磁共振成像基本知识PPT

MRI成像原理及序列概 述
放射科 王岩
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MRI的来源与发展
Nuclear magnetic resonance， NMR(核磁共振)是一种核物理现象， 1946年Bloch与Purcell报道了这种 现象，并应用于波谱学。1973年 Lauterbur发表了MRI技术，应用 于医学领域。 广泛使用较晚，原因：太慢
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磁共振：具有磁性的原子核处在外界静磁 场中，并用一个适当频率的射频电磁波 来激励这些原子核，从而使原子核产生 共振，向外界发出电磁信号的过程。
磁共振成像：利用磁共振原理探测人体内 不同部位的信号，并形成图像。
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影像诊断方式对比
普通X线：主要以形态学变化来诊断疾病 CT：以形态学和密度差异来诊断疾病 MRI：以形态学、多种信号差异、密度 差异来诊断
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个人观点供参考，欢迎讨论！
加权分类 T2WI（城里人花样繁多） T1WI（乡下人稳重可靠） PDWI（城乡结合部忽视）
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化妆品
附加功能 Fsat、STIR、探针技术、水抑制 这些都是用来化妆的，不论如何，人还 是那个人 乱花渐欲迷人眼 提纲挈领，把握关键
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我院使用的诊断序列：
常规序列
T2WI：SE序列T2加权成像 T1WI：SE序列T1加权成像 FLAIR序列：快速液体衰减反转恢复序列 MRA：血管成像 EPI-T2*WI:FE序列为基础的T2加权序列
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选用序列
T1-FLAIR：质子密度加权为基础的水抑制 DWI：弥散加权成像 PWI：灌注成像（超急性脑梗塞专用） 重T2 水成像:显示第七八对颅神经及脑室水 成像 脂肪抑制序列（STIR、 FatSat）
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没有购买及安装的序列

•1 9
腹部成像的技术要求
高性能的梯度系统 高敏感性的表面射频线圈 快速成像序列
FLASH 或SE TSE HASTE TRUEFISP
•2 0
腹部成像的难点-运动伪影
呼吸运动伪影 肠蠕动伪影 心脏跳动伪影 腹主动脉搏动伪影
•2 1
抑制呼吸运动伪影的技术
屏气---快速扫描序列 多次屏气 呼吸触发（-RESP) Navigate—PACE（领航） Navigate 监控多次屏气 Navigate 门控
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呼吸触发
•3 2
呼吸触发图像1
•3 FSE-T2图像 3
呼吸触发图像2
TSE-T2-FAT
TSE-T2-FAT
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屏气图片——1
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屏气图像——2
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FLASH
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其他抑制运动伪影的方法
饱和带 脂肪抑制 改变相位编码方向 增加平均采集次数
•3 8
腹部扫描协议相关名词解释
➢ 清楚显示与脂肪组织毗邻的 器官 ➢ 消除呼吸运动伪影
数据滤波选择Normalize 扫描前准备
➢ MRCP前禁食12小时，禁水2小时 ➢ MRU前禁食12小时，20分钟前饮水200ML
•5 7
•5 8
•4 7
水成像应用中的难点及对策
来自胃肠道的干扰 扫描前禁食12小时
➢ 良好的胆囊充盈 ➢ 消减胃肠蠕动引起的运动伪影 ➢ 减少胃肠内容物高信号的干扰 ➢ 临扫描前口服稀释的 GD-DTPA.
➢ 枸橼酸铁铵泡腾颗粒(复锐明，北路药业)
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部分官腔显影不良
MRCP胰管显影不良
静脉注射促胰液分泌或 口服柑橘类果汁
屏气 扫描

