MRI基本原理临床应用课件.ppt
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1、磁共振成像原理及临床应用磁共振成像原理及临床应用主要内容磁共振成像基本原理磁共振检查方法及临床应用磁共振的主要优点及缺点磁共振检查的安全性MRI成像基本原理原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生自旋自旋 (Spin)(Spin);原子核的质子带正电荷,在自旋过程中产生自旋磁动量核磁矩,其大小是原子核的固有特性,决定MRI信号的敏感性;用于人体MRI的为1H(氢质子),原因有1H磁矩最强1H在人体分布最广、含量最高通常所指的MRI为氢质子的MR图像4通常情况下,尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场,但呈随机无序排列,磁化矢量相互抵消,人体并不表现出宏观磁化矢量。MRI成像基本原理人体,大磁场?
2、5把人体放进大磁场把人体放进大磁场发生了什么?发生了什么?6n进入磁场后人体组织质进入磁场后人体组织质子的核磁状态发生变化,子的核磁状态发生变化,产生产生核磁共振现象核磁共振现象n核磁弛豫核磁弛豫:纵向弛豫(纵向弛豫(T1)横横向弛豫(向弛豫(T2)MRIMRI成像基本原理成像基本原理M0核磁弛豫又可分解为两个部分核磁弛豫又可分解为两个部分纵向弛豫(longitudinal relaxation):是指90度脉冲关闭后,在主磁场的作用下,纵纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡状态的过程;状态的过程;横向弛豫(transverse relaxation):也称为也称为T
3、2T2弛弛豫,简单地说,横向磁化矢量逐渐豫,简单地说,横向磁化矢量逐渐减少的过程。减少的过程。MRI成像基本原理T163%T237%8不同的组织横向弛豫速度(T2值)不同T2值:横向磁化由最大值衰减至37%时所 经历的时间MRIMRI成像基本原理成像基本原理不同组织有不同的T1弛豫时间(T1值不同)T1值:纵向磁化矢量从最小值恢复至平衡 态的63%所经历的驰豫时间MRI成像基本原理不同组织有着不同的质子密度,T2值,T1值-MRI显示解剖结构和病变的基础;磁共振“加权成像(weighted image)”:加权=“重点突出”T1加权成像(T1WI)-突出组织T1弛豫(纵向弛豫)差别T2加权成像
4、(T2WI)-突出组织T2弛豫(横向弛豫)差别质子密度加权成像(PD)突出组织氢质子含量差别MRIMRI成像基本原理成像基本原理MRI成像基本原理T1T1值值越小越小 纵向磁化矢量恢复纵向磁化矢量恢复越快越快 MRMR信号强度信号强度越高越高(白)(白)T1T1值值越大越大 纵向磁化矢量恢复纵向磁化矢量恢复越慢越慢 MRMR信号强度信号强度越低越低(黑)(黑)脂肪脂肪的的T1T1值约为值约为250250毫秒毫秒 MRMR信号信号高高(白)(白)水水的的T1T1值约为值约为30003000毫秒毫秒 MRMR信号信号低低(黑)(黑)fatwater12T2值小横向磁化矢量减少快 MR信号低(黑)T
5、2值大横向磁化矢量减少慢 MR信号高(白)水T2值约为3000毫秒 MR信号高脑T2值约为100毫秒 MR信号低MRI成像基本原理waterbrain13MRMR成像的过程成像的过程把把病病人人放放进进磁磁场场 人人体体被被磁磁化化产产生生纵纵向向磁磁化化矢量矢量 发发射射射射频频脉脉冲冲 人人体体内内氢氢质质子子发发生生共共振振从从而而产产生生横向磁化矢量横向磁化矢量 关掉射频脉冲关掉射频脉冲 质子发生质子发生T1T1、T2T2弛豫弛豫线线圈圈采采集集人人体体发发出出的的MRMR信信号号 计计算算机机处处理理 显示图像显示图像MRIMRI设备设备常导型磁体系统梯度系统射频系统计算机系统 辅助
6、设备永磁型超导型梯度放大器梯度线圈射频发生器接收线圈1.主磁体主磁体是MRI仪最基本的构件,是产生磁场的装置主磁体分为:永磁体 电磁体常导磁体-淘汰 超导磁体主磁体的技术指标磁场强度、磁场均匀度、主磁体长度通常我们所说的T是磁场强度的国际单位,特斯拉目前,0.5T以下低场 0.51.0T中场 1.02.0T高场,1.5T为代表 2.0T以上的为超高场,3.0T为代表 2.梯度系统组成:梯度线圈、梯度放大器、数模转换器、梯度控制器、梯度冷却装置等。梯度线圈的主要性能指标梯度场强 mT/m 切换率mT/(m*ms)注意:梯度磁场的变化会对人体造成一定的影响,特别是周围神经刺激。3.射频系统组成:射
7、频发生器、射频放大器和射频线圈射频线圈主要是接收人体MRI信号头颅线圈、脊柱线圈、体线圈、膝关节线圈直肠内线圈、肩关节线圈等4.计算机系统计算机系统是MRI仪的大脑,控制着MRI仪的脉冲激发、信号采集、数据运算和图像显示等功能。5.其他辅助设备检查床液氮、液氦及水冷却系统空调图像存储和打印设备其他MRIMRI图像特点图像特点n灰阶成像:反映的是MRI信号强度n多参数成像:T1WI,T2WI,PDn多方位成像:轴、冠、矢及任意倾斜层面,有利于解剖结构和病变的三维定位;n流动效应体内流动液体中的质子与周围处于静止状态的质子相比,在MR图像上表现出不同的信号特征,称为流动效流动效应应;血管内快速流动
8、的血液产生流空现象-不使用对比剂血管即可显影;MRIMRI图像特点图像特点T1WIT2WI脑白质较高/白灰中等/灰脑灰质中等/灰较高/灰肌肉中等/灰中等/灰脑脊液和水 低/黑高/白脂肪高/白较高/白灰骨皮质低/黑低/黑骨髓质高/白中等/灰脑膜低/黑低/黑MRIMRI检查技术及应用检查技术及应用n脉冲序列(Pulse SequencePulse Sequence):MR成像过程中,RF脉冲、梯度、信号采集时刻设置参数的组合自旋回波(SE)序列:快速自旋回波(fast SE)序列:梯度回波序列(GRE):IR脉冲序列:STIR脂肪抑制;液体衰减反转恢复脉冲序列(FLAIR)-抑制脑脊液回波平面成像
9、(EPI):目前成像速度最快的的技术MRI检查技术及应用n脉冲序列(Pulse SequencePulse Sequence):MR成像过程中,RF脉冲、梯度、信号采集时刻设置参数的组合自旋回波(SE)序列:采用“90-180”脉冲组合,特点:目前最常用的T1WI序列组织对比良好,组织对比良好,SNRSNR较高,伪影少较高,伪影少最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱最常用于颅脑、骨关节软组织、脊柱腹部已经逐渐被腹部已经逐渐被GREGRE序列取代序列取代T2WIT2WI少用少用SESE序列(太慢、伪影重)序列(太慢、伪影重)扫描时间扫描时间2-52-5分钟分钟25脉冲序列快速自旋回波(fast SE
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