NMRI原理及临床应用创外课件.ppt

1、 NMRI原理及临床应用（创外）原理及临床应用（创外）nuclear magnetic resonance imaging n同济医院放射科同济医院放射科n陈陈 浪浪NMRI原理及临床应用创外1常规成像第一代1981年 快速成像第二代1989年30年年MRI发展趋势发展趋势 功能成像第三代1995年以GRE家族为代表，解决了动态扫描及血管成像问题以EPI家族为代表，掀起了功能研究的热潮第四代2004年无（低）伪影成像以PROPELLER家族为代表，开创了无（低）伪影成像的广阔的空间以SE家族为代表，解决了常规软组织成像的问题NMRI原理及临床应用创外2n自旋（自旋（spin）：绕其自身轴的旋转

2、，每一个具有自旋特性的微粒都是一个磁：绕其自身轴的旋转，每一个具有自旋特性的微粒都是一个磁矩。矩。NMRI原理及临床应用创外3n进动（进动（precession）：外加磁场产生一个旋转力作用，作用于自旋质子，使：外加磁场产生一个旋转力作用，作用于自旋质子，使之绕主磁场方向作圆锥面轨迹转动之绕主磁场方向作圆锥面轨迹转动.其进动频率由其进动频率由larmor方程决定。方程决定。XYZ0=B0 f0=0/2NMRI原理及临床应用创外4n射频脉冲激发射频脉冲激发Radio Frequence Pulse，RF nRF1H：低能：低能高能高能 种类：种类：90、180、90n核磁弛豫核磁弛豫 Relax

3、ation:RF停止，磁化（停止，磁化（M）平衡平衡90R Fzyx180R F45R FNMRI原理及临床应用创外5n弛豫时间弛豫时间nT1：纵向弛豫时间：纵向弛豫时间,自旋晶格时间自旋晶格时间,63%.Mz-MonT2:横向弛豫时间横向弛豫时间,自旋自旋时间自旋自旋时间,37%.Mxy-Mo当TR=T1 1E-TR/T10.63NMRI原理及临床应用创外6TR（重复时间）（重复时间）TE（回波延迟时间）（回波延迟时间）SI=N(H)(E-TE/T2*)(1-ETR/T1)T1 短TR 短TET2 长TR 长TENH 长TR 短TENMRI原理及临床应用创外7NMRI原理及临床应用创外8SE

4、FSE提高扫描速度FSE-XL减小图像模糊FRFSE-XLSSFSE提高采集速度FSE-IR改变图像对比T1FlairT2FlairPROPELLER减少伪影GRESPGR消除T2残留FIESTA保持稳定T2残留EPI加入弥散测量梯度DW-EPIFast SPGR加快扫描速度LAVATRICKS使用匙孔原理提高时间分辨率STIRNMRI原理及临床应用创外9组织信号特征组织信号特征n水水:n自由水小分子水、运动频率高、长T1 T2n结合水依附在大分子蛋白质周围的水化层n低频率，稍长T1 T2n脂肪与骨髓组织：脂肪与骨髓组织：n较高的质子密度，具有非常短T1 长T2。n质子密度加权像，T1呈高信号

5、，但周围组织的信号强度增加，其对比度下降；T2信号都将受到一定程度的限制。NMRI原理及临床应用创外10n肌肉组织肌肉组织n所含的质子密度明显少于脂肪和骨髓组织，且具有较长的T1和较短的T2驰豫特点。所以在T1信号强度较低，影像呈灰黑色。随着短T2的弛豫特点，信号强度增加不多，影像呈中等灰黑色。n韧带和肌腱组织韧带和肌腱组织n质子密度低于肌肉组织，该组织也具有长T1和短T2弛豫特点，均表现为中低信号。NMRI原理及临床应用创外11n骨骼组织骨骼组织n 骨皮质内所含的质子密度很小，MR信号非常弱，T1 T2均为黑色低信号。钙化软骨的质子密度特点与骨皮质相同，为黑色低信号。n 纤维软骨组织质子密度

