MRI诊断学讲稿 石河子大学医学院第一附属医院CT/MRI室
MRI 诊断学讲稿 石河子大学医学院第一附属医院 CT/MRI 室
第一章总论 第一为它是种新的、丰伤性的皮像方法 可以显示出人体内部解剖结构。 一、磁共振成像发展概况 1、1946年，美国哈佛大学的Purcell及斯坦福大学的Bloch各自独立地发现了核 磁共振现象。1952年两人共获诺贝尔物理学奖 2、1971年Damedian发现肿瘤组织的Tl、卫值比正常组织长 3、1973年lauterbur发表了两个充水试管的第一幅核磁共振图修 4、1977年7月3日早晨4：45分，Raymond V.Damadian和他的同事成功制造了 第一台全身MRI装置。 5、1978年Mallard,Hutchison及Lauterbur等用0.04-0.085 Tesla(T)的磁共振装 备取得第一幅人体头、胸和腹部的图像。 80年代以来，MRI已成为广泛应用于临床的影像诊断学新技术 二、MRI设备 由两部分组成：1、信号发生和采集部分。2、数据处理和图像显示部分。 包括：主磁体、梯度线圈、脉冲线圈、计算机系统及其他辅助设备。 (一)、主磁体：是RI仪最基本的构件，是产生磁场的装置。根据磁场产生的 方式分为永磁型和电磁型 1、永磁型：实际上就是大块磁铁，磁场持续存在，场强低，最高达0.3T。开放 式MRI仪采用。 优点：生产、维护成本低，利于普及MRI仪。 缺点：场强低、不均匀，成像时间长、图像质量差。多用于头颅、脊椎、关节检 2、电磁型：是用导线绕成的线圈，通电后产生磁场。根据导线材料不同分为： 常导磁体和超导磁体。 (1)常导磁体：线圈采用普通导电性材料（铜、铝），需要持续通电，目前 己淘汰。 (2)超导磁体：采用超导材料（铌钛合金）制成，置于液氨的超低温环境 中，导线内电阻抗几乎消失，一 旦通电后无需继续供电，导线内电流一直存在 并产生稳定的磁场。目前中、高场强MRI仪均采用超导磁体。 优点：场强高、均匀，成像速度快、图像质量好，可用于全身检查。 场强的概念： 场强可采用高斯(Gauss G)或特斯拉(Tesla T门 来表示。距离5安培电流通过的直导线1cm处检测到的磁场强度定义为1高 斯。特斯拉与高斯的换算关系：1T=10000G。 场强的分类： 低场强机《0.5T;中场强机：0.5T1.0T; 高场强机：1.0T-2.0T:超高场强机》2.0T。 (二)、梯度线圈：是MRI仪的重要硬件之一，是特殊绕制的线圈，位于主磁体 内部
第一章 总论 第一节磁共振成像（magnetic resonance imaging ） 又称核磁共振成像，简写为 MRI。它是一种新的、非创伤性的成像方法， 可以显示出人体内部解剖结构。 一、磁共振成像发展概况 1、1946 年，美国哈佛大学的 Purcell 及斯坦福大学的 Bloch 各自独立地发现了核 磁共振现象。1952 年两人共获诺贝尔物理学奖 。 2、1971 年 Damedian 发现肿瘤组织的 T1、T2 值比正常组织长。 3、1973 年 Iauterbur 发表了两个充水试管的第一幅核磁共振图像 4、1977 年 7 月 3 日早晨 4:45 分，RaymondV.Damadian 和他的同事成功制造了 第一台全身 MRI 装置。 5、1978 年 Mallard, Hutchison 及 Lauterbur 等用 0.04-0.085 Tesla(T）的磁共振装 备取得第一幅人体头、胸和腹部的图像。 80 年代以来，MRI 已成为广泛应用于临床的影像诊断学新技术。 二、MRI 设备 由两部分组成：1、信号发生和采集部分。2、数据处理和图像显示部分。 包括：主磁体、梯度线圈、脉冲线圈、计算机系统及其他辅助设备。 （一）、主磁体：是 MRI 仪最基本的构件，是产生磁场的装置。根据磁场产生的 方式分为永磁型和电磁型。 1、永磁型：实际上就是大块磁铁，磁场持续存在，场强低，最高达 0.3T。开放 式 MRI 仪采用。 优点：生产、维护成本低，利于普及 MRI 仪。 缺点：场强低、不均匀，成像时间长、图像质量差。多用于头颅、脊椎、关节检 查。 2、电磁型：是用导线绕成的线圈，通电后产生磁场。根据导线材料不同分为： 常导磁体和超导磁体。 （1）常导磁体：线圈采用普通导电性材料（铜、铝），需要持续通电，目前 已淘汰。 （2）超导磁体：采用超导材料（铌-钛合金）制成，置于液氦的超低温环境 中，导线内电阻抗几乎消失，一旦通电后无需继续供电，导线内电流一直存在， 并产生稳定的磁场。目前中、高场强 MRI 仪均采用超导磁体。 优点：场强高、均匀，成像速度快、图像质量好，可用于全身检查。 场强的概念： 场强可采用高斯（Gauss,G)或特斯拉（Tesla,T) 来表示。距离 5 安培电流通过的直导线 1cm 处检测到的磁场强度定义为 1 高 斯。特斯拉与高斯的换算关系：1T=10000G。 场强的分类： 低场强机《0.5T；中场强机：0.5T-1.0T； 高场强机：1.0T-2.0T；超高场强机》2.0T。 （二）、梯度线圈:是 MRI 仪的重要硬件之一，是特殊绕制的线圈，位于主磁体 内部
