磁共振成像原理PPT

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1. MRI成像基本原理
2. MRI成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
3. MRI成像基本过程● 作用对象→人体内的质子 ● 人在强的外磁场 ● 人接受瞬间开关的无线电波照射 ● 人体内产生磁共振信号 ● 人磁共振信号被外部设备采集重建出图象
4. MRI成像基本过程● 人体内含有大量各种各样的原子核，原子核由中子和质子组成，其中氢核最丰富。氢核只有一个质子，质子本身就是小磁体，有自己的磁场，质子无外力作用下排列不规则，并且本身作自旋运动。
5. MRI成像基本过程●人体在外加强磁场作用下，因人体本身就是磁体，而发生磁化，磁化沿外磁场纵轴方向，又称纵向磁化，体内质子也在外加强磁场作用下，由不规则排列变为有序排列，此时质子自旋存在两种方向： 1.平行方向：低能状态，较多，其磁距向上。 2.反平行方向：高能状态，较少，其磁距向下。
6. MRI成像基本过程质子在外加磁场作用下，排列有序的质子在两个方向上进行磁矢量的叠加，矢量的和为剩余方向向上的质子磁距，称净（总）磁矢量。质子本身仍然进行自旋运动，在立体方向呈有规律的锥形旋转运动，又称为质子进动，进动的速度又叫进动频率，此时质子进动是不同步和不同速的。
7. MRI成像基本过程●短促无线电波即射频脉冲（RF）的作用：在强磁场内的体内质子在瞬间给予的RF的作用下，进动的质子获得能量后，在同一时间磁距指向同一方向，其磁矢量在该方向叠加，出现横向磁化，进动频率也由不同变为相同，出现共振，产生MR信号，此时的质子进行同步同速运动，称为同相位。质子也由低能级跃迁到高能级，使纵向磁化明显减弱。
8. MRI成像基本过程人体接收RF脉冲产生磁共振信号的过程中，RF脉冲突然停止，原来受到脉冲作用的质子即开始恢复到原来的平衡状态，这个过程称为弛豫。纵向磁化恢复过程称纵向弛豫，由零恢复到原来数值的63%所需的时间称纵向弛豫时间（T1）。横向磁化消失为横向弛豫，由最大减少到最大值37%所需时间称横向弛豫时间（T2）。
9. MRI成像基本过程 T1 长短同组织成分、结构、磁环境、外磁场场强有关 T2 长短同外磁场、组织内磁场均匀性有关
10. MRI成像基本过程●MR图象的产生：普通的均匀磁场并不能对人体各个部位的质子进行定位，一般均采用叠加的梯度磁场（在某个方向强度均匀递减）。一般在选定层面上沿X轴和Y轴提供梯度对各点进行定位，这样所选层面上的质子吸收RF脉冲能量后，进动频率不相同，产生信号也不同，当沿着某个梯度检测信号，我们便得到了这个层面所有的质子的信号。这些信号都不相同。
11. MRI成像基本过程人体不同器官的正常或病理组织的T1和T2相对恒定。在特殊的脉冲序列作用下，对所选定层面检测信号，所获得的信号经过傅立叶变换（一种数学换算方法），便分离分析出各种各样的被检测频率：每一点信号强度和每一点对应空间位置。又因为T1、T2和pd等参数的不同，对获得的选定层面上的信号进行重建即可获得MR图象。这种图象即能反映出人体不同组织见的空间定位和之间的对比。
12. MRI成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
13. 脉冲序列和加权像 90°脉冲：使纵向磁化倾斜90°脉冲。 180°脉冲：使纵向磁化倾斜180°脉冲。脉冲序列：为获得选定层面中各种组织的T1、T2和/或pd差别，从而得到不同的MRI图象而连续向选定层面施加不同的脉冲组合，后者就是脉冲序列。
