mri检查与诊断技术 ppt课件 -pg电子娱乐平台

mrimri池州市人民医院影像教研室池州市人民医院影像教研室磁共振磁共振实际上应称实际上应称核磁共振核磁共振（（nmrnmr））核核指指nmrnmr主要涉及到原子核主要涉及到原子核为了与使用放射性元素的为了与使用放射性元素的核医学核医学相区别，突相区别，突出出nmrnmr不产生电离辐射的优点，避免不产生电离辐射的优点，避免““核引起人们的误解和恐惧，而通称引起人们的误解和恐惧，而通称一种生物磁自旋成像技术，利用一种生物磁自旋成像技术，利用原子核原子核（氢核）自旋运动的特点，在核）自旋运动的特点，在外加磁场外加磁场内，用内，用射射频脉冲频脉冲激发后产生信号，用探测器（接收线激发后产生信号，用探测器（接收线圈）检测并输入计算机，经过处理转换在屏圈）检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像幕上显示图像英文简称英文简称mrimri（（magneticresonanceimagingmagneticresonanceimaging））一、磁共振成像技术发展史磁共振成像技术发展史19461946年美国哈弗大学的年美国哈弗大学的e.purcelle.purcell及斯坦福大学的及斯坦福大学的f.blochf.bloch领领导的两个研究小组各自独立的发现了核磁共振现象，导的两个研究小组各自独立的发现了核磁共振现象，purcellpurcell和和blochbloch两人共同获得两人共同获得19521952年诺贝尔物理奖，主要用年诺贝尔物理奖，主要用于磁共振波谱，研究物质的分子结构于磁共振波谱，研究物质的分子结构19711971年美国纽约州立大学的年美国纽约州立大学的r.damadianr.damadian用用mrsmrs仪对老鼠的仪对老鼠的正常组织和癌变组织样品研究发现，癌变组织样品正常组织和癌变组织样品研究发现，癌变组织样品t1t1、、t2t2弛豫时间值比正常组织长弛豫时间值比正常组织长19731973年美国纽约州立大学的年美国纽约州立大学的lauterburlauterbur利用梯度磁场进行空利用梯度磁场进行空间定位，用两个充水试管获得了第一幅核磁共振图像间定位，用两个充水试管获得了第一幅核磁共振图像磁共振成像技术发展史磁共振成像技术发展史19741974年～年～19801980年年mrimri得到不断发展，研究出梯度选层方得到不断发展，研究出梯度选层方法、相位编码成像方法、自旋回波成像方法以及二维傅法、相位编码成像方法、自旋回波成像方法以及二维傅里叶变换的成像方法里叶变换的成像方法19781978年在英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像，同年在英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像，同一年又取得了人体第一幅胸部、腹部磁共振图像一年又取得了人体第一幅胸部、腹部磁共振图像19801980年磁共振机开始应用于临床年磁共振机开始应用于临床二、磁共振成像技术在临床诊断中的应用二、磁共振成像技术在临床诊断中的应用mrimri优点优点没有电离辐射损伤没有电离辐射损伤多参数成像多参数成像软组织分辨率更高软组织分辨率更高多方位成像多方位成像血管成像无需造影剂血管成像无需造影剂磁共振功能成像磁共振功能成像mrimri不足不足检查时间相对较长检查时间相对较长识别钙化有限度识别钙化有限度运行、检查费用较高运行、检查费用较高mrimri中枢神经系统中枢神经系统：：对于脑肿瘤、脑血管病、感染性疾病