[医学]磁共振特殊成像技术
磁共振成像技术在医学领域应用的前沿
磁共振成像技术在医学领域应用的前沿近年来，磁共振成像技术在医学领域得到了广泛应用。
这项非侵入性、无辐射的成像技术被广泛应用于医学诊断、研究和治疗，为医务人员提供了更准确、详细的身体结构和功能信息。
本文将探讨磁共振成像技术在医学领域应用的前沿。
首先，磁共振成像技术在神经科学领域的应用日益重要。
脑部疾病的早期诊断和治疗对于患者的康复至关重要。
磁共振成像技术通过创建高分辨率的脑部图像，可以帮助医生准确地定位并识别病变区域，如肿瘤、血管阻塞等。
同时，磁共振成像技术还可以用于研究神经系统的功能活动，并帮助科学家更好地了解脑部结构和功能之间的关系。
其次，磁共振成像技术在心血管领域的应用也取得了重要进展。
心脏病是当今世界范围内最常见的死因之一，诊断和治疗精确度对患者的生命和生活质量至关重要。
磁共振成像技术可以提供对心脏结构和功能的高分辨率图像，帮助医生评估心脏功能、心脏血流和心脏瓣膜情况。
此外，磁共振成像技术还可以用于评估心肌梗死的程度和范围，并提供冠状动脉疾病的详细信息，从而指导治疗方案的制定。
除了神经科学和心血管领域，磁共振成像技术在肿瘤学、骨科和内分泌学等领域也应用广泛。
在肿瘤学中，磁共振成像技术可以用于检测和定位肿瘤，评估其大小和生长速度，并对治疗方案的选择和效果进行监测。
在骨科领域，磁共振成像技术可以帮助医生评估骨骼疾病，如骨折、滑膜囊肿和软骨损伤等。
在内分泌学中，磁共振成像技术可以帮助医生诊断和定位肾上腺疾病、垂体瘤和卵巢疾病等内分泌腺体异常。
除了传统的医学应用，磁共振成像技术在医学领域的前沿还涉及到一些新的研究领域。
例如，磁共振弥散张量成像是一种可以测量人体组织微观结构的技术，可以帮助医生对脑部白质疾病、脊髓损伤和神经退行性疾病进行更早、更准确的诊断。
另外，心脏磁共振弹性成像则是一种新兴的技术，可以评估心脏组织的弹性和功能，有助于早期发现和诊断心血管疾病。
近年来，磁共振成像技术的研究也在不断进步，力求提高成像质量和获得更详细的解剖和功能信息。
磁共振成像技术对医学的贡献
磁共振成像技术对医学的贡献磁共振成像技术，简称MRI，是一种无辐射、无创伤、高分辨率的成像技术，因其在医学影像学中的广泛应用而被誉为二十世纪最重要的医学发明之一。
MRI的工作原理是利用磁场和射频脉冲的相互作用，在容器内产生信号，然后通过计算机的处理和分析得到人体内部组织结构的高清晰度图像。
它可以显现出体内各种组织的形态、结构和功能状态，为医生们诊断和治疗疾病提供了优秀的依据。
下面，我们将从技术特点、临床应用和未来发展三个方面，深入探讨MRI对医学的贡献。
一、技术特点在MRI成像中，磁共振信号是极其微弱的，需要用强磁场能产生大量的质子磁共振信号。
MRI的强磁场用大环状电力磁体制造，一般为1.5T或3T的磁感应强度。
MRI成像的信号特点是高对比度、高分辨率、多平面切片和多参数成像等，这些特点都能有效增加医生对疾病的判断准确度。
MRI成像兼顾了解剖学和功能学信息，可以提供人体器官、肌肉、骨骼以及肿瘤、脑部神经系统等各种方面的影像资料。
且不仅仅可以提供专业诊断医生所需的图像，还能为科研人员提供跨学科的全新研究方法和标准化的数据量和图像处理技术。
在医学、行业及其他多个领域，MRI的高通量数据和精细图像成为了实现自动化、非侵入式、跨学科研究的重要基础，不少奇迹化药物研究的诞生也是在MRI成像的基础上。
二、临床应用MRI成像在临床上的应用十分广泛，常用于脑部疾病、骨关节疾病、肝脏疾病、妇科疾病、乳腺疾病等领域，下面我们就来简单介绍一下MRI在其中的应用。
1、脑部疾病MRI成像在脑部疾病方面占据重要的位置，因为CT和X射线对脑部结构诊断的贡献有限，而MRI不但可以显示脑部的形态、大小、位置，还能作出虚拟切片、立体像、弥漫性信号的变化等，并能显示出脑白质、脑脊液等细微的组织结构。
凭借这些优良特点，MRI成像被广泛应用于脑卒中、颅内肿瘤、脑外伤等疾病的检查和治疗。
2、骨关节疾病MRI成像不仅能很好地提供软组织的信息，更能清晰地显示出骨组织的分布和状况，不同与X射线只能一层层展示骨骼的断面图。
磁共振成像原理与检查技术(医学影像技术)
骨关节系统疾病诊断
关节病变
磁共振成像能够清晰地显示关节 软骨、肌腱、韧带等结构，对于 诊断关节炎、肌腱炎等关节病变
具有很高的准确性。
骨骼肿瘤
磁共振成像可以发现骨骼肿瘤的存 在，并评估肿瘤的性质、范围和程 度，为制定治疗方案提供依据。
脊柱疾病
对于腰椎间盘突出、颈椎病等脊柱 疾病，磁共振成像能够提供详细的 病变信息，有助于医生制定合适的 治疗方案。
。
04
CATALOGUE
磁共振成像的优缺点
优点
软组织对比度高
磁共振成像能够提供高分辨率 的软组织图像，有利于观察和
诊断各种软组织病变。
无辐射损伤
磁共振成像不涉及X射线或放射 性核素等放射性物质，因此对 患者的身体无辐射损伤。
任意平面成像
磁共振成像可以在任意平面进 行成像，有助于多角度观察病 变，提高诊断的准确性。
液体衰减反转恢复序列（FLAIR）