颈内动脉
大脑中动脉
大脑前动脉 后交通动脉
颈内动脉1 颈外动脉2 颈内静脉4
大脑前动脉6 大脑中动脉7 大脑后动脉8 额叶前内侧支9 横窦11 乙状窦12
上矢状窦13 大脑大静脉14 基底动脉15 距状沟动脉21 椎动脉22 中央前沟动脉23
颈内动脉1
后交通动脉3 大脑前动脉6 大脑中动脉7 大脑后动脉8 额叶前内侧支9 小脑上动脉10 横窦11 上矢状窦13 基底动脉15 直窦16
MRA在脑血管中的应用
颈内动脉
• 颈内动脉起自颈总动脉，经颈动脉管入颅，向前 穿海绵窦至视交叉外侧。主要分支有： ①眼动脉， 发自颈内动脉，经视神经管入眶。 ②后交通动脉， 向后行，与大脑后动脉吻合。 ③脉络膜前动脉， 向后内行，进入侧脑室脉络丛。 ④大脑前动脉， 在视神经上方向前进入大脑纵裂与对侧同名动脉 借前交通支相连，沿胼胝体沟向后行。主要供应 顶枕沟以前的大脑半球内侧面和上外侧面的上部 及部分间脑。 ⑤大脑中动脉，是颈内动脉的延续， 沿外侧沟向后上行走，沿途发出的分支有豆纹动 脉(分布于纹状体和内囊)、额顶升动脉(分布 于额叶和顶叶前部)等。
脑底动脉环
• 大脑动脉环(willis环、脑底动脉环)位于脑底、 蝶鞍上方。由前交通动脉、两侧大脑前动脉、颈 内动脉的终支、后交通动脉和大脑后动脉吻合而 成，围绕在视交叉、灰结节和乳头体周围，是一 种代偿的潜在装置。其中，前交通动脉为沟通左、 右颈内动脉的血管，后交通动脉则为沟通颈内动 脉和椎动脉的血管。当动脉环的某一处发育不良 或阻断时，可在一定程度上通过大脑动脉环使血 液重新分配和代偿，以维持脑的血液供应。
磁共振血管成像(MRA) Willis环的 :旋转从侧位片 (MIP)。 1, 椎动脉. 2, 颈内动脉. 3, 大脑中动脉. 4, 大脑前动脉. 5, 大脑后动脉. 6, 基底动脉。

利进行和结果的准确解读。
THANK YOU
发展历程
从1970年代的初期研究，到1980年代初期的初步应用，再到现在的广泛应用 ，MRI技术不断发展。
未来趋势
随着技术的进步，MRI将更加快速、高分辨率、高灵敏度，并有望与其他医学 影像技术结合，提高疾病的诊断准确率。
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MRI系统构成与技术
MRI系统的硬件组成
01
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04
磁体系统
产生静磁场，是MRI系统的核 心部分。
关节病变
MRI能够观察关节的结构 和病变，有助于诊断关节 炎、关节损伤等疾病。
肿瘤的诊断与分期
肿瘤定位
MRI能够准确地定位肿瘤的位置 ，有助于医生制定手术或治疗方
案。
肿瘤分期
MRI可以评估肿瘤的侵犯范围和分 期，为医生提供制定治疗计划的依 据。
肿瘤疗效评估
MRI可以监测肿瘤治疗的效果，为 医生调整治疗方案提供参考。
磁共振成像与应用ppt课件
汇报人：可编辑 2024-01-11
目录
• 磁共振成像（MRI）概述 • MRI系统构成与技术 • MRI在医学诊断中的应用 • MRI在科研领域的应用 • MRI的安全与防护 • 案例分析与实践经验分享
01
磁共振成像（MRI）概述
MRI的定义与原理
定义
磁共振成像（MRI）是一种利用 磁场和射频脉冲来检测人体内部 结构的非侵入性成像技术。
梯度系统
用于空间定位，产生不同的磁 场强度。
射频系统
发射和接收射频信号，实现信 号的激发和接收。
计算机系统
处理和显示图像，实现数据采 集、重建和显示等功能。
MRI的扫描序列与参数
自旋回波序列（Spin Echo）：最常 用的序列，通过90度和180度脉冲组 合获取信号。

