磁共振水成像(卢延,张雪哲主编)思维导图
mr水成像的原理及应用
MR水成像的原理及应用概述磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种通过利用核磁共振现象对人体组织进行无创观察的医学影像技术。
而MR水成像是MRI技术中的一项重要应用，它能够提供关于水分布的信息，为医生提供辅助诊断和治疗方案制定。
原理MR水成像主要基于磁共振技术，下面将详细介绍MR水成像的原理。
1.核磁共振现象–MR水成像利用核磁共振现象中原子核的旋转来获取图像信息。
当人体暴露于强磁场中时，组织中的水分子中的氢原子核会发生一种特殊的旋转运动。
–这种旋转运动会在外加的射频脉冲的作用下，使得水分子中的氢原子核从低能级跃迁到高能级，并伴随能量的吸收和释放。
通过检测释放出来的能量，可以得到关于组织中水分子分布的信息。
2.空间编码–MR水成像在获取空间信息时，需要对被检查的组织进行空间编码，以确定每个像素的位置。
–常用的空间编码方法包括梯度回波（Gradient Echo）和自旋回波（Spin Echo）等。
通过在梯度场的作用下引起磁场的变化，可以实现对不同位置的编码。
3.数据采集与图像重建–MR水成像中的数据采集是通过使用外加的射频脉冲和梯度场的方式，对被检查的组织进行多次扫描，以获得各个位置的信号强度。
–数据采集完成后，需要对采集到的原始数据进行图像重建。
常用的图像重建算法包括傅里叶变换和滤波等方法。
应用MR水成像相比于其他成像技术具有更多的优势，在医学领域拥有广泛的应用。
1.脑部成像–MR水成像可以提供高分辨率的脑部结构图像，帮助医生检测脑部肿瘤、脑梗死等疾病。
–同时，MR水成像还可以用于研究脑部神经元的连接情况，帮助理解脑部功能区的分布和功能联系。
2.心脏成像–心脏是一个动态的器官，传统的成像技术在观察心脏功能时存在一定的局限性。
而MR水成像能够非常准确地观察心脏的运动和血流情况，提供全面的心脏成像信息。
–这对于诊断心脏病变、心脏先天性疾病以及心肌损伤等方面非常重要。
脑部MRI图谱（更新版）
脑部MRI图谱（更新版）
人脑分为：大脑（又称端脑），间脑（背侧丘脑、后丘脑、上丘脑、下丘脑、低丘脑）、小脑和脑干（中脑、脑桥、延髓）。
中央沟是额叶和顶叶的分界线。
外侧沟把额叶、颞叶和顶叶分开。
顶枕沟把顶叶和枕叶分开。
额叶：主要功能是控制随意运动、计算力、语言、情感（淡漠）和智能，与内脏活动和共济运动有关。
颞叶的主要功能主要是听觉功能。
顶叶的功能与邻近结构有重叠。
枕叶的主要功能是视觉功能。
边缘系统：边缘叶及其相关的皮质下结构（杏仁体、下丘脑、上丘脑、中脑被盖）
回头汇总下：脑血管；颅骨，脑池（小脑延髓池、桥池、环池、四叠体池、鞍上池、大脑大静脉池、大脑纵裂池），脑室（侧脑室、第三脑室、第四脑室），蝶鞍，海绵窦，脑神经等等。
白质是传入或传出大脑皮质的神经纤维组成。
灰质里的基底核是基底神经节。
一嗅二视三动眼，四滑五叉六外展。
七面八听九舌咽，外加迷副舌下全。
第四节 MR水成像技术
第四节MR水成像技术随MR技术的进步，MR水成像（water imaging）技术近年来在临床上也得到广泛应用，为含水脏器的疾病提供了极有价值的诊断信息。
图49 MR水成像原理示意图图中粗曲线表示水的横向弛豫，细曲线表示其他软组织的横向弛豫。
90︒脉冲使两种组织的横向磁化矢量都达到最大（100%），90︒脉冲关闭后，软组织和水都开始横向弛豫，由于其他软组织的T2值短，横向磁化矢量衰减较快，而水由于T2值很长，其横向磁化矢量衰减很慢。
如果我们选择很长的TE（如500ms以上），则其他组织的横向磁化矢量已经完全衰减，因此信号很弱甚至没有信号，而水仍保留较大的宏观横向磁化矢量。
一、水成像技术的原理水成像技术的原理非常简单，主要是利用水的长T2特性，从第一章第五节的表2中可以看出，人体的所有组织中，水样成份（如脑脊液、淋巴液、胆汁、胃肠液、尿液等）的T2值远远大于其他组织。
