MRI技术进展及临床应用课件.ppt
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- 关 键 词:
- MRI 技术 进展 临床 应用 课件
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1、MRIMRI技术进展及临床应用技术进展及临床应用l第二军医大学第二军医大学l长海医院放射科长海医院放射科l陆建平陆建平MRI技术进展及临床应用1MRI技术进展特点l硬件和软件齐头并进,软件进步更快,更注重临床硬件和软件齐头并进,软件进步更快,更注重临床实际应用。实际应用。l设备发展的两极化明显,高档设备用于临床研究与设备发展的两极化明显,高档设备用于临床研究与功能的开发,低档设备移植高、中档设备已开发较功能的开发,低档设备移植高、中档设备已开发较成熟的功能和软件,改善性能指标,成熟的功能和软件,改善性能指标,拓宽适用范围。拓宽适用范围。l成像速度越来越快,实时成像逐步应用于临床。成像速度越来越
2、快,实时成像逐步应用于临床。l解剖成像与功能成像相结合。解剖成像与功能成像相结合。l影像诊断与介入治疗设备相结合。影像诊断与介入治疗设备相结合。MRI技术进展及临床应用2MRMR设备硬件的发展设备硬件的发展lMRMR设备硬件的发展设备硬件的发展开放型磁体设计和中场超导开放式开放型磁体设计和中场超导开放式MRMR设备设备l初衷是强调作介入治疗及检查中的监护等性能,实际用初衷是强调作介入治疗及检查中的监护等性能,实际用于介入治疗的机会远少于常规诊断性操作。于介入治疗的机会远少于常规诊断性操作。l性能逐年提高,图像质量、可实施的功能、成像速度等性能逐年提高,图像质量、可实施的功能、成像速度等性能已可
3、达到较高水平,甚至不排除高场设备将来向开性能已可达到较高水平,甚至不排除高场设备将来向开放型设计转化的可能性。放型设计转化的可能性。l较高的场强、改水平磁场为垂直磁场设计。梯度场强较高的场强、改水平磁场为垂直磁场设计。梯度场强(可达可达15mT/m到到20mT/m)和切换率进一步提高,场均匀和切换率进一步提高,场均匀性更好,体积和重量更小。性更好,体积和重量更小。MRI技术进展及临床应用3MRMR设备硬件的发展设备硬件的发展l专用专用MR设备设备 目前目前MR专用机已作为成熟的机型推广,部分医院专用机已作为成熟的机型推广,部分医院采用搭配添置通用采用搭配添置通用MR机和专用机和专用MR机。机。
4、MR专用机主要有头颅专用机、心脏专用机与骨与专用机主要有头颅专用机、心脏专用机与骨与关节专用机,头颅与心脏专用机为高场关节专用机,头颅与心脏专用机为高场(或超高场或超高场)机,如机,如3.0T甚至甚至4.7T设备;骨与关节专用机倾向为设备;骨与关节专用机倾向为中、低场开放型设备。中、低场开放型设备。研究应用及临床应用研究应用及临床应用MRI技术进展及临床应用4MRMR设备硬件的发展设备硬件的发展l梯度场强改进梯度场强改进 梯度场强决定切换率及最短梯度场强决定切换率及最短TR、TE、图像矩阵大、图像矩阵大小、成像速度、最小回波间隔等性能参数。但较小、成像速度、最小回波间隔等性能参数。但较高的梯度
5、场会伴有磁体内很强的梯度噪音及神经高的梯度场会伴有磁体内很强的梯度噪音及神经肌肉刺激。肌肉刺激。l增加梯度场强增加梯度场强:可增加到:可增加到30-40-50mT/m30-40-50mT/m,同时伴有以下,同时伴有以下不同的技术措施。不同的技术措施。MRI技术进展及临床应用5MRMR设备硬件的发展设备硬件的发展l梯度场强改进梯度场强改进 双梯度系统双梯度系统:在磁体线圈内,内置较短的梯度线圈,局部:在磁体线圈内,内置较短的梯度线圈,局部迭加较高梯度场,切换率可达迭加较高梯度场,切换率可达150150,用于功能性检查。,用于功能性检查。组合表面线圈系统组合表面线圈系统:在头线圈上附有一组梯度线圈
6、,工作:在头线圈上附有一组梯度线圈,工作时形成了与双梯度系统类似的迭加梯度场,场强可达时形成了与双梯度系统类似的迭加梯度场,场强可达60mT/m60mT/m,切换率可达,切换率可达400400,适用于在高场条件下实施功能成,适用于在高场条件下实施功能成像。像。多通道多通道+多方向采集和多通道快速成像系统多方向采集和多通道快速成像系统:是提高有效:是提高有效切换率的一种方式,可使切换率的一种方式,可使30mT/m的梯度场强相当于的梯度场强相当于60mT/m者,切换率也可达者,切换率也可达400,使用时无神经肌肉刺激。,使用时无神经肌肉刺激。MRI技术进展及临床应用6MRMR设备硬件的发展设备硬件