6、明显高于骨皮质和钙化软骨。具有较长的T1和较短的T2弛豫特征，但因其具有一定的质子密度，故在T1或T2加权像上，信号强度不高，呈中低信号。n 透明软骨内含有75%-80%的水份，具有较大的质子密度，并具有较长的T1和长T2弛豫特征。NMRI原理及临床应用创外12NMRI原理及临床应用创外13NMRI原理及临床应用创外14n顺磁性物质顺磁性物质n 含有不成对的电子，常见的有铁、铬、钆、锰等金属、稀土元素及自由基。在磁场中顺磁性物质的磁进动与组织内质子进动相互作用，产生一个随机变化的局部微小磁场，这个微小磁场的变化频率与Larmor频率接近，从而使T1弛豫时间缩短。n脂类分子脂类分子n 纯水分子非

7、常小，运动频率非常高，远高于Larmor频率。大分子如蛋白质和DNA分子运动频率较慢，低于Larmor频率。所以大、小分子在T1加权上均呈低信号。脂类分子为中等大小，其运动频率高于蛋白质，低于纯水，与Larmor频率相似，所以T1弛豫时间短，T1加权像呈高信号。NMRI原理及临床应用创外15临临 床床 应应 用用NMRI原理及临床应用创外16膝关节正常解剖膝关节正常解剖NMRI原理及临床应用创外17NMRI原理及临床应用创外18NMRI原理及临床应用创外19NMRI原理及临床应用创外20NMRI原理及临床应用创外21NMRI原理及临床应用创外22NMRI原理及临床应用创外23NMRI原理及临床

8、应用创外24骨挫伤骨挫伤 n指骨小梁的水肿、出血指骨小梁的水肿、出血,甚至骨小梁的微骨甚至骨小梁的微骨折折nMRI上表现为上表现为T1WI信号减低信号减低,T2WI信号增信号增高高.膝关节外伤膝关节外伤MRINMRI原理及临床应用创外25NMRI原理及临床应用创外26NMRI原理及临床应用创外27半月板损伤半月板损伤nStoller半月板损伤分级四级n一级：半月板内呈球形高信号，与关节面无关;n二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月 n 板关节面;n三级：3A半月板内线性异常高信号，与关节缘毗邻，n 3B半月板内异常高信号，形态不规则，与关节 n 缘毗连，周边撕裂的半月板广泛变性;n四

9、级：在三级撕裂的基础上，半月板变性更加明显。n三级以上属于真性撕裂，一级和二级为损伤或退行性改变NMRI原理及临床应用创外28一级 外侧半月板后角见灶性高信号，不与半月板关节面相接触NMRI原理及临床应用创外29二级：病变呈位于半月板内的线性高信号，未达半月板关节面;NMRI原理及临床应用创外30三级 内侧半月板后角内见线形高信号达到半月板的关节面下缘NMRI原理及临床应用创外31盘状半月板盘状半月板n半月板异常增厚增大，n最窄处大于1.41.5CM，外侧缘高于2.0CM.n以外侧多见。NMRI原理及临床应用创外32n 关节镜能很好地显示3级及以上半月板撕裂，由于1-2级损伤未累及半月板表面关

10、节镜无法看到半月板的内部改变，所以，MRI对发现早期半月板退变和隐性损伤很重要。n MRI对半月板损伤的误诊。NMRI原理及临床应用创外33膝关节韧带损伤膝关节韧带损伤n正常交叉韧带正常交叉韧带n前交叉韧带自胫骨髁间前窝斜向外后上方，呈散开状止于股骨外侧髁的内侧面后部。n后交叉韧带自胫骨髁间后窝斜向内前上方，止于股骨内髁的外侧面。n正常韧带在各个序列中均为低信号。NMRI原理及临床应用创外34NMRI原理及临床应用创外35NMRI原理及临床应用创外36NMRI原理及临床应用创外37ACLACL撕裂撕裂nMRIMRI征象征象n1.前交叉韧带信号增高n2.前交叉韧带走向异常（扭曲），和胫骨的交角变

