MR检查技术 MR成像技术与检查技术 MR成像技术（脑功能成像 SWI 波谱）.pptx

MR成像技术七、脑功能成像技术（fMRI） 1．BOLD效应 BOLD效应fMRI是基于神经元功能活动对局部氧耗量和脑血流影响程度不匹配所导致的局部磁场性质变化的原理。血红蛋白包括含氧血红蛋白（抗磁性物质 ）去氧血红蛋白（属顺磁物质 ），可产生横向磁化弛豫时间（T2）缩短效应（PT2PRE）。 脱氧血红蛋白增多将导致在T2WI或T2*WI信号降低；氧和血红蛋白则有轻度抗磁性，可以延长T2或T2*值，血液中氧合血红蛋白增多将导致相应组织在T2WI或T2*WI信号增高。在保持其他因素不变的前提下，T2WI或T2*WI上组织的信号强度取决于其血液中氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的比例，越高则组织的信号越强，这就是BOLD效应。 2．血氧水平依赖脑功能成像原理 当大脑某区域激活时，该区域脑组织的耗氧量增加，脱氧血红蛋白随之增多，但同时，为增加相应区域的供氧量，其血流灌注量也同时增多，带来更多氧合血红蛋白，最后导致氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的比例增高，使T2WI或T2*WI上相应区域脑组织的信号强度增高，当脑组织活动被抑制时，其信号强度降低。通过比较反复多次间歇执行某个刺激前后脑组织信号强度的变化，从而获得BOLD对比，产生脑功能图像。 基态含氧血红蛋白活跃状态脱氧血红蛋白脑功能成像 BOLD反映组织血氧饱和度变化情况定位越精确，范围越大人脑的功能反映在大脑皮层是按空间分区的，在脑内次级结构也是按空间分隔的。 3.临床应用 （1）感觉皮层定位研究中的应用。（2）视觉感知研究。（3）语言识别的中枢定位研究。（4）各种脑疾病的fMRI研究。如药物成瘾等（5）针灸的研究。（6） 学习和记忆研究。（7）各种认知功能的研究 fMRI左视野Vs.右视野高_左低_右信号原始数据装有反应（绿）触发功能血流动力学响应功能适合数据分析信号提取 模型拟合卷积统计地图装有反应（绿）激活地图统计图生成统计地图代检查特点1、检查任务必须在几分钟之内连续进行，不能出现习惯、疲劳或者厌烦。2、要求空间分辨率为1～2mm，保持头部位置不变。3、，尽量做到同步获取全脑的状态。通常20～30层才能覆盖全脑。因此只有EPI技术可以胜任此工作: 它的速度达到以上的标准，并且具有较好的空间分辨率和信号/噪声比(SNR)。 EPI 3D2D分割EPI3D 容积-EPI螺旋技术2D 螺旋浆3D 容积螺旋3D EPI GRE at 3T0.8 x 0.8 x 0.8 mm3 = 0.5 mm3TR=69 ms, 7 s/vol, 24 minutes scan time7.0T 3D GRE 血氧饱和0.67 × 0.67 × 0.67 mm3 = 0.3 mm312 minutes scan time假想大力握拳大力握拳无意识握拳fMRI –脚运动fMRI –手指轻敲fMRI –嘴唇运动八、磁敏感加权成像技术（SWI） 磁敏感加权成像（SWI）是基于不同组织间磁敏感性的差异，形成不同于传统T1、T2及质子密度的新型对比，它是反映组织磁化属性的对比度增强技术。磁敏感加权成像对于微小的磁场非均匀性具有极高敏感性，这种非均匀性主要来自去氧血红蛋白、血代谢产物、微量铁沉积等。相对于常规序列，SWI在实现高分辨三维成像的同时，对早期或微小的病变具有重要的诊断价值。血红蛋白是氧气的载体，每个血红蛋白含有四个亚单位，每个亚单位含有一个Fe2＋；如果Fe2＋与氧气结合，即形成氧合血红蛋白时，则Fe2＋没有不成对电子，则表现为抗磁性；Fe2＋与氧分离后，形成脱氧血红蛋白，则Fe2＋有四个不成对电子，为顺磁性物质，会引起局部磁场不均匀。脱氧血红蛋白主要位于静脉内，就是说顺磁性的Fe2＋位于静脉引起以下两个效应：1. 磁场不均匀T2*时间缩短（在1.5T，动脉血的T2*时间为200ms，而静脉血为100ms）2. 磁敏感效应 静脉血内质子和周围组织进动频率差异 静脉血管和其周围组织的相位差同样是因为局部磁场的变化引起的相位差异，当静脉注入顺磁性造影剂会增强血管内的信号，从而使得静脉血管和周围组织之间的信号抵消更加彻底，对于小血管的观察更佳。SWI的采集序列采用3D的GRE序列，在三个方向施加流动补偿梯度，TE＝40ms，而不是采用理论上的50ms反转角20，可以防止将脑脊液信号完全抑制。TR一般选取最小值（根据不同系统的硬件表现）层面内分辨率0.5×1.0mm，层厚2mm幅值图和相位图分别采集。高分辨率SWI成像参数：3D–SPGR序列，FOV:24×24，FA：30，TR/TE：38/25ms，层厚/间距：1.5～2/0 mm，矩阵：512×384，NEX：0.75由于静脉血管表现为显著的低信号，而且层面厚度很薄，只有通过三维mIP显示才能显示完整的静脉血管形