梯度线圈由X、Y、Z轴三个线圈构成（在MI技术中，把主磁场方向定义 为Z轴方向 与Z轴方向垂直的平面为X、Y方向) 以Z 由线圈为例：通电后线圈头侧部分产生的磁场与主磁场方向一致，因 此磁场相互叠加，而线圈足侧部分产生的磁场与主磁场方向相反，因此磁场相减， 从而形成沿着主磁场长轴（或称人体长轴），头侧高足侧低的梯度场，梯度线圈 的中心磁场强度保持不变。X、Y轴梯度场的产生机理与Z轴线圈相同，只是方 向不同而已 梯度线圈的作用 1、空间定位：2、产生信号。 梯度线圈性能提高，磁共振成像加快。因此没有梯度磁场的进步，就没有快 速、超快速成像技术。 (三)脉冲线圈：也是MRI仪的关键部件，有发射线圈和接受线圈之分。 电台的 发射线圈：发射射频脉冲（无线电波）激发人体内的质子发生共振，如同 2、接收线圈：接收人体内发出的MRI信号（也是一种无线电波），如同收音 机的天线。 脉冲线圈的分类： 1、休线，装在扫描内，激发并采R1信号 2 表面线圈： 采集MRI信号 。由体线圈承担发射线圈的功能 3、表面相控阵线圈：是脉冲线圈技术的一大飞跃。 一个相控阵线圈由多个子线 圈单元构成，同时需要有多个数据采集通道与之匹配。目前最新型的相控阵线圈 为8通道线圈。优点： (1)可以明显提高RI图像的信噪比，有助于改善薄层扫描的图像质量。 (2)可以进 步提高MRI的信号采集速度 (四)计算机系 计算机系统属于MRI仪的大脑，控制者MRI仪的脉冲激发、信号采集、数据运 算和图像显示等功能。 (五)辅助设备 包括：检查床、液及水冷却系统、空调、胶片处理系统等 第二节MRI图像特点与临床应用 一、影响MRI图像的因素 1、质子密度 2、T门弛豫时间 3、T2地豫时间 4、流空效应 5、化学位移伪影6、磁共振造影剂 、MRI的临床应用 (一)MRI的技术优势与限制 MRI技术的优势 1、软组织分辨力强（判断组织特性） 2、多方位成像
梯度线圈由 X、Y、Z 轴三个线圈构成（在 MRI 技术中，把主磁场方向定义 为 Z 轴方向，与 Z 轴方向垂直的平面为 X、Y 方向）。 以 Z 轴线圈为例：通电后线圈头侧部分产生的磁场与主磁场方向一致，因 此磁场相互叠加，而线圈足侧部分产生的磁场与主磁场方向相反，因此磁场相减， 从而形成沿着主磁场长轴（或称人体长轴），头侧高足侧低的梯度场，梯度线圈 的中心磁场强度保持不变。X、Y 轴梯度场的产生机理与 Z 轴线圈相同，只是方 向不同而已。 梯度线圈的作用： 1、空间定位；2、产生信号。 梯度线圈性能提高，磁共振成像加快。因此没有梯度磁场的进步，就没有快 速、超快速成像技术。 （三）脉冲线圈：也是 MRI 仪的关键部件，有发射线圈和接受线圈之分。 1、发射线圈：发射射频脉冲（无线电波）激发人体内的质子发生共振，如同 电台的发射天线。 2、接收线圈：接收人体内发出的 MRI 信号（也是一种无线电波），如同收音 机的天线。 脉冲线圈的分类： 1、体线圈：装在扫描架内，激发并采集 MRI 信号。 2、表面线圈：仅采集 MRI 信号。由体线圈承担发射线圈的功能。 3、表面相控阵线圈：是脉冲线圈技术的一大飞跃。一个相控阵线圈由多个子线 圈单元构成，同时需要有多个数据采集通道与之匹配。目前最新型的相控阵线圈 为 8 通道线圈。优点： （1）可以明显提高 MRI 图像的信噪比，有助于改善薄层扫描的图像质量。 （2）可以进一步提高 MRI 的信号采集速度 （四）计算机系统 计算机系统属于 MRI 仪的大脑，控制着 MRI 仪的脉冲激发、信号采集、数据运 算和图像显示等功能。 （五）辅助设备 包括：检查床、液氦及水冷却系统、空调、胶片处理系统等。 第二节 MRI 图像特点与临床应用 一、影响 MRI 图像的因素 1、质子密度 2、T1 弛豫时间 3、T2 弛豫时间 4、流空效应 5、化学位移伪影 6、磁共振造影剂 二、MRI 的临床应用 （一）MRI 的技术优势与限制 MRI 技术的优势 1、软组织分辨力强（判断组织特性） 2、多方位成像