利用人体内固有的H离子原子核， 在外加磁场作用下产生共振现象， 吸收能量并释放MR信号，将其采集 并作为成像源，经计算机处理，形 成人体MR图像，是一种核物理现象 在医学领域的应用。
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2、MRI检查有那些优点？
（1）没有电离辐射的损伤（尚未发现）； （2）多方位（横、冠、矢及斜面）成像； （3）图像对解剖结构的细节显示比较好； （4）对组织细微病理的变化更敏感，如脑 水肿 等，组织间的对比度优于CT； （5）根据信号可以确定组织的类型，如脂 肪、出血、水等； （6）无骨骼伪影； （7）流空效应（显示血管） （8）不断有新的成像技术
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谢谢
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1、MR平扫 (T1、T2、DWI、FLAIR、脂肪抑制) 2、MR增强扫描:.（凡怀疑占位性病变需开增强扫 描，另外收费） 3、MRA（增强血管造影成像，另外收费）
4、MRCP/MRU （水成像，用于胆道、尿路梗阻和 肿瘤病变，胆道、尿路梗阻和肿瘤，另外收费） 5、波谱分析（另外收费）
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怎样开MR申请单

直肠肿瘤
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正常肝脏MRI--T1WI
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正常肝脏MRI--T2WI（FISP序列）
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正常肝脏MRI--T2WI（FISP序列）
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正常肝脏增强动态MRA
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正常腹部脂肪抑制MRI
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脊柱和脊髓病变MRI
适应证
1 椎管内各种病变 2 椎体病变 3 椎间盘病变
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MR检查的禁忌症
1 危重患者需要抢救者 2 严重心肺功能不全者 3 体内有磁性金属异物者 (① 心脏起搏器；②耳蜗 移植体；③某些人工心脏瓣膜；④ 骨骼生长刺 激器和神经刺激器（TENs）； ⑤动脉夹或 圈； ⑥ 金属结构（框周）； ⑦某些假体) 4 怀孕三个月以内之孕妇 5 幽闭恐怖症者

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• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
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• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）

•质子含量
•质子含量越高，与主磁场同向的质子总数增加（磁 化率不变）
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处于低能状态的质子到底比处于高能 状态的质子多多少？？？
室温下（300k）
0.2T：1.3 PPM 0.5T：4.1 PPM 1.0T：7.0 PPM 1.5T：9.6 PPM
处于低能状态的氢 质子仅略多于处于 高能状态的质子
??9191无线电波激发后人体内宏观磁场偏转了90度mri可以检测到人体发出的信号氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大90度脉冲后磁化矢量偏转产生的旋转的宏观横向矢量越大mr信号强度越此时的mr图像可区分质子密度不同的两种组织??9292??9393??9494??9595无线电波激发使磁场偏转90度关闭无线电波后磁场又慢慢回到平衡状态纵向??9696无线电波激发使磁场偏转90度关闭无线电波后磁场又慢慢回到平衡状态纵向??9797?relaxationrilk?se??n??9898射频脉冲停止后在主磁场的作用下横向宏观磁化矢量逐渐缩小到零纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡状态系统由激发态恢复至平衡状态这个过程称核磁弛豫又可分解为两个部分
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•人体组织MRI信号的直接来源
•并非所有氢质子均能产生MRI信号
人体组织MRI信号主要来源于水分子中的氢质子 （水质子） 部分组织也能产生MRI信号，像来自脂肪中的质 子（脂质子）
•水分子：自由水、结合水
•结合水是细胞中和其他物质结合在一起的水，细胞中大部分的水以游离 的形式存在，可以自由流动，我们称为自由水。两者可以互相转换，处 于动态平衡之中。
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（2）磁场强度的概念 高斯、特斯拉
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高斯（gauss, G）。 Gauss (1777-1855)
德国著名数学家，于1832年首次测量了地球的磁场。 1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处检测到的磁场强度