用于检测脑部病变，特别是对脑白质病变和脑脊液的显示效果较好。
扩散加权成像（DWI）
用于检测组织中的水分子扩散运动，常用于脑部和腹部疾病的诊断。
功能成像序列
1 2
灌注加权成像（PWI）
用于评估组织血流灌注情况，常用于脑缺血的诊 断。
磁敏感加权成像（SWI）
用于检测组织磁敏感性的差异，常用于脑部疾病 的诊断。
脑部肿瘤
神经退行性疾病
利用磁共振成像技术可以清晰地显示 肿瘤的位置、大小和形态，有助于医 生对脑部肿瘤进行诊断和评估。
如阿尔茨海默病、帕金森病等，磁共 振成像技术可以观察到脑部结构和功 能的异常，有助于这些疾病的早期诊 断和病情监测。
脑血管疾病
磁共振血管成像技术可以无创地评估 脑血管状况，发现脑血管狭窄、动脉 瘤等病变，对于诊断和预防脑血管疾 病具有重要意义。
磁共振特殊成像技术课件
软组织对比度好： 磁共振成像技术 对软组织的对比 度较好，能够清 晰地显示软组织 的病变。
2
功能磁共振成像
04
局限性：对实验设计、
数据分析要求较高
03
优点：无创、安全、高
分辨率
02
应用：研究脑功能、认知
过程、神经疾病等
01
原理：利用磁共振信号的
变化来检测脑功能活动
弥散磁共振成像
01
原理：利用水分子扩散特性，检测组织内水分子扩散情况
成像质量
成像成本高：磁 共振成像设备价 格昂贵，维护成 本高，影响普及
技术瓶颈：磁共 振成像技术在分 辨率、对比度等 方面存在技术瓶 颈，需要进一步
突破
02
精确定位：提 高病变定位精 度，辅助手术 规划
04
实时成像：实 时监测病变进 展，指导治疗 方案调整
06
个性化治疗： 根据个体差异， 制定个性化治 疗方案
面临的挑战与问题
成像速度慢：磁 共振成像技术需 要较长的扫描时 间，影响临床应
用
成像质量受噪声 影响：磁共振成 像技术容易受到 噪声干扰，影响
04
磁共振成像技术可以监 测神经系统疾病的治疗 效果，如肿瘤治疗、脑 血管疾病治疗等。
肿瘤诊断与分期
磁共振成像技术可以清晰地显示肿 瘤的形态、大小和位置
磁共振成像技术可以区分肿瘤的良 恶性，为诊断提供依据
磁共振成像技术可以评估肿瘤的分 期，为治疗方案的制定提供参考
磁共振成像技术可以监测肿瘤的治 疗效果，为后续治疗提供指导
3. 工业领域：用于检测产品质量、 材料性能等
4. 考古领域：用于研究古文物、古 遗址等
5. 其他领域：如环境监测、地质勘 探等
磁共振成像技术发展：医学诊断与研究的前沿进展
磁共振成像技术发展：医学诊断与研究的前沿进展磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，利用核磁共振原理对人体进行断层成像，广泛应用于医学诊断和研究领域。
本文将从物理定律、实验准备与过程以及应用和其他专业性角度解读磁共振成像技术的发展。
【物理定律】磁共振成像技术的基础是核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）现象和相关物理定律。
核磁共振是指在磁场中，原子核吸收或发射特定频率的电磁辐射的现象。
其中，与磁共振成像相关的主要定律包括：1. 预cession（进动）：在外加静磁场作用下，原子核磁矩沿静磁场方向产生进动，进动频率与原子核的旋磁比（gyromagnetic ratio）和外加磁场的强度成正比。
2. 信号接收：通过向静磁场中加入放射频场，可以激发原子核中的电磁振荡，这种振荡信号经过适当的接收和处理，可以提供有关样品内部核密度、组织构成等信息。
3. 空间编码：为了实现对样品内部空间信息的获取，磁共振成像技术引入了局部均匀磁场梯度，利用此梯度使不同位置的原子核产生不同的进动频率，从而为成像提供空间编码。
【实验准备与过程】进行磁共振成像实验前，需要进行一系列的实验准备，并保证实验过程严格遵循相关安全规定。
实验准备包括：1. 静磁场准备：需要使用超导磁体或永磁体来产生高强度、稳定的静磁场。
超导磁体采用高温超导材料，通过电流的流动来产生强磁场，而永磁体则是使用强大的永磁材料制成。
2. 放射频场准备：为了激发样品中的核磁共振信号，需要在静磁场中加入放射频场。
这通常通过使用线圈产生单色或多色的高频交变磁场来实现。
3. 样品准备：磁共振成像技术可以对不同类型的样品进行成像，包括人体组织、动植物组织以及材料样品等。
对于医学应用，通常需要在成像前对样品进行适当的准备，如消除金属物体、服用对比剂等。
实验过程主要包括以下步骤：1. 静磁场校准：确保产生的静磁场强度和均匀度满足要求，通常需要进行校准和校正。
磁共振成像技术在医学领域的应用
磁共振成像技术在医学领域的应用在科技日新月异的今天，医疗领域也随着各种新技术的引入而发生了翻天覆地的变化。
在众多先进的医疗技术中，磁共振成像技术（MagneticResonanceImaging，简称MRI）无疑是一项极具影响力的创新成果。
磁共振成像技术是一种利用强磁场和无线电波来获取人体内部结构信息的无创性诊断方法。
自20世纪80年代问世以来，磁共振成像技术在医学领域的应用日益广泛，为医生提供了更为精准的诊断手段，为患者带来了更高的治疗效果。
