Transcript 核磁共振检查像技术
磁共振检查技术 学习目标 1.掌握MR检查的禁忌证、各部位MRI检查操作 步骤、MR血管成像和MR水成像的临床应用。 2.熟悉MR成像基本参数、常用脉冲序列组成、 脉冲序列特点、脉冲序列的临床应用、影响MR 图像质量的参数、成像参数的选择及MR检查方 法和MR对比剂及临床应用、MRI检查特点、扫 描前的准备。 3.了解MR扫描的适应证、伪影。 MRI的历史 一、磁共振物理现象的发现： 1946年：美国斯坦福大学的布洛克（Bloch） 美国哈佛大学的柏塞尔（Purcell） 1952年：获得诺贝尔物理学奖 二、磁共振成像完成时间 1978年：英国诺丁汉大学、英国阿伯丁大学 获得第一幅人体头部的MR图像 第一节 MRI扫描 禁忌证、适应证及扫描前的准备 一、MRI扫描的禁忌证 1、带心脏起搏器的患者； 2、颅脑手术后有动脉夹存留患者； 3、体内有铁磁性物质患者，如枪炮弹片、 金属异物存留等； 4、心脏手术后有人工金属瓣膜患者； 5、金属假肢、金属关节等置换患者； 6、有胰岛素泵、神经刺激器患者； 7、怀孕三个月以内患者。 二、MRI扫描的适应证 1、带心脏起搏器的患者 2、手术后动脉夹的患者 3、带人工心脏瓣膜患者 4、体内金属异物的患者 5、带有胰岛素泵的患者 6、带神经刺激器的患者 7、危重病人 8、怀孕三个月内的患者 三、MRI扫描前的准备 1、认真阅读申请单； 2、严格掌握禁忌症； 3、说明制动的意义； 4、腹部盆腔的准备。 第二节 MRI检查方法 MR成像参数 TR、TE TE：回波时间 90 脉冲开始至回波产生的时间 TR：重复时间 两次相邻的90脉冲中点的时间 回波信号只能采集横向磁矩大小 180° 180° 90° 90° 回波 回波 Ti TE TR 翻转角 在RF脉冲的激励下，宏观磁化强度矢量 将偏离静磁场的方向，其偏离的角度称 为翻转角(flip angle)。 用小翻转角激励时，系统的恢复较快， 因而能够有效提高成像速度。 翻转角 X X X 30 脉冲 Y Y Y 90 脉冲 180 脉冲 反转时间 TI IR序列中的参数 180脉冲关闭后某时刻，各组织磁化矢量不断 恢复 施加90脉冲，产生不同的横向磁矩 反转时间 TI （IR序列中） X X X 甲组织 恢复最慢 Y Y Y 乙组织 恢复一般 丙组织 恢复快 激励次数 激励次数NEX 又叫采集次数NA NEX越大，扫描时间就越长，同时图像信 噪比提高 回波链长ETL 是指快速自旋回波序列每个TR时间内用 不同的相位编码来采样的回波数，即在1 个TR时间内180脉冲的个数，也称为快 速系数。 即回波链越长，所需扫描时间越短。 回波间隔时间 ETS 快速自旋回波序列 回波链中相邻两个回波之间的时间间隔 有效回波时间 ETE 快速自旋回波序列 在最终图像上反映出来的回波时间 当相位编码梯度的幅度为零或者在零附 近时，所采集信号的回波时间就是ETE k空间 傅立叶变换的频率空间 T2*驰豫 梯度回波序列 翻转梯度可使信号读取方向磁场均匀性 被破坏，导致横向弛豫加快，信号的衰 减是由于磁场不均匀和质子T2共同作用 的结果 组织的T2*仅为10ms左右，明显短于T2 （100～200ms） 饱和现象 在RF作用下低能态的核吸收能量后向高 能态跃迁，如果高能态的核不及时回到 低能态，低能态的核减少，系统对RF能 量的吸收减少或完全不吸收，从而导致 磁共振信号减小或消失的现象。 