如果采用T2权重很重T2WI序列，即选择很长的TE（如500ms 以上），其他组织的横向磁化矢量几乎完全衰减，因而信号强度很低甚至几乎没有信号，而水样结构由于T2值很长仍保持较大的横向磁化矢量，所采集的图像上信号主要来自于水样结构。
所以该技术称为水成像技术。
二、水成像技术常用的序列早期的水成像技术多采用梯度回波类序列，而目前临床上常采用FSE或单次激发FSE T2WI序列。
下面介绍一些目前临床上较为常用的水成像序列。
（一）FSE T2WI用于水成像的FSE T2WI序列ETL一般较长。
常见参数如下：TR大于3000ms或2~4个呼吸周期（呼吸触发技术），TE＝500~1000ms，ETL=20~64。
该序列可进行三维采集，主要用于内耳水成像或MR脊髓造影（MRM）。
也可用于配用呼吸触发技术进行二维或三维采集，主要用于腹部水成像，如MR胆胰管成像（MRCP）或MR尿路成像（MRU）。
（2）单次激发FSE T2WI是目前MRCP或MRU最常用的序列，TR无穷大，TE500~1000ms，ETL = 128 ~ 256，NEX=1，可进行二维或三维采集，可屏气扫描或采用呼吸触发技术。
磁共振泌尿系统造影(MRU)的临床应用
磁共振泌尿系统造影(MRU)的临床应用MR泌尿系造影与胆道造影原理基本相同，是利用重T2加权的水成像技术，来显示泌尿系管腔的解剖形态及其病变情况。
与传统的X线泌尿系造影(IVP)相比，MRU除可观察泌尿系管腔的形态外，还可利用常规MR技术直接显示管腔周围及管壁的结构，特别是肾实质及其集合系统的情况。
由此可对肾脏和输尿管结构改变的部位及原因进行全面评价。
同时利用MR的功能测定还可观察肾功能。
由于MRU不需要接受任何造影剂，因此特别适合于肾功能衰竭的患者。
同时MRU不需接受X射线的照射，更适合于妊娠期间尿路的影像学检查。
Aerts等报道在对尿路积水的诊断方面，MRU的敏感性为100％，特异性为96％。
但是MR泌尿系造影也有一定的限度，如影像分辨率较常规X线泌尿系造影明显低。
对于不扩张的输尿管显示较差等。
MRU的进一步发展有赖于其检查技术的进一步完善。
1 扫描技术常规MRI扫描序列与腹部其他器官所采用的技术基本相同。
T2加权像首先采用中等长度回波时间的TSE扫描序列，其中HASTE技术具有采集时间短，图像对比度好的优点。
在此图像上，可以将肾皮髓质大体分开，同时还可将肾窦脂肪与肾盂及肾实质区分开来。
采用脂肪抑制HASTE T2加权扫描，可更进一步突出病变。
True FISP T2*加权梯度回波扫描技术则可清晰显示肾脏及膀胱的轮廓。
同时在此序列的影像上血管为高信号，有利于显示病变对血管的影响，如肾癌引起的下腔静脉癌栓等。
T1加权像采用FLASH 2D梯度回波。
脂肪抑制T1加权像也可显示肾皮质及髓质。
Gd-DTPA增强动态T1加权扫描可反映肾脏及病变的血供情况。
MR泌尿系造影技术如同MR胆道造影一样可有两种方法：(1)采用长TE时间的HASTE重T2加权扫描序列：此法可提供良好的信噪比及对比噪声比。
有2D及3D成像两种，获得的原始图像经过MIP后处理而得到可进行360度旋转的立体影像。
该技术可在一次屏气十数秒或数十秒内完成。
MR水成像
对于不能配合的患者可以使用镇静剂，使其保持安静，以确保检查的准确性。
使用镇静剂
如何应对mr水成像技术的局限性
对于细微的钙化灶可以通过结合其他影像学检查方法，如乳腺X线摄影或者超声检查等方法来提高诊断准确性。
结合其他影像学检查
对于设备和操作人员的要求较高，因此需要提高操作人员的技能水平，以确保获得高质量的图像。
什么是mr水成像
1970年代初期，核磁共振技术开始应用于医学成像领域。
1980年代，随着技术的不断发展，核磁共振成像技术逐渐成熟并应用于临床实践。
1990年代，随着计算机技术的进步，核磁共振成像技术得到了进一步发展，并逐渐形成了mr水成像技术。
1977年，研究者首次利用核磁共振技术观测到了水的分布情况。