磁共振成像技术在神经外科领域的应用具有重要意义。
神经外科手术具有极高的风险，因为人脑结构复杂，稍有不慎就可能导致患者终身残疾。
利用磁共振成像技术，医生可以清晰地看到脑部肿瘤、血管畸形等病变的位置、大小和形态，为手术提供了精确的导航。
磁共振成像技术还可以监测手术过程中脑组织的变化，确保手术的安全性。
磁共振成像技术在心血管疾病领域的应用也取得了显著成果。
心血管疾病是人类健康的第一大杀手，早期诊断和治疗至关重要。
磁共振成像技术可以清晰地显示心脏的各个部位，为医生提供心脏病变的详细信息。
通过磁共振成像技术，医生可以发现早期心肌梗死、冠状动脉狭窄等病变，为患者提供及时的治疗。
同时，磁共振成像技术还可以评估心脏功能，指导心脏病的治疗。
磁共振成像技术在肿瘤诊断和治疗方面也发挥着重要作用。
磁共振成像技术可以清晰地显示肿瘤的部位、大小、形态和侵犯范围，为医生制定合理的治疗方案提供有力支持。
磁共振成像技术还可以监测肿瘤对治疗的反应，为调整治疗方案提供依据。
在放疗和化疗过程中，磁共振成像技术可以帮助医生避开正常组织，确保治疗的准确性。
然而，磁共振成像技术也存在一定的局限性。
例如，磁共振成像技术扫描时间较长，对患者有一定的噪音干扰，且对金属物品有强烈的排斥反应，因此在使用时需要注意排除患者体内的金属物品。
磁共振成像技术的设备成本较高，检查费用相对较高，这也是其在我国普及程度不高的原因之一。
磁共振成像技术的原理解析
磁共振成像技术的原理解析
磁共振成像（MRI）技术是一种基于物体内部核磁共振现象进行成像的医学检查方法。
该技术利用强大的磁场和射频脉冲，通过检测被检测物体内部的核磁共振信号，以获得对象的解剖和功能信息。
MRI技术在医学诊断和科学研究中具有广泛的应用。
MRI技术的原理较为复杂，但可以简要概括为以下几个步骤：
1. 磁场对齐：在MRI设备中，通过产生强大的静态磁场，将待检测物体中的原子核磁矩定向，使其与磁场方向达成一致。
2. 射频激励：在产生静态磁场的同时，通过应用射频脉冲，使原子核从磁场方向发生翻转，产生共振。
3. 信号接收：翻转后的原子核开始发生预旋进动，在旋进过程中产生高频信号。
这些信号经过接收线圈捕获，然后通过放大和信号处理，得到原子核的空间位置和数量信息。
4. 图像重建：通过对接收到的信号进行数字处理，利用数学算法将信号转化为图像。
常见的图像重建算法有傅里叶变换和过滤回波。
MRI技术的优点包括非侵入性、无辐射、对软组织有很高的分辨率，可以显示组织器官的解剖结构和功能活动。
由于这些优点，MRI在神经科学、心脑血管病学、骨科等领域中广泛应用。
然而，MRI技术也存在一些限制和注意事项，比如对金属物质敏感，患者需排除身上的金属物品。
另外，MRI的成像时间较长，对于一些无法保持静止的患者来说可能会有困难。
总之，MRI技术是一种非常有用和广泛应用的医学成像技术，通过核磁共振信号的检测和图像重建，可以提供丰富的解剖和功能信息，为医学诊断和研究提供重要帮助。
磁共振成像医学知识宣讲
COMPANY LOGO
原发性肝癌
盆腔
COMPANY LOGO
❖ 用于膀胱癌、妇科肿瘤和男性前列腺癌旳 分期诊疗
❖ 对子宫病变和前列腺病变旳诊疗明显优于 CT
肌肉、骨关节系统
COMPANY LOGO
❖ MRI可清楚显示关节软骨、韧带、肌肉及肌腱， 对关节病变旳诊疗，在一定程度上可替代有创性 旳关节镜检验
于观察解剖构造
❖ T2加权像：反应组织间T2旳差别， 显示 病变组织好
2、流空效应 3、多方位成像 4、运动器官成像
T1WI
T2WI
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磁共振检验技术
（一）MRI对比增强检验 （二）MR血管造影技术 （三）MR水成像技术 （四）脑功能成像 （五）MR波谱技术
COMPANY LOGO
思索与训练
COMPANY LOGO
1. MRI旳图像有哪些特点？ 2. MRI检验前有哪些准备工作？
❖ MR血管成像能够清楚显示血管 病变，如动脉硬化、狭窄、动 脉瘤、动静脉畸形、动静脉瘘 等，能够和DSA相媲美
胸主动脉夹层动脉瘤
胸部
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❖ MRI对纵隔肿瘤、胸膜病变、肺癌分期等 有较高诊疗价值
❖ MRI对于乳腺疾病，经过动态增强，可用 于乳腺炎，乳腺纤维增生，乳腺肌瘤﹑乳 腺腺瘤﹑乳腺癌等疾病旳诊疗
（二）信用卡、医疗卡等带磁性旳物品请勿带入扫描间，以免 储存信息被消除。
（三）扫描前更换全部带金属挂钩、拉链旳内、外衣，最佳穿 棉制内、外衣裤。
（四）女性病人如有体内节育器，检验前应告知医生，腰椎及 盆腔区旳检验，要取出金属节育环，以免影响检验效果。
（五）作肝、胰、肾、肾上腺等腹部检验时要空腹，检验前可 饮足量旳水，以使胃与肝、脾旳界线显示得更清楚。
磁共振成像
列的1 /ETL（echo train length，ETL） 。
TSE序列特点：
