1、NM國共振成像磁共振成像是利用原子核在磁場內(nèi)共振所產(chǎn)生信號經(jīng)重建成像的一 種成像技術(shù)。核磁共振（nuclear magnetic resonance , NMR是一種核物理現(xiàn) 象。早在1946年Block與Purcell就報(bào)道了這種現(xiàn)象并應(yīng)用于波譜 學(xué)。Lauterbur1973年發(fā)表了 M做象技術(shù)，使核磁共振不僅用于物 理學(xué)和化學(xué)。也應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。近年來，核磁共振成像技術(shù)發(fā) 展十分迅速，已日臻成熟完善。檢查范圍基本上覆蓋了全身各系統(tǒng)， 并在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。為了準(zhǔn)確反映其成像基礎(chǔ)，避免與核素成 像混淆，現(xiàn)改稱為磁共振成象。參與 MRI成像的因素較多，信息量 大而且不同于現(xiàn)有各種影像學(xué)

2、成像，在診斷疾病中有很大優(yōu)越性和應(yīng) 用潛力。一、MRI的成像基本原理與設(shè)備（一）磁共振現(xiàn)象與 MRI含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子 有自旋運(yùn)動(dòng)，帶正電，產(chǎn)生磁矩，有如一個(gè)小磁體（圖 1-5-1 ）。小 磁體自旋軸的排列無一定規(guī)律。 但如在均勻的強(qiáng)磁場中，則小磁體的 自旋軸將按磁場磁力線的方向重新排列 （圖1-5-2 ）。在這種狀態(tài)下，圖1-5-1質(zhì)子帶正電荷，它們像地球一樣在不停地繞軸旋轉(zhuǎn)，并有自己的磁場用特定頻率的射頻脈沖(radionfrequency , RE進(jìn)行激發(fā)，作為 小磁體的氫原子核吸收一定量的能而共振，即發(fā)生了磁共振現(xiàn)象。停止發(fā)射射頻脈沖，則被激發(fā)的氫

3、原子核把所吸收的能逐步釋放出來， 其相位和能級都恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)。這一恢復(fù)過程稱為弛豫過程(relaxationprocess ),而恢復(fù)到原來平衡狀態(tài)所需的時(shí)間則稱之 為弛豫時(shí)間(relaxationtime )。有兩種弛豫時(shí)間，一種是自旋-晶 格弛豫日t間(spin-lattice relaxationtime )又稱縱向弛豫時(shí)間(longitudinal relaxation time )反映自旋核把吸收的能傳給周圍 晶格所需要的時(shí)間，也是90射頻脈沖質(zhì)子由縱向磁化轉(zhuǎn)到橫向磁 化之后再恢復(fù)到縱向磁化激發(fā)前狀態(tài)所需時(shí)間，稱Ti。另一種是自旋-自旋弛豫時(shí)間(spin-spin relaxa

4、tion time ),又稱橫向弛豫時(shí)間(transverse relaxation time )反映橫向磁化衰減、喪失的過程，也即是橫向磁化所維持的時(shí)間，稱 T2。T2衰減是由共振質(zhì)子之間相互磁化作用所引起，與T1不同，它引起相位的變化。圖1-5-2 正常情況下，質(zhì)子處于雜亂無章的排列狀態(tài)。當(dāng)把它們放入一個(gè)強(qiáng)外磁場中，就會(huì)發(fā)生改變。它們僅在平行或反平行于外磁場兩個(gè)方向上排列人體不同器官的正常組織與病理組織的Ti是相對固定的，而且它們之間有一定的差別，F(xiàn)也是如此（表1-5-1a、b）。這種組織間弛 豫時(shí)間上的差別，是MRI的成像基礎(chǔ)。有如CT時(shí)，組織間吸收系數(shù)（CT值）差別是CT成像基礎(chǔ)的道理

5、。但 MRI不像CT只有一個(gè)參數(shù)，即吸收系數(shù)，而是有T1、T2和自旋核密度（P）等幾個(gè)參數(shù)，其中T1與T2尤為重要。因此，獲得選定層面中各種組織的 Ti （或F）值，就可獲得該層面中包括各種組織影像的圖像。MRI的成像方法也與CT相似。有如把檢查層面分成Nx, Ny, Nz- 一定數(shù)量的小體積，即體素，用接收器收集信息，數(shù)字化后輸入計(jì)算 機(jī)處理，獲得每個(gè)體素的Ti值（或T2值），進(jìn)行空間編碼。用轉(zhuǎn)換 器將每個(gè)T值轉(zhuǎn)為模擬灰度，而重建圖像。140170表1-5-1a 人體正常與病變組織的Ti值（mS）200300180200肝癌300450300340肝血管瘤340 370275 400250

