磁共振介绍

一、 简介 磁共振扫描仪（MRI）是利用磁振造影的原理，将人体置于强大均匀的静磁场中，透过特定的无线电波脉冲来改变区域磁场，借此激发人体组织内的氢原子核产生共振现象，而发生磁矩变化讯号。因为身体中有不同的组织及成份，性质也各异，所以会产生大小不同的讯号，再经由计算机运算及变换为影像，将人体的剖面组织构造及病灶呈现为各种切面的断层影像。MRI的成像原理不同于X线检查及核医学检查，不依靠射线穿透人体成像，因而避免了射线辐射对人体的损害，属于无创性检查。 MRI的软组织分辨力高于CT，可以很好地区分脑的灰、白质，前列腺的外周带与中央带，子宫的内膜层与肌层等，并可使关节软骨、肌肉、韧带、椎间盘、半月板等直接显影。 MRI具有任意方位断层的能力，可在患者体位不变的情况下行横断位、矢状位、冠状位及任意角度断层扫描，无观察死角，显示病变全面、立体，可为诊断提供更多的信息。 MRI无需造影剂就可使心血管系统清楚显影，可与DSA（数字减影血管造影）媲美。免除了患者在插管和静脉注射造影剂时所承担的痛苦和危险。 MRI无骨性伪影，对于脑后颅窝的病变，CT常因有骨性伪影干扰而影响观察，MRI则无此忧虑，图像质量和对病变的诊断显著优于CT。 基于MRI的上述优点，MRI特别适合于中枢神经系统、心血管系统、关节软组织、盆腔脏器等病变的检查，对于头颈部、纵隔、腹腔实性脏器的检查也很优越。 磁共振成像MRI的 优点： 　1、软组织分辨率高，明显优于CT。 　2、成像参数多，图像变化多，提供信息量大。 　3、可以多轴面直接成像，病变定位准确。 　4、磁共振频谱（MRS）还可以反映组织的生化改变，弥散成像（Diffision）可反映 水分子布郎运动。 　5、磁共振血管成像（MRA）可不用造影剂直接显示血管的影像，磁共振水成像（MRCP、 MRU、MRM）可不用造影剂显示胆管、输尿管、椎管。 　6、可直接显示心肌和心腔各房室的情况。 　7、颅底无骨伪影。 　8、对人体无放射损伤。 缺点: 1．和CT一样，MRI也是影像诊断，很多病变单凭MRI仍难以确诊，不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断；       2．对肺部的检查不优于X线或CT检查，对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越，但费用要高昂得多；       3．对胃肠道的病变不如内窥镜检查；       4．体内留有金属物品者不宜接受MRI。       5. 危重病人不能做       6. 妊娠3个月内的       7. 带有心脏起搏器的 影像特点： 原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即T1和T2，T1为自旋-点阵或纵向驰豫时间T2，T2为自旋-自旋或横向弛豫时间。 磁共振最常用的核是氢原子核质子（1H），因为它的信号最强，在人体组织内也广泛存在。影响磁共振影像因素包括：(a)质子的密度；(b)弛豫时间长短；(c)血液和脑脊液的流动；(d)顺磁性物质(e)蛋白质。 磁共振影像灰阶特点是，磁共振信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。各种组织磁共振影像灰阶特点如下；脂肪组织，松质骨呈白色；脑脊髓、骨髓呈白灰色；内脏、肌肉呈灰白色；液体，正常速度流血液呈黑色；骨皮质、气体、含气肺呈黑色。 核磁共振的另一特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。               T1                            T2       二 、应用 磁共振系统可以波谱成像、弥散成像、脑功能成像、心脏功能成像、全身血管成像、胰胆管水成像、泌尿系统水成像，使患者可以得到更加全面的诊断。具体应用有：     一：常规临床应用     1、神经系统疾患2、颅颈移行区病变3、颈部病变4、胸部病变5、心脏大血管病变6：肝脏病变7：肾及输尿管病变8、胰腺病变9、盆腔病变10、四肢及关节病变     二：临床和科研高级应用     1、中枢神经系统  2、头颈部    3、脊柱  4、胸部    5、心脏    6、腹部    7、肌肉骨骼系统    8、精神疾病  9、MRA和CE-MRA    10、磁共振水成像技术 磁共振乳腺成像：乳腺疾病是女性最常见的疾病之一，乳腺成像软件，结合专用的乳腺线圈，对发现乳腺病变具有很高的敏感性，特别是对乳腺钼靶X线平片评价较为困难的致密型乳腺、乳腺癌术后局部复发的观察和对乳房成形术后其位置、逸漏、并发症以及后方乳腺组织内有无癌瘤等的观察；MR的断层能力、多层面、多角度、多参数及任意三维成像可使病灶定位更准确、显示病灶大小、形态、数目更直观；另外，增强动态扫描观察可了解病变血流灌注情况，有助于对病变良、恶性的鉴别。                   