常用脉冲序列 脉冲序列名称对照表 序列 通用电 飞利浦 西门子 器 皮克 日立 岛津 自旋回波序列 SE Spin echo Spin echo Spin echo SE Spin echo 快速自旋回波 FSE TSE TSE FSE FSE TSE 反转恢复序列 IR IR IR IR IR IR 梯度回波序列 GRE GRE FE GE GE 一、自旋回波序列（SE） MR最常用、最基本的脉冲序列 一、自旋回波序列（SE） 双回波序列可以同时得到T2WI和PDWI 二、快速自旋回波序列（FSE） 三、反转恢复序列（IR） 在1800脉冲的激励下，使磁化矢量M反转到主磁场 的反方向，在驰豫的过程中施加900重聚脉冲，检 测信号 180° 180° 180° 90° 回波 TI TE TR 四、梯度回波序列（GE，GRE） 使用一个小于900的RF激励质子后，使用两个大小相同 而方向相反的梯度磁场使其产生相位重聚 五、回波平面成像 回波平面成像（echo planar imaging，EPI） 在一个TR期间内完成全部数据采集，从而大大 提高扫描速度，是目前成像速度最快的磁共振 检查技术。 EPI几乎可与所有常用成像序列进行组合，如 SE-EPI、GE-EPI 除用于需要快速成像的检查外，还可进行功能 成像，如脑的弥散加权成像DWI，灌注加权成 像PWI 脉冲序列特点 自旋回波序列（SE） ①可消除由于磁场不均匀所致的去相位，产生 T2弛豫信号，磁敏感伪影少； ②短TR、短TE产生T1对比，TE越短，T2影响 越小，信号幅度越大，TR越短，T1对比越强， 但信号降低； ③长TR、长TE产生T2对比，TR越长，T1影响 越小，TE越长，T2对比越强，但信号降低； ④长TR、短TE产生质子密度对比； ⑤扫描时间较长，尤其T2加权。重T2加权时信 噪比降低。 快速自旋回波序列（FSE） ①图像对比特性与SE相似，磁敏感性更 低； ②成像速度更快； ③回波链长增加，扫描时间缩短，采集 层数减少。 反转恢复序列（IR） ①具有较强T1对比特性，短TI反转恢复 序列同时具有较强的T2对比特性； ②可根据需要设定TI，饱和特定组织产 生特征性对比的图像（STIR、FLAIR）； ③短TI对比常用于新生儿脑部成像； ④采集时间较长，扫描层面较少。 梯度回波序列（GE） ①具有SE及FSE序列的特点； ②较SE及FSE有更高的磁敏感性； ③采集速度快； ④可用于高分辨成像； ⑤易产生伪影。 回波平面技术（EPI） ① EPI只是一种数据采集模式，可与任何脉冲 序列结合产生不同对比的图像； ②是目前成像速度最快的磁共振检查技术； ③由于该技术可大大缩短扫描时间，有效减少 各种运动伪影的产生； ④ EPI技术的梯度频率一般限制在1KHZ，降低 了噪声； ⑤ EPI技术对主磁场均匀性要求较高。 脉冲序列的临床应用 SE序列 1．临床应用 临床用途最广泛的标准成像序列。 也是增强检查的常规序列。T2WI易于显示病变， T1WI易于显示解剖结构。 2．扫描参数 ①T1WI：短TR，300ms～ 600ms，短TE10ms～20ms；②T2WI：长TR， 2000～4000ms，长TE，80-120ms；③PDWI： 长TR，4000～8000ms，短TE，60-80ms。 3．优缺点 SE脉冲序列对常见的伪影不敏感。 主要优点是图像质量高，用途广、可获得对显 示病变敏感的T2WI。主要缺点是扫描时间相对 较长。 FSE序列 1．临床应用 FSE图像与SE图像非常接近，扫 描速度快。 2．扫描参数 ①T1WI：短TE，<20ms；短TR， 300～600ms；回波链长2～6；②T2WI：长TE， 100ms；长TR，4000ms；回波链长8～20；③ PDWI：短TE，20ms；长TR，2500ms；回波 链长8～12。 