3、流空效应（显示血管） 4、无骨骼伪影 5、无电离辐射，无碘过敏 6、不断有新的成像技术 (二)MRI技术的禁忌证和限度 1禁忌证体内弹片、金属异物 名种 金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等 危重病人的生命监护系统、维持系统 不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍 2.限度钙化显示相对较差 空间分辨较差（体部，较同等CT) 费用昂贵 多数MR机检查时间较长 (三)MRI检查适应症 1、顿脑RI适应定 (1)颅内良恶性占位病变 (2)脑血管性疾病 梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形(AVM)等 (3)颅脑外伤性疾病 脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等 (4)感染性疾病 脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等 (5)脱髓鞘性或变性类疾病 多发性硬化(MS)等 (6)先天性畸形 胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等 2、脊柱和脊髓MRI适应症 (1)肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外）， 椎骨肿瘤（转移性、原发性） (2)炎症性疾病 脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、 蛛网膜炎、春游炎 (3)外伤 骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿 ，脊髓损伤等 (4)脊柱退行性变和椎管狭窄症 椎间盘变性、膨隆、突出、游离， 各种原因椎管狭窄，术后改变， (⑤)脊髓血管畸形和血管瘤 (6)脊髓脱髓鞘疾病（如MS),脊髓菱缩 (⑦)先天性畸形 3、胸部MRI适应症 (1)呼吸系统 对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。 胸廓入口病变及其上下比邻关系 纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系
3、流空效应（显示血管） 4、无骨骼伪影 5、无电离辐射，无碘过敏 6、不断有新的成像技术 （二）MRI 技术的禁忌证和限度 1.禁忌证 体内弹片、金属异物 各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等 危重病人的生命监护系统、维持系统 不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍 2. 限度 钙化显示相对较差 空间分辨较差（体部，较同等 CT） 费用昂贵 多数 MR 机检查时间较长 （三）MRI 检查适应症 1、颅脑 MRI 适应症 （1）颅内良恶性占位病变 （2）脑血管性疾病 梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等 （3）颅脑外伤性疾病 脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等 （4）感染性疾病 脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等 （5）脱髓鞘性或变性类疾病 多发性硬化（MS）等 （6）先天性畸形 胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等 2、脊柱和脊髓 MRI 适应症 (1)肿瘤性病变 椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外）， 椎骨肿瘤（转移性、原发性） (2)炎症性疾病 脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、 蛛网膜炎、脊髓炎等 (3)外伤 骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等 (4)脊柱退行性变和椎管狭窄症 椎间盘变性、膨隆、突出、游离， 各种原因椎管狭窄，术后改变， (5)脊髓血管畸形和血管瘤 (6)脊髓脱髓鞘疾病（如 MS），脊髓萎缩 (7)先天性畸形 3、胸部 MRI 适应症 （1）呼吸系统 对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如 CT。 胸廓入口病变及其上下比邻关系 纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系
