mri成像原理—医学课件

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1、磁共振成像原理永州职业技术学院影像系欧阳光第六部分MR特殊成像MR扩散加权成像技术（DWI）扩散的基本概念：是指分子热能激发而使分子发生一种微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。因此由于一般人体MR成像的对象是质子，DWI技术实际上检测的是人体组织内水分子的扩散运动。DWI的原理如果在SE-EPI序列180复相脉冲的两侧各施加一个梯度场，这两个梯度场的方向、强度和持续时间完全相同实现相位重聚，从而出现两种情况。（1）在体素内梯度场施加方向上位置没有移动的质子，造成是一种恒定的磁场不均匀，180复相脉冲可以剔除这种恒定的磁场不均匀引起的质子失相位。（2

2、）在体素内梯度场施加方向上有位置移动的质子。质子在移动过程中进动频率发生变化，从而造成相位离散。水分子在敏感梯度场方向上扩散越自由，则在扩散梯度场施加期间扩散距离越大，经历的磁场变化也越大，则组织的信号衰减越明显。反之，在DWI上组织的信号衰减越明显则提示其中的水分子在梯度场方向上扩散越自由。DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态（自由度及方向），后者可间接反映组织微观结构特点及其变化。表观扩散系数：ADC=ln（SI低/SI高）/（b高－b低）SI低表示低b值DWI上组织的信号强度（b值可以是零）；SI高表示高b值DWI上组织

3、的信号强度；b高表示高b值；b低表示低b值；ln表示自然对数。从式中可以看出，要计算组织的ADC值至少需要利用2个以上不同的b值。图a为序列结构图，90脉冲激发后，在180脉冲的前后各施加一个强度、持续时间和方向均相同的扩散敏感梯度场，180复相脉冲将产生一个自旋回波信号，由于180两侧的梯度场完全相同，没有位置移动的水分子中质子将不会因为梯度场而发生相位离散，而在扩散梯度场方向上位置移动的质子相位将发生离散，从而引起组织信号信号衰减。90°180°DWI的临床应用：主要用于超急性脑梗塞的诊断和鉴别诊断，急性脑缺血缺氧造成的主要是细胞毒性水肿。弥散成像CTT2FLAI

4、RTOFREF2READPHASESLICEDWIADCTraceTraceAreaPeakDiffusionWeightedImagingafterStrokeADCT21h2h4h8h24h弥散张量成像（DTI）是目前最理想的测量扩散的方法。是目前唯一一种追踪脑白质纤维并反映其解剖连通性的方向。弥散张量成像（DTI）水分子的自由运动称为弥散，在脑脊液和脑灰质中的水分子的弥撒运动基本上是各项同性的。可用扩散球形体表示。水分子在自由状态下的弥散是各向同性的如果分子扩散取决于方向，方向不一致，称为各向异性的扩散,可用扩散椭圆体表示。DTI就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分

5、子弥散的各项异性白质纤维内的ADC值白质纤维束的形态类似于一个长椭圆形IIADC=1.2x10-5cm2/sADC=0.3x10-5cm2/sII扩散张量成像MR图像的每一个体素内提供水分子扩散3×3扩散张量D分布，用高斯（Gaussian）分布表示6个方向标量：3个正交方向（X、Y，Z）沿四面体3个方向（XY，XZ，YZ）多个参数（FA、RA、RI等）水分子扩散各向同性和各向异性扩散：布朗运动（Brownianmotion）影响因素：分子质量分子间相互作用(分子间的粘性)温度屏障或特异结构3T的场强可以进行高分辨率的DTI成像5mm层厚2mm层厚场强对DTI的影响弥散张量成

6、像（DTI）高分辨率采集常规采集FA像6axis9axis21axis55axisGREtensor与SETensor比较SE-EPI弥散张量成像GRE-EPI弥散张量成像DTI后处理容积比率（VR）:是椭圆体的体积比上半径为平均扩散率的球形体积，值范围从0-1。相对各向异性（RA）:本征值相对于他们的平均值的变异值。部分各向异性（FA）:是扩散张量中的各向异性成分与整个扩散张量的比值，值范围从0-1。每一个层面均可获得：一个T2图像一个扩散轨迹权重图一个扩散轨迹表观扩散系数图一个计算得到的相对各向异性图主要效应扩散率（本征值λ1、λ2、λ3）本征向量X、Y、Z的计算应用专用

7、软件就可将纤维的方向用最大本征值的本征向量叠加在解剖背景图上显现。为了突出灰质和白质，T2WIs常用着背景图。最大本征值（λ1）的本征向量被认为代表纤维的方向。脑白质彩色图的产生是基于每个体素的本征向量的3个相量元素向量元素的绝对值被赋予不同的颜色：红（代表x元素）、绿（代表y元素）、兰（代表z元素）。每个体素颜色强度由FA值大小校准。多发性脑硬化正常II级星形细胞瘤脊髓肿瘤纤维束跟踪磁共振波谱（MRS）一种利用核磁共振现象和化学位移作用对一系列原子核及其化合物进行分析的方法。MRS是目前无损伤性的研究