3．优缺点 主要优点是扫描时间显著缩短。主 要缺点是流动和运动伪影增加；在T2WI上脂肪 信号高而难与水肿等鉴别。 IR序列 短TI反转恢复脉冲序列 STIR 临床应用：脂肪抑制。 扫描参数：短TI，150～175ms；短TE， 10～30ms；长TR，2000ms以上。 TI的选择使脂肪的信号近于0 IR序列 液体衰减反转恢复序列 FLAIR 临床应用：自由水抑制成像。抑制脑脊 液的信号，在中枢神经系统检查中应用 价值较大。 扫描参数：短TI，200ms，短TE/长TE， 长TR，6000ms以上。 选择的TI值，设定为 0.69倍水的T1值， 使自由水的信号被抑制。 T1WI T2WI FLAIR 常规GRE脉冲序列 临床应用：常规GE脉冲序列可用于快速屏气下 腹部扫描、动态增强扫描、血管成像、关节病 变等检查。 扫描参数：①T1WI：大翻转角70～110，短 TE，5～10ms，短TR，小于50ms；②T2*WI： 小翻转角5～20，长TE，15～25ms，短TR； ③PDWI：小翻转角5～20，短TE，5～10ms， 短TR。 特点：通过读出梯度翻转产生的相位重聚仅能 补偿梯度场引起的失相位，因而获得T2*信号 EPI技术 临床应用 最大的优点是扫描时间极短而图像 质量相对较高，可最大限度地去除运动伪影。 除适用于心脏成像、腹部成像、流动成像外， 还可进行功能成像，如DWI、PWI、fMRI。还 可用于实时MRI、介入MRI 2．应用限制 高度的磁敏感性伪影和化学位移 伪影，对主磁场和梯度磁场的要求高 影响图像质量的参数和选择 MR成像参数 参数 TR TE TI 激励 次数 层面 厚度 对图像的有利影响 对图像的不利影响 增加 SNR提高，扫描层面数增加 扫描时间增加，T1对比降低 减少 扫描时间减少，T1对比度提高 SNR下降，扫描层面数减少 增加 T2对比提高 SNR降低，扫描层面数减少 减少 SNR提高，扫描层面数增加 T2对比下降 增加 抑制纵向磁化恢复慢的组织 减少 抑制纵向磁化恢复快的组织 增加 SNR提高 扫描时间增加 减少 扫描时间可减少 SNR降低 增加 体素增大， SNR提高 空间分辨率下降，部分容积效应增 加 减少 部分容积效应降低，空间分辨 率提高 体素减小， SNR降低 MR成像参数 FOV 矩阵 层面 间距 线圈 类型 增加 图像所含受检区域增大，SNR 提高 空间分辨率下降 减少 空间分辨率提高 图像所含受检区域缩小，SNR 减低 增加 空间分辨率提高 SNR降低，扫描时间增加 减少 SNR提高，扫描时间可减少 空间分辨率下降 增加 扫描容积增加，交叉对话减少，增加漏扫 SNR提高 减少 降低漏扫 交叉对话增加，SNR降低，扫 描容积减小 头体 得大FOV SNR降低，生理运动伪影不明 显 局部 SNR增加，生理运动伪影明显 MRI检查方法 常用检查方法 普通扫描 增强检查 特殊检查方法 1. 心电触发及门控技术 2. 呼吸触发及门控技术 3. 饱和成像技术 （1）局部饱和技术 （2）化学位移频率选择饱和技术 （3）水一脂反相位饱和成像技术 4. 空间编码技术 5. 