1、磁共振成像基本原理磁共振成像基本原理及臨床應用及臨床應用Magnetic Resonance ImagingMagnetic Resonance Imaging（MRIMRI） 磁共振成像技術發展簡史磁共振成像技術發展簡史 磁共振現象發現磁共振現象發現 PurcellPurcell等等, , BlochBloch等（等（ 1945 1945） 磁共振現象引入醫學界磁共振現象引入醫學界 DamadianDamadian（1971 1971 ）; Science, 171: 1151 -1153; Science, 171: 1151 -1153 磁共振成像磁共振成像 LauterburLaute

2、rbur（19731973） ; Nature, 242: 190 -191 ; Nature, 242: 190 -191 是利用原子核在磁場內所產生的信號經重建成像是利用原子核在磁場內所產生的信號經重建成像 的一種影像技術的一種影像技術第一節第一節 磁共振成像原理和設備磁共振成像原理和設備 磁共振現象與磁共振現象與MRIMRI MRI MRI設備設備第二節第二節 MRIMRI圖像特點圖像特點 灰階成像灰階成像 流空成像流空成像 三維成像三維成像 運動器官成像運動器官成像第三節第三節 MRIMRI檢查技術檢查技術第四節第四節 MRIMRI診斷的臨床應用診斷的臨床應用MRI MRI 成像基本原

3、理成像基本原理 含奇數質子的原子核均在其自旋過程中產生自旋磁動量，即磁矩以矢量描含奇數質子的原子核均在其自旋過程中產生自旋磁動量，即磁矩以矢量描述述 核磁矩的大小是原子核的固有特性，它決定核磁矩的大小是原子核的固有特性，它決定MRIMRI信號的敏感性信號的敏感性 氫原子核只有單一質子具有最強的磁矩氫原子核只有單一質子具有最強的磁矩 氫質子在人體內分布廣，數量多，氫質子在人體內分布廣，數量多，MRIMRI均選用氫為靶原子核均選用氫為靶原子核核磁共振 = 磁共振 NMR = MR人體組織內的質子存在狀態質子的運動：進動頻率 0 = 0人體質子在磁場中共振現象共振現象90 射頻脈沖磁共振信號的產生磁

4、共振信號的產生o 外來射頻脈沖停止后，由外來射頻脈沖停止后，由M M0 0產生的橫向磁化矢量在晶格磁場作用下由產生的橫向磁化矢量在晶格磁場作用下由XYXY平面逐平面逐漸回復到漸回復到Z Z軸軸o 同時以射頻信號的形式放出能量同時以射頻信號的形式放出能量o 發出的射頻信號被體外線圈接受發出的射頻信號被體外線圈接受o 經計算機處理后重建成圖像經計算機處理后重建成圖像MRIMRI應用中常用概念應用中常用概念 馳豫：指磁化矢量恢復到平衡態的過程馳豫：指磁化矢量恢復到平衡態的過程 磁化矢量越大，磁化矢量越大，MRIMRI探測到的信號越強探測到的信號越強縱向弛預自旋-晶格弛預T1弛預MRIMRI應用中常用

5、概念應用中常用概念 T1T1時間：測量縱向馳豫的時間時間：測量縱向馳豫的時間 定義：縱向磁化矢量從最小恢復至平定義：縱向磁化矢量從最小恢復至平 衡態的衡態的63%63%所經歷的馳豫時間所經歷的馳豫時間 不同的組織不同的組織T1T1時間不同時間不同 產生產生MRMR信號強度上的差別信號強度上的差別 圖像上為灰階的差別圖像上為灰階的差別橫向弛預自旋-自旋弛預T2弛預MRIMRI應用中常用概念應用中常用概念 T2T2時間：測量橫向馳豫的時間時間：測量橫向馳豫的時間 定義：橫向磁化矢量從由最大衰減定義：橫向磁化矢量從由最大衰減 至至37%37%所經歷的馳豫時間所經歷的馳豫時間 不同的組織不同的組織T2

6、T2時間不同時間不同 產生產生MRMR信號強度上的差別信號強度上的差別 圖像上為灰階的差別圖像上為灰階的差別T1、T2弛預過程同時進行MR信號人體正常腦組織的人體正常腦組織的T1T1、T2T2馳預時間馳預時間馳預時間馳預時間( (ms) ms) 腦白質腦白質 腦灰質腦灰質 腦脊液腦脊液 顱板顱板 板障板障T T1 1 780 920 3000 - 260780 920 3000 - 260 T T2 2 90 100 300 - 8490 100 300 - 84T1WI PDWI T2WIPDWI T2WI T1WI SE序列 FSTIR序列磁共振成像設備磁共振成像設備磁體磁體梯度線圈梯度線