正常乳腺                              动态增强–MIP重建   磁共振血管成像：可对头颈部血管和腹部、下肢血管进行血管增强成像，利用磁共振移床跟踪造影的扫描技术，一次注射造影剂，即可进行一系列快速跟踪采集血管信号，分段血管成像后可用后处理软件进行对接，将腹、盆腔及下肢血管完整显示，对脑血管栓塞、脑动脉瘤、肾动脉狭窄、下肢动脉狭窄，肿瘤侵犯、压迫性血管疾病等都有很高的临床应用价值。       头部血管                          腹部血管 磁共振水成像（MRCP、MRU、MRM）显示胆管、输尿管、椎管 胰胆管造影MRCP   泌尿系统造影MRU 椎管成像MRM MRI图像         心脏冠脉                                脑部冠状位                     膝关节                                              踝关节 三、核磁高级功能 磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI )可将组织中水的扩散定量化，并将神经组织的整体和方向反映为图像的体素；而束成像技术可以将相邻体素连接成神经纤维束的信息，用于检查脑白质纤维束的空间分布。DTI是非侵入性地研究脑白质纤维束特性和功能性图像的有效工具，可应用于研究神经系统中结构和功能的关系(如BOLD-fMRI和DTI的联合应用)，视觉发育的可塑性及其损伤修复，以及弱视研究中与视觉通路有关的脑白质结构和功能异常等，逐渐成为这些研究领域重要的辅助手段。 弥散成像 (diffusion weighted imaging ， DWI) 是以图像来显示分子微观运动的检查技术。弥散是分子的任意热运动，即布朗运动 (Brown) 。弥散运动受分子结构和温度的影响，分子越松散，温度越高，弥散运动就越强。因此，在人体中，自由水就较结合水分子的弥散强。物质的弥散特性是由弥散系数 (D) 来描述的，即一个水分子单位时间内自由随机弥散运动的平均范围 (mm 2 /S) 。正常脑组织的 D 值为 0.5 ～ 1.0 ×10 -3 mm 2 /S 弥散加权主要根据 D 值分布成像。其基本原理为：在自旋回波序列的 180° 脉冲前后对称施加一个长度、幅度和位置相同的强梯度磁场 ( 又称为双极磁场 ) 。此时，前一个梯度脉冲引起所有质子自旋去相位，后一个梯度磁场使静态质子自旋重聚，而沿梯度磁场方向进行扩散运动的质子，在回波时间相位分散，不能完全重聚，导致信号下降。通过有和无双极磁场获得的自旋回波序列 (SE) 影像进行相减，得出沿梯度磁场方向上运动的质子的信号改变。由于组织之间弥散系数不同而形成图像。在人体中，弥散成像不仅对扩散运动敏感，对生理活动亦很敏感。因此患者的任何运动，如肢体移动、心脏及动脉搏动，呼吸运动等均可增加弥散系数 D 值。为了避免这一现象，目前使用表观弥散系数 (ADC ， apparent diffusion coefficient) 来描述生物分子在体内的扩散量。 弥散加权成像 灌注成像 (perfusion weighted imaging ， PWI) 是用来反映组织微循环的分布及其血流灌注情况、评估局部组织的活力和功能的磁共振检查技术。根据成像原理可分为三种法，对比剂首过灌注成像、动脉血质子自旋标记法及血氧水平依赖对比增强法。     对比剂首过灌注成像 又称为磁敏感性对比剂动态首过团注示踪法。其基本原理是：当顺磁性对比剂通过团注瞬间首过毛细血管床时，可导致成像组织的 T 1 、 T 2 （ T 2 * ）值缩短，以 T 2 值缩短明显。此时利用超快速成像方法，如进行扫描成像来观察组织微循环的 T 1 、 T 2 （ T 2 * ）值的变化，从而得到信号强度 — 时间曲线，以及计算相对脑血容量 (relative cerebral blood volume ， rCBV) 、相对脑血容量图 (relative cerebral blood volume map ， rCBVm) 等 血氧水平依赖对比增强技术（ Blood Oxygen Level Dependent ， BOLD ） BOLD 是以脱氧血红蛋白的磁敏感性为基础的成像技术。