其它特殊成像技术 MRI对比剂 1、MR对比剂的种类 （1）顺磁性物质 （2）超顺磁性物质 （3）铁磁性对比剂 目前最常用的对比剂是顺磁性对比剂钆 喷酸葡胺Gd-DTPA，剂量：0.1mmol/kg, 注药速度：10ml/15s 2、 MR对比剂增强原理 顺磁性对比剂Gd-DTPA：从静脉注射对比 剂后， Gd-DTPA经过血液循环达到身体 各部位组织，改变局部组织的磁环境， 缩短组织的驰豫时间 主要缩短组织T1值，所以增强时只扫描 T1WI 3、MR对比剂增强效果分析 中枢神经系统Gd-DTPA增强效果分析： （1）正常鼻甲、副鼻窦、鼻咽粘膜、软腭明显 增强，作为增强效果的评价标志； （2）Gd-DTPA不能透过正常的血脑屏障，当颅 内肿瘤未破坏血脑屏障时，肿瘤不增强； （3）颅脑肿瘤在注药后1-40分钟扫描，必要时 采取动态增强或延迟扫描； （4）椎管内肿瘤注药后立即扫描； 脑胶质瘤 4. MRI对比剂副反应 产生机制 A、物理作用 B、化学作用 C、过敏反应 副反应的种类和发生率 A、皮肤症状（荨麻疹、瘙痒、皮疹、皮肤红） B、消化道症状（胀气、呕吐、腹痛、腹泻） C、中枢神经症状（头痛、头晕、痉挛） D、循环系统症状（心悸、低血压） E、呼吸系统症状（呼吸困难、鼻炎） 副反应的预防 （1）给药前 应详细了解病人的一般情况，特 别是对比剂副反应发生的危险因素。 （2）给药时 为了防止副反应发展为重度，对 比剂注入时要观察病人的一般情况。 （3）给药后 检查结束，应了解病人情况。对 引起较严重副反应的病人，要给予继续观察和 必要的治疗。 MRI检查 操作步骤及临床应用 扫描原则 1、缩短扫描时间 2、提高图像质量（信噪比和空间分辨率） 3、克服伪影原因，减少干扰 4、选择好扫描参数（层厚、层间距、序列、 FOV等） 颅脑MR检查技术 解剖：颅骨、脑、脑膜、脑室、血管、脑的腔 隙及脑脊液共同构成。 线圈 选用高分辨率头部专用线圈。 体位 常规仰卧位、头先进，定位线：听眦线。 扫描方法：常规横断位、矢状位、冠状位 层厚7～8mm T1WI、T2WI、FLAIR。可疑颅内肿 瘤时应行T1WI增强扫描 脉冲序列及扫描参数 颅脑横断位扫描基线：前、后连合连线 垂体扫描 眼眶MR检查技术 解剖：由额骨、蝶骨、上颌骨、颧骨、筛骨、 泪骨、腭骨、上、下、内、外直肌和上、下斜 肌及泪腺、泪囊、鼻泪管、眼球、视神经等结 构组成。 线圈：选用头部专用线圈 体位：同颅脑扫描 扫描方法：常规1～3mm无间距横断位T1WI、 T2WI、冠状位T2WI、斜矢状位T2WI，T2WI常用 脂肪抑制(STIR)技术。 脉冲序列及扫描参数 眼眶扫描 脊椎与脊髓的MR检查 1、颈椎和颈髓 线圈：相控阵正交表面线圈为最佳 体位：同颈部软组织，以甲状软骨为采集中心 扫描方法：常规3～5mm层厚矢状位T1WI、T2WI和横断位 T2WI扫描。观察椎间盘及椎体病变，相位编码取头足方 向，预饱和带加在头足方向；观察脊髓病变，相位编码 取前后方向，预饱和带加在前后方向与扫描层面垂直； 横断位扫描椎间盘，扫描线应与相邻椎体上下缘连线的 角平分线平行。 观察椎体病变和脊髓 病变时常加扫冠状位T2*WI 、T2WI 及STIR。椎管肿瘤需做增强扫描。 颈椎扫描 颈椎椎间盘横断面扫描 脊椎与脊髓的MR检查 2、胸椎及胸髓 线圈：相控阵表面线圈。 体位：患者仰卧，正中矢状面与床面中线一致 并垂直于床面， 将全部胸椎置于线圈内。 扫描方法：同颈椎和颈髓的MR检查。 脊椎与脊髓的MR检查 3、腰椎及腰段脊髓 线圈：同胸椎及胸髓的MR检查 体位：患者仰卧，正中矢状面与床面中线一致 并垂直于床面，将全部胸椎置于线圈内。 扫描方法：同胸椎及胸髓的MR检查 胸部MR检查技术（略） 乳腺MR检查 线圈：双侧乳腺专用线圈 体位：患者取俯卧位头先进，双侧乳房悬垂于 线圈内，正中矢状面与床面垂直，将双侧乳头 连线与矢状面交点置于线圈中心。 扫描方法：常规4～6mm层厚横断位T1WI、T2WI 和动态增强及应用脂肪抑制技术（STIR）呼吸 门控技术 ，相位编码取左右方向。 