因回波链上每个回波的时间和幅度不同，反 映组织的对比也不一样，一般将所需的某一回 波的数据线排列在K空间中心，这一回波时间称 为有效回波时间（TEeff），而其它回波的数据 线则排列在K空间的周围部分。
磁共振成像技术的临床应用进展（主要有五个方面） 磁共振水成像技术 （MR 磁共振血管成像 hydrography）
MR弥散成像-对水分子的布郎运动非常敏感，评
价水分子中质子的移动，能使缺血<2h的水肿脑
细胞显示异常的信号。
MR灌注成像-能动态显示脑组织内的血容量、血
流量和流速，能早期显示脑血流灌注缺损区。
磁共振波谱成像（MRS）:
能够无创检测生理和生化代谢，提供
生物体内化学组织部分的信息资料。临
床常用的原子核是31P和1H。
磁 共 振 成 像
(magnetic resonance imaging, MRI)
磁共振成像为近二十年来飞速发展起来的一种医学成像 技术，具有多平面、多方位、多参数成像的特点，为组织的 解剖、病理、代谢及流动提供一种全新的无创的评价方法。 核磁共振的“核”即即氢原子核；“磁”即一个强大的静磁
场和在此静磁场上按时叠加一个小的射频
CT
稍低 敏感 不能 有 有 较低 无 稍低
磁共振硬、软件的改进与发展:
硬件方面：磁体小型化、低磁场设备、专用型 MR 扫描仪。 开放式MR机：常规成像和介入操作兼容。 线圈：全相控阵列线圈、相控阵列线圈 一体化。 与检查床
软件方面：
①超高速、时时重建、超高分辨率显示、将图像显示 分辨率提高至微秒水平。②一次屏气即可完成图像采 集并快速重建。③依次扫描完成采集原始数据后，即 可在工作站进行图像后处理（包括图像分割、图像融
磁共振弹性成像技术在医学上的应用
磁共振弹性成像技术在医学上的应用磁共振弹性成像技术（MRE）是一种新型的医学成像技术，通过引入外力，利用磁共振成像技术来监测组织中的弹性振动，从而获得组织的弹性信息。
该技术既具有磁共振成像技术的高分辨能力，又能够提供组织弹性信息，因此被广泛应用于医学科学领域。
作为一种新型的医学成像技术，MRE有着广泛的应用前景。
这主要是因为它可以为医生提供更精确的诊断信息。
与传统的医学成像技术（如CT或X射线）相比，MRE可以提供更为详细的组织结构和功能信息，更加准确地判断病变的程度和位置。
除此之外，MRE还可以提供一些先前无法获得的信息，如组织的弹性性质。
MRE的应用范围很广，涉及许多医学领域，包括心血管、肝脏、肾脏、肺部等。
在这些领域，MRE可以被用于诊断和治疗许多不同的疾病。
例如，在心血管领域，MRE可以用于评估心肌组织的弹性，并提供更为准确的心脏病变诊断。
在肝脏领域，MRE可以用于检测肝脏硬化程度，并评估肝脏病变的程度。
在肾脏领域，MRE可以用于评估肾脏组织的弹性，检测肿瘤和肾病变的程度。
在肺部领域，MRE可以用于评估肺气肿和哮喘等肺部疾病的程度和位置。
除了可以为医生提供更为精确的诊断信息，MRE还被广泛用于治疗许多不同的疾病。
例如，在癫痫治疗方面，MRE可以用于评估癫痫灶的位置和大小，并为手术治疗提供指导。
在妇科领域，MRE可以用于评估子宫内膜异位症的程度，并为手术治疗提供指导。
除此之外，MRE还可以用于监测药物的疗效。
例如，在肝脏疾病治疗方面，MRE可以通过监测肝脏组织的弹性来评估药物的疗效，并优化治疗方案。
这些应用在医学科学领域中具有巨大的价值，对于发现和诊断疾病、提高治疗效果具有重要意义。
尽管MRE在医学上的应用前景广阔，但该技术也存在一些局限性。
例如，MRE的成像时间往往较长，这不利于临床实用。
此外，MRE成像需要患者做一些特殊的准备（如服用对比剂、保持呼吸等），这对于一些身体状况较差的患者来说可能是一个挑战。
磁共振成像技术的研究与应用
磁共振成像技术的研究与应用一、磁共振成像技术简介磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种以物质原子核作为探测目标，观测原子核自旋磁矩在外加强磁场和射频电磁波作用下的共振现象得到的成像技术。
其基本原理是利用强磁场和射频电场激发原子核自旋共振，并测量共振信号的空间分布及其强度，进而得到图像。
MRI技术具有无创、无放射性、灵敏度高、空间分辨率好等优点，被广泛应用于医学、生物学、化学和物理学等领域。
二、MRI技术的研究与发展MRI技术的研究和发展始于20世纪60年代。
1969年，美国科学家雷蒙德·达莱尔与保罗·莫里斯利用核磁共振技术构建了第一台MRI扫描仪，这是MRI技术的开端。
1974年，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校研究团队首次在人体上应用MRI技术进行医学检测，成功地捕捉了人类体内的第一张MRI图像。
此后，MRI技术的硬件和软件设备逐渐完善，成像速度不断提高，应用范围不断扩大。
三、MRI技术在医学上的应用1. 诊断肿瘤病变。
MRI技术可以清晰地显示人体内部的软组织，如肝脏、肾脏、心脏、乳腺等。
对于肿瘤等病变区域，MRI技术可以提供高分辨率的图像，协助医生进行准确诊断和治疗方案的制定。
2. 诊断神经系统疾病。
