《MRI基礎知識》本課件旨在介紹磁共振成像(MRI)的基本原理、技術應用和臨床意義。MRI簡介磁共振成像(MRI)是一種利用磁場和無線電波來生成人體內部器官和組織的詳細圖像的醫學成像技術。它是一種非侵入性成像技術，不使用電離輻射。MRI在醫學領域具有廣泛的應用，可以用于診斷各種疾病，例如腦腫瘤、心臟病、關節炎和肌肉損傷。它也是監測治療效果和進行研究的有效工具。MRI的原理原子核的旋轉磁矩大多數原子核都具有自旋，并具有磁矩，就像一個微小的磁鐵。外部磁場的作用在強磁場中，原子核的磁矩會沿磁場方向排列，產生宏觀磁化。射頻脈沖的激發射頻脈沖可以使原子核發生共振，改變其磁化方向，產生信號。磁場的生成磁體類型磁共振成像(MRI)使用強大的磁場來產生圖像。主要有兩種類型的磁體，永磁體和超導磁體。永磁體永磁體通過材料本身的磁性產生穩定的磁場，通常用于較小、開放式MRI系統。超導磁體超導磁體利用超導材料在低溫下電流無電阻的特點，產生更強的磁場，適用于大多數臨床MRI系統。磁場強度磁場強度用特斯拉(T)衡量，MRI系統通常采用1.5T或3T的磁場，更高強度的磁場可以提供更清晰的圖像。利用磁場的作用磁場梯度產生梯度磁場，將人體不同部位的信號進行空間編碼，以便重建圖像。核磁共振利用磁場使人體中的氫原子核發生共振，產生信號。射頻脈沖通過射頻脈沖改變氫原子核的自旋方向，以便測量其信號。射頻脈沖的作用1核自旋射頻脈沖會使氫原子核自旋方向發生改變，引起共振現象。2能量吸收氫原子核吸收射頻脈沖的能量后，進入高能態。3信號產生當射頻脈沖停止后，氫原子核回到低能態，釋放能量，形成可檢測的信號。4圖像形成根據信號的強度和時間，重建出人體組織的圖像。測量信號的產生1質子自旋氫原子核的自旋產生磁矩。2磁場作用外磁場使質子磁矩排列。3射頻脈沖射頻脈沖改變質子自旋方向。4信號產生質子返回平衡狀態產生信號。在強磁場中，氫原子核的質子會排列成特定的方向。當施加射頻脈沖時，質子的自旋方向會發生改變，并從高能態躍遷到低能態。當射頻脈沖停止后，質子會逐漸恢復到平衡狀態，這個過程會釋放能量，并以電磁波的形式被檢測器接收，這就是MRI信號。成像的基本過程1數據采集首先，MRI掃描儀采集來自人體組織的信號，這些信號包含有關組織結構和性質的信息。2信號處理然后，這些信號被送到計算機進行處理，并轉換成圖像數據。3圖像重建最后，計算機利用算法將圖像數據重建成二維或三維圖像，用于診斷和研究?？臻g編碼技術空間編碼技術將空間信息編碼到MRI信號中，以便重建圖像。空間編碼技術是MRI成像的關鍵環節，它利用磁場梯度將不同的空間位置映射到不同的信號頻率和相位，從而實現對目標組織的空間定位。頻率編碼利用線性變化的磁場梯度對空間進行編碼，將不同的位置映射到不同的頻率，通過對頻率信號進行分析，可以重建圖像。相位編碼使用短時間的磁場梯度脈沖對空間進行編碼，不同位置的信號會在相位上產生差異，根據相位信息可以重建圖像。平截面成像MRI掃描中，我們可以獲取人體不同部位的橫斷面、矢狀面、冠狀面圖像。這些圖像可以幫助醫生更清楚地了解人體內部結構，并診斷各種疾病。檢查前的準備移除金屬物品檢查前，患者需要移除所有金屬物品，例如手表、項鏈、耳環和手機。這些物品可能會干擾磁場，影響圖像質量。告知醫生病史患者需要告知醫生自己的病史，例如是否有心臟起搏器、金屬植入物、心臟病史等。醫生會根據患者的具體情況決定是否適合進行MRI檢查。平面選擇平面選擇是指利用射頻脈沖選擇感興趣的層面進行成像。在MRI掃描中，選擇合適的層面對于獲得清晰的圖像非常重要，它可以幫助醫生準確地觀察到目標區域的解剖結構和病變信息。1射頻脈沖產生特定頻率的射頻脈沖2磁場梯度改變磁場強度3選擇層面選擇特定的解剖層面進行成像相位編碼1梯度磁場磁場強度隨空間位置變化2相位改變氫原子核受到不同磁場影響，信號相位變化3空間編碼根據相位變化，確定氫原子核在空間的位置相位編碼梯度磁場在整個掃描過程中不斷變化，生成一組不同相位的信號，每組信號對應不同的空間位置。通過分析相位變化，可以重建出圖像。頻率編碼1頻率編碼原理通過改變射頻脈沖頻率，讓不同空間位置的信號在接收端產生不同的頻率偏移，從而區分不同位置的信息。