7、的发展l磁体降噪设计磁体降噪设计:体线圈内置真空层及几种技术的综:体线圈内置真空层及几种技术的综合。据介绍可使噪音水平下降合。据介绍可使噪音水平下降90%90%。l线圈的发展:线圈的发展:各部分线圈相控阵化,提高信噪比;各部分线圈相控阵化,提高信噪比;联合相控阵线圈用于全身各部位联合检查;新型线联合相控阵线圈用于全身各部位联合检查;新型线圈不断开发(如对称性体线圈)。圈不断开发(如对称性体线圈)。lMRMR磁体进一步紧凑化:磁体进一步紧凑化:液氦消耗大幅度降低,运行液氦消耗大幅度降低,运行成本下降。成本下降。l重建速度进一步增加:重建速度进一步增加:最快可达最快可达120帧帧/s,实时成像,实
8、时成像成为可能。成为可能。MRI技术进展及临床应用7MR设备软件功能的发展设备软件功能的发展l功能性功能性MRI(fMRI)已经发展了数年的已经发展了数年的fMRI从广义上主要包括灌注成从广义上主要包括灌注成像、弥散成像和脑皮质功能定位。灌注与弥散成像、弥散成像和脑皮质功能定位。灌注与弥散成像较早应用于颅脑,近年试用于心脏。近年内像较早应用于颅脑,近年试用于心脏。近年内fMRI的发展明显拓宽了原有的概念与应用范畴。的发展明显拓宽了原有的概念与应用范畴。MRI技术进展及临床应用8功能性功能性MRI(fMRI)l神经学功能性神经学功能性MRI显微水、微血管动力学、显微水、微血管动力学、血氧血氧/流
9、消耗成像等流消耗成像等实时实时fMRIfMRI,快速实时显示。,快速实时显示。螺旋螺旋fMRIfMRI,利用在,利用在K-K-空间螺旋采集的技术得到各空间螺旋采集的技术得到各种脑血流灌注的信息,如种脑血流灌注的信息,如rCBUrCBU、rCBFrCBF、rMTTrMTT等。等。弥散成像,进一步提高设备可达到的弥散成像,进一步提高设备可达到的B B值,值,4000-4000-1000010000,从而获得更高分辨力的弥散影像,从而获得更高分辨力的弥散影像弥散与灌注成像误匹配成像,利用计算机技术把弥散与灌注成像误匹配成像,利用计算机技术把两种影像迭加,通过对比可提高病变显示率两种影像迭加,通过对比
10、可提高病变显示率MRI技术进展及临床应用9功能性功能性MRI(fMRI)l神经学功能性神经学功能性MRI动脉血质子自旋标记成像。动脉血质子自旋标记成像。抗血管生成因子辅助抗血管生成因子辅助fMRIfMRI。张力性成像张力性成像(tensor imaging),(tensor imaging),通过采集六个不同通过采集六个不同方向的相位编码,测定组织张力差别的成像方法方向的相位编码,测定组织张力差别的成像方法.其它其它fMRIfMRI的新技术,如快速的新技术,如快速T T1 1FLAIR(+FLAIR(+对比剂注对比剂注射射)、FR FSEFR FSE、相位敏感、相位敏感IRIR、快速、快速SE
11、TSET2 2、自旋、自旋-弥散弥散成像等。成像等。MRI技术进展及临床应用10lDiffusion-weighted EPI demonstrates acute stroke in parietal lobelSub-acute,chronic lesions appear isointense or hypointense relative to acute lesionlFLAIR+DW-EPI used to differentiate new from old lesions陈旧区陈旧区细胞毒性细胞毒性水肿区水肿区MRI技术进展及临床应用11Negative Enhancement
12、 Integral(NEI)rCBV灌注成象研究灌注成象研究MRI技术进展及临床应用12Mean Time to Enhance(MTE,MTT)新浪潮软件新浪潮软件灌注成象研究灌注成象研究MRI技术进展及临床应用13 Patient Status:post surgery and radiotherapy for glioblastoma EPI imaging is added to conventional MR to generate CBV Maps CBV Map can differentiate recurrent tumor from necrotic tissue or e
13、demaEdema orRecurrent Tumor?Recurrent tumornot seen on T2 or T1Recurrent TumorCBV MapT2T1新浪潮软件新浪潮软件脑血流灌注诊断术后肿瘤再发脑血流灌注诊断术后肿瘤再发MRI技术进展及临床应用14lSt.Lukes Hospital,Milwaukee,WI,Breger et al.Diffusion vs.DSCreveals tissue-at-riskNEI图图MTE图图MRI技术进展及临床应用15 human brain mapping临床应用临床应用:功能区域定位功能区域定位刺激反应程度刺激反应程度手
