磁共振成像技术4

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2.磁敏感性对比剂 分为顺磁性、超顺磁性和铁磁性三类。 （1）顺磁性对比剂 ： 由顺磁性金属元素组成，如 Gd、Mn。对比剂浓度低时，主要使T1 缩短并使信号增 强；浓度高时，则组织T2缩短超过T1效应，使MR信号降 低。常用其T1效应作为T1加权像中的阳性对比剂。临床 上使用的对比剂多数为顺磁性物质。 • （2）超顺磁性对比剂： 是指由磁化强度介于顺磁性 和铁磁性之间的各种磁性微粒或晶体组成的对比剂。 由于这种微粒或晶体的磁矩比电子磁矩高出上千倍， 故其磁化的速度快于顺磁性物质，如超顺磁性氧化铁 （superparamagnetic iron oxide，SPIO）。 • （3）铁磁性对比剂： 其为紧密排列的一组原子晶 体组成，其磁矩存在于磁畴中，磁化后即使没有外加 磁场的作用仍带有一定磁性。
影响SNR的主要因素
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质子密度
肌肉组织所含的质子明显少于脂肪和脊髓
• 质子密度低的区域，产生低信号，SNR低， 图像显示有局限性。 • 质子密度高的区域，产生较高信号，SNR 高，在MR检查中具有优越性。
• 如用同一照相机在白天和黑夜拍照。
•脉冲线圈按作用分两类： –激发并采集MRI信号（体线圈） –仅采集MRI信号，激发采用体线圈进行 （绝大多数表面线圈）
接收线圈与MRI图像SNR密切相关
接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强 线圈内体积越小，所接收到的噪声越低
1．磁场强度：B0越大，SNR越大； 2．线圈 ：尽量贴近被检部位，线圈敏感区包含的组织尽 可能的少；表面线圈的信噪比最高； 3．体素容积 ：体素容积越大，包含的自旋核数目越多， MR信号越大； 4．翻转角（α）： α越大，MR信号越大，SNR越大； 5． TR：延长TR，有助于Mz的恢复，有利于提高SNR。 6． TE：延长TE，Mxy衰减的多，MR信号降低，SNR下 降； 7．激发次数 ：增加NEX，可提高SNR。 8. 接收带宽 ：带宽越宽，SNR越高。
X Y
320mm
FOV＝320mm×320mm
320mm
20cm
40cm
5mm×5mm×8mm
10mm×10mm×8mm
–矩阵不变：FOV越大，体素越大。
30mm
10 10
30
10mm
10
30mm
30mm
10mm×10mm×8mm
5mm×5mm×8mm
–FOV不变：矩阵越大，体素越小。
重复时间、回波时间、翻转角度
y z
image plane
x
x
y
MRI质量控制
• 评价MR图像质量三因素： 空间分辨力、信噪比、图像对比度
空间分辨力
• 是在一定的对比度下，影像能够分辨的相邻物体 的空间最小距离，是对物体细节的分辨能力。 • 空间分辨力取决于体素的大小。体素小时，能分 辨出细微结构，空间分辨力高；体素大则空间分 辨力低。 • 体素的大小取决于：层面厚度、FOV和像素矩阵 的大小。 • 层面越薄，空间分辨力越高。 • 层面内的空间分辨力： 层面内的分辨力=像素尺寸=FOV/矩阵
进入现象
• 不曾受到激励的质子垂直流入成像层面， 在成像层面内受到激励并经历复相位后， 产生较周围静止质子信号强度更好的信号， 在进入一组成像层面的第一层时最为显著， 这种现象叫进入现象。
体素内去向位
• 同一体素内如同时含有流动质子和静止质 子（或流动质子的速度、方向不一致）时， 质子间将出现相位差。这是因为快速流动 的质子沿梯度磁场流动时进动频率将增加 或减低，前者使流动质子获得相位，后者 使流动质子丧失相位，结果导致体素内质 子相位失聚，信号减低，这种现象叫体素 内去向位。
20cm
40cm
5mm×5mm×8mm
10mm×10mm×8mm
–矩阵不变：FOV越大，XY平面的空
间分辨率越低。
30mm
10 10
30
10mm
10
30mm
30mm
10mm×10mm×8mm
5mm×5mm×8mm
–FOV不变：矩阵越大，XY平面的空
间分辨率越高。
空间分辨率与矩阵、FOV的关系
空间分辨力与矩阵RI具有良好的软组织对比，但显示病变的 特异性不足，定性诊断困难，需向静脉注 入对比剂进行兴趣区扫描，称为增强扫描。
T1WI平扫
T1WI增强扫描
MRI对比剂分类
• • • • MRI对比剂可根据其在体内分布、磁特性、对组织 的特异性和化学结构进行分类。 1.生物体内分布 分为细胞液内、外对比剂。 （1）细胞液外对比剂： 对比剂在体内非特异性分 布，可在血管内与细胞外间隙自由通过。因此需掌握 好时机，方可获得良好的组织强化对比。目前临床广 泛应用的钆制剂属此类。 （2）细胞内对比剂： 以体内某一组织或器官的一 些细胞作为靶来分布，如网织内皮系统对比剂和肝细 胞对比剂。此类对比剂注入静脉后，立即从血中廓清 并与相关组织结合。其优点是使摄取对比剂组织和不 摄取的组织之间产生对比 。