、对于脑肿瘤、脑血管病、感染性疾病、脑变性疾病、脑白质病、颅脑先天发育异常等具有极高敏脑变性疾病、脑白质病、颅脑先天发育异常等具有极高敏感性感性椎管内病变椎管内病变：：脊髓肿瘤、血管性病变、外伤、畸形为首脊髓肿瘤、血管性病变、外伤、畸形为首选方法选方法腹部及盆腔腹部及盆腔：：实质性脏器占位、前列腺实质性脏器占位、前列腺胸部胸部：：纵膈占位、心脏大血管病变、乳腺纵膈占位、心脏大血管病变、乳腺四肢关节四肢关节：：肌肉、肌腱、韧带、软骨肌肉、肌腱、韧带、软骨软组织软组织：：肿瘤、血管性病变肿瘤、血管性病变具有具有磁性原子核磁性原子核，处于，处于静磁场静磁场中，施加中，施加射射频脉冲频脉冲（（rfrf），原子核吸收），原子核吸收rfrf能量，产能量，产生磁共振现象生磁共振现象三个基本条件：三个基本条件：磁性原子核磁性原子核静磁场（外磁场）静磁场（外磁场）射频脉冲（射频脉冲（rfrf））物质：物质：由分子组成由分子组成分子：分子：由原子组成由原子组成原子原子::由一个原子核和数目不等的电子组成由一个原子核和数目不等的电子组成原子核原子核::由数目不等的质子和中子组成，质由数目不等的质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电，电子带负电荷子带正电荷，中子不带电，电子带负电荷电子：负电荷电子：负电荷中子：无电荷中子：无电荷质子：正电荷质子：正电荷自旋自旋：：原子核固有物理属性，原子核固有物理属性，带电质子以一定频率绕自身轴带电质子以一定频率绕自身轴高速旋转高速旋转通电的环形线圈周围都有通电的环形线圈周围都有磁场存在。转动的质子也磁场存在。转动的质子也相当于一个小磁体，周围相当于一个小磁体，周围形成微小环形电流，具有形成微小环形电流，具有自身的南、北极及磁力，自身的南、北极及磁力，质子自身具有磁性，在其质子自身具有磁性，在其周围产生磁场，并具有自周围产生磁场，并具有自身磁矩身磁矩磁矩：磁矩：矢量，具有方向和大小，矢量，具有方向和大小，方向可由环形电流的法拉第右方向可由环形电流的法拉第右手定则确定手定则确定原子核自旋质子为偶数质子为偶数，中子为偶数，中子为偶数不产生核磁不产生核磁质子为奇数质子为奇数，中子为奇数，中子为奇数质子为奇数质子为奇数，中子为偶数，中子为偶数质子为偶数质子为偶数，中子为奇数，中子为奇数产生核磁产生核磁结论：质子数和中子数至少一个为奇数这样的原子核包括：23na、31p等百余种元素目前生物组织的目前生物组织的mrimri成像主要成像主要11hh成像成像，氢原子核也称为氢，氢原子核也称为氢质子，质子，11hh的磁共振图像也称的磁共振图像也称为质子像为质子像人体磁共振成像选择人体磁共振成像选择11hh的理由：的理由：氢原子核最简单，只含有一个质子，氢原子核最简单，只含有一个质子，一个电子，不含中子一个电子，不含中子h是人体中最多的原子核，约占人是人体中最多的原子核，约占人体中总原子核的体中总原子核的2/32/3以上以上h的磁化率在人体磁性原子核中是的磁化率在人体磁性原子核中是最高的最高的mrmr静磁场静磁场是由磁共振仪器的主磁体产生是由磁共振仪器的主磁体产生其强度与方向不变，强度单位其强度与方向不变，强度单位bb00主磁体类型：超导、常导、永磁主磁体类型：超导、常导、永磁 静磁场强度静磁场强度（ （bb 00 ）：0.150.15--3.0t 3.0t 目前临床上最常用的是目前临床上最常用的是超导 超导mri mri系统 系统 垂直坐标系垂直坐标系 用用xx、、yy、、zz坐标系来 坐标系来 描述磁场的位置 描述磁场的位置 zz代表代表bboo方向，即磁 