实用磁共振成像技术

1、脑血容积指特定区域脑组织的血容量，通常用 ml/100g。 2、脑血流量：每单位时间内通过指定区域脑组织 的血液体积。ml/100g*min 3、平均通过时间：血流通过一个特定区域所需的 平均时间。 4、团注到达时间：团注对比剂团到达一个指定区 域脑组织所需的时间。 5、对比剂应用：GD-DTPA从扫描第4-5层起，注射 0.1-0.2mmol/kg,3-5s团注完毕。团注方式、速度、 用量以及患者全身血容量、心输出量影响血液动 力学参数。以正常侧为标准自体同次比较。
六、功能成像 MRI对组织磁化高度敏感的特点被用 来研究人脑的功能，特别是大脑各功能区 的划分，这就是磁共振功能成像，即fMRI。
1、生理学基础： （1）人脑可划分为许多精细功能区域，能设 计各种激发方案分别进行研究。 （2）在生理性脑活动与脑血流、脑血流容积 和能量代谢之间有着直接联系。fMRI就是通 过检测上述神经活动的伴随现象来建立脑功 能图像的。磁共振的高时间分辨率和空间分 辨率、无电离辐射可对脑的特性进行反复研 究。
（二）MT技术的临床应用 1、TOF-MRA：抑制静止组织信号，但对血流信 号抑制少，小血管显示清楚，但扫描时间延长。 2、增强扫描：未增强组织信号抑制，增强组 织信号衰减不明显，增加对比。
3、磁化转移率的应用：MT与非MT扫描， 对同一感兴趣区进行信号强度测量，可计算磁化 转移率（MTR）。 MTR=（SI-SIMT）/SI，也可通 过计算机获得MTR图像。 多用于多发性硬化（MS）和阿滋海姆氏病 （AD）的研究。
3、频率选择反转脉冲脂肪抑制技术：特 点是即考虑了脂肪组织的短T1特性，又考虑了 脂肪的进动频率。 在RF前，对三维容积进行预脉冲激发，带 宽窄，中心频率为脂肪的进动频率，仅有脂肪 组织被激发，预脉冲略大于90°，因此从反向 到零所需时间很短，选择很短的TI（10-20ms） 则仅需一次预脉冲激发就能对三维扫描容积内 的脂肪组织进行很好的抑制，因此采集时间略 有延长，GE称为SPECIAL（Spectral inversion at lipias）。
两种质子相位一致
反相位
同相位
（二）化学位移成像技术的实现 同相位TE=1000ms÷[147 HZ/T×场强(T)]， 1.5T TE=4.5ms，反相位TE=同相位TE/2 =2.2ms， 选用双回波。 （三）临床应用 1、反相位图像的特点： （1）水脂混合组wenku.baidu.com信号明显衰减；水70%，脂 30%。 （2）纯脂肪组织的信号没有明显衰减。 （3）勾边效应：反相位图上，周围含有脂肪组 织的脏器边缘会出现一条黑线，把脏器的轮廓 勾画出来
1、频率选择饱和法：利用脂肪和水的化 学位移效应。 连续预脉冲（频率与脂肪质子一致），脂 肪组织被饱和，施加真正的激励脉冲，脂肪组织 不能接受能量，因而不产生信号，水分子中的质 子被激发产生信号，从而达到抑脂目的。 1）优点： （1）高选择性； （2）可用于多种序列； （3）简便易行； （4）在中高场强下使用可取得很好的脂肪效果。

3、主要意义 （1）减少伪影； （2）增加图像的组织对比； （3）增加增强扫描的效果； （4）鉴别病灶内是否含有脂肪。 （二）与脂抑制技术相关的脂肪组织特性 1、脂抑制技术的机理： （1）脂肪和水的化学位移 （2）脂肪与其它组织的纵向弛豫差别。 2、化学位移现象：同一磁性原子核如果在不同分 子中，即便处于同一均匀的主磁场中，其进动频率 也存在差别，这种现象称为 ~。
2）缺点： （1）场强依赖性大，0.5T以下不宜采用； （2）对磁场的均匀度要求高； （3）大FOV时，周边区脂抑效果差； （4）增加了人体吸收射频的能量； （5）扫描时间延长，减少采集层数； （6）影响图像对比度。