MRI技术是诊断中枢神经系统和周围神经系统疾病最为重要的影像学工具之一。
对于中风、脑炎、多发性硬化等疾病，MRI技术可以提供非常详细的图像资料，协助医生确定病变部位和程度，指导治疗。
3. 诊断心脏疾病。
MRI技术可以提供高分辨率的心脏成像，帮助医生检查心脏的大小、形状、结构和功能。
对于心脏萎缩、心脏瓣膜闭锁、心肌病等疾病，MRI技术可以在早期发现和诊断，提高治疗效果。
4. 检测运动器官病变。
MRI技术可以非常清晰地显示人体骨骼、关节、肌肉和软组织等结构，可以发现和诊断各种运动器官的病变和损伤。
例如，MRI技术可以检测膝关节、脊柱、肩关节等部位的疾病，协助医生进行术前评估和术后恢复情况的监测。
磁共振特殊成像技术
脑功能成像方式(三)
光学成像技术
NIRS(Near Infrared Spectroscopy) 近 红外谱技术 利用脑对近红外光传输的影响来成像 OCT(Optical Coherence Tomography) 光 学相干层析成像技术 利用光学相干原理进行脑组织的层析成像
脑功能成像方式(四)
会引起局部磁场均匀性变化，从而引 起MR信号强度的变化，称为血氧水平 依赖性(BOLD : Blood Oxygenation Level Dependent contrast)。
BOLD是含氧和脱氧血红蛋白的磁化率差
异、神经活动引起的血流有变化、血氧浓 度及代谢率有变化的综合机制。
不需用对人体有害的外源性对比剂，而直
接测量人脑激活时的血液动力学变化。
BOLD基本原理
• 当人接受某种感觉、运动刺激或认知任务时，
人脑（尤其是大脑皮层）的局部神经活动增 强，代谢率增大，引起局部血管扩张(血管体 积和血流速度变化都可能引起血流容积的变 化)。血管扩张直接导致脑血流增多，带入更 多的氧气，尽管与此同时血体积也增大，氧 的消耗也上升，但总的效果还是局部氧浓度 增大，脱氧血红蛋白与氧合血红蛋白浓度比 下降。
脱氧血红蛋白 - 顺磁性 氧合血红蛋白 – 逆磁性 刺激开始时的氧消耗大，氧合血红蛋白和脱 氧血红蛋白的浓度比减小，局部磁化率增强 (T2*变小)，持续大约1-2秒钟。 神经组织受到刺激引起血液以弹丸的方式很 快增加，自旋相干增强（T2*变大） 在T2*加权图像上出现局部信号增强。 在响应曲线中有一段先负后正的过程。
MR 功能成像技术
脑功能成像方式(一)
测量脑活动时的电磁信号研究脑功能的
动态过程
EEG(Electro-physiological imaging) 脑电成像技术 MEG(Magnetic-physiological imaging) 脑磁成像技术
磁共振成像技术的新进展
磁共振成像技术的新进展磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，以在外部磁场下，利用核磁共振的方式获取人体部位的图像。
MRI具有成像清晰、无辐射、无创伤等优点，并且可以显示局部组织的形态、功能、代谢等信息，因此广泛应用于临床医学中。
近年来，MRI技术不断发展和进步，出现了一些新的技术和应用。
在以下几个方面，MRI技术有了新的进展。
一、超高场强磁共振成像技术高场强MRI成像技术的提出，使得MRI的成像分辨率得到强化，并且可以达到很高的信噪比。
而近年来，MRI领域的领导者们开始研究和探索超高场强MRI技术。
超高场强MRI指的是强度达到3.0特斯拉以上的高场强环境下的MRI成像。
在这样的环境下做成了一些非常有趣和有挑战的探索，包括顺磁材料信号的出现、更好的空间分辨率、可视化神经元和特殊技术，使得超高场强MRI成像技术在医学领域得到广泛的应用。
二、MR血管造影MR血管造影（Magnetic Resonance Angiography, MRA）技术是一种非侵入性、不需要放射性物质的成像技术，可以对血管进行成像，用作血管疾病的诊断和治疗。
近年来，MR血管造影技术不断改进，新型技术的出现使得成像分辨率得到了提高，可以更好地显示血管的分支结构和流动情况，也更适合用于临床上的血管评估。
三、MR波谱成像MR波谱成像（Magnetic Resonance Spectroscopy Imaging, MRSI）技术可以分析人体内物质的分子成分，包括脂肪、糖类、代谢产物等。
这个技术可以定量再现人体内物质的分子组成，在临床上用于癌症的患者检测其代谢状态和细胞分裂情况等。
原本MR波谱成像只是在特定部位进行医学诊断时使用的小型技术，而在最近的技术进展中，MR波谱成像已经可以在全身范围内对人体进行扫描，从而更全面地分析人体的分子组成。
四、MRI和病理学结合技术MRI和病理学结合技术的出现，使得医生和研究学者们可以深入了解组织的内部结构和功能，并在高准确性下对描述组织的干扰作出防范。
磁共振特殊成像技术
脉搏门控
• 一般利用指脉探测夹或指套，夹套手指末 节，来探测脉搏随心电周期的变化波，取 代心电门控作为门控信息 • 可以弥补心电门控易受射频脉冲和梯度场 变化的干扰 • 门控波较心电门控有一定延迟
临床应用