14. 脉冲序列和加权像 T1加权像（T1WI）：两个激励脉冲间的间隔时间为重复时间TR，TR﹤500msec为短TR，TR﹥1500msec为长TR。长TR是短TR的3倍，短TR可能组织间T1信号强度差别显示出来，其形成图象为T1WI。
15. 脉冲序列和加权像 T2加权像（T2WI）：一个脉冲与产生回波时间为回波时间,TE。 TE﹤30msec为短TE，TE﹥80msec为长TE。长TE为短TE的3倍。用较长TE，组织间的信号强度差别形成的图象为T2WI。质子密度：长TR，组织间的T1不影响对比。组织间有质子密度上的差别，其形成的图象称质子密度加权像（pdWI）。
16. 脉冲序列和加权像自旋回波脉冲序列：90°脉冲→等待TE/2 → 180°脉冲→等待TE/2 →记录信号选用长TR，短TE → 质子密度加权（pdWI）选用长TR，长TE → T2WI加权选用长TR，短TE → T1WI加权
17. MRI成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
18. MR设备◆主磁体 ◆梯度线圈 ◆体积线圈 ◆表面线圈 ◆射频系统 ◆数据采集、处理系统
19. MR设备1、主磁体：磁场强度（均匀度、稳定性）单位：特斯拉（T），1T=13高斯（G）永久磁体：不耗能，场强低，重量大，多﹤0.3T，热稳定性差。阻抗磁体：是一种常导磁体，线圈通电才有磁性，耗电能，须冷却降热。超导磁体：主线圈用超导材料造成，在-269°C，失去对电流阻力，（需冷却剂液氮He），通一次电，电流持久地在线圈内流动并产生恒定磁场。场强高0.35-3T，均匀，分辨力好，设备价格、冷却剂价格都昂贵。
20. MR设备2、梯度线圈：改变主磁体场强，产生梯度场，用作选层、信息的空间定位。空间定位是三维性，需三套相应的梯度线圈。 3、体积线圈：完全包绕需要成像的部位，大小与扫描部位相仿，作为发射RF脉冲之用，也作为接收线圈。
21. MR设备4、表面线圈：直接放在兴趣区部分，专用接收线圈，接收邻近结构上的信号。 5、射频系统：射频发生器：由线圈组成，产生不同的脉冲序列，激发体内氢原子，产生MR信号。 MR信号接收器：接收受RF传递能量而改变质子进动所产生的信号。
22. MR设备6、数据采集、处理（重建采用傅立叶变换）和图象显示、储存，通过模拟转换器、计算机、磁盘、磁带机等来实现。
23. MRI成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
24. MR图象的特点MR图象相对有优点，也有缺点。优点： 1、多参数成像。 2、多方位成像。 3、流空效应。 4、质子弛豫增强效应。
25. MR图象的特点1、多参数成像： ①分别获得T1WI、T2WI、pdWI，有助于显示正常组织与病变组织。 ②描述用信号的高低表述：高信号→ 白影 → 短T1和长T2 中等信号→ 灰影低信号 → 黑影 → 长T1和短T2
26. MR图象的特点③正常组织T1WI和T2WI：脑白质脑灰质脑脊液脂肪骨皮质髓质脑膜T1WI 等、高信号等低高低高低T2WI 等信号等、高高高等中低等低
27. MR图象的特点④病理组织信号强度：组织水肿含水囊肿瘤结亚急性血肿钙化脂肪胆固醇三酸甘油三脂T1WI低低低高低高中、高高T2WI高高高高低中、高高低
28. MR图象的特点 2、多方位成像：可获任何断面的图象。 3、流空效应：流动的质子（血流、脑脊液等）受到脉冲的激发。当中止脉冲时，被激发的流动质子离开受检层面，而接收不到信号，称流空现象。与流动方向，流动速度，层流，瑞流有关。可行血流成像。
29. MR图象的特点 4、质子弛豫增强效应：即一些顺磁性和超顺磁性物质使局部产生磁场，可缩短周围质子弛豫时间。这也是MR对比增强检查的基础。