2、STIR技术：常用的基于脂肪组织的短T1 技术。TI是T1值的69%，场强不同TI不同，1.5T TI=140－175ms ；1.0T TI=125－140ms ； 0.5T 85－120ms 0.35T 75－100ms 0.2T 60－80ms 1）优点： （1）场强依赖性低； （2）磁场均匀度要求较低； （3）大FOV扫描也能取得较好的脂抑效果。 2）缺点： （1）信号抑制的选择性较低； （2）SNR 低，TR延长，扫描时间延长； （3）一般不能用于增强扫描。
实用磁共振成像技术
一、MRI脂肪抑制技术 （一）MRI检查使用脂肪抑制技术的意义 1、脂肪组织的信号特点，有利于病变 的检出。 2、脂肪组织的信号特点，也可能降低 MR图像质量，影响病变的检出。 （1）脂肪组织引起的运动伪影； （2）水脂肪界面的化学位移伪影； （3）脂肪组织的存在降低了图像的对比， 如肝、骨髓； （4）脂肪组织的存在降低增强扫描的效果。
DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组 织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩 散状态 （自由度及方向），可间接反应组织微观 结构特点及变化。 （三）DWI技术要点 1、DWI组织信号衰减的影响因素： （1）扩散敏感梯度场的强度：越大，衰减越明显； （2）持续时间：越长，衰减越明显； （3）两个梯度场的间隔时间：越长，越明显； （4）组织中水分子的扩散自由度：越自由，衰减 越明显。
限制性扩散是对称的—各向同性扩散；限制 性是不对称的—各向异性扩散。白质纤维束。 （二）DWI的原理 RF → 相位一致，关闭RF →质子失相位，宏 观 横向磁化矢量衰减；施加梯度场→失相位， 致质子宏观磁化矢量衰减，MR信号下降。 SE-EPI180°RF两侧各施加一个梯度场，称其为扩 散敏感梯度场。失相位分两种情况：（1）无位移 的质子：无信号衰减；（2）位移的质子：失相位 使信号下降。 水分子经历磁场变化越大，则信号衰减越明 显，信号衰减越明显，说明其扩散越自由。
磁化转移对比（magentization transfer contrast ，MTC ） ：各种组织中均存在自由水 与结合水，但程度不同，预脉冲使自由水饱合程 度不同，信号不同程度↓，MT造成信号强度衰减 程度也不同，由于磁化转移现象造成的对比被称 为~。。施加MT后，骨骼肌衰减60%，脑白质衰减 40%，灰质30%，血液15%。 某些病变，早期自由水变化不大，SE T1、 T2无明显改变，结合水含量出现差别，MT可发现。
1）优点： （1）少量增加扫描时间 （2）一次激发可完成三维容积内的脂肪抑制； （3）几乎不增加人体对射频能量的吸收。 2）缺点： （1）低场强机上不能进行； （2）对磁场均匀度要求高。 一般用于三维快速GRE序列，STIR序列采用 180°反转脉冲可增加STIR T2WI技术的特异性。 4、预饱和带技术：该区域的任何质子的信号 都受到抑制，主要用于抑制腹壁运动伪影响。
二、化学位移成像 也称同相位/反相位成像，基于化学位移效应， 脂肪质子进动频率略低于水质子，进动频率差别 是恒定的147HZ/T。 （一）原理：钟表效应：激发→水与脂肪中 的质子12点相位相聚→关闭RF →相位离散， 6点 采集到的信号,相当于两种组织信号相减的差值， 图像为反相位图， 12点同相位。

水与脂肪进动频率差1.5T 220Hz，1.0T 147Hz， 0.5T 73.5Hz 2、脂肪与其它组织的纵向弛豫差别 （1）脂肪纵向弛豫速度最快，T1最短； （2）场强不同，T1值不同，1.5T，T1值约 250ms。 （三）MR常用的脂肪抑制技术 同一场强的MR机可因检查部位、目的或 扫描序列的不同而采用不同的脂肪抑制技术，不 同场强宜采用不同的技术。
（一）对比剂首次通过法PWI的基本原理 团注对比剂（Gd-DTPA）后，血流首次通 过组织时引起T1或T2*弛豫率发生变化，导致组织 信号强度的变化。检测对比剂首次流经组织时引 起的信号强度变化，计算出组织T1或T2*弛豫率的 变化，该变化代表组织中对比剂的浓度变化，浓 度变化代表血流动力学变化，通过计算可获得组 织相对血流量(rCBV)、血容量(rCBF)和平均通过 时间(MTT)。信号强度随时间变化，常用序列为 GRE-EPI T2*序列。
