MRI概述-1概要.ppt

Chapter 13 MRI（Magnetic Resonance Imaging）设备 一、核磁共振成像技术发展简史 1946：布洛赫（F.Bloch）领导的斯坦福大学研究小组和伯塞尔（E.Purcell）领导的哈佛大学研究小组分别在水与石蜡中独立地观察到MR现象.因此，在1952年布洛赫和伯塞尔共同获得了诺贝尔物理学奖。 1967：第一次用MRI设备测试人体活体。 1971：达马丁（Damadian）发现了MRI的一个重要参数—T1。肿瘤组织的T1值远大于相应正常组织的T1值。 (T1大，图象暗) 1973年，受CT图像重建的启示，纽约州立大学的劳特布尔（Lauterbur）在《Nature》杂志上发表了MRI设备空间定位方法。 1974年，曼斯菲尔德（Mansfield）研究出脉冲梯度法选择成像断层的方法。 1975年，恩斯特（Ernst）研究出相位编码的成像方法。 1977年，爱特斯坦（Edelstein）、赫切逊（Hutchison）等研究出自旋扭曲（Spin Warp）成像法。 1977年，达马丁完成了首例动物活体肿瘤检测成像，并获得首张人体活体MRI设备图像。 1980年，阿勃亭（Aberdeen）领导的研究小组发表了利用二维傅立叶变换对图像进行重建的成像方法。该成像方法效率高、功能多、形成的图像分辨力高、伪影小，目前医用MRI设备均采用该算法。 1983年，MRI设备进入市场。 二、主要特点及临床应用 （一）MRI设备的特点为： １、多参数成像，可提供丰富的诊断信息 氢核（质子）密度ρ 、纵向弛豫时间T1、横向弛像时间T2以及体内液体的流速V、化学位移σ等。 ２、人体氢核含量高，高对比成像 人体含有占体重70％以上的水。这些水中的氢核是磁共振信号的主要来源，其余信号来自脂肪、蛋白质和其他化合物中的氢质子。 ３、任意方位体层、三维成像 　　横断面、冠状面、矢状面、任意斜位多个方位的成像，三维立体空间上观察人体 。 4、高的组织学、分子学特征 MRI不仅能显示人体解剖及病理变化的影像学细节，磁共振波谱分析还可提供有关分子水平诊断信息。 任何生物组织在发生结构变化之前，首先要经过复杂的化学变化，然后才发生功能改变和组织学异常。MRI使疾病的诊断深入到分子生物学和组织学的水平。 通过MRI的研究可以洞察组织器官的能量代谢情况。MRI是目前唯一能对人体的组织代谢、生化环境及化合物进行定量分析的无创伤性方法。 5、多种特殊成像 如各种血管成像，水、脂成像、脑功能成像等。MRI无需注射对比剂即可显示心脏和某些血管的结构。 ６、较高的成像速度 虽然目前大多数磁共振成像速度还不十分快,但新的快速成像序列技术已经出现,其高速MRI设备的成像速度已经超过了螺旋CT。 ７、无电离辐射　 ８、高额的运行、检查费用。 （二）磁共振成像的主要临床应用 1．MRI 磁共振成像在临床上的应用： ①各种参数的解剖学结构图像，用以区别不同器官、组织； ②MRI可利用被检组织的物理和生物化学特性作组织特性的评价； ③通过流动效应来评价血流和脑脊液的流动，可精确测定血液的流速、分布等特征。 2．磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy, MRS） 目前检测体内化学成分唯一的无创性手段，可精确测定很小单元体积内组织特定成分的含量。 MRS 在高均匀性的强磁场中，利用化学位移对应的频谱分析，能揭示组织内生理、生化(蛋白质等)的情况。 （１）磁共振波谱：将磁共振信号，经傅立叶公式转换成频率(波谱)作为诊断手段的检查方法。 与磁共振成像不同的是磁共振波谱主要检测的是组织内的一些化合物和代谢物的含量以及它们的浓度。 由于各组织中的原子核质子是以一定的化合物的形式存在.在一定的化学环境下这些化合物或代谢物有一定的化学位移，并在磁共振波谱中的峰值都会有微小变化，它们的峰值和化学浓度的微小变化经磁共振扫描仪采集，使其转化为数值波谱。这些化学信息代表组织或体液中相应代谢物的浓度，反映组织细胞的代谢状况。即磁共振波谱是从组织细胞代谢方面来表达其病理改变的。 （２）化学位移： 原子核周围因素即所谓化学环境不同引起外磁场或共振频率的移动这种现象称为化学位移。 3．介入磁共振 所谓介入MRI，是在开放式MRI设备下实现精确定位及图像引导，以达到某种诊断和治疗目的的新技术。它的应用范围包括脑外科、骨科、普通外科及肿瘤科等。 （三）磁共振成像临床应用的禁忌与局限 1．金属异物：会产生金属伪影。 体内（起搏器、介入留置夹、金属关节、种植牙