化学交换饱和转移成像（Chemical Exchange Saturation Transfer，CEST）：通过测量化学交换过程中产生的磁共振 信号来反映组织内的特定代谢物浓度，常用于神经退行性疾 病和肿瘤的研究。
05 磁共振的优势与局限性
优势
无电离辐射
磁共振成像技术利用磁场和射频脉冲，而 不是X射线，因此没有电离辐射，对病人
磁场均匀度
为了保证检测结果的准确性，磁体 系统需要提供高均匀度的磁场环境 。
射频系统
发射器
射频系统中的发射器负责 产生高频电磁波，用于激 发人体内的氢原子核。
接收器
接收器负责接收氢原子核 返回的信号，并将其转换 为可供计算机系统处理的 电信号。
射频线圈
射频线圈是发射和接收电 磁波的重要部件，其设计 和性能对信号质量和成像 质量有重要影响。
研究和发展分子成像技术，实现从分子水平上对疾病进行早期诊断 和疗效评估。
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磁共振的发展历程
1946年，美国科学家Bloch和Purcell 共同获得了诺贝尔物理学奖，因为他 们发现了核磁共振现象。
1977年，美国科学家Mansfield和 Maudsley开发出了基于快速扫描的 磁共振成像技术，大大缩短了成像时 间。
1971年，美国科学家Damadian发明 了第一台核磁共振成像仪，并获得了 专利。
无害。
高软组织分辨率
磁共振成像能够清晰地显示软组织结构， 对于脑、关节、肌肉等部位的病变诊断具
有优势。
多参数成像
磁共振成像可以获取多种参数，如T1、T2 、质子密度等，从而提供丰富的诊断信息 。
功能成像
除了结构成像外，磁共振还可以进行功能 成像，如灌注成像和弥散成像，有助于疾 病的早期诊断和预后评估。

FSE序列采用多重180度重聚脉冲，可以在一个重复时间内获得 多个信息(K空间数据)，比一般的自旋回波成更快间隔的自旋回聚， 从而减少散射相关的信号丢失。
同一场强下GRE产生伪影比FSE序列伪影较小，原因是:GRE对金 属极其敏感，体素内失相位是GRE图像信号丢失的主要原因，它没有 运用180°聚相位脉冲，对于磁场不均匀带来的相位离散特别敏感。 除外磁场不均带来的相位离散。
2024/8/30
四、金属伪影矫正的方法
8、用增加带宽的方式扫描
运用增加带宽来抑制金属伪影的原理是:当增加频 率编码的带宽时，也就是每个像素的共振频率范围增大， 从而降低了频率编码方向上由于频率改变所致错误编码 的幅度，进而降低图像的畸变。
缺点：图像信噪比下降
2024/8/30
四、金属伪影矫正的方法
2024/8/30
二、金属伪影的形成
1、物质的磁性
物质的磁性可以理解为物质在外在磁场环境下所产 生的与外在磁场相关的磁场特性。
物质的磁性主要分为抗磁性、顺磁性、铁磁性等。
2024/8/30
二、金属伪影的形成
2、磁敏感伪影
磁场的均匀性是磁共振(MR)成像的基本条件，磁场 环境不稳定都会引起磁场均匀性的破坏。临床把MR成像 过程中主磁场受磁化干扰而形成的几何变形和信号失真 的影像称为磁敏感伪影。 ( magnetic susceptibility artifact MSA )
但是对待有金属植入物的患者进行MRI检查时，要考 虑金属植入物在图像上的伪影问题。异常伪影信号使图像 变形，影响其观察和诊断，这会降低图像的诊断性能。
2024/8/30
一、研究背景
医用金属材料应用广泛
（1）医用不锈钢:有铁素体、奥式体和沉淀硬化型不锈钢;奥式体不锈 钢无磁性，抗腐蚀性能好，广泛用于人工关节，骨折内固定器械、 各种齿冠，固定支架人工心脏瓣膜等。