6、300血340370腎癌400450液脂6080肺 膿 腫400500肪肌120140膀 胱 癌200240肉表1-5-1b正常顱腦的T1與T2值（mT2T1臍月氐體38080橋腦44575延髓475100小腦58590大腦600100腦脊液1155145頭皮23560骨髓32080（二）MRI設(shè)備MRI的成像系統(tǒng)包括MR言號產(chǎn)生和數(shù)據(jù)采集與處理及圖像顯示兩 部分。MR言號的產(chǎn)生是來自大孔徑，具有三維空間編碼的MRt譜儀， 而數(shù)據(jù)處理及圖像顯示部分，則與 CT掃描裝置相似。MRI設(shè)備包括磁體、梯度線圈、供電部分、射頻發(fā)射器及MR言號接收器，這些部分負(fù)責(zé) MR言號產(chǎn)生、探測與編碼；模擬轉(zhuǎn)換器、計(jì)

7、 算機(jī)、磁盤與磁帶機(jī)等，則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、圖像重建、顯示與存儲（圖 1-5-3 ）。磁體有常導(dǎo)型、超導(dǎo)型和永磁型三種，直接關(guān)系到磁場強(qiáng)度、均 勻度和穩(wěn)定性，并影響MRI的圖像質(zhì)量。因此，非常重要。通常用磁 體類型來說明MRI設(shè)備的類型。常導(dǎo)型的線圈用銅、鋁線繞成，磁場 強(qiáng)度最高可達(dá)0.150.3T*,超導(dǎo)型的線圈用鋁-鈦合金線繞成，磁場 強(qiáng)度一般為0.352.0T,用液氨及液氮冷卻；永磁型的磁體由用磁性物質(zhì)制成的磁磚所組成，較重，磁場強(qiáng)度偏低，最高達(dá) 0.3T。梯度線圈，修改主磁場，產(chǎn)生梯度磁場。其磁場強(qiáng)度雖只有主磁場的幾百分之一。但梯度磁場為人體 MR言號提供了空間定位的三維 編碼的可能，梯度

8、場由X、Y、Z三個(gè)梯度磁場線圈組成，并有驅(qū)動(dòng)器 以便在掃描過程中快速改變磁場的方向與強(qiáng)度，迅速完成三維編碼。圖1-5-3MRI設(shè)備基本結(jié)構(gòu)示意圖射頻發(fā)射器與MR言號接收器為射頻系統(tǒng)，射頻發(fā)射器是為了產(chǎn)生臨床檢查目的不同的脈沖序列，以激發(fā)人體內(nèi)氫原子核產(chǎn)生 MR言號c射頻發(fā)射器及射頻線圈很象一個(gè)短波發(fā)射臺及發(fā)射天線，向人體發(fā)射 脈沖，人體內(nèi)氫原子核相當(dāng)一臺收音機(jī)接收脈沖。脈沖停止發(fā)射后,人體氫原子核變成一個(gè)短波發(fā)射臺，而 MR言號接受器則成為一臺收音機(jī)接收MR言號。脈沖序列發(fā)射完全在計(jì)算機(jī)控制之下。MRI設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、處理和圖像顯示，除圖像重建由Fourier變換代替了反投影以外，與 CT設(shè)

9、備非常相似二、MRI檢查技術(shù)MRI的掃描技術(shù)有別于CT掃描。不僅要橫斷面圖像，還常要矢狀 面或（和）冠狀面圖像，還需獲得 TiWI和T2WI。因此，需選擇適當(dāng) 的脈沖序列和掃描參數(shù)。常用多層面、多回波的自旋回波（spin echo, SEE）技術(shù)。掃描時(shí)間參數(shù)有回波時(shí)間（echo time , T日和脈沖重復(fù) 間隔時(shí)間（repetition time , TR）。使用短TR和短TE可得WI, 而用長TR和長TE可得T2WI。時(shí)間以毫秒計(jì)。依TE的長短，T2WI又 可分為重、中、輕三種。病變在不同 T2WI中信號強(qiáng)度的變化，可以 幫助判斷病變的性質(zhì)。例如，肝血管瘤 T1WI呈低信號，在輕、中、

