磁共振成像（MRI）的基本原理和基本臨床應(yīng)用磁共振成像的基本臨床應(yīng)用

醫(yī)學(xué)影像學(xué)常規(guī)X線診斷X線計(jì)算機(jī)體層成像(X-raycomputertomography,CT)磁共振成像

(MagneticResonanceImaging,MRI)超聲成像(Ultrasonography)核醫(yī)學(xué)(ECT,SPECT,PET)熱像圖成像(Thermography)介入放射學(xué)(InterventionalRadiography)MRI基本原理

MRI是利用人體內(nèi)氫原子核在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)共振產(chǎn)生影像的一種影像學(xué)檢查方法21.共振現(xiàn)象→2.磁共振現(xiàn)象

某些特定的原子核在外磁場(chǎng)內(nèi)，受到一個(gè)適當(dāng)?shù)纳漕l脈沖激勵(lì)時(shí)，出現(xiàn)電磁能吸收和釋放的現(xiàn)象。1、特定的原子核2、外磁場(chǎng)（靜磁場(chǎng)）3、適當(dāng)?shù)纳漕l脈沖（射頻磁場(chǎng)）

磁共振成像需要三種磁場(chǎng)才能完成

靜磁場(chǎng)射頻磁場(chǎng)梯度磁場(chǎng)磁共振現(xiàn)象產(chǎn)生的三個(gè)基本條件3、自旋質(zhì)子①凡是具有奇數(shù)質(zhì)子或中子的原子核均可作為MRI的靶核②氫質(zhì)子是目前臨床MRI最常用的靶核③原子核具有自旋性、帶電性及磁性4、外（凈）磁場(chǎng)BO

使自然狀態(tài)下自旋質(zhì)子任意取向的磁矩，沿外磁場(chǎng)方向排列。在常溫下順磁場(chǎng)排列的質(zhì)子數(shù)比逆向排列者多106倍。自旋質(zhì)子在外磁場(chǎng)中的進(jìn)動(dòng)頻率（共振頻率）符合拉莫爾（Larmor）方程：W0＝γBO

γ：旋磁比常數(shù);BO：外磁場(chǎng)強(qiáng)度（特斯拉，Tesla,T）

幾種原子核的旋磁比常數(shù)

原子核旋磁比常數(shù)（MHz/T）

1H42.58

19F40.05

31P17.23

23Na11.26

13C10.71MR機(jī)凈磁場(chǎng)強(qiáng)度（T）共振頻率（MHz）12.80.521.30.625.5 1.042.61.563.92.085.3不同外磁場(chǎng)下氫的共振頻率5、射頻脈沖（RF脈沖）使在外磁場(chǎng)作用下重新取向排列的質(zhì)子總核磁矩(M0)偏轉(zhuǎn)獲得一個(gè)XY平面橫向磁矩(MXY)的電磁波。伴發(fā)質(zhì)子吸收能量，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)。

RF（radiofrequency）脈沖頻率應(yīng)與自旋質(zhì)子的共振頻率相等。

RF脈沖依使總核磁矩M0偏轉(zhuǎn)角大小命名。常用的是90°和180°RF脈沖。M0MXY6、弛豫受激勵(lì)的質(zhì)子釋放能量恢復(fù)到未受激勵(lì)前平衡狀態(tài)的過(guò)程叫弛豫。伴發(fā)如下三種情況：接收線圈用作接收天線接收釋放的能量并轉(zhuǎn)化成MR信號(hào)。能量不可逆性地散發(fā)在周圍組織中，化為熱量。使局部體溫升高或誘發(fā)分子運(yùn)動(dòng)，即T1馳豫。能量可逆性地轉(zhuǎn)移到其它共振的質(zhì)子上，使其相位一致性喪失，即T2弛豫。7、T1弛豫時(shí)間（T1值）

別名：縱向弛豫時(shí)間自旋-晶格弛豫時(shí)間熱弛豫時(shí)間第一弛豫時(shí)間規(guī)定：自旋質(zhì)子受90°RF脈沖激勵(lì)后，橫向磁矩漸縮小，縱向磁矩呈指數(shù)增長(zhǎng)，縱向磁矩從零增長(zhǎng)到其最大值的63%所需的時(shí)間

8、T2弛豫時(shí)間（T2值）

別名：橫向弛豫時(shí)間自旋-自旋弛豫時(shí)間第二弛豫時(shí)間規(guī)定：自旋質(zhì)子受90°RF脈沖激勵(lì)后，獲得的XY平面上的橫向磁矩漸縮小，達(dá)其初值的37%所需的時(shí)間

MRI的簡(jiǎn)要過(guò)程人體或?qū)嶒?yàn)標(biāo)本自然狀態(tài)下雜亂無(wú)章排列的自旋質(zhì)子磁矩沿外磁場(chǎng)方向排列自旋質(zhì)子獲得能量總核磁矩偏轉(zhuǎn)發(fā)生共振MRI

機(jī)接收線圈接收MR信號(hào)MRI圖像。BoRF脈沖去除RF,弛豫進(jìn)行計(jì)算機(jī)常用射頻脈沖序列自旋回波(spinecho,SE)序列