• 去除心脏及大血管的搏动伪影 • 利用门控技术与快速成像技术配合，可 以获得心脏大血管生理功能等信息
呼气末膈面高度为准，在上下移动一
定范围内允许成像序列进行信号采集，
一般设臵为2-5mm
临床应用
• 自由呼吸的上腹部成像 • 自由呼吸的冠脉成像
• 胸部T2成像
空间编码
原理
为减少扫描时间采用矩形FOV，将
被扫描物体在图像中的解剖长轴设臵 为频率编码方向，短轴设臵为相位编
码方向
在图像出现 伪影时，可改 变编码方向来 减少伪影对图 像的影响 运动伪影沿相 位编码方向， 化学位移伪影 沿频率编码方 向
生理门控及导航回波技术
• 心电门控、脉搏门控 • 呼吸门控 • 导航回波
心电及脉搏门控
原理
每一次数据采集与生理运动周期同步， 使用一个与生理运动直接有关的信号（R 波）触发成像序列开始，使特定的层面
信号在每一运动周期的一个固定时相被
采集.最短的TR由心电的R-R间期决定
R－R间期=6000/心率
流动伪影的产生
• 静止组织M0在经历了大小相同，方向相反
的层面选择梯度后，获得的相位M1累积为 零 • 运动组织的M1的相位累积不为零，接下来 的相位编码梯度施加时，已经有相位的运 动组织会被错误编码，出现在其他位置
SE 脉冲序列图
180o 90o
射频脉冲rf 选层梯度Gz 相位编码Gy 频率编码Gx 数据采集 t
频率选择饱和应用于脂肪抑制的优点
磁共振成像技术
磁共振成像技术磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种重要的医学影像技术，利用磁场和无线电波对人体进行检查。
它具有非侵入性、不放射性的特点，成为临床医学中非常重要的诊断工具。
本文将对磁共振成像技术的原理、应用和发展进行探讨。
一、原理MRI利用强大的磁场和无线电波相互作用的原理，可以对人体内部结构进行非侵入性的成像。
磁共振成像的核心是利用人体组织中水分子的自旋运动，通过感知和记录水分子周围电子云环境的变化来生成影像。
当人体放入磁场中时，水分子的自旋将会与磁场方向产生相互作用，形成一个磁化强度。
然后通过外加一系列无线电波脉冲，使得水分子的自旋发生共振，此时可以感应到恢复的无线电波信号，进而构建出人体内部的三维结构。
二、应用1. 临床诊断磁共振成像技术在临床医学中广泛应用于各个领域。
例如，在神经学中，MRI可以清晰可见脑部组织的结构和功能，辅助诊断脑卒中、脑肿瘤等疾病。
在心脏学中，MRI可以观察心脏的解剖结构和功能，帮助医生判断心脏病变的情况。
此外，MRI还能用于诊断乳腺癌、肺部疾病、骨关节损伤等。
2. 科学研究磁共振成像不仅在临床诊断中有广泛应用，还在科学研究领域发挥着重要作用。
研究人员利用MRI技术可以观察大脑活动、神经连接等，探索人类认知、情感等复杂心理过程。
此外，MRI还被用于研究动物行为、植物生长等不同领域的科学问题。
三、发展前景随着医学科技的不断进步，磁共振成像技术也在不断发展，呈现出以下几个趋势：1. 高分辨率磁共振成像技术正不断提高图像的分辨率，可以观察更微小的结构和病变。
今后，随着硬件技术和算法的提升，MRI的分辨率将进一步提高。
2. 功能成像除了观察静态的解剖结构，MRI还可以实现功能性成像。
通过观察特定信号变化来研究大脑功能活动及异常情况。
这使得磁共振成像技术在神经科学研究中更为重要。
3. 快速成像目前MRI成像需要较长的时间，容易受到运动伪影等因素的影响。
磁共振特殊成像技术
目的
• 减轻层面内流 动伪影
原理
• 基于偶数回波强制同相原理。通过施
加额外的梯度脉冲来实现
• 梯度组合模式很多，常见的“+1~-1”、
“+1~-2~+1”、 “+1~-3~+3~-1”
偶数回波强制同相
• 偶数回波：SE成像中具有对称性的回波，
即TE2＝2TE1
• 偶数回波相对于奇数回波，具有更大的信 号强度
呼气末膈面高度为准，在上下移动一
定范围内允许成像序列进行信号采集，
一般设臵为2-5mm
临床应用
• 自由呼吸的上腹部成像 • 自由呼吸的冠脉成像
• 胸部T2成像
空间编码
原理
为减少扫描时间采用矩形FOV，将 被扫描物体在图像中的解剖长轴设臵 为频率编码方向，短轴设臵为相位编 码方向
在图像出现 伪影时，可改 变编码方向来 减少伪影对图 像的影响 运动伪影沿相 位编码方向， 化学位移伪影 沿频率编码方 向
心脏形态学成像
• 心电门控技术（回顾性）
• 心电触发技术（前瞻性）
脉搏门控
• 一般利用指脉探测夹或指套，夹套手指末 节，来探测脉搏随心电周期的变化波，取 代心电门控作为门控信息 • 可以弥补心电门控易受射频脉冲和梯度场 变化的干扰 • 门控波较心电门控有一定延迟
临床应用
• 去除心脏及大血管的搏动伪影 • 利用门控技术与快速成像技术配合，可 以获得心脏大血管生理功能等信息
MRI特殊检查技术
• 四川大学华西医院放射科 • 孙家瑜
MRI特殊检查技术
• • • • • • • • 流动补偿技术 饱和成像技术 门控技术 磁化传递对比技术 半傅里叶采集 MR水成像技术 无相位卷积技术 并行采集技术
磁共振成像技术