2頻率編碼過程在一次掃描中，信號被編碼為不同的頻率，然后被接收器檢測到，并通過計算機處理成圖像。3頻率編碼的作用將空間信息轉化為頻率信息，讓計算機能夠識別和處理來自不同位置的信號。采樣過程采集到的信號由一系列數據點組成，這些數據點對應于磁場中不同位置的信號強度。1數據點信號強度2空間位置磁場位置3掃描線空間位置集合MRI掃描儀通過在每個空間位置測量信號強度來獲取這些數據點。然后，將這些數據點用于重建圖像。圖像重建數據采集MRI掃描儀收集到的原始數據包含大量信號，需要進行處理和重建才能形成圖像。傅里葉變換將信號從時間域轉換為頻率域，以便更方便地進行處理和分析。圖像生成根據頻率域的信息，重建出最終的MRI圖像，展示人體組織的解剖結構和功能信息。圖像后處理進一步調整圖像對比度、亮度等參數，以增強圖像質量和細節，便于醫生進行診斷。圖像掃描時間掃描時間會根據掃描序列、成像區域大小以及其他參數而變化，典型掃描時間在幾秒到幾分鐘之間。圖像掃描時間影響病人舒適度和掃描成本。圖像質量的影響因素信號強度信號強度影響圖像對比度和清晰度。較強的信號強度能產生更清晰的圖像。磁場強度磁場強度越高，圖像質量越好，分辨率越高。但高強度磁場也可能導致更高的成本和安全風險。噪聲水平噪聲會降低圖像質量，影響圖像對比度和清晰度。運動偽影患者的運動會導致圖像模糊和失真，影響診斷結果。圖像對比度定義圖像對比度是指不同組織之間的信號強度差異，它反映了組織對磁場的敏感度差異。高對比度意味著不同組織之間的信號差異大，圖像細節更清晰。影響因素組織的物理性質掃描參數脈沖序列應用對比度可以幫助醫師區分不同組織，識別病變，提高診斷準確率。常見的掃描序列T1加權成像T1加權成像強調組織的縱向弛豫時間，常用于觀察腦脊液、脂肪和肌肉等組織。T2加權成像T2加權成像強調組織的橫向弛豫時間，常用于觀察腦水腫、炎癥和腫瘤等組織。T1加權成像11.水分信號T1加權圖像中，水信號較弱，脂肪信號較強。22.組織對比T1加權圖像能很好地顯示不同組織之間的對比，例如腦灰質和白質。33.臨床應用T1加權成像廣泛應用于腦、脊髓、肌肉等組織的病變診斷。44.優勢高分辨率，細節清晰，圖像質量高。T2加權成像水分子T2加權成像對水分子敏感。水分子在組織中移動，導致信號衰減，產生較暗的信號。炎癥T2加權成像可用于檢測炎癥。因為炎癥會導致組織中水分子含量增加，從而產生更亮的信號。腫瘤T2加權成像可用于區分腦腫瘤和正常腦組織，因為腫瘤通常含有更多水分子。脊髓T2加權成像在脊髓成像中非常有用，因為它可以顯示脊髓中的細微結構。密度加權imaging信號強度密度加權成像主要反映的是組織的氫原子密度。組織對比不同組織的氫原子密度不同，在圖像上表現出不同的信號強度。臨床應用用于觀察腦脊液、白質、灰質等的密度差異。動態增強成像對比增強靜脈注射對比劑，可增加組織間對比度，增強病灶顯示。血管造影對比劑可進入血管，顯示血管的形態和血流情況。病灶特征對比劑可顯示腫瘤的邊界、大小、血管供應情況。彌散加權成像彌散加權成像原理彌散加權成像（DWI）是一種利用水分子在組織中運動方向和速率的變化來生成圖像的技術。它可以反映組織微觀結構的變化，例如細胞膜的完整性或細胞外空間的大小。DWI的應用DWI對檢測缺血性腦卒中非常敏感。它可以幫助區分腦卒中類型，如梗塞和出血性腦卒中。DWI的優勢對早期腦卒中敏感提供有關病變微觀結構的信息可以幫助區分不同類型的腦卒中功能成像腦功能功能性MRI(fMRI)測量大腦活動，例如血液流動。它可用于研究腦部疾病，如阿爾茨海默病。心臟功能心臟功能成像可以評估心臟泵血功能，監測心臟瓣膜的運動，以及幫助診斷心臟病。其他功能MRI還可以評估其他器官的功能，如腎臟、肝臟和肺部。MRI安全注意事項禁忌癥MRI檢查并非適合所有人?；颊呷绻w內有金屬植入物，例如心臟起搏器，可能會受到磁場的影響。孕婦和哺乳期女性在進行MRI檢查前需咨詢醫生。注意事項檢查前需告知醫生是否有任何過敏史、藥物反應或其他健康問題。檢查過程中，患者需保持靜止，避免移動，以確保圖像質量。醫學應用診斷疾病MRI提供詳細的圖像，有助于醫生診斷各種疾病，如腦瘤、