11、小n3.前交叉韧带连续性中断n4.出现假瘤征、空虚征最常见的撕裂部位是中部、其次是股骨髁附着点，最少见部位是胫骨附着点。NMRI原理及临床应用创外38NMRI原理及临床应用创外39假假 瘤瘤NMRI原理及临床应用创外40扭曲和空虚扭曲和空虚NMRI原理及临床应用创外41剪切伤剪切伤n直接接触伤，是当膝关节中度屈曲(1030)时受到一个纯粹的外翻力作用。n多见于美式橄榄球运动。n水肿以股骨外侧髁最明显，其次是股骨内侧髁的内侧副韧带附着点，是由于受到外翻力作用而使内侧副韧带的撕脱所致。n可合并内侧副韧带的不同程度撕裂、前交叉韧带撕裂、内侧半月板撕裂（ODonoghue triad）。NMRI原理及

12、临床应用创外42ODonoghue三联征NMRI原理及临床应用创外43PCLPCL撕裂撕裂nMRI 表现n后交叉韧带连续性中断，残余的交叉韧带退缩、扭曲。后交叉韧带胫骨附着点的撕脱较常见，表现为胫骨平台后部有线形的T1加权稍低信号，T2加权，STIR高信号的骨折线，撕脱的碎片和后交叉韧带相连而韧带的连续性未见中断NMRI原理及临床应用创外44NMRI原理及临床应用创外45NMRI原理及临床应用创外46NMRI原理及临床应用创外47侧副韧带损伤侧副韧带损伤内侧副韧带又称为胫侧副韧带，是由平行的和斜行的纤维所组成，长度约11cm，宽度约1.5cm，起自股骨内侧收肌结节之下，止于胫骨的内侧。外侧副韧

13、带又称为腓侧副韧带，起自股骨外上髁上方，止于腓骨小头下方，呈一个圆索状结构，长约5-7cm。NMRI原理及临床应用创外48内侧副韧带撕裂NMRI原理及临床应用创外49外侧副韧带撕裂NMRI原理及临床应用创外50SWI的基本原理的基本原理(susceptibility weighted imaging)(susceptibility weighted imaging)NMRI原理及临床应用创外51nSWI是一项反映组织磁化属性对比度增强技术.n 包含磁敏感效应较强物质的组织磁化属性与背景组织明显不同，在强度图像的后处理中使用相位蒙掩（phase mask）技术提高对磁敏感效应物质的显示，使其在S

14、WI图像相位对比明显增强.NMRI原理及临床应用创外52磁敏感效应较强的物质磁敏感效应较强的物质n主要包括去氧血红蛋白、正铁血红蛋白、含铁血黄素、铁沉积（铁蛋白）以及钙沉积等，引起空间相位的改变，SWI图像上呈显著的低信号改变。NMRI原理及临床应用创外53NMRI原理及临床应用创外54nSWI的临床应用的临床应用n 低流量血管畸形及血管瘤的显示；n 多发细小出血的显示；n 良恶性出血的鉴别；n 对肿瘤内血管和出血的显示；n 铁沉积的显示；n 脑外伤的显示；n 显示早期脑梗死并发出血；n NMRI原理及临床应用创外55在脑外伤的应用在脑外伤的应用n显示弥漫性轴索损伤。在灰白质交界处的多发小出血灶，较常规MRI 敏感。NMRI原理及临床应用创外56NMRI原理及临床应用创外57NMRI原理及临床应用创外58n总总 结结nSWI通过引入相位信息来获得组织磁敏感的对比度，相对于其他影像方法，SWI图像可以更好的显示静脉血管，出血以及铁沉积。目前，SWI技术在临床中，已经用于影像脑外伤、血管畸形以及肿瘤周围的血供分析。除此之外，关于SWI技术仍进行着其他一些临床应用的评估，相信在未来，SWI技术将会获得更广泛的应用。NMRI原理及临床应用创外59n 加加 强强 合合 作作n 共共 同同 发发 展展NMRI原理及临床应用创外60