10、重度FWI上則呈高信號，且隨著加重程度，信號強(qiáng)度有遞增表現(xiàn)， 即在重T2WI上其信號特強(qiáng)。肝細(xì)胞癌則不同，WI呈稍低信號，在 輕、中度T2WI呈稍高信號，而重度T2WI上又略低于中度T2WI的信 號強(qiáng)度。再結(jié)合其他臨床影像學(xué)表現(xiàn)，不難將二者區(qū)分。MRI常用的SE脈沖序列，掃描時(shí)間和成像時(shí)間均較長，因此對患 者的制動(dòng)非常重要。采用呼吸門控和（或）呼吸補(bǔ)償、心電門控和周 圍門控以及預(yù)飽和技術(shù)等，可以減少由于呼吸運(yùn)動(dòng)及血液流動(dòng)所導(dǎo)致MRI的呼吸偽影、血流偽影以及腦脊液波動(dòng)偽影等的干擾，可以改善 的圖像質(zhì)量。為了克服MRI中SE脈沖序列成像速度慢、檢查時(shí)間長這一主要缺 點(diǎn)，近年來先后開發(fā)了梯度回波脈沖

11、序列、快速自旋回波脈沖序列等 成像技術(shù)，已取得重大成果并廣泛應(yīng)用于臨床。此外，還開發(fā)了指肪 抑制和水抑制技術(shù)，進(jìn)一步增加 MRI信息。MRI另一新技術(shù)是磁共振血管造影（magnetic resonance angiography , MRA。血管中流動(dòng)的血液出現(xiàn)流空現(xiàn)象。它的 MR言 號強(qiáng)度取決于流速，流動(dòng)快的血液常呈低信號。因此，在流動(dòng)的血液 及相鄰組織之間有顯著的對比， 從而提供了 MRA勺可能性。目前已應(yīng) 用于大、中血管病變的診斷，并在不斷改善。MRm需穿剌血管和注 入造影劑，有很好的應(yīng)用前景。MR婭可用于測量血流速度和觀察其 特征。MRI也可行造影增強(qiáng)，即從靜脈注入能使質(zhì)子弛豫時(shí)間縮短

12、的順磁 性物質(zhì)作為造影劑，以行MRI造影增強(qiáng)。常用的造影劑為鈕一一二乙 三胺五醋酸（Gadolinium-DTPA, Gd-DTRA。這種造影劑不能通過完 整的血腦屏障，不被胃粘膜吸收，完全處于細(xì)胞外間隙內(nèi)以及無特殊 靶器官分布，有利于鑒別腫瘤和非腫瘤的病變。中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRI作 造影增強(qiáng)時(shí)，癥灶增強(qiáng)與否及增強(qiáng)程度與病灶血供的多少和血腦屏障 破壞的程度密切相關(guān)，因此有利于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷。MRI還可用于拍攝電視、電影，主要用于心血管疾病的動(dòng)態(tài)觀察和 診斷?；贛RI對血流擴(kuò)散和灌注的研究，可以早期發(fā)現(xiàn)腦缺血性改變。 它預(yù)示著很好的應(yīng)用前景。帶有心臟起搏器的人需遠(yuǎn)離 MRI設(shè)備。體內(nèi)有金屬

13、植入物，如金 屬夾，不僅影響MRI的圖像，還可對患者造成嚴(yán)重后果，也不能進(jìn)行 MRI檢查，應(yīng)當(dāng)注意。三、MRI的臨床應(yīng)用MRI診斷廣泛應(yīng)用于臨床，時(shí)間雖短，但已顯出它的優(yōu)越性。在神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用較為成熟。三維成像和流空效應(yīng)使病變定位診斷 更為準(zhǔn)確，并可觀察病變與血管的關(guān)系。對腦干、幕下區(qū)、枕大孔區(qū)、 脊髓與椎間盤的顯示明顯優(yōu)于 CT對腦脫髓鞘疾病、多發(fā)性硬化、 腦梗塞、腦與脊髓腫瘤、血腫、脊髓先天異常與脊髓空洞癥的診斷有 較高價(jià)值?？v隔在MRI上，脂肪與血管形成良好對比，易于觀察縱隔腫瘤及 其與血管間的解剖關(guān)系。對肺門淋巴結(jié)與中心型肺癌的診斷， 幫助也 較大。心臟大血管在MRI上因可顯示其內(nèi)腔，所以，心臟大血管的形態(tài) 學(xué)與動(dòng)力學(xué)的研究可在無創(chuàng)傷的檢查中完成。對腹部與盆部器官，如肝、腎、膀胱，前列腺和子宮，頸部和乳 腺，MRI檢查也有相當(dāng)價(jià)值。在惡性腫瘤的早期顯示，對血管的侵犯 以及腫瘤的分期方面優(yōu)于CT骨髓在MRI上表現(xiàn)為高信號區(qū)，侵