反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversionrecovery,IR）序列液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR）序列部分飽和(partialsaturation,PS)序列快速成像序列脂肪抑制(fatsuppression,FS)序列什么是脈沖序列?脈沖：射頻脈沖、梯度脈沖序列：脈沖的幅度、寬度、間隔時(shí)間以及施加順序脈沖序列：射頻脈沖、梯度脈沖、信號(hào)采集等參數(shù)的設(shè)置及在時(shí)序上的排列程序影響MR信號(hào)的產(chǎn)生和空間編碼

自旋回波(spinecho,SE)序列磁共振掃描最基本，最常用的脈沖序列優(yōu)點(diǎn)：SE序列可克服凈磁場(chǎng)不均一性引起的不良效應(yīng)。SE序列是唯一可獲得T1WI(T1weightedimaging)、T2WI(T2weightedimaging)和PDWI(protondensityweightedimaging)的脈沖序列。90

180

90

RFGsSGpGrTE/2

TE/2

TRFIDEcho脈沖重復(fù)時(shí)間（TR）：兩次90°脈沖之間的時(shí)間回波時(shí)間（TE）：90°脈沖至回波信號(hào)產(chǎn)生所需的時(shí)間T1WIT2WIPDWI過(guò)程：發(fā)射一個(gè)1800射頻脈沖（反轉(zhuǎn)脈沖），間隔500ms，再發(fā)射一個(gè)900脈沖和1800射頻脈沖，然后測(cè)量FID信號(hào)(反SE序列)

1800脈沖到900脈沖之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間稱反轉(zhuǎn)時(shí)間（TI）反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列（InversionrecoveryIR）IR的特點(diǎn)：不同T1組織間信號(hào)對(duì)比隨TI時(shí)間值發(fā)生變化，當(dāng)某種組織處于特殊TI值時(shí)，該組織的信號(hào)即為零（完全弛豫無(wú)對(duì)比）。臨床上利用這個(gè)特點(diǎn)改變TI值，鑒別特殊病變信號(hào)特征。（短TI-抑制脂肪信號(hào)；長(zhǎng)TI-抑制水信號(hào)）液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

（fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR）為特殊的IR序列,TI值=CSF的T1值自由水(如CSF)呈低信號(hào)的重T2WI實(shí)性病灶或結(jié)合水病灶呈高信號(hào)，純水病灶即自由水病灶(軟化灶、純水囊腫等)呈低信號(hào)顯示腦表面和腦室周圍病灶診斷急性期蛛網(wǎng)膜下腔出血

T1FLAIR序列的圖像特點(diǎn)及臨床應(yīng)用T1SpinEchoT1FlairT1FlairT1FlairPostTIMz-Mz0增加T1對(duì)比度，可用于腦灰、白質(zhì)成像DWIFLAIRT2WIT1WIT2FLAIR序列FLAIRT2WIT1WIFLAIRFLAIRGRET2*WICT平掃快速成像序列

梯度回波(gradientecho,GRE)序列特點(diǎn):短TR,短TE,小翻轉(zhuǎn)角，成像時(shí)間大大縮短采用梯度場(chǎng)切換采集回波信號(hào)，圖像反映的是T2*弛豫信息固有信噪比低流動(dòng)相關(guān)增強(qiáng)GRET1WI:

短TR(200ms±)短TE(10ms±)大翻轉(zhuǎn)角(70°±)GRET2WI:

長(zhǎng)TR(400ms±)長(zhǎng)TE(20ms±)小翻轉(zhuǎn)角(15±)磁共振幾種常用脂肪抑制方法STIR法—短反轉(zhuǎn)恢復(fù)Chemsat法—化學(xué)飽和法（又稱CHESS法）Dixon法—化學(xué)位移成像法（水脂分離）Chopper法混合法脂肪抑制(fatsuppression,FS)序列STIR序列脂肪抑制的非特異性：STIR抑制脂肪及與脂肪信號(hào)相似的組織和病變(亞急性期血腫,

黑色素瘤等)ChemSat抑制脂肪的特異性：即僅抑制脂肪SE序列上高信號(hào)脂肪被抑制成低信號(hào)鑒別高信號(hào)的性質(zhì)確定脂肪的有無(wú)，幫助疾病診斷IR壓脂SPIR壓脂lipomaFattyliverMulifocalityfatpigmentationCTIn-phaseOut-phaseLipoma影響磁共振信號(hào)的組織學(xué)因素1、氫質(zhì)子密度（protondensity,PD）單位體積內(nèi)自旋質(zhì)子的數(shù)量在其它條件相同時(shí)，PD愈大，MR信號(hào)愈強(qiáng)2、T1弛豫時(shí)間（T1值）T1值愈長(zhǎng)，在T1WI上信號(hào)愈弱T1值愈短，在T1WI上信號(hào)愈強(qiáng)3、T2弛豫時(shí)間（T2值）T2值愈長(zhǎng)，在T2WI上信號(hào)愈強(qiáng)T2值愈短，在T2WI上信號(hào)愈弱流空效應(yīng)流動(dòng)相關(guān)增強(qiáng)CT和MRI圖像共性灰階圖像-黑白影像斷面圖像，易獲取病灶內(nèi)部信息數(shù)字化圖像和重建圖像，可做多種后處理增強(qiáng)掃描，獲取病灶的血供信息項(xiàng)目CTMRI使用能量成像參數(shù)描述術(shù)語(yǔ)成像切面輻射性空間分辨率鈣化顯示絕對(duì)禁忌癥價(jià)格造影劑X線（電磁波）X線衰減系數(shù)（物質(zhì)電子密度）密度，CT值可量化橫斷面，重建矢狀面或冠狀面有高優(yōu)無(wú)低碘劑射頻脈沖（RF）組織學(xué)參數(shù)（T1、T2、PD）技術(shù)性參數(shù)（脈沖序列）信號(hào)，T1、T2值可量化直接三維切面無(wú)（孕婦可用）略低差心臟起搏器者禁用高Gd-DTPACT和MRI比較多成像參數(shù)、多序列掃描，能提供豐富的診斷信息