线圈类型
• 线圈距被检部位越近，MR信号强度越大。 • 线圈敏感区包含的组织越多，噪声越大。 • 要提高信噪比，必须选择合适的线圈： • 尽量贴近被检部位； • 线圈敏感区包含的组织尽可能的少。
线圈的作用：
• 如同无线电波的天线
– 激发人体产生共振（广播电台的发射天线）-发射线圈 – 采集MR信号（收音机的天线）--接受线圈
• 直接MRA与CE-MRA各有优势。 • 直接MRA不用对比剂，简便无创，成本低，对于 显示血管非常有其实用价值，已经成为临床不可 少的检查方法。 • CE-MRA对血管腔的显示比直接MRA更为可靠， 出现血管狭窄的假象明显减少，血管狭窄程度的 反映比较真实，与CTA类似，其可靠性与传统 DSA血管造影非常接近。 • MRA的成像方法主要有三种，时间飞越法 （TOF）；相位对比法（PC）；黑血法。
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钆类对比剂主要应用于中枢神经系统 MRI检查，可使某些正常结构强化，如垂 体、静脉窦等。Gd类对比剂经静脉内注 入，用量一般为0.1mmol/kg。多发性硬 化、转移瘤可用至0.2～0.3mmol/kg，以 发现更多病变。垂体检查时用量可减为 0.05mmol/kg，对发现微腺瘤有利。因其 主要经肾脏排泄，在单纯行肾脏检查时 用量可减少。
空间分辨力
FOV一定，像素矩阵越大空间分辨力越高； 像素矩阵一定，FOV越小空间分辨力越高。 • 如：视野25cm×25cm，矩阵为 256×256，则像素约为1mm×1mm。
信噪比
• MR信号：指感兴趣区内像素的平均值。 • 噪 声：磁体内的患者、环境和MR系统 电子设备所产生的不需要的信号。 • 信噪比（SNR）：组织信号强度与噪声信 号强度的比值。 • SNR越高，图像越清晰。
组织特异性对比剂 • 肝特异性对比剂 • 血池对比剂 • 淋巴结对比剂 • 其他组织特异性对比剂
• 化学结构分类 • Gd作为离子的MRI对比剂，可分为离子型 和非离子型两种。
MRI对比剂应用
1.钆螯合物
• 以目前临床使用最多的MRI对比剂Gd-DTPA为例。 Gd-DTPA静脉注药后迅速分布到心脏、肝、肾、肺、脾、 膀胱等组织器管中，其不通过细胞膜主要在细胞外间 隙。不易通过血脑屏障，当血脑屏障破坏时，才能进 入脑与脊髓。Gd-DTPA在组织中的浓度与该组织血供丰 富程度成正相关，血供丰富的组织则T1缩短信号增强， 不丰富的组织强化则不明显。对比剂在注入体内后迅 速衰减，12～24h达到检出水平以下，血中浓度下降一 半的时间约为60～70min。因其不能进入细胞，在体内 以原形排出，主要经肾小球滤过从尿中排除体外，约 占90%，少量分泌于胃肠道后随粪便排出，约占7%。
图像对比度
• 信噪比高的图像不能确保将相邻组织区分开， 若要区分，必须有足够的对比度。 • 图像对比度有时受严重噪声的影响，不能真 实反映图像质量，必须把噪声考虑在内。
• 对比噪声比（contrast nose ratio，CNR）： 代表两种组织的信噪比的差异
CNR SNRA SNRB
成像参数的选择 1．提高扫描效率，扫描效率是指单位时间内获 得的图像信息量。总扫描时间应以图像满足临床诊 断目的为宜。在尽量减小TR、NEX和相位编码次 数的同时调整其他参数，使信息量不减少。 2．应根据检查目的和检查部位选用合适的脉冲 序列、图像信号的加权参数和扫描平面(横、冠、 矢、斜)。合适的成像序列和图像信号的加权参数 是获取良好SNR和CNR的基本条件。 3．在设置成像参数时应特别注意，SNR是影响 图像质量的最重要因素。一般情况下，图像SNR高 时，多能同时满足对CNR的要求。不应为追求过高 的空间分辨率而牺牲SNR，如选择3mm以下的层 厚、很大的矩阵或很小的FOV(如8cm)。
MRI对比剂副作用症状 • 一般反应较轻，呈一过 性，可头痛、不适、恶 心、呕吐等。
磁共振检查技术
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流动现象
• 时间飞跃 • 进入现象 • 体素内去相位
时间飞跃
• 流动质子在成像层面内受RF激励，在复相 位前就从成像层面中流出，未经历复相位 过程；或流动质子在RF激励后才进入成像 层面，未受到激励却经历了复相位过程， 这两种状态均无信号产生，称为时间飞跃。 • 在影像上管腔内因信号缺失呈黑色，叫做 流空。
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1.TOF法 主要依赖流入相关增强效应。 分2D-TOF和3D-TOF 2.PC法 主要依赖流动质子的相位效应产生影像对比。 分2D-PC和3D-PC