MRI成像技术的进展及临床应用
磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是基于核磁共振现象的成像技术, 20世纪70年代被引入到医学领域并用于人体成像。30多年的时间里,MRI得到迅速开展,硬件设备和成像技术不断更新。主磁场、梯度系统、射频系统功能的改良,多通道、多采集单元、并行采集等技术的应用,使MRI设备整体水平明显提升,成像速度明显加快。近几年,超高场MRI在脑功能成像、频谱成像、白质纤维束成像、心脏检查、冠心病诊断、腹部等脏器的检查得到了广泛应用[1]。
1 磁共振血管成像
磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)是一种无创性血管成像技术,利用血管内血液流动或经外周血管注入磁共振比照剂显示血管结构,还可提供血流方向、流速、流量等信息,已经成为常规检查技术。MRA技术主要有时间飞跃法( time offligh,t TOF)、相位比照法(phase contras,t PC)和比照增强MRA(CE-MRA)。TOF法是临床上应用最广泛的MRA方法,该技术基于血流的流入增强效应,常用形式有2D TOFMRA和3D TOFMRA。2D
TOFMRA采用较短的重复时间(repetition time, TR)和较大的反转角,背景组织信号抑制较好,有利于静脉慢血流的显示,多用于颈部动脉和下肢血管的检查。3D TOFMRA空间分辨率更高,流动失相位相对较轻,受湍流的影响相对较小,多用于脑部动脉的检查[2]。PCMRA是利用流动所致的宏观横向磁化矢量的相位变化来抑制背景、突出血流信号的一种方法,包括2D
PCMRA、3D PCMRA和电影(cine) MRA。与TOFMRA比拟,PCMRA在临床应用相对较少,主要用于静脉性病变的检查和心脏及大血管血流分析。CE-MRA是经外周静脉团注比照剂Gd-DTPA后,利用比照剂使血液的T1值明显缩短,然后利用超快速且权重很重的T1WI序列(3D fastTOF SPGE,反转角>45°)进行成像。CE-MRA对于血管腔的显示比其他MRA技术更可靠,出现血管狭窄的假象明显减少,血管狭窄程度的反映比拟真实,一次注射比照剂可完成动脉和静脉的显示。
磁共振波谱（MR spectroscopy，MRS）
磁共振波谱（MR spectroscopy，MRS）是目前唯一能无创伤地探测活体组织化学特性的方法。在许多疾病中，代谢改变先于病理形态改变，而MRS对这种代谢改变的潜在敏感性很高，故能提供信息以早期检测病变。磁共振波谱mRS）研究人体细胞代谢的病理生理改变，而常规MRI则是研究人体器官组织大体形态的病理生理改变，但二者的物理学基础都是核共振现象。
一、MRS的原理
磁共振信号的共振频率由两个因素决定①旋磁比r，即原子的内在特性②核所处位置的磁场强度。核所受的磁场主要由外在主磁场（B。）来诀定，但是核所受的磁场强度也与核外电子云及邻近原子的原子云有关。电子云的作用会屏蔽主磁场的作用，使着核所受的磁场强度小于外加主磁场。这种由于电子云的作用所产生的磁场差别被称为化学位移。因此，对于给定的外磁场，不同核所处的化学环境不一样，从而产生共振频率的微小差别，导致磁共振谱峰的差别，从而识别不同代谢产物及其浓度。
MRS可检测许多重要化合物的浓度，根据这些代谢物含量的多少可以分析组织代谢的改变，1H-MRS可测定 12种脑代谢产物和神经递质的共振峰，N-乙酸门冬氨酸(NAA)、肌酸（Cr）磷酸肌酸（PCr）胆碱（cho）肌醇（MI）谷氨酸胺Gln）谷氨酸盐（Glu)乳酸（Lac）等。生物中，许多生物分子都有31P，这些化合物参与细胞的能量代谢和与生物膜有关的磷脂代谢，31P－MRS被广泛用在对脑组织能量代谢及酸碱平衡的分析上，可以检测磷酸肌酸(PCr人无机磷酸盐(PI）α- ATP、β-ATP、γ—ATP的含量和细胞内的 PH值。
二、MRS的临床应用
1．正常人的脑MRSMR波谱变化可反映神经元生长分化，脑能量代谢和髓鞘分化瓦解过程改变。NAA是哺乳动物神经系统中普遍存在的化合物，几乎所有的NAA均存在于神经对内，目前将NAA作为反映神经元功能的内标物。正常人有很高的NAA／Cr）值，NAA下降提示神经元的缺失和破坏。Cho和 Cr在神经元和神经胶质细胞内均被发现，但细胞研究证明，星形胶质和少突胶质细胞内Cho和Cr含量明显高于神经元，故Cho和 Cr增加提示有神经胶质增生。由于NAA减少或Cho、Cr增加，导致了 NAA／（Cho＋Cr）上值降低，上值常作为反映神经元功能的指标。此外，1H-MAS发现NAA在人出生后一年内增加近两倍，肌酸信号也相应增加，NAA／Cr。及Giu-n/Cr随年龄增长而上升，MI/Cr随年龄的增长而下降，31P-MRS研究也发现，磷酸一脂（PME）的信号相对于其他代谢产物来说随年龄增加衰减，磷酸肌酸则相反，这说明，通过定量分析脑组织代谢产物的MRS，可了解脑组织的发育成熟度，同时也提示我们在观察病理性波谱时，应考虑到年龄相关性变化。
山东医药２０１２年第５２卷第２９期
磁共振波谱、弥散张量成像检查诊断
脊髓小脑性共济失调的价值
陈岩 ，张佩兰 ，程焱
（１天津市环湖医院，天津３０００６０；２天津市总医院）
摘要：目的探讨磁共振波谱（ＭＲＳ）、弥散张量成像（ＤＴＩ）检查诊断进行性遗传性脊髓小脑性共济失调（ＳＣＡ）