mr水成像的主要设备
用于产生和控制核磁共振信号，包括磁场和射频部分的设备。
核磁共振（NMR）谱仪
梯度线圈
接收器
计算机
用于产生磁场梯度，实现图像的定位和空间编码。
用于接收和分析共振信号，通常与谱仪相连。
用于控制谱仪和接收器，以及处理和分析数据。
控制台
用于设置和控制扫描参数，以及监视扫描过程。
用于容纳被检物体，并确保其在静磁场中保持稳定。
mr水成像技术的发展历程
mr水成像的原理及基本步骤
02
mr水成像的应用领域
诊断疾病
MR水成像可以显示人体内器官和组织的形态和位置，对于很多疾病能够做出精确的诊断。
手术导航
在进行手术时，MR水成像可以帮助医生进行精确的导航，提高手术的精度和效果。
医学应用
地质研究
利用MR水成像技术可以对地层进行精细的研究，揭示其内部结构和地质历史。
实验步骤
磁共振水成像在胰胆管疾病应用技术论文
磁共振水成像在胰胆管疾病中的应用技术[摘要] 目的探讨磁共振胰胆管成像(mrcp)在胰胆管疾病诊断中的临床应用价值。
方法采用重t2加权多次激发对100例临床拟诊胰胆管病变的患者进行mrcp检查，并经手术病理或其他影像学或临床资料证实。
mrcp较清晰地显示各种胰胆管疾病的部位和形态。
结果 mrcp检查定位诊断准确率为90％，诊断敏感性为80％，特异性为85％，阳性预测值为85％。
结论 mrcp是一种简单、安全、无创的影像学技术，是诊断胰胆管疾病的理想方法。
[关键词] 胰胆管疾病；磁共振；水成像；胆道梗阻[中图分类号] r445.2[文献标识码] a[文章编号] 1005-0515（2011）-07-316-011 材料与方法1.1 一般资料本文共搜集2010年9月至2011年3月100例临床诊断胆道梗阻性疾病和拟诊胆胰疾病的患者，进行磁共振胰胆管成像(mrcp)且图像资料质量满意。
其中男44例，女56例，年龄为16—84岁，平均56岁，所有患者均经手术或活检病理证实。
恶性梗阻28例，其中胰头癌9例，壶腹癌6例，胆管癌10例，原发性肝细胞癌直接侵犯3例；良性梗阻62例，其中胆总管结石30例，胆囊切除术后狭窄8例，胆囊炎或结石20例，先天性胆总管囊肿1例，硬化性胆管炎3例。
正常10例。
1.2 检查方法成像设备：检查采用siemens avanto 1．5t超导型磁共振仪，体部相控阵线圈进行成像。
患者仰卧位，行常规腹部mr平扫，横轴位t1wl，横轴位和冠状位t2wi，必要时加扫横轴位t1wl抑脂序列。
以肝门水平横轴位为定位像，应用半傅立叶多次激发快速自旋回波(haste)序列行mrcp成像，后用最大强度投影(mip)技术对源图像进行后处理。
1.3 检查前准备 (1)训练患者的呼吸，尽量使呼吸幅度一致并采用胸式呼吸；(2)调整扫描参数，既满足图像质量的要求，又要尽量缩短扫描时间；(3)使用相控阵线圈，加呼吸门控，流动补偿，预饱和技术，努力使图像质量更佳；(4)胃肠道准备，为了使胰胆管及胆囊显示良好，应常规禁食禁食6～8 h，可避免胃肠道的水显示高信号与胰胆管感兴趣区域影像重叠，影响诊断。
MR水成像
Ⅱ型：憩室型，少见（2％），呈憩室状从 一侧突至胆总管壁外，中、小憩室多见， 有的憩室颈部狭窄。常合并结石、胰腺炎 及梗阻性黄疸。
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Ⅲ型为膨出型：为胆总管十二指肠内段囊性 扩张。或称为胆总管口的囊性脱垂、Vater 壶腹囊肿，此型罕见，可突入十二指肠腔 内。
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胰头癌胆总管受侵，肝内外胆管及胰管扩张
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胰头癌胆总管受侵，肝内外胆管及胰管扩张