脉冲序列及扫描参数 乳腺 腹部MR检查 肝胆脾 线圈：相控阵表面线圈 体位：患者取头先进仰卧位，正中矢状面置于 床面中线，剑突置于线圈中心，在腹部使用压 迫带，安装呼吸补偿传感器，嘱咐患者平静呼 吸和作好屏气训练。 扫描方法：选用5～10mm层厚进行横断位T1WI、 T2WI 及冠状位T1WI扫描，运用呼吸门控技术和 预饱和技术，动态增强，延迟扫 描技术及屏气 扫描技术，相位编码横断取AP向、冠状LR向。 脉冲序列及扫描参数 盆腔MR检查 线圈选择：表面线圈或体线圈 体位：患者仰卧，正中矢状面与床面中线一致， 将双侧髂前上脊连线置于线圈横向中线。 扫描方法：嘱咐患者于扫描前1～2小时储尿， 使膀胱处于半充盈状态，膀胱、子宫常规采用 6～8mm层厚矢面和横断面的T1WI、T2WI，必要时 使用冠状面扫描，矢状面和横断面的相位编码 均取前后方向。观察前列腺应采用脂肪抑制 脉冲序列及扫描参数 关节MR检查 １、肩关节 线圈：表面线圈或正交线圈 体位：患者仰卧头先进，将被检侧肩关节置于 线圈中心及床面中线， 横轴中心对准肱骨头下 3cm处。 扫描方法： 肩关节多行单侧，常规采用2～5mm 层厚横断位、冠状位、冠状斜位T1WI、T2WI 扫 描，相位编码横断位取前后方向，冠状位、冠 状斜位取左右方向。 肩关节 关节MR检查 ２、髋关节 线圈：相控阵线圈 体位：患者取仰卧位足先进，双下肢伸直，足 尖对称向上，将耻骨联合上缘与正中矢状面交 叉点置于线圈中心。 扫描方法：选用层厚5～8mm横断位和冠状位 T1WI、T2WI ，T2WI 使用脂肪 抑制技术，相位 编码横断位取前后方向，冠状位取左右方向。 髋关节 关节MR检查 ３、膝关节 线圈：正交线圈 体位：患者取仰卧位足先进，被检侧膝关节髌 骨下缘置于线圈横向中线，观察前交叉韧带时 下肢外旋与矢状面成20°～30°角。 扫描方法：常规使用2～5mm层厚矢状位和冠状 位T1WI、T2*WI扫描，相位编码矢状位取前后方 向，冠状位取左右方向，矢状位和冠状位的扫 描线均与胫骨平台垂直。 膝 关 节 动 态 成 像 MR血管成像的临床应用 MRA（MR Angiography）利用血液的流动性对血管 进行成像。 1、TOF ——Time of Flight 时间飞跃法 血液流入增强效应； 2、PC——Phase Contrast 相位对比法 血液流动引起质子的相位改变； 3、黑血法——利用预饱和、梯度相位离散造成血液 流空效应，对血管成像。 4、CE-MRA 静脉注射顺磁性对比剂后，快速梯度回 波序列扫描采集数据重建血管造影图像。 DSA 图像清晰 有创伤 费用高 MRA CE-MRA MRA CE-MRA 磁共振水成像技术的临床应用 水成像原理：重T2WI成像，采用长TR，超 长TE（500ms），加脂肪抑制技术，重点 显示水的长T2信号。 MRCP 磁共振胆胰管成像 MRU 磁共振泌尿系成像 MRM 磁共振脊髓成像 MRCP 优点：安全、无创、速度快、适应症广、成功率高； 胆管扩张、 狭窄、梗阻定位准确率100%，定性诊断准确率80%以上。局限： 无法进行治疗或取得组织活检。 MRCP MRU MR Urography MRS -MR spectroscopy 磁共振频谱分析： 利用质子在化合物中共振频率的化学位移现 象，测定化合物组成成分及含量的检测技术。 目前唯一无损伤检测活体器官和组织代谢、 生化、生理、化合物定量分析的技术。 PET:有损伤、辐射 MRS --MR spectroscopy fMRI