,Sag FSET2,Sag SET1,子宫内膜癌,子宫颈癌,椎间盘变性,正常椎间盘,全脊柱成像,脊柱侧弯畸形矫正,骨骼和肌肉MRI检查特点,长骨骨折,MRI在显示骨折线方面不及X线和CT,但可清晰显示骨折端及周围出血、水肿及软组织损伤情况。骨挫伤:X线平片和CT无异常发现。对骨小梁断裂和骨髓水肿、出血,MRI显示:T1WI低信号,T2WI增高信号。,T1WI,T2WI,Cor-TSE,DGE MRIC,临床应用-骨关节成像,谢 谢,
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