磁共振成像技术磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种对人体结构和功能进行非侵入式、无创伤性的诊断方法。
该技术利用电磁波与人体组织中的原子核相互作用的特性，通过探测原子核的信号产生影像，从而得到对人体内部结构和病理状态的详细解剖和功能信息。
一、磁共振成像技术的原理磁共振成像技术的核心原理是核磁共振现象。
当人体暴露在强磁场中时，原子核会对该磁场的方向产生定向排列，形成一个磁矩，这种过程称为磁化。
然后，通过向人体施加一组与磁矩频率相同的射频脉冲，使原子核的磁矩产生翻转。
当停止射频激发后，原子核会逐渐恢复到初始的排列状况，发出一系列的信号。
这些信号通过检测和分析后，可以生成人体内部的图像。
二、磁共振成像技术的优势相对于传统的X射线和CT扫描等影像学技术，磁共振成像技术具有很多独特的优势。
首先，MRI不使用X射线，避免了放射线辐射对人体的损害。
其次，MRI可以对人体组织进行分层扫描，可得到不同层次的解剖结构信息，精细度高于CT扫描。
此外，MRI对软组织和液体的对比度较好，能更好地显示脑部、脊柱和盆腔等关键部位的异常情况。
最后，MRI还可以通过改变扫描参数，获得不同类型的图像，包括T1加权图像、T2加权图像和MR血管图像等，增强了诊断的准确性。
三、磁共振成像技术的应用领域磁共振成像技术在医学领域中应用广泛。
首先，它被广泛应用于脑部疾病的诊断。
例如，通过MRI可以检测和评估脑卒中、脑出血等疾病的程度和位置，有助于医生进行针对性的治疗。
其次，MRI还可用于诊断和观察心血管系统的疾病，如冠心病、心肌梗死等。
此外，MRI在骨科、妇产科、神经科和肿瘤学等领域也有广泛的应用。
四、磁共振成像技术的局限性虽然磁共振成像技术在医学诊断中具有许多优势，但它也存在一些局限性。
首先，MRI设备庞大且昂贵，需要专门的场地和设备。
其次，由于术前准备工作的复杂性，MRI对患者的配合度要求较高，如清空肠胃、取出金属物品等。
磁共振成像技术在医学检测中的应用
磁共振成像技术在医学检测中的应用随着现代医学技术的不断发展，各种先进的检测技术也愈加广泛地应用于临床。
磁共振成像技术（MRI）就是其中的一个重要代表。
其利用对人体内部组织的不同反应，通过特殊的成像技术制成人体的立体图像，为医学诊断提供了重要的帮助。
下面，我们就来详细探讨一下磁共振成像技术在医学检测中的应用。
首先，我们来了解一下磁共振成像技术具体的原理。
MRI的核心是利用原子之间的磁相互作用来实现成像。
我们知道，人体内组织中的原子主要是氢元素，而氢的核心就是一个带电的质子。
如果在一个磁场中，质子会产生自旋，这时候就可以利用高频电磁波给质子能量，使之产生共振现象。
在这种共振状态下，质子会发射出一种特定的信号，磁共振成像系统就会接收到这种信号并进行采集和处理，最终形成人体立体图像。
随着 MRI 技术的不断成熟，其在医学检测中的应用越来越广泛。
MRI 检测可以对人体内部的各种组织和器官进行高清晰度的成像，且其无创、无辐射、无痛苦等特点，使其成为了现代医学诊断中不可或缺的重要技术。
下面我们就来看看MRI 在不同病症中的应用。
1. MRI 在脑部疾病检测中的应用MRI 技术在脑部疾病检测中的应用已经得到了广泛的认可。
MRI 检测可以对脑中的肿瘤、出血、水肿、血管畸形等各种病变进行高清晰度的成像，这有效地提高了对这些疾病的早期预测和诊断精度。
此外，MRI 技术还可以在脑部卒中的急性期进行检测，分析脑部组织是否已经发生缺血、坏死等病变，从而为下一步治疗方案的制定提供依据。
2. MRI 在骨骼系统疾病检测中的应用MRI 技术在骨骼系统疾病检测中的应用极为广泛。
除了可以对骨骼系统内部的病变进行检测外，MRI 技术还可以对关节疾病和肌肉疾病进行检测。
例如，在关节类风湿病、骨关节炎等疾病中，MRI 检测可以发现关节周围的磨损、关节组织的纤维化等病变，这为医生制定合理的治疗方案提供了重要的参考依据。
3. MRI 在心血管疾病检测中的应用MRI 技术在心血管疾病检测中也有非常重要的应用。
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3、层流流速差别造成的失相位。 4、层流引起的分子旋转造成的失相位。 5、湍流。使血流出现方向和速度无规律的
运动，因而体素内的质子群将失相位， MR信号明显衰减。湍流容易发生在血管 狭窄处的远侧、血管分叉处、血管转弯 处、动脉瘤等部位。
6、血流的长T1特性。在某些TR和TE很短 的超快速T1WI中，流动对血液的信号影 响很小，决定血液信号的主要是其T1值。 血液的T1值很长，在1.5T场强下约为 1200ms，因此呈现相对低信号。
预饱和效应─用额外的 RF 脉冲在选定区域 内饱和全部组织的磁化向量，使该区组织 在MR 图像上呈黑色低信号。预饱和区通常 位于成像容积层厚之外，血流经过即处于
饱和状态，进入成像容积时已呈黑色低信 号。
表现为低信号的血流
1、流空效应：血流方向垂直于扫 描层面（TE/2越长，流空效应 越明显）。
2、扫描层面内质子群位置移动造 成的信号衰减。
