《MRI基础教程》课件

《基础教程》MRI核磁共振成像技术基础与临床应用教程课程概述基本内容课程结构适用人群核磁共振成像基本原理五个主要模块医学影像专业学生临床应用技术理论12学时放射科新医生实践4学时学习目标掌握基本物理原理理解核磁共振现象的物理基础了解设备构成熟悉MRI设备组成及工作流程熟悉成像序列掌握常见MRI序列及应用场景具备分析能力执行基本检查流程并进行图像分析模块一基础概念MRI定义与发展史技术对比应用范围核磁共振成像基本概念与CT、超声等技术比较现代医学中的地位关键技术发展历程各自优势与局限性临床应用领域核磁共振成像简史1年1946Bloch和Purcell发现核磁共振现象2年1973Lauterbur发明MRI技术3年1977Damadian完成首例人体扫描4年2003Lauterbur和Mansfield获诺贝尔奖5年代20103T及高场强MRI临床普及的优势MRI无辐射安全软组织分辨率高多平面成像无电离辐射，检查安比CT高10-100倍任意方向断面直接成全性高像功能成像能力灌注、扩散、光谱等功能评估的局限性MRI检查时间长20-60分钟，患者配合要求高设备成本高800-2000万元人民币金属异物敏感金属植入物可能造成安全隐患特殊禁忌症幽闭恐惧症、心脏起搏器患者模块二物理原理MRI空间编码原理确定信号空间位置共振与弛豫现象信号产生基础外磁场中的质子行为进动与能级分布原子核自旋与磁矩MRI基本物理基础原子核自旋基础水分子丰富磁矩产生人体约65%为水氢原子成像带电自旋形成微小磁场1H是主要成像对象自旋特性敏感度排序质子具有角动量1H19F31P13C外磁场与质子行为无外磁场状态外磁场₀中B质子自旋方向随机排列平行或反平行排列无净磁化矢量平行排列略占优势进行拉莫尔进动形成净磁化矢量M₀射频脉冲与共振拉莫尔频率

42.58MHz/T×B₀能量传递质子进入高能态磁矢量偏转M₀偏转到横向平面脉冲类型90°完全横向，180°完全反转弛豫过程T1纵向弛豫定义自旋-晶格弛豫纵向磁化矢量恢复过程数学表达Mz=M₀1-e^-t/T1指数恢复函数影响因素组织特性场强相关典型值T1脑脊液4000ms灰质900ms白质780ms脂肪260ms弛豫过程T22000ms脑脊液T2值最长100ms灰质中等T2值90ms白质略短T2值80ms脂肪较短T2值T2弛豫又称横向弛豫或自旋-自旋弛豫描述磁化矢量横向分量衰减过程遵循指数函数Mxy=M₀e^-t/T2弛豫与磁场不均匀性T2*组成T2*包含真实T2和磁场不均匀性影响关系式1/T2*=1/T2+1/T2序列影响梯度回波受T2*影响重要性质自旋回波可消除T2影响空间编码基础层面选择梯度相位编码梯度Gz Gy确定层面位置沿y方向编码空间频率编码梯度k GxMRI原始数据的存储空间沿x方向编码模块三设备构成MRI现代MRI设备包含主磁体系统、梯度线圈系统、射频系统、计算机系统及辅助设备主磁体系统梯度线圈系统三对正交线圈关键参数系统功能分别控制x、y、z方向最大梯度强度30-80mT/m确保图像清晰度切换速率100-200T/m/s提供空间分辨率射频系统系统组成线圈类型•发射RF脉冲激发质子•体线圈覆盖全身•接收组织发出的MR信号•表面线圈特定部位•发射线圈与接收线圈•相控阵线圈多通道接收计算机系统系统控制协调硬件组件工作数据采集信号数字化与k空间填充图像重建傅立叶变换处理图像后处理MPR、MIP等技术数据存储与传输DICOM标准与PACS系统机房设计MRI电磁屏蔽环境控制法拉第笼屏蔽防止RF干扰温度20-24℃磁场屏蔽限制5高斯线范围湿度40-60%设备重量支撑4吨安全分区Ⅰ-Ⅳ区分级管理按磁场强度递增模块四脉冲序列MRIMRI脉冲序列是RF脉冲与梯度场应用的时序安排，决定图像对比度主要包括自旋回波、梯度回波、反转恢复等序列类型脉冲序列基础序列定义主要参数RF脉冲、梯度场应用的时序安排TR、TE、FA、TI、b值等回波获取方式数据采集方式自旋回波、梯度回波笛卡尔、径向、螺旋等自旋回波序列SE序列特点90°脉冲后加180°重聚脉冲成像类型T1加权、T2加权、质子密度加权参数设置T1WI短TR/短TET2WI长TR/长TE优势抗磁敏感伪影信噪比高快速自旋回波序列FSE/TSE序列原理临床应用单TR内使用多个180°脉冲大幅缩短扫描时间1/ETL获取多个回波信号有效TE决定T2对比度回波链长度ETL/Turbo