MRI成像基本原理.ppt

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1、MRI:TheBasics安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院放射科錢銀鋒影像學發(fā)展趨勢形態(tài)成像功能成像宏觀成像分子影像影像診斷介入影像概述最初稱為NMR。1946年哈佛大學的Purcell和斯坦福大學的Bloch各自獨立地發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象,并于1952年獲得諾貝爾物理學獎。1971年Damadian發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2值比正常組織長。1978年獲得了第一幅人體NMR圖像。1980年商品MRI機開始用于臨床。MRI的優(yōu)點:無放射性;可任意方向成像;軟組織分辨率高;無骨硬化偽影。概述概述MRI的缺點:空間分辨率低;成像時間長;體內(nèi)有鐵磁性物體者禁忌檢查;對鈣化和骨皮質(zhì)改變不敏感;費

2、用較貴。MRI組成及作用磁體—提供強大的靜磁場,使體內(nèi)質(zhì)子發(fā)生定向排列射頻脈沖—提供電磁能量傳遞給低能質(zhì)子使之發(fā)生能級躍遷;使不同進動的質(zhì)子同步進動梯度線圈—對體內(nèi)質(zhì)子進行空間定位計算機—圖象重建和后處理磁體超低場:<0.2T低場:0.2~0.4T中場:0.5~1.4T高場:1.5~3.0T超高場:>3.0T永磁型常導型超導型磁體將病人放入磁體內(nèi)發(fā)射射頻脈沖關閉射頻脈沖病人發(fā)出信號,該信號被接受線圈接收并用于圖像重建磁共振成像步驟磁共振成像步驟1把病人放入磁體內(nèi)縱向磁化正常情況下,質(zhì)子處于雜亂無章的排列狀態(tài),當放入強磁場中,就會發(fā)生定向排列讓我們仔細觀察質(zhì)子運動質(zhì)子自旋

3、選用1H的原因含量豐富靈敏度高縱向磁化進動(Procession)ω=γB0γ=42.6MHZ/T坐標系坐標系坐標系縱向磁化為何要發(fā)射射頻脈沖(radiofrequency,RF)?步驟2:施加特定頻率的射頻脈沖何謂射頻脈沖?施加射頻脈沖后,質(zhì)子會發(fā)生什么變化?——橫向磁化(Transversemagnetization)為什么要發(fā)射特定頻率的射頻脈沖?特定頻率為什么RF要特定頻率?RF作用1RF作用2射頻激勵激勵施加RF后質(zhì)子的進動ZyXω0ω1ω0遠大于ω1施加RF后質(zhì)子的章動旋轉(zhuǎn)坐標系步驟3:關閉射頻脈沖弛豫(relaxiation)?縱向弛豫(T1弛豫)—縱向磁

4、化矢量恢復到原來大小的過程?;謴偷阶畲笾?3%所需的時間為T1時間?橫向弛豫(T2弛豫)—新建立起來的橫向磁化矢量逐漸消失的過程。降低到最大值37%所需的時間為T2時間。T1弛豫過程T1弛豫過程T2弛豫過程T2弛豫過程?T1受什么影響—組織的成分、結(jié)構(gòu)和環(huán)境?什么影響T2—外磁場的不均勻性、單個自旋間的相互作用T2和T2*1.5T下腦組織的T1、T2和N(H)T1(ms)T2(ms)N(H)白質(zhì)510670.61灰質(zhì)760770.69水腫9001260.86CSF26501801.00代表性組織?液體/水——長T1(低信號)長T2(高信號)?脂肪——短T1(高信號)中等

5、T2(中等信號)水/液體脂肪接受到的信號(理想狀態(tài))接受到的信號(實際狀態(tài))數(shù)據(jù)空間TETRT1恢復與T2衰減組織對比SI=N(H)(e-TE/T2*)(1-e-TR/T1)長TR減少T1作用短TR增加T1作用短TE降低T2*作用長TE增加T2*作用短TR—T1WI長TE—T2WIT1WITR/TE=340/9msT2WITR/TE=4200/98msT1WIT2WI步驟4?身體區(qū)域內(nèi)的圖象如何重建??如何選擇層厚?RF帶寬、梯度?信號來自何處?頻率編碼梯度與相位編碼梯度層面選擇層面選擇頻率編碼梯度相位編碼梯度脈沖序列SE(Spinecho,自旋回波)FSEIR(Inv

6、ersionrecovery,反轉(zhuǎn)回復)—STIR、FLAIRGRE/GE(gradientecho)EPI(plainechoimaging)SESEFSE/TSEFSE/TSEFSE/TSE優(yōu)點:縮短掃描時間減輕運動偽影金屬偽影減輕對磁場均勻性要求低IRSTIRFLAIRGE/GRE優(yōu)點:提高掃描速度增加對出血的敏感性3D成像MRAGE/GRE缺點:降低了SNR增大了磁化率偽影增加了對外磁場不均勻的敏感性第二種化學位移效應GE/GREEPIK空間填充方式優(yōu)點:掃描時間約100ms或更短心臟和呼吸的運動不再成為問題能夠?qū)崿F(xiàn)無運動偽影的圖像可研究組織和器官的功能EPI臨

7、床應用:DWIPWI心臟和腹部的無運動偽影成像冠脈成像心臟電影成像EPI不同組織的信號特征脂肪—短T1中等T2肌肉—稍長T1短T2韌帶—長T1短T2骨髓—短T1等T2血管—流空骨皮質(zhì)—長T1短T2纖維軟骨—長T1短T2透明軟骨—短T1長T2變性—長T1長T2水腫—長T1長T2血腫—隨Hb衍變而不同囊腫—隨囊內(nèi)容物不同而不同腫瘤—絕大多數(shù)長T1長T2,脂肪瘤、黑色素瘤例外流空效應MRATOF法PC法CE法MRAMRhydragraphyMRCPMRUMRMMR迷路成像MR鼻淚管成像MR胃腸道成像MRhydragraphy:MRCPMRUAr

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