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4.胆管癌 发生部位不同，在MRCP上表现 不同。但总体特点为胆管突然截断或偏心 性、不规则狭窄，同时远端胆管普遍扩张。
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胆管癌致胆总管截断并肝内外胆管扩张和胆囊增大
MR水成像
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MR水成像 利用静 态液体具有长T2弛 豫时间，使用重T2 加权技术使实质器 官及流动的血液呈 低信号，而流动缓 慢或相对静止的液 体呈高信号，从而 使含液体的器官显
影。
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快速自旋回波序列用于MR水成像。这 一序列可以产生高分辨率的权重较重 的T2加权图像。其原理为TE>200ms时， 所有固体组织信号均消失，仅显示液 体信号。
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2.胆道结石 典型结石为圆形、椭圆形或多 面体形，呈低或无信号，表现为充盈缺损， 近端可见胆汁液面呈新月形，远端胆管可 见扩张。需要注意的是小结石周围被胆汁 包围，因部分容积效应而不易检出。同时 由于成像技术的原因，胆管内结石需要与 胆管内的气泡相鉴别，通过变换患者体位 进行扫描，气泡向上浮动为其特点。
磁共振成像(医学影像成像原理)PPT参考课件
•质子含量越高，与主磁场同向的质子总数增加（磁 化率不变）
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处于低能状态的质子到底比处于高能 状态的质子多多少？？？
室温下（300k）
0.2T：1.3 PPM 0.5T：4.1 PPM 1.0T：7.0 PPM 1.5T：9.6 PPM
处于低能状态的氢 质子仅略多于处于 高能状态的质子
??9191无线电波激发后人体内宏观磁场偏转了90度mri可以检测到人体发出的信号氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大90度脉冲后磁化矢量偏转产生的旋转的宏观横向矢量越大mr信号强度越此时的mr图像可区分质子密度不同的两种组织??9292??9393??9494??9595无线电波激发使磁场偏转90度关闭无线电波后磁场又慢慢回到平衡状态纵向??9696无线电波激发使磁场偏转90度关闭无线电波后磁场又慢慢回到平衡状态纵向??9797?relaxationrilk?se??n??9898射频脉冲停止后在主磁场的作用下横向宏观磁化矢量逐渐缩小到零纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡状态系统由激发态恢复至平衡状态这个过程称核磁弛豫又可分解为两个部分
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•人体组织MRI信号的直接来源
•并非所有氢质子均能产生MRI信号
人体组织MRI信号主要来源于水分子中的氢质子 （水质子） 部分组织也能产生MRI信号，像来自脂肪中的质 子（脂质子）
•水分子：自由水、结合水
•结合水是细胞中和其他物质结合在一起的水，细胞中大部分的水以游离 的形式存在，可以自由流动，我们称为自由水。两者可以互相转换，处 于动态平衡之中。
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（2）磁场强度的概念 高斯、特斯拉
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高斯（gauss, G）。 Gauss (1777-1855)