Factor4-32常用于T2WI和FLAIR序列梯度回波序列GRE翻转角特点回波获取使用小翻转角10-30°激发用梯度反转替代180°RF脉冲缺点优势敏感于磁敏感伪影扫描速度快T2*加权而非真T2可实现3D容积成像反转恢复序列IR序列特点1在SE序列前添加180°预反转脉冲关键参数2反转时间TI决定脂肪或液体抑制效果3序列STIRTI≈150ms，抑制脂肪信号4序列FLAIRTI≈2000ms，抑制液体信号5序列DIR双反转恢复，同时抑制两种组织回波平面成像EPI超高速成像单次激发获取全部k空间数据100ms/层采集速度重要应用功能MRIfMRI基础扩散成像DWI基础主要缺点易受磁敏感伪影影响化学位移伪影明显扩散加权成像DWI物理基础水分子布朗运动扩散敏感梯度b值临床价值急性脑梗死早期发现5-10分钟肿瘤细胞密度评估技术参数常规b值0-1000s/mm²高b值1500s/mm²定量分析表观扩散系数ADC图定量评估组织扩散特性弥散张量成像DTI技术特点DWI的扩展，测量扩散各向异性采集要求至少6个不同方向扩散梯度应用价值描述白质纤维束走向和完整性成像结果分数各向异性FA图纤维束追踪成像磁共振血管成像MRA无对比剂技术飞行时间TOF和相位对比PCTOF利用流入效应，适合动脉成像PC利用流动相位变化，可测量血流速度对比增强MRA使用钆对比剂增强血管显示灌注加权成像PWI技术手段评估参数•DSC（首过灌注）•相对脑血容量rCBV•DCE（动态增强）•平均通过时间MTT•ASL（动脉自旋标记）•脑血流量CBF应用肿瘤血供评估、缺血半暗带判定功能性MRIfMRI效应BOLD血氧水平依赖效应神经活动引起局部血流变化技术参数时间分辨率1-3秒空间分辨率2-4mm实验类型任务态特定刺激下脑激活静息态默认网络连接临床应用术前功能区定位认知科学研究磁共振波谱MRS模块五临床应用与实践检查流程适应症与禁忌症系统检查要点MRI检查前准备与操MRI检查指征与安全不同身体部位检查技作步骤考量术图像质量优化参数与伪影处理检查前准备MRI安全筛查禁忌症确认起搏器等金属植入物评估金属物品首饰、假牙等移除确认无金属扣服装特殊检查空腹要求憋尿检查对比剂评估肾功能确认过敏史询问检查流程MRI患者定位扫描计划体位选择序列选择舒适度保证扫描范围确定固定装置应用参数优化定位像获取基于病灶特点调整三平面定位图像质量实时评估扫描层面确认中枢神经系统MRI脑部常规序列对比增强适应症脊髓成像特点T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、SWI肿瘤、炎症、血管病变小FOV、薄层厚、矢状位主导头颈部MRI扫描参数脂肪抑制高分辨率小FOV STIR序列薄层厚2-3mm频率选择性脂肪抑制功能评估特殊技巧动态增强血管瘤鉴别头颈联合扫描DWI肿瘤恶性度评估减少衔接缝隙脊柱与脊髓MRI成像平面常规序列矢状位为主•T1WI解剖结构•T2WI病理信号重点横断面•STIR水肿显示全脊柱扫描多站拼接技术腹部MRI呼吸运动处理屏气、导航回波、触发采集序列选择T2WI、T1WI、化学位移、DWI动态增强多期扫描动脉期、门静脉期、延迟期特殊技术肝胆特异性对比剂MRCP胆管成像盆腔MRI女性盆腔月经周期影响检查安排男性前列腺内窥线圈提高分辨率直肠癌分期高分辨T2WI评估浸润深度扩散成像盆腔肿瘤检出与分期肌肉骨骼系统MRI脂肪抑制关节MRI突出水肿和炎症高分辨率小FOV成像金属伪影减少特殊序列MAVRIC/SEMAC肌肉评估软骨评估STIR序列显示水肿3D梯度回波序列心脏MRI电影序列心肌活力组织表征心脏功能评估延迟增强评估心肌瘢痕T1/T2图纤维化和水肿定量心电门控减少运动伪影心肌灌注急性缺血评估乳腺MRI技术特点成像序列•双侧同时成像•高时间分辨率动态增强•专用乳腺线圈•扩散成像提高特异性•俯卧位检查•脂肪抑制技术计算机辅助诊断时间-信号强度曲线分析儿童特殊考虑MRI镇静麻醉策略快速成像参数调整/年龄分级方案减少运动伪影小FOV高分辨率安全措施设备选择降低SAR值避免过热儿童专用线圈孕妇检查MRI无电离辐射安全性优于CT适应症把握避免第一孕期检查对比剂使用限制可穿透胎盘屏障噪音防护耳塞、音乐减少影响胎儿专用序列半傅里叶快速采集常见伪影及处理伪影类型产生原因解决方法运动伪影患者呼吸、心跳等呼吸门控、快速成运动像化学位移脂肪和水质子共振脂水分离、带宽优频率差异化磁敏感伪影局部磁场不均匀选择自旋回波序列包裹伪影采样频率低于成像增大FOV或相位过对象大小采样截断伪影k空间数据不足增加采样矩阵安全与急诊处理MRI43安全区域安全等级MRI安全区域分级植入物安全分类1%5G反应率安全线对比剂不良反应发生率磁场控制临界值MR安全完全无磁性材料MR条件性安全特定条件下安全MR不安全禁止进入磁场环境急症处理淬火按钮使用指南总结与发展趋势知识体系MRI基础知识回顾人工智能AI辅助诊断与图像处理高场强发展7T临床应用前景快速成像压缩感知等技术进步多模态融合PET/MRI等组合应用。