7、圈射頻發射器射頻發射器MRMR信號接受器信號接受器計算機計算機圖像顯示和儲存裝置圖像顯示和儲存裝置MRIMRI圖像特點圖像特點灰階成像（組織分辨率）灰階成像（組織分辨率）流動效應（流空和流動增強）流動效應（流空和流動增強）三維成像三維成像運動器官成像運動器官成像MRIMRI圖像特點圖像特點主要反映組織間的信號強度主要反映組織間的信號強度T1T1加權像加權像反映組織間反映組織間T1T1的差別，有利于觀察解剖結構的差別，有利于觀察解剖結構T2T2加權像加權像反映組織間反映組織間T2T2的差別，顯示病變組織好的差別，顯示病變組織好MRIMRI成像技術成像技術采用不同的掃描序列和成像參數采用不同的掃描

8、序列和成像參數T1T1加權像、加權像、 T2T2加權像、加權像、 質子加權像質子加權像自旋回波（自旋回波（SESE）、）、梯度回波、平面回波等梯度回波、平面回波等自旋回波（自旋回波（SESE）：）：重復時間（重復時間（TRTR） 回波時間（回波時間（TETE）加權成像加權成像 TRTR（msms） TETE（msms） T1WI T1WI 短短= = 500 500 短短= 30 = 2000 = 2000 長長= 60 = 60 PdWI PdWI 長長= 2000= 2000 短短= 30 = 30 磁共振檢查技術磁共振檢查技術平掃（平掃（T1WIT1WI、T2WIT2WI、PDWIPDW

9、I）增強（增強（T1WI+CT1WI+C）動態增強（動態增強（Dynamic MR+CDynamic MR+C）磁共振血管造影（磁共振血管造影（MRAMRA）：包括：包括 1.3D-TOF:1.3D-TOF:不用對比劑，時間飛躍法血管成像不用對比劑，時間飛躍法血管成像 2.CE-MRA:2.CE-MRA:對比劑法磁共振血管成像對比劑法磁共振血管成像脂肪抑制成像（脂肪抑制成像（STIR)STIR)：抑制脂肪高信號：抑制脂肪高信號水抑制成像（水抑制成像（T2 FLAIRT2 FLAIR）：如抑制如抑制CSFCSF自由水后自由水后T2WIT2WI水成像（水成像（MRCPMRCP、MRUMRU、MRM

10、MRM）灌注成像（灌注成像（Perfusion, PWIPerfusion, PWI）彌散成像（彌散成像（Diffusion, DWIDiffusion, DWI）功能成像（功能成像（function MRfunction MR）SE序列 FGR序列垂體微腺瘤垂體微腺瘤動態增強掃描動態增強掃描后交通支動脈瘤3D -TOF MRA3 3D-CEMRAD-CEMRA的時間分辨率（胸腹部）FLAIR序列CSFCSF自由水抑制成像自由水抑制成像磁共振胰膽管造影磁共振胰膽管造影（MRCPMRCP）3D-3D-重重T2WIT2WI（水成像）水成像）8080歲女性歲女性 發病發病6 6小時內：急性期腦梗死小

11、時內：急性期腦梗死 T1WIT1WI未未見明顯見明顯異常信異常信號號 T2WI T2WI 略高略高 信號信號 DWI DWI高高信號信號8080歲，女性。發病歲，女性。發病3 3天后天后 T2WIT2WI明顯高信號，明顯高信號，T1WIT1WI 低信號：低信號：亞急性期腦梗死亞急性期腦梗死T2WI灌注成像技術原理PWI SS EPIPWI SS EPIDelta R2Delta R2* * curve curve灌注成像臨床應用灌注成像臨床應用 腦神經（腦神經（SS EPISS EPI）1&2: Tumor (increased blood flow), 3: Normal腦功能成像技術腦功能

12、成像技術腦功能成像 Finger tapping Activate/Rest curve of 40 ms each Glioma patient, before surgical operationBOLD&T1WBOLD&SAS&MRA腦功能成像的臨床應用腦功能成像的臨床應用H =（1/2 ） B波譜技術利用MR中的化學位移現象來測定分子組成及空間分布的一種檢測方法。 MRIMRI的分析與診斷的分析與診斷機器類型機器類型磁場強度磁場強度掃描技術條件掃描技術條件全面觀察、建立立體定位概念全面觀察、建立立體定位概念具體分析正常、異常和特殊所具體分析正常、異常和特殊所見見推測病理生理狀態推測病理生理狀態結合臨床資料作出診斷結合臨床資料作出診斷僅供入門學習者參考！僅供入門學習者參考！質子的運動：進動頻率 0 = 0共振現象共振現象MRIMRI應用中常用概念應用中常用概念 T2T2時間：測量橫向馳豫的時間時間：測量橫向馳豫的時間 定義：橫向磁化矢量從由最大衰減定義：橫向磁化矢量從由最大衰減 至至37%37%所經歷的馳豫時間所經歷的馳豫時間 不同的組織不同的組織T2T2時間不同時間不同 產生產生MRMR信號強度上的差別信號強度上的差別 圖像上為灰階的差別圖像上為灰階的差別T1、T2弛預過程同時進行后交通支動脈瘤3D -TOF MRAFLAIR