【影像诊断】MRI的临床应用.ppt

MRI的临床应用 中国医科大学第二临床学院范国光 吴振华一、磁共振现象l l含奇数质子的原子核（如含奇数质子的原子核（如1H1H、13C13C、19F19F、23Na23Na）其）其质子有自旋运动（质子有自旋运动（SpinSpin）-置于外加的强大均匀磁场（主置于外加的强大均匀磁场（主磁场）内，原排列杂乱的原子核在磁力作用下排列成行磁场）内，原排列杂乱的原子核在磁力作用下排列成行l l原子核围绕主磁场轴旋转的现象称为进动原子核围绕主磁场轴旋转的现象称为进动(旋进）。旋进）。l l自旋和旋进是奇数质子原子核的两种特性自旋和旋进是奇数质子原子核的两种特性l l质子旋进无聚合性，磁化向量顺主磁场力线方向，质子旋进无聚合性，磁化向量顺主磁场力线方向，无切割磁力线的力无切割磁力线的力-不能检测出磁场变化的信号不能检测出磁场变化的信号l l在外加磁场内，又加用射频脉冲在外加磁场内，又加用射频脉冲RF(RF(在质子共振频在质子共振频 率上垂直作用于磁场率上垂直作用于磁场 -净磁化移位净磁化移位l lRFRF结束后结束后-接受磁场改变引起的电压变化。接受磁场改变引起的电压变化。l lRFRF的频率如接近某元素的原子核的旋进频率的频率如接近某元素的原子核的旋进频率 该原子被激发，并改变原子核磁轴的偏斜方向该原子被激发，并改变原子核磁轴的偏斜方向-磁共振现象l l 膝关节周围滑膜囊的分布Larmor公式 0=rB0 0=进动频率 r=旋磁比 1.0T时1H为42.5MH2 B0=外加磁场膝关节周围滑膜囊的分布二、弛豫时间用特定频率的RF激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而发生磁共振现象。停止发射RF，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（relaxationprocess），而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间有两种弛豫时间自旋-晶格弛豫时间（纵向弛豫时间），称T1自旋-自旋弛豫时间（称横向弛豫时间），称T2膝关节周围滑膜囊的分布：纵向弛豫时间：达到纵向磁化的63%，（或平衡状态63%）所需时间，也是90射频 脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到 纵向磁化激发前状态所需时间 膝关节周围滑膜囊的分布横横向弛豫时间：为横向矢量衰减到原来值（为横向矢量衰减到原来值（MxyMxy）37%37%的时间，的时间，T T2 2衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与T T1 1不同，它不同，它引起相位的变化。引起相位的变化。各种不同物质的各种不同物质的T1T1和和T2T2弛豫时间不同，受磁场强度的影响弛豫时间不同，受磁场强度的影响膝关节周围滑膜囊的分布三、MRI图像特点1、灰阶成像人体不同器官的正常组织与病理组织的人体不同器官的正常组织与病理组织的T T1 1是相对固定的，而且它们之间是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，有一定的差别，T T2 2也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是也是如此。这种组织间弛豫时间上的差别，是MRIMRI的的成像基础。成像基础。为了评判被检组织的为了评判被检组织的 各种参数，可以调节各种参数，可以调节TRTR、TETE，以得到突出某种组，以得到突出某种组 织特征参数的图像，这种图像称为加权图像（织特征参数的图像，这种图像称为加权图像（WeightedWeightedImageImage，WIWI）T1WIT1WI：主要反映：主要反映组织间组织间T T1 1特征参数特征参数,T T1 1WIWI有利于观察解剖结构有利于观察解剖结构 T2WIT2WI：主要反映组织间主要反映组织间T T2 2特征参数特征参数,T,T2 2WIWI对显示病变组织较好。