2、原理：血氧合水平磁共振成像法。在神 经元活动时，局部脑组织血流、血流容积及 血氧消耗均增加，但增加的比例有明显差异， 这种差异使活动区的静脉血氧浓度较周围组 织的浓度明显增高，即具有顺磁性的脱氧血 红蛋白减少，表现为T2*延长，信号强度增 加。
3、序列：EPI将平扫图像与诱发了神经元 活动信息的图像相减就得到了所需的fMRI 信号。目前研究取得大量成果的主要有视 觉、运动、听觉和语言等方面。癫痫、精 神病、手术定位等方面为fMRI研究的前沿 课题。
（二）临床应用 （1）脑组织PWI：缺血性病变、脑肿瘤。 （2）心肌灌注：心肌缺血、心肌灌注储备。 （3）肾脏血流灌注； （4）肝脏血流灌注等。
五、磁化转移技术 （一）原理： 施加偏离中心频率1000-1200HZ 的 饱和脉冲， 自由水质子不能被激发 ，蛋 白质分子和 结合水质子被激发，获得能量 传给自由水，这种能量传递称为磁化转移。 RF激发未饱和的自由水，而饱合者不能激 发。
2、临床应用： 主要用于腹部脏器 （1）肾上腺病变的鉴别诊断，肾上腺腺瘤中常含 脂质，反相位图上信号强度明显下降。 （2）脂肪肝的诊断与鉴别诊断：对脂肪肝的诊断 优于常规MRI。 （3）判断肝脏局灶性病灶内是否有脂肪存在。 （4）肾癌和肾脏血管平滑肌脂肪瘤的诊断。
三、MR扩散加权成像（diffusion-weighted imaging DWI） （一）扩散的基本概念 1、扩散：是指分子热能激发而使分子发生一 种微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子 的热运动或布朗运动。 1）自由扩散运动。 2）限制性扩散。 DWI是通过检测人体组织中水分子扩散运动受 限制的方向和程度等信息，间接反应组织微观结 构的变化。
左手屈伸运动 (简单)
左手对指运动 (复杂)
3、DWI的方向性：DWI只能反映扩散敏感 梯度场方向上的扩散运动，其它方向上则不能测 出。若在多个方向上施加梯度场 （6个以上方 向），则可对每个体素水分子的扩散各向异性做 出较为准确的检测，称为扩散张量成像 （diffusion tensor imaging DTI）可以很好的 反映白质纤维走向。
2、b值及其对DWI的影响 b值：施加的扩散敏感梯度场参数称为b值 （扩散敏感系数）。b值越高对水分子运动越敏感。 b值增高带来的问题： （1）信号衰减明显，信噪比↓； （2）延长TE，进一步使信噪比↓； （3）梯度脉冲对周围神经的刺激。 小b值： （1）SNR高； （2）水分子运动不敏感； （3）其它运动使组织信号衰减。脑组织DWI，b值 800-1500 S/ mm2。
（四）单次激发SE-EPI序列
（五）DWI的临床应用 1、脑：（1）超、 急、亚急性脑梗塞 DWI细 胞毒性水肿，高信号，较T1、T2早；（2）多 发性硬化活动期；（3）肿瘤、血肿、脓肿等。 2、其它：肝、肾、乳腺、脊髓、骨髓。 3、DTI：白质纤维束。
四、MRI灌注成像（perfusion-weighted imaging ， PWI） 反应的主要是组织中微观血流动力 学信息。 方法：（1）对比剂首次通过法； （2）动脉自旋标记法。
4、扩散系数和表观扩散系数：DWI测出的不是真 正的扩散系数，因此把检测到的扩散系数称为表 观 扩散系数（apparent diffusion coeffecient ADC）。 ADC=In（SI低/SI高）/（b高-b低） SI低：低b值 信号强度，SI高：高b值信号强度（b值可为零）。 In表示自然对数，要计算组织ADC值，至少需要2 个以上不同b值。不施加梯度场，获得T2WI；施加， 获得DWI， TR无限大，TE 50-100ms，单层图像的 TA 10-100ms。 ADC 值越高， DWI图信号越 低。