德国著名数学家，于1832年首次测量了地球的磁场。 1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处检测到的磁场强度
磁共振水成像的种类
磁共振水成像的种类1磁共振水成像磁共振水成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是一种街用于诊断检查的非侵入式、空间分辨率较高的磁性医学影像学技术。
它的基础是磁共振原理，它可以快速、有效地提供一维截面、二维截面或三维立体影像。
磁共振水成像技术在医学影像学上有着重要的地位，它结合了结构、功能及位置信息，既能及时准确诊断疾病，又能为术前规范化诊断提供可靠依据。
目前，磁共振水成像被广泛地应用于医学诊断临床，尤其在胸部、腹部方面有较为广泛的用途。
2磁共振水成像的种类磁共振水成像技术的应用可分为三大类：1.基本磁共振成像技术；2.功能磁共振成像技术；3.示踪磁共振成像技术。
（1）基本磁共振成像技术基本磁共振成像技术利用软磁共振系统和硬磁共振系统及其他一系列显微镜技术，同时考虑了空间分辨率、视野大小、时间分辨率和测量精度，来实现对体内结构的精确图像重建。
在医学上，它可以帮助医生迅速准确地诊断疾病，从而能够及时采取正确的治疗方案。
（2）功能磁共振成像技术功能磁共振成像（fMRI）是一项基于磁共振水成像技术的“功能磁共振”成像方法，它可以实现对人体功能性疾病（具有机体内部功能性障碍）的定量分析。
它是当今研究脑科学的重要工具，可以在脑内直接观察信息处理的过程，从而更好地了解认知功能的结构及动态变化。
fMRI可以用来研究眼球运动、语言、认知及感觉等行为学和心理学状态，以及部分神经病变和其他神经和心理疾病。
（3）示踪磁共振成像技术示踪磁共振成像（trMRI）技术是基于磁共振原理的扩展技术，它可以在疾病的发生和发展过程中探测、定量评价病变组织的生化变化，进而识别、诊断病变结构，以便及时采取有效的预防和治疗措施。
它可以用于研究脑部精神疾病、肿瘤及全身性疾病等，实现对细胞分子的时空影像分析。
从上述可以看出，磁共振水成像技术在当今医学影像学技术领域中发挥着重要作用，可以让人们更便捷、更精准地做出医学诊断，帮助患者更快恢复健康。
MR水成像技术及其临床应用
（二）临床应用
恶性肿瘤 结石 胆管先天性病变 胆管狭窄 急慢性胰腺炎
3D FRFSE-MRCP
不用造影剂快速得到高分辨率磁共振胰胆管水成像
优异的水成像
二、MRU检查技术及临床应用 检查技术及临床应用
检查技术： 呼吸门控FSE 检查技术： 2DSSFSE 、2D、3DFSE-呼吸门控 、 呼吸门控
（2）临床应用：评价涎管扩张、狭窄、脓腔、创伤性涎 ）临床应用：评价涎管扩张、狭窄、脓腔、 管损伤，评估普通X线涎管造影不能评 管损伤，评估普通 线涎管造影不能评 价的受感染腺体及涎管闭塞平面以上部 分和涎管开口。 分和涎管开口。
MR水成像技术有： 水成像技术有： 水成像技术有 胰胆管成像MRCP： MR cholangiopancreatography ● MR胰胆管成像 胰胆管成像 尿路成像MRU： MR urography ● MR尿路成像 尿路成像 脊髓成像MRM： MR myelography ● MR脊髓成像 脊髓成像 内耳迷路、 ● MR内耳迷路、涎腺、输卵管等成像 内耳迷路 涎腺、
肾肿瘤 囊肿 结核 输尿管梗阻 膀胱肿瘤
不足：在重建过程中部分信号丢失， 不足：在重建过程中部分信号丢失，可造成诊断的假阴性等
三、MRM检查技术及临床应用 检查技术及临床应用
检查技术： 傅立叶转换重T 成像技术。 检查技术：用2D和3D傅立叶转换重 2加权 和 傅立叶转换重 加权FSEMR成像技术。 成像技术
人体内液体的特性：具有长 （ 人体内液体的特性：具有长T2（300~500ms） ） 加权效果： 重T2加权效果： 加权效果 （＞3000ms） —— 取得 的效果 取得T2的效果 选用 长TR（＞ （＞ ） （＞150ms ） —— 增强 的效果 增强T2的效果 长TE（＞ （＞