对显示病变组织较好。N(H)N(H)：主要反映组织的：主要反映组织的H H质子密度质子密度膝关节周围滑膜囊的分布具有一定T1差别的各种组织，包括正常与病变组织，转为模拟灰度的黑白影，则可使器官及其病变成像。MRI的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是MR信号强度的不同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图象，灰度反映的是组织密度。表1-1人体不同组织T1WI和T2WI上的灰度 脑白质 脑灰质 脑脊液 脂肪 骨皮质 骨髓质 脑膜T1WI 白 灰 黑 白 黑 白 黑T2WI 白 灰白 白 灰 黑 灰 黑膝关节周围滑膜囊的分布2、流空效应心血管的血液由于流动迅速，使发射MR信号的氢原子核离开接收范围之外，测不到MR信号，在T1WI或T2WI中均呈黑影-流空效应（flowing Void）。这一效应使心腔和血管显影，是CT所不能比拟的。膝关节周围滑膜囊的分布3、三维成像MRI可获得人体横面、冠状面、矢状面及任何方向断面的图像，有利于病变的三维定位。一般CT则难于作到直接三维显示，需采用重建的方法才能获得冠状面或矢状面图像 膝关节周围滑膜囊的分布4、运动器官成像采用呼吸门控（gating）和（或）呼吸补偿、心电门控和周围门控以及预饱和技术等，可以减少由于呼吸运动及血液流动所导致的呼吸伪影、血流伪影，不仅能改善心脏大血管的MR成像，还可获得其动态图象。膝关节周围滑膜囊的分布四、MRI检查技术1、常用的多层面、多回波的自旋回波（spin echo，SE）技术扫描时间参数有回波时间（echo time，TE）和脉冲重复间隔时间（repetition time，TR）。短TR和短TE可得T1WI，而用长TR和长TE可得T2WI。时间以毫秒计。依TE的长短，T2WI又可分为重、中、轻三种。病变在不同T2WI中信号强度的变化，可以帮助判断病变的性质。例如，肝血管瘤T1WI低信号，在轻、中、重度T2WI上高信号，且随着加重程度，信号强度递增。肝细胞癌则不同，T1WI呈稍低信号，在轻、中度T2WI呈稍高信号，而重度T2WI上又略低于中度T2WI的信号强度。TRTR（msms）TETE（msms）T1WI 200800 15T1WI 200800 15，3030，3535T2WI 50025004000 60T2WI 50025004000 60，7070，9090，120120N(H)15002500 15N(H)15002500 15，2525，3030SE序列扫描参数 T1WI T2WI T1WI T2WI高信号高信号 亚急性出血亚急性出血 亚急性出血亚急性出血 脂肪脂肪 高蛋白高蛋白 水肿、水肿、CSFCSF 脂肪脂肪 肿瘤肿瘤 顺磁性物质顺磁性物质 梗死、软化病灶梗死、软化病灶低信号低信号 纤维组织（纤维组织（LigmentLigment）骨皮质、纤维、肌肉、骨皮质、纤维、肌肉、肌肉、高速血流、水肿、肌肉、高速血流、水肿、韧带陈旧出血、高速血韧带陈旧出血、高速血 骨皮质、肿瘤、骨皮质、肿瘤、CSF CSF 流流不同序列1、2加权高低信号膝关节周围滑膜囊的分布2、特殊序列：为了克服MRI中SE脉冲序列成像速度慢、检查时间长这一主要缺点，近年来先后开发了梯度回波脉冲序列、快速自旋回波脉冲序列等成像技术。此外，还开发了脂肪抑制和水抑制技术，进一步增加MRI信息。MRI另一新技术是磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）。血管中流动的血液出现流空现象。它的MR信号强度取决于流速，流动快的血液常呈低信号。因此，在流动的血液及相邻组织之间有显著的对比，从而提供了MRA的可能。应用于大、中血管病变的诊断。MRA不需穿剌血管和注入造影剂，有很好的应用前景。MRA还可用于测量血流速度和观察其特征。