(2)心脏及大血管 大血管病变：各类动脉瘤、腔静脉血栓等 心脏及心包肿瘤，心包其他病变 其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广 4、腹、盆部MRI适应症 主要用于部分实质性器官的种瘤性病变 13 肝肿南性病变提世鉴别信息 (2) 有利小胰癌、 胰岛细胞癌显示 (3) 宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形 (4) 肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期 (5) 胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP,MRU (6) 直肠肿瘤 5、骨与关节MRI适应症 X线及CT的后续检查手段一一钙质显示差和空间分辨力 部分情况可作首选： (1)累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、 骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤) (2)结构复 关节的损伤（膝 ,髋关节) (3)形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等） 三、MRI图像的分析与诊断 一般说来，T1加权像基本上以发现病变为主，而2加权像则通常可对病变性质 进行评价 (一)如何区分T1WI、T2WI 1、看TR、TE T2W1:长TR(>2000毫秒)，长TE(>50毫秒). T1WM：短TR(400-800毫秒)，短T正(10-15毫秒) 2、看水和脂肪 TIWI:水（如脑脊液、尿液）呈低信号（黑） 脂肪呈很高信号（很白） T2WI:水呈很高信号（很白） 脂肪信号有所降低（灰白） 3、看其他结构 脑组织：T1W1:白质比灰质信号高 T2WI:白质比灰质信号低 腹部：T1W:肝脏比脾脏信号高 T2VI:肝脏比脾脏信号低
（2）心脏及大血管 大血管病变：各类动脉瘤、腔静脉血栓等 心脏及心包肿瘤，心包其他病变 其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广。 4、腹、盆部 MRI 适应症 主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变 （1） 肝肿瘤性病变，提供鉴别信息 （2） 胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示 （3） 宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形 （4） 肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期 （5） 胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU （6） 直肠肿瘤 5、骨与关节 MRI 适应症 X 线及 CT 的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力 部分情况可作首选： （1）累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、 骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤） （2）结构复杂关节的损伤（膝、髋关节） （3）形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等） 三、MRI 图像的分析与诊断 一般说来，T1 加权像基本上以发现病变为主，而 T2 加权像则通常可对病变性质 进行评价。 （一）如何区分 T1WI、T2WI 1、看 TR、TE T2WI：长 TR（>2000 毫秒），长 TE（>50 毫秒）。 T1WI ：短 TR （400-800 毫秒），短 TE（10-15 毫秒）。 2、看水和脂肪 T1WI：水（如脑脊液、尿液）呈低信号（黑） 脂肪呈很高信号（很白） T2WI：水呈很高信号（很白） 脂肪信号有所降低（灰白） 3、看其他结构 脑组织：T1WI:白质比灰质信号高 T2WI:白质比灰质信号低 腹部：T1WI:肝脏比脾脏信号高 T2WI:肝脏比脾脏信号低