14、术计划系统手术计划系统非损伤性治疗非损伤性治疗MRI技术进展及临床应用16AVM Patient presenting with AVM in middle temporal lobe fMRI of auditory activation performed with EPI imaging Eloquent region involved with auditory reception indentified posterior and superior to AVM -avoided and preserved during subsequent treatmentAVMHospital
15、 of the University of Pennsylvaniaauditory receptionfMRI用于手术计划系统用于手术计划系统听觉中枢反射区听觉中枢反射区MRI技术进展及临床应用17 Provides the capability to obtain the apparent diffusion coefficient of Provides the capability to obtain the apparent diffusion coefficient of underlying tissue and exp(-bunderlying tissue and exp(-
16、b*ADC)to eliminate/reduce T2-shine ADC)to eliminate/reduce T2-shine through effectsthrough effectsADC Mapping-FuncTool99ADC Mapping-FuncTool99MRI技术进展及临床应用18T1-PostFLAIRADCRelativeAnisotropyImage Courtesy of Dr.Tsuruda,University of UtahMRI技术进展及临床应用19Clinical Applications of Real-time fMRIImage Court
17、esy of Dr.Jackson,Dr.Sawaya,Dr.LeedsMD Andersen Cancer Center,HoustonSurgical PlanningLeft-handfinger tappingMRI技术进展及临床应用20功能性功能性MRI(fMRI)l心脏功能性心脏功能性MRI 利用心脏灌注脉冲序列可在极短时间利用心脏灌注脉冲序列可在极短时间(20s)内实时内实时显示一系列心肌灌注信息。显示一系列心肌灌注信息。可显示和计算一系列心脏的形态学和功能信息,可显示和计算一系列心脏的形态学和功能信息,如心壁运动、流速测量、粥样斑块特征、左室功如心壁运动、流速测量、粥样斑块特征
18、、左室功能能(全部、局部全部、局部)、动态心功能、动态心功能(与静态对比与静态对比)等。等。冠状动脉高分辨率冠状动脉高分辨率3D螺旋螺旋MRA,可和灌注成像技,可和灌注成像技术互相补充。术互相补充。MRI技术进展及临床应用21Speed,Performance and Reliability Dedicated CardioVascular MR Ultrafast Techniques Tissue Characterization Coronary Myocardial Perfusion Detection of Infarct Time resolved MR angio Vessel
19、 Wall Imaging Interactive real time Flow quantificationMRI技术进展及临床应用22ECG-Gated Double IR FSEAddenbrookes Hosp.,Cambridge,UKMRI技术进展及临床应用23MR High resolution image of aortic valveCardiac MorphologyECG-gated black blood FSEBlood&fat suppressed using Dbl/Trpl IRHigh resolution images of aortic valve,com
20、parable to EchoNHLBI,GEMSEpstein et al.Echocardiography image of aortic valveMRI技术进展及临床应用24The most powerful system in the industry MRI技术进展及临床应用25Clinical MR Ventricular Function/MorphologyLCE-NHLBI 16 sec breath-hold Full R-R coverage High spatial and temporal resolutionFASTCINEMRI技术进展及临床应用26Aortic
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