通过血液流入流动相关增强效应，静止组织 信号弱，相对流动血液信号对比增强而获得 TOF MRA的对比主要依赖于血管进入的角度 一般要求扫描层面垂直于血管走向
2DTOF ─ 是逐层的进行激励和图像数据采集， 然后将整个感兴趣区以一连续多层方式进行图 像数据重建和处理的方法。
2D TOF MRA的层厚限制了投影影像的空间 分辨率,这种血管成像不适合细小血管的显示。 为了保证一条血管在不同层面始终具有流入效 应,不会出现血管衔接不吻合,选择扫描参数时, 必须采用最短的TR、TE,及最小的采集次数,以 缩短扫描时间。
4、血流在梯度回波序列上表现为高信号。
与SE序列不同，GRE序列的回波是利用梯度场的切换 产生的，而梯度场的切换不需要进行层面选择，因此 受小角度激发产生宏观横向磁化矢量的血流尽管离开 了扫描层面，但只要不超出有效梯度场和采集线圈的 有效范围，还是可以感受梯度场的切换而产生回波， 因而不表现为流空而呈现相对高的信号强度。
流空效应（Flow void）─由于信号采集需 一定的时间，快速流动的血液不产生或 只产生极低信号，与周围组织、结构间 形成良好的对比，这种现象就是“流空 效应”。
9 0°脉冲
180°脉冲
血流方向 层面选择梯度
血流方向 层面选择梯度
2
流空效应：
应用SE技术，以一定速度流动的液体 产生流空效应，呈无或低信号。
层内血流的流入效应最强，信号高，而血流方 向的其他层面内由于血流中饱和的质子群逐渐 增多，信号逐渐减弱
流入相关增强
当TR较短时，成像体积内静止的质子 被饱和，显示低或无信号。
流动的质子未被先前的激发 脉冲饱和，产生高信号。
流动去相位效应 ─血流动改变相位反映出信 号有高有低。运动自旋都会产生相位变化， 包括移动、流动及水分子的弥散运动等，这 种单个自旋在梯度磁场中的相位改变称为相 位漂移效应，是由横向磁化的变化所致。
产生此效应的原因在于：射频脉冲所激 发的质子在接收线圈获取MR信号时，因流 动已移出成像层面，而此时成像层面内原 部位的质子为新流人的非激发质子，故不 产生MRI信号。与流动的液体相比，周围静 止组织发出的MRI信号强度不变。
流入增强效应（Flow related enhancement） 如果血流垂直或基本垂直于扫描层面，同
磁共振特殊成 像技术
磁共振血管成像
MRA主要特点
非介入性、无损伤技术 三维信息多画面 显示多方位及动态观察（电影） 不用造影剂 扫描、重建时间越来越短
磁共振血管成像技术作为一种无创伤性的检查， 与CT 及常规放射学相比，具有特殊的优势，不 需穿刺插管、不需注入造影剂和无X 射线，流体
的流动即是MR 成像固有的生理造影剂。
血流方向
血流方向
血管狭窄
层流和湍流示意图 图a为层流示意图，越 靠近血管壁的血流速度越慢，越接近血管
中心的血流速度越快，这样实际上血管腔
中的血流速度表现为一个沿血流方向的抛 物线。图b示血管狭窄引起的湍流，表现 为狭窄后方的血流变得不规则，不仅有向 前的运动，同时产生大小不一的漩涡。
MRA成像中流体的流动效应
表现为高信号的血流
1、流入增强效应。
2、偶回波效应。SE多回波成像时，奇数回波的图像上血 流表பைடு நூலகம்为低信号，偶数回波的图像上表现为高信号。 也叫偶回波相位重聚。
3、非常缓慢的血流。椎旁静脉丛或盆腔静脉丛等血管内 的血流非常缓慢，流动造成的失相位或流空效应表现 的不明显，那么这些血管内血流的信号与流动本身关 系不大，而主要取决于血液的T1和T2值，由于血液具 有较长的T2值，在T2WI可表现为高信号。
血流的信号比较复杂，与周围静止组织相比， 血流可表现为高信号、等信号或低信号，取决 于血流形式、血流方向、血流速度、脉冲序列 及其成像参数等。
流动液体的MR信号特征
血管内血液流体因质子群发生移动，影响MR信号 强弱变化，与周围固体组织相比显示不同的MR信 号特征。 层流—血流质点与血管长轴呈平行运动，靠血管壁 近质点流动速度慢，越向中心流速越快。层流血液 使信号减弱。 湍流(涡流)—血液在血管内不沿血管直线运动，向 其他方向不规则迅速流动，引起质子群去相位移动 ，产生流空效应使血管呈低信号。血液通过狭窄处 后在血流两侧形成旋涡状运动。
2D TOF SPGR
优点：
血流/背景对比 慢血流的显示 成像速度
MRA成像的几种方法
TOF（Time of Flight）时空飞逝法 2D—TOF 3D—TOF PC（Phase Contrast）相位对比法
一、时间飞跃法（Time of fly TOF） 基本原理： GRE 短TR 短TE
饱和效应(静态组织) 流动(入)相关增强效应(血液)
TOF（Time of Flight）时空飞逝法
时所选用的TR比较短，这样层面内静止组织 的质子群因没有足够的时间发生充分的纵向弛 豫，出现饱和现象，因而信号发生衰减。
而对于血流来讲，总有未经激发的质子群
流入扫描平面，经射频脉冲激发后产生较强的 信号，与静止组织相比表现为高信号。
流入增强效应常出现在梯度回波序列，也 可出现在自旋回波序列。
在二维多层面扫描时，血流上游方向第一