30. MR图象的特点缺点：对钙化灶、骨变化有欠敏感现象。有金属、运动伪影。有些病变缺少特异性。
31. MRI成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
32. MR检查技术1、脉冲序列 2、脂肪抑制 3、MRI对比增强检查 4、MR血管造影（MRA） 5、水成像 6、功能性MRI成像 7、MRI检查应注意的问题
33. MR检查技术1、脉冲序列： ① SE序列 TRTET1WI短（﹤500ms）短（﹤25ms〉 T2WI 长（﹥2000ms）长（﹤75ms） pdWI 长（﹥2000ms）短（﹤25ms）
34. MR检查技术 TR、TE两个参数由操作者长掌握。成像时间长。采用呼吸门控、呼吸补偿、心电门控、周围门控即预饱和技术等，减少各类伪影的干扰。
35. MR检查技术②梯度回波序列（GRE）：快速成像脉冲序列。成像时间短，空间分辨力、信噪比较高，获准T1WI、准T2WI、准pdWI。用途：心血管成像、骨成像、脑实质成像等。 ③回波平面成像（EPI）：快速成像技术，获得一个层面时间可达20ms，是功能性MR成像基础。
36. MR检查技术 2、脂肪抑制：把图象中脂肪成分形成的高信号抑制下去，而非脂肪成份（如正铁血红蛋白、顺磁性物质等）高信号不被抑制。用途: ①验证高信号区是否存在脂肪。 ②有助于出血、肿瘤、炎症等疾病鉴别。
37. MR检查技术3、MRI对比增强检查：静脉内注入使原子弛豫时间缩短的顺磁性物质作为对比剂。对比剂钆-二乙三胺五醋酸。完全在细胞外间隙内，不能通过血脑屏障，无特异性，有助于鉴别诊断。 4、MR血管造影（MRA）：无需或仅需血管内注射少量对比剂，检查比较简单、安全常用的技术：时间飞跃法（TOF）、相位对比法（PC）。
38. MR检查技术5、水成像：采用长TE、脂肪抑制技术，突出水信号，获得重T2WI。优点：无创、无痛苦、方便、简单、效果好。适用：胰胆管、尿路、脊髓、内耳、诞腺等。
39. MR检查技术6、功能性MRI成像：即在病变尚未出现形态变化之前，利用功能变化来形成图象，以达到早期诊断目的。弥散成像：DI是使用弥散成像软件，以获得弥散加权像，DWI主要用于诊断早期缺血性脑卒中。灌注成像：静注高浓度对比剂进行MRI的动态成像，借以评价毛细血管床的状态及功能。皮层激发功能定位：
40. MR检查技术7、MRI检查应注意的问题：体内金属物、人工关节、动脉瘤手术的金属夹、起搏器等禁行MRI检查，高热或散热功能障碍用MRI检查。需监护的危重病人也不宜行MRI检查。孕妇慎用MRI检查。
41. MRI成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
42. MR分析与诊断 1、了解MRI设备的类型、磁场强度和扫描技术条件。设备之间是有差异的。 2、既要立体多体位观察，又要对每帧图象进行分析。 T1WI、T2WI、pdWI的增强检查。
43. MR分析与诊断 3、仔细分析解剖器官的大小、形状、位置等。认真注意病变的位置、大小、形状、边缘、轮廓与相邻脏器的关系等。 4、根据判断的疾病不同和成像技术的不同也要又针对性和重点。 5、注意MRI高敏感性，不漏诊，不误诊。
44. MR成像基本原理一、MRI成像基本过程二、脉冲序列和加权相三、MR设备四、MR图象的特点五、MR检查技术六、MR分析与诊断七、MRI诊断的临床应用
45. MRI诊断的临床应用除了肺脏及不宜行MRI检查的患者，均可行MRI检查。并且，一方面向快速扫描发展，一方面向生物化学、功能代谢方面发展。缺点是 ①检查时间长。 ②禁忌症多。 ③对某些器官和疾病的诊断远有限度。

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