的价值。方法选择ＳＣＡ患者３０例（ＳＣＡ组），同期选择３０例健康体检者作为对照组，分别进行小脑蚓部及小脑 半球ＭＲＳ、ＤＴＩ检查，并对ＳＣＡ组进行突变基因筛查。结果ＳＣＡ组中有２０例筛查到突变基因。ＭＲＳ检查发现， 与对照组比较，ＳＣＡ组小脑蚓部ＮＡＡ／Ｃｒ、Ｃｈｏ／Ｃｒ减低（Ｐ＜０．０５或＜０．０１），小脑半球ＮＡＡ／Ｃｒ轻度减低（Ｐ＜ ０．０５），小脑半球Ｃｈｏ／Ｃｒ无明显变化。ＤＴＩ检查发现，ＳＣＡ组小脑中脚及桥脑腹侧部分横向纤维显示不完整。结论 ＭＲＳ、ＤＴＩ检查能在小脑萎缩发生之前观察到脑组织代谢产物降低及脑桥横向纤维显示不清，可为临床早期诊断 提供帮助。 关键词：脊髓小脑共济失调；弥散张量成像；磁共振波谱学
中图分类号：Ｒ８１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—２６６Ｘ（２０１２）２９－００２３－０３
Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｎｅｕｒｏｉｍａｇｉｎｇ ｉｎ ｓｐｉｎＯｃｅｒｅｂｅｌｌａｒ ａｔａｘｉａ
ＣＨＥＮ Ｙａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｐｅｉ—ｌａｎ，ＣＨＥＮＧ Ｙａｈ
（１ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｈｕａｎｈｕ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００６０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：０ｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ＭＲＳ ａｎｄ ＤＴＩ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ｏｆ ｓｐｉｎｏｃｅｒｅｂｅｌｌａｒ ａｔａｘｉａ（ＳＣＡ）． Ｍｅｔｈｏｄｓ ３０ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ＳＣＡ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｂｒａｉｎ ｒｏｕｔｉｎｅ ＭＲＩ，ｓｉｎｇｌｅ—ｖｏｘｅｌ Ｈ・ＭＲ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＭＲＳ）ａｎｄ ｄｉｆｆｕ— ｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ（ＤＴＩ）ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｒｅｂｅｌｌａｒ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ２０ ｃａｓｅｓ ｏｆ ＳＣＡ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｍｕｔａｎｔ ｇｅｎｅ．Ｔｈｅ ＮＡＡ／Ｃｒ ｒａｔｅｓ ａｎｄ Ｃｈｏ／Ｃｒ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｒｅｂｅｌｌａｒ ｖｅｒｍｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ＳＣＡ ｗｅｒｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ＮＡＡｆＣｒ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ
磁共振成像概述
磁共振成像 ( Magnetic Resonance Imaging )是利用人体内氢原子核在强磁场内共振产生影像的一种医学检查和诊断的方法。
• MRI是什么？
– ——无线电波成像
• MRI的特点？
– ——是软组织分辨率最高的影像检查手段
• MRI的适应症？
– ——可适用全身检查
• 功能MRI是什么？
– ——可提供活体的结构、代谢信息
磁共振信号＝无线电波
依据质子拉莫尔频率，其波长位于短波或超短波。
如：0.5T 拉莫尔频率为21.3MHz, 波长为14.08m（短波）
1.5T 拉莫尔频率为63.9MHz, 波长为4.69m（超短波）
磁共振成像的定义：
磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是利用射频（radio
frequency，RF）电磁波对置于磁场中的含有自旋不为零的原子核的物质进行激发，发生核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR），用感应线圈采集磁共振信号，按一定数学方法进行处理而建立的一种数字图像。
核磁共振的含义：
核— 磁共振现象涉及原子核（特别是氢原子核）
磁— 磁共振过程发生在强大静磁场的巨大磁体内在静磁场上叠加射频场按时做激励诱发共振叠加梯度磁场进行空间标记并控制成像
共振— 借助宏观世界自然现象解释微观世界的物理学原理（如音叉振动），核子间能量吸收与释放可产生共振（磁场中）
共振现象的三个基本条件
(1) 必须有一个主动振动的频率
(2) 主动振动频率与被动振动的物体固有频率必须相同
(3) 主动振动物体具有一定强度并与被振动物体保持一定距离
磁共振具备三种磁场才能完成：即静磁场，梯度磁场，射频脉冲磁场。
磁共振现象：
处于恒定磁场中的氢原子核，在特定频率（拉摩尔 Larmor ）的射频脉冲( RF ) 影响下交替吸收、释放能量的过程。
什么是核磁共振现象？