方向，即磁 一致一致 xx--yy平面代表垂直于磁平面代表垂直于磁 场方向的平面，三个 场方向的平面，三个 轴相互垂直 轴相互垂直 人体内的质子不计其人体内的质子不计其 数，产生无数个小磁 数，产生无数个小磁 场，这种小磁场的排 场，这种小磁场的排 列是无序杂乱无章的， 列是无序杂乱无章的， 方向各异， 方向各异，使每个质 使每个质 子产生的小磁矩相互 子产生的小磁矩相互 抵消， 抵消， 因此，因此，人体自然状态 人体自然状态 下并无磁性，即没有 下并无磁性，即没有 宏观磁化矢量的产生 宏观磁化矢量的产生 进入主磁场后，人体内的质子产生的小磁场不再是杂乱进入主磁场后，人体内的质子产生的小磁场不再是杂乱 无章，呈有规律排列规律排列。。一种是 一种是与主磁场平行且方向相同 与主磁场平行且方向相同；； 另一种是 另一种是与主磁场平行但方向相反 与主磁场平行但方向相反。处于平行同向的质 。处于平行同向的质 子略多于处于平行反向的质子 子略多于处于平行反向的质子 从量子物理学的角度来说，这两种核磁状态代表质子的从量子物理学的角度来说，这两种核磁状态代表质子的 能量差别。 能量差别。平行同向的质子处于低能级 平行同向的质子处于低能级，因此受主磁场 ，因此受主磁场 的束缚，其磁化矢量的方向与主磁场的方向一致； 的束缚，其磁化矢量的方向与主磁场的方向一致；平行 平行 反向的质子处于高能级， 反向的质子处于高能级，能够对抗主磁场的作用，其磁 能够对抗主磁场的作用，其磁 化矢量尽管与主磁场平行但方向相反 化矢量尽管与主磁场平行但方向相反 由于处于低能级的质子略多于处于高能级的质子，因此由于处于低能级的质子略多于处于高能级的质子，因此 进入主磁场后，人体产生了一个与主磁场方向一致的 进入主磁场后，人体产生了一个与主磁场方向一致的宏宏 观纵向磁化矢量（ 观纵向磁化矢量（mmoo）） 低能状态 高能状态 处于高能状态太费劲，并非人人都能做到 处于高能状态太费劲，并非人人都能做到 进入主磁场后，无论是处于高能级的质子还是处于低能级进入主磁场后，无论是处于高能级的质子还是处于低能级 的质子，其磁化矢量 的质子，其磁化矢量并非完全与主磁场方向平行，而总是 并非完全与主磁场方向平行，而总是 与主磁场有一定角度磁场有一定角度 质子除了自旋运动外，还绕主磁场轴进行旋转摆动，我们质子除了自旋运动外，还绕主磁场轴进行旋转摆动，我们 把质子的这种旋转摆动称为 把质子的这种旋转摆动称为进动 进动运动就像一个进动运动就像一个 垂直旋转着的陀螺， 垂直旋转着的陀螺， 端撞击一下，陀螺端撞击一下，陀螺 出现了倾斜，自旋 出现了倾斜，自旋 轴偏离重力线方向， 轴偏离重力线方向， 与重力线形成夹角， 与重力线形成夹角， 并绕重力线旋转 并绕重力线旋转 一个氢质子处在一个氢质子处在bo bo中如 陀螺样旋进，它的磁矩轴陀螺样旋进，它的磁矩轴 倾斜，且绕 倾斜，且绕bo bo方向旋转， 方向旋转， 与与bo bo间有一个夹角，为 间有一个夹角，为 旋进角 旋进角θθ 进动频率（进动频率（larmor larmor频率） 频率） 计算公式：计算公式：ωω＝＝γ γbb ωω代表 代表larmor larmor频率， 频率，γγ为磁旋比（ 为磁旋比（γ 对于某一种原子核来说是个常对于某一种原子核来说是个常 数，质子的 数，质子的γ γ约为 约为42.5mh 42.5mhzz/t bb为主磁场的场强，单位为特斯为主磁场的场强，单位为特斯 从式中可以看出，从式中可以看出，质子的进动 质子的进动 频率与主磁场强度呈正比。 频率与主磁场强度呈正比。 由于进动的存在，质子自旋产由于进动的存在，质子自旋产