其他：弥散、灌注、水成像、波谱膝关节周围滑膜囊的分布五、MRI常见伪影人体体内因素形成的伪影运动伪影血液和脑脊液流动伪影体外因素形成的伪影金属伪影静电伪影MR系统形成的伪影化学位移伪影卷褶伪影低信号伪影膝关节周围滑膜囊的分布六、MRI造影剂及临床应用（一）、种类：1、顺磁性阳性造影剂。常用的有Gd-DTPA（马根维显；磁显葡胺）、Mn-DPDP等。其作用主要使T1缩短，在T1加权像上呈高信号。2、超顺磁性物质。常用的有超顺磁性氧化铁颗粒（SPIO），有AMI-25和Resovist等。其作用主要使T2缩短，在T2加权像上是低信号。（二）、Gd-DTP A的临床应用 Gd-DTPA 釓-二乙烯五胺乙酸 (Gadolinum-DTPA)是一种是一种 顺磁性物质顺磁性物质,它具有不成对的电子它具有不成对的电子,当它接近共振的当它接近共振的H H质子时质子时,能改变能改变H H 质子所质子所 处的磁场处的磁场,使使T1T1值明显缩短值明显缩短,1987,1987年年 经美国经美国FDAFDA批准应用批准应用.膝关节周围滑膜囊的分布 弛豫性强 毒性小 安全系数大 细胞外分布 不通过正常BBB 迅速由肾脏排出 在人体内结构稳定 具有高溶解度1、Gd-DTP A 特 点：膝关节周围滑膜囊的分布2、Gd-DTP A的适应症：1、某些肿瘤的鉴别诊断。2、确定血脑屏障是否被破坏。3、提高病变的发现率。3、禁忌或注意：过敏史、早期孕妇4、剂量剂量:0.1mmol/kg:0.1mmol/kg，0.2 ml/kg 600.2 ml/kg 60秒内注射完秒内注射完膝关节周围滑膜囊的分布七、MRI的优缺点、优点：由信号强度可以确定组织的类型（如脂肪，血液和水）解剖结构细节显示较好；对组织结构的细微病理变化更敏感（如骨髓的浸润，脑水肿）3.3.分子生物学和组织学诊断的提高分子生物学和组织学诊断的提高:所得所得MRMR信息为组信息为组 织理化环境的改变，如织理化环境的改变，如T T1 1，T T2 2，3131P P，2323NaNa的波谱的波谱 4 4.形态和功能并重的诊断：心脏电影、血流速度形态和功能并重的诊断：心脏电影、血流速度 5 5.无骨伪影无骨伪影 6.6.任意方位断层任意方位断层,方便解剖结构或病变的立体追踪。方便解剖结构或病变的立体追踪。7 7.无损伤、无辐射无损伤、无辐射 8.8.MRIMRI成像参数多，包含信息量大成像参数多，包含信息量大 膝关节周围滑膜囊的分布 MRIMRI设备和检查费较昂贵设备和检查费较昂贵 早、中期早、中期MRIMRI设备扫描时间较长，为其主要缺点。设备扫描时间较长，为其主要缺点。除超低磁场除超低磁场(0.02(0.020.04T)0.04T)和近年新开发的开放式和近年新开发的开放式（open styleopen style）、低场强（）、低场强（0 02T2T）MRIMRI扫描机外，扫描机外，一般一般MRIMRI机房内不能使用监护和抢救设备，机房内不能使用监护和抢救设备，加之加之MRIMRI对病人体动敏感，易产生伪影，对病人体动敏感，易产生伪影，不适于对急诊和危重病人进行检查。不适于对急诊和危重病人进行检查。钙化灶内不含质子，不产生钙化灶内不含质子，不产生MRIMRI信号，故信号，故MRIMRI对钙化不敏感对钙化不敏感 个别人进入扫描室可产生幽闭恐惧症（个别人进入扫描室可产生幽闭恐惧症（claustrophobiaclaustrophobia）、缺点膝关节周围滑膜囊的分布八、临床应用:、颅脑：脑肿瘤 脑部炎症：脑膜炎、脑炎 TB、脓肿、囊虫、AIDS 脑血管疾病：脑梗死、出血、血管畸形 发育不全 脑变性和脑白质病：MS、豆状核变性、皮层下动脉硬化性脑病 颅脑损伤膝关节周围滑膜囊的分布、五官：1.眼眶 2.鼻咽部 3.口腔、脊柱、脊髓 1.脊柱退行性疾病：间盘 2.脊柱炎性疾病 3.脊柱外伤膝关节周围滑膜囊的分布 4.椎管肿瘤：髓内 髓外硬膜内 髓外硬膜外5.脊柱先天畸形 脊柱神经管闭合不全 脊髓纵裂 脊髓栓系综合征 脊髓空洞症6.