其原理为血液中脱氧血红蛋白含有顺磁性的铁，当其含量增加时，引起 T 2 或 T 2 * 时间的缩短。而当血流量增加，耗氧量增加不明显时，其含量减少，在 T 2 或 T 2 * 加权上表现为信号增强。如果大脑皮层某一区域受到刺激，局部血流量则增加，氧合血红蛋白增加。对刺激前后分别成像，通过减影的方法即可得到该区域血流灌注情况的图像。 脑 fMRI 检查主要有造影法、血氧水平依赖对比法（ BOLD ）。 核磁共振频谱学 NMR技术即核磁共振谱技术，是将核磁共振现象应用于分子结构测定的一项技术。对于有机分子结构测定来说，核磁共振谱扮演了非常重要的角色，核磁共振谱与紫外光谱、红外光谱和质谱一起被有机化学家们称为“四大名谱”。目前对核磁共振谱的研究主要集中在1H和13C两类原子核的图谱。 MR扩散加强成像，又称“类PET成像”：类PET成像是近几年最新发展起来的磁共振技术，之所以称为类PET成像，是因为其对恶性肿瘤检查具有非常高的敏感性，可以获得类似PET-CT的全身特异性肿瘤成像，具有和PET-CT相似的临床价值，类PET成像与PET-CT相比具有一个极为明显的优势：检查费用远低于PET-CT，检查结果可靠，可以应用在肿瘤病人的术前、术后复查中，以及常规体检中。已经有研究表明，类PET成像与PET－CT比较，两种检查方法对恶性肿瘤的诊断能力无显著差异。 四、1.5T核磁参数 计算机系统 4.1 专业工作站计算机 4.2 CPU数量≥2 *4.3 LINUX操作系统 #4.4 内存≥2GB #4.5 硬盘容量≥160GB 4.6 DVD刻录存储 4.7 网络和激光相机接口：支持DICOM3.0标准接口 4.8 计算机处理方式：并行处理 4.9 最新软件版本 4.10 具备连续软件升级功能 4.11 256×256矩阵图像重建时间≤0.01S 4.12 最大图像采集矩阵：512×512 5 采集序列和扫描软件、去伪影和成像技术 5.1 多层面积连续成像技术 5.2 双斜位成像技术 5.3 反转恢复序列（IR） 5.4 连续和非连续采集 5.5 二维/三维自旋回波序列（2D/3D SE) 5.6 对称回波序列和非对称回波序列（SE&AE） 5.7 二维连续的梯度回波（2DGRE) 5.8 二维和三维的多平面梯度重聚（2D/3D GRE) 5.9 二维和三维扰相梯度回波（2D/4D SPGR) 5.10 二维和三维的快速自旋回波（2D/5D FSE) 5.11 流体抑制反转恢复快速自旋回波（FFSE） 5.12 单次激发快速自旋回波反转序列（SSFSE) 5.13 快速自选回波反转恢复序列（FSE-IR） 5.14 单次激发快速自旋回波反转恢复序列（SSFSE-IR) 5.15 二维/三维的快速梯度回波序列 5.16 倾斜采集（OC) 5.17 流体抑制反转恢复（FLAIR） 5.18 二维/三维快速绕相的梯度回波（FSPGR) 5.19 二维/三维的时间飞跃法的血管造影（2D/3D TOF MRA/CE-MRA) 5.20 梯度多回波技术（MERGE) 5.21 三维自由运动稳态成像（sspp） 5.22 快速多时相成像 5.23 心电补偿的梯度回波/快速梯度回波 #5.24 心电门控、呼吸门控 5.25 外周门控 5.26 流动补偿技术 5.27 呼吸补偿技术 5.28 磁化转移自旋回波（MT-SE） 5.29 模糊伪影消除技术（FSE/FIP） 5.30 多平面相位偏移双层扫描技术（POMP） 5.31 去相位包裹技术 5.32 可变带宽技术 5.33 非对称FOV技术 5.34 图像亮度调整技术 5.35 动态范围扩展技术 5.36 相位/频率偏移技术 5.37 相位可变FOV技术 5.38 交互式扫描平面控制技术 5.39 半层厚/四分之一层厚重建技术 5.40 1K矩阵重建技术 5.41 8集图像滤波技术 5.42 体积投影重建技术（MPVR） 5.43 多平面重建技术（MPR） 5.44 曲面重建技术（CR） 6 高级临床应用技术和软件包 6.1 超快速单次激发快速自旋回波序列（SSFSE-XL) 6.2 椭圆中心相位编码法血管成像技术（3D-EFGRE) 6.3 线扫弥散成像技术（LS-DEI) 6.4 三维相位对比法血管成像技术 6.5 T1加权自由水抑制成像技术 6.6 脂水分离技术 6.7 三维表面重建软件技术包 6.8 自动匀场技术 6.9 脂肪抑制技术 6.10 扩展动态范围技术 6.11 金属植体扫描优化技术 6.12 磁共振水成像技术：MRCP,MRU,MRM