多方位成像，可行橫、冠、矢狀面和斜面掃描

具有極好的軟組織分辨力，無(wú)骨質(zhì)偽影

炎性包塊hepaticcirrhosis、smallhepatoma

基于CT檢查的危險(xiǎn)性評(píng)估和1991年至1996年的資料，估計(jì)在美國(guó)因CT掃描輻射致癌占全部癌癥的0.4%；而基于當(dāng)前CT的應(yīng)用情況，該估計(jì)可能為1.5%~2%。美國(guó)自70年代應(yīng)用CT以來(lái)，癌癥發(fā)生率增加了5%。

BrennerDJ,HallEJ.ComputedTomography--AnIncreasingSourceofRadiationExposure.NEJM2007;357:2277-84(November29,2007)

10%~20%的放射學(xué)檢查對(duì)病人沒(méi)幫助。

約有11%的醫(yī)囑(作CT檢查)是不正確的。健康體檢項(xiàng)目目錄

衛(wèi)生部2012.12.21

兒童嬰幼兒健康體檢不得加入放射性檢查

每年健康體檢放射檢查技術(shù)不得超過(guò)1次

不得對(duì)孕婦進(jìn)行腹部和盆腔進(jìn)行放射檢查

優(yōu)先使用普通X線攝影特別是DR

健康體檢不得使用直接熒光屏透視

除非有明確的疾病風(fēng)險(xiǎn)指征，否則不宜使用CT和PET、PET/CT、SPECT和SPECT/CT等放射技術(shù)

醫(yī)療機(jī)構(gòu)須為受檢者配備必要的放射防護(hù)用品，對(duì)非投照部位采取必要的防護(hù)措施

當(dāng)受檢者需要扶攜或近身護(hù)理時(shí)，對(duì)扶攜和護(hù)理者也應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施MR胎兒成像無(wú)電離輻射安全檢查胎兒發(fā)育評(píng)估先天性畸形和遺傳疾病的檢出MRI基本臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)肌肉骨骼系統(tǒng)

盆腔

腹部

胸部

頭頸部MRI臨床應(yīng)用CerebralcysticercosisAstrocytomaPontineGliomaPituitaryglandmicroadenomahemangioblastomaCysticAstrocytomaCerebralIinfarction

AneurysmGliomaMeningiomaMyelomeningoceleMRI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)肌肉骨骼系統(tǒng)

盆腔

腹部

胸部

頭頸部ChordomaGlomusJugulareTumorNasopharyngealCarcinomaAbscessofthewallofthroatRetinoblastomamelanomaHemangiomaFractureofthemedialorbitalwallMycoticsinusitisSphenoidalsinusbursalcystSquamouscellcarcinomaoftheleftmaxillarysinusSupraglotticcarcinomaCystoflingualductThyroidadenomaandstrokeSchwannomaSpringwatercystMRI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)肌肉骨骼系統(tǒng)

盆腔

腹部胸部

頭頸部harmatomahydrothoraxLungcarcinomaLungcarcinomaMalignantthymomaLeftAtrialmyxomaHypertrophiccardiomyopathy,HCMDissectionofaortaPericardialeffusionMRI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)肌肉骨骼系統(tǒng)

盆腔

腹部胸部

頭頸部Hepatocarcinoma

cavernoushemangiomahepaticcirrhosis、smallhepatomaLiversiderosisCholecystolithiasisGallbladdercarcinomaPancreaticcarcinomaIsletcelltumorMRCP-高分辨胰膽管水成像ERCPMRCPcarcinomaLithiasisCushing’sadenomaAdrenalcarcinomaCarcinomaofkindenyT2WI+FST1WIT2WI2D-MRU3D-MRU原始圖像3D-MRUDuplexKidney3DFRFSE-MRU高分辨率快速M(fèi)RU顯示占位輸尿管遠(yuǎn)端狹窄EctopicadrenalPheochromocytomaCysticdegerationofschwannomaMRI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)肌肉骨骼系統(tǒng)

盆腔

腹部胸部

頭頸部tumoroftestisCarcinom