脊柱术后膝关节周围滑膜囊的分布、纵隔、肺、胸膜 主要为纵隔疾病：淋巴腺肿大、肿瘤、心脏：心脏：心脏肿瘤 大血管：夹层、乳腺：少用、肝胆脾胰 肝：肿瘤 胆:胆道梗阻 胰腺：肿瘤 、肾和肾上腺 肾不如CT，要增强（肌肉 脂肪 血管瘤）肾上腺：三个平面观察膝关节周围滑膜囊的分布 、腹膜后腔肿块 腹膜后淋巴结转移 腹膜后肿瘤 、盆腔 膀胱、前列腺、子宫、卵巢 半月板 骨坏死（十四）、（十四）、骨髓：骨髓替代 骨髓缺失 放疗 骨髓水肿、出血 (十一)、骨骼、肌肉、关节 骨、肌肉肿瘤 炎症膝关节周围滑膜囊的分布九、MR禁忌症1.精神障碍2.手术（A夹）3.体内异物（外伤、避孕环）4.起搏器膝关节周围滑膜囊的分布十、MRI和CT的比较 所用媒介所用媒介 参参 数数 优优 点点 缺缺 点点C T XC T X线线 X X线衰减系数线衰减系数 快、价格低快、价格低 X X线照射线照射 钙化好、钙化好、软组织对比差软组织对比差 密度分辨率高密度分辨率高MRI RF T1MRI RF T1、T2T2、N(H)N(H)软组织对比好软组织对比好 钙化看不见钙化看不见 （共振）（共振）FOVFOV、TRTR、安全安全 成像时间长成像时间长 TETE、TI TI 空间分辨率高空间分辨率高（一）CT和MRI特征的比较膝关节周围滑膜囊的分布（二）中枢系统 优点优点 缺缺 点点 注注C T C T 普及、出血敏感普及、出血敏感 矢状面困难矢状面困难 可三维成像可三维成像 已建立诊断标准已建立诊断标准 骨伪影骨伪影 灌注灌注 脊髓直接成像难脊髓直接成像难MRI MRI 任意方位断层任意方位断层 对钙化、骨病的对钙化、骨病的 Gd-DTPAGd-DTPA可鉴可鉴 组织对比度组织对比度 诊断效果差诊断效果差 别水肿和脑瘤别水肿和脑瘤 （各种脑组织）（各种脑组织）无骨伪影无骨伪影 脊髓可显示脊髓可显示 膝关节周围滑膜囊的分布（三）循环系统 优优 点点 缺缺 点点 注注CT CT 电影电影电影电影CTCT可分辨到可分辨到可分辨到可分辨到Ms Ms 必须用造影剂必须用造影剂必须用造影剂必须用造影剂 MSCTMSCT可可可可 单位单位单位单位 才能看清心脏才能看清心脏才能看清心脏才能看清心脏 观察冠脉观察冠脉观察冠脉观察冠脉MRI MRI 不用造影剂可区分不用造影剂可区分不用造影剂可区分不用造影剂可区分 缺血部位和水缺血部位和水缺血部位和水缺血部位和水 心肌、心脏、大血管心肌、心脏、大血管心肌、心脏、大血管心肌、心脏、大血管 肿部位鉴别困肿部位鉴别困肿部位鉴别困肿部位鉴别困 能显示缺血部位能显示缺血部位能显示缺血部位能显示缺血部位 难承受运动负难承受运动负难承受运动负难承受运动负 分辨率高分辨率高分辨率高分辨率高 荷荷荷荷 膝关节周围滑膜囊的分布（四）腹部 优优 点点 缺缺 点点 注注C T C T 已建立诊断标准已建立诊断标准已建立诊断标准已建立诊断标准 运动和空气可致伪影运动和空气可致伪影运动和空气可致伪影运动和空气可致伪影 内镜内镜内镜内镜 钙化钙化钙化钙化 只能轴位断层只能轴位断层只能轴位断层只能轴位断层 动态扫描动态扫描动态扫描动态扫描MRI MRI 任意方位断层任意方位断层任意方位断层任意方位断层 呼吸运动伪影呼吸运动伪影呼吸运动伪影呼吸运动伪影 瘤检诊断瘤检诊断瘤检诊断瘤检诊断 动态扫描慢动态扫描慢动态扫描慢动态扫描慢 组织间对比度高组织间对比度高组织间对比度高组织间对比度高 （肾皮质、髓质）（肾皮质、髓质）（肾皮质、髓质）（肾皮质、髓质）膝关节周围滑膜囊的分布（五）运动系统 优优 点点 缺缺 点点 注注C T C T 显示骨钙化显示骨钙化显示骨钙化显示骨钙化 只能横断只能横断只能横断只能横断 SSDSSD、MPRMPR 不能直接显示不能直接显示不能直接显示不能直接显示 VRVR 关节内结构关节内结构关节内结构关节内结构 MRI MRI 任意方位断层任意方位断层任意方位断层任意方位断层 骨皮质无信号骨皮质无信号骨皮质无信号骨皮质无信号 可显示软骨、可显示软骨、可显示软骨、可显示软骨、半月板肌腱半月板肌腱半月板肌腱半月板肌腱 对软组织侵犯好对软组织侵犯好对软组织侵犯好对软组织侵犯好 测定肌肉代谢测定肌肉代谢测定肌肉代谢测定肌肉代谢