核磁共振的临床应用

1. 磁共振成像的临床应用
Clinical application of Magnetic
Resonance Imaging
影像教研室

2. 何为磁共振成像？
利用原子核在强磁场中发生共振所产生
信号 , 经图像重建的一种成像技术 . 它是利
磁共振现象与计算机断层结合起来，而
立起人体内部组织的图像。
早称 NMR, 现在多称为 MRI(Magnetic Reso
ance Imaging).

3. 一、发展史
1946 年美国哈佛大学 purcell
斯坦福大学 Bloch
( 各自独立地发现核磁共振现象，并
应用于生物化学、波谱学方面 )
1952 年二人因此同时获得了诺贝尔
物理学奖
1973 年 Lauterbur 开发了 MRI 技
术

4. 1980 年生产 MRI 商用机
1982 年开始应用于临床领域
2003 年度诺贝尔生理或医学奖：
美国科学家 Paul Lauterbur
和英国科学家 Peter Mansfield
“ 磁共振成像技术是医学诊断和
研究的一项突破，是 20 世纪最
重要的发现之一。”

5. 二、基本原理 (Basic principles of MRI)
氢原子 为人体内数量最多的物质
，其原子核内只有一个质子，它不含中
子，它最不稳定，最易受外来磁场的影
响而发生核磁共振现象。
磁共振图像产生过程 :1) 氢核
杂乱无章的自旋运动，磁场互相抵消。
2 ）患者进入外磁场中， H 核从新排列
，产生净磁化。 3 ）发射无线电波，称
射频脉冲（ Radiofrequency
Pulse,RF),H 核吸收能量

6. ）外加 RF 停止后， H 核释放能量，即产生磁
共振信号。 5 ）用计算机接收这些信号 , 并进行
一系列数据处理 , 重建出图像。
人体内 H 核共振条件：一是发射 RF 脉冲激励
二是 RF 脉冲频率与 H 核的进动频率相同。此时
H 核能吸收能量，由低能态跃迁到高能态。
RF 停止后，激励的 H 质子释放能量并回到其
原先排列的方位，这个过程称为驰豫。所需要
的时间称为驰豫时间 (Relaxation time) 。

7. 1
T1 值
是指纵
向磁化矢量由零恢
复到原
来数值的 63% 所需
的时间
。
B.T2 弛豫时间： 又称横向驰豫时间或 T2
值
是指横
向磁化矢 量由最大
减小到
最大值的 37% 所需

8. T1 和 T2 值 ：是时间常数 , 是组织固有参数 .
物组织 T1 为 300-2000ms,T2 为 30-150ms.
水的 T1 和 T2 值都长 , 脂肪 T1 和 T2 值短
人体正常组织和病理组织 T1 值和 T2 值是
恒定的 , 并且它们之间有一定差别 , 这种组织间
豫时间上的差别 , 是 MRI 的成像基础 .
MRI 成像有多个参数 , T1 、 T2 和质子密度 (
oton density) ，即给定的组织区域中发生共振
质子数目。

9. 三、脉冲序列与加权像
连续施加射频脉冲的组合方式为脉冲序列。
决定着将从组织获得何种信号。 MRI 最常使
自旋回波 (spin echo,SE) 序列：采用 90°—180°
冲组合形式构成。
T1 加权像：主要反映组织间 T1 信号强度差
形成的图像。对解剖结构显示好。
T2 加权像：主要反映组织间 T2 信号强度差
形成的图像。它对病变显示敏感。
质子密度像：由质子密度差别形成的图像

10. T1 加权成像、 T2 加权成像
x 所谓的 加权就是 “突出”的意思
加权 “突出”
x T1 加权成像（ T1WI ） ---- 突出组织 T1 弛豫
（纵向弛豫）差别
x T2 加权成像（ T2WI ） ---- 突出组织 T2 弛豫
（横向弛豫）差别。
在任何序列图像上，信号采集时横向的磁
化矢量越大， MR 信号越强。

11. T1 加权像
短 TR 、短 TE——T 1
加权像。 T 1 像特点
：组织的 T 1 越短
，恢复越快，信号
就越强；组织的 T 1
越长，恢复越慢，
信号就越弱。

12. T 2 加权像
长 TR 、长 TE
——T2 加权像。
T2 像特点：组织的
T2 越长，恢复越慢
，信号就越强；组
织的 T2 越短，恢复
越快，信号就越弱
。

13. 质子密度加权像
长 TR 、短 TE—— 质子密度加权像， 图像
特点 ：
组织的 的 d 越大，信号就越强； ； d 越小
，信号就越弱。
脑白质： 65 %
脑灰质： 75 %

15. 常规 SE 序列的特点
x 最基本、最常用的脉冲序列。
x 得到标准 T 1 WI 、 T 2 WI 图像。
x T 1 WI 观察解剖好。
x T 2 WI 有利于观察病变，对病变较敏
感。
x 伪影相对少（但由于成像时间长，病
人易产生运动）。
x 成像速度慢。

16. 流空效应： 应用 SE
序列时， 心 脏血管内
的血液由于迅速流动，
使发射 MR 信号的氢原
子核居于接受范围之
外，所以测不到 MR 信
号，在 T1 加权像或 T2
加权像中均呈黑影，
称之为流空效应。

17. 四、 MRI 设备构成
1. 磁体 magnet ：根据其结构分永磁型
、常导型和超导型。
①超导（最好）：不受室温影响，使用
液氦液氮使磁体降至 -273℃ 此时电阻
为 0 ，但液氦氮较贵。
②永磁：安装维修简单，但受温变影响
大，不易调正磁场。
③常导：通过电流大，耗电水太多

18. 2. 梯度系统 gradient system ：梯度放大器及三组
梯度线圈组成 ，修改主磁场，产生梯度磁场。用
于层面选择和空间定位。
3. 射频系统 RF system: 由发射与接受两部分组成
。发射射频脉冲使磁化的氢核吸收能量 产生共振
和接收 MR 信号。
4. 计算机系统 computer system
5. 辅助设备

19. 五、 MRI 信号与临床
1. T1 短（高）
①脂肪
②流动慢的血液、
血栓
③含蛋白高的液体
④亚急性出血

20. 2. T1 长（低）
① 脑脊液
② 不含蛋白液体
③ 含铁血黄素
④ 钙化及骨皮质
⑤ 空气
⑥ 血管流空

21. 3. T2 短（低）
① DHB( 去 O2 血红蛋
白 ) 急性脑出血
② 顺磁物质
③ 含铁血黄素
④ 钙化
⑤ 空气
⑥ 血液流空

22. 4. T2 长（高）
①水
② 脑脊液
③ 囊肿
④ 亚急性血肿
Cell 外 MHB
⑤ 脂肪

23. 六、禁忌证及适应证
( 一 ) 禁忌证
1. 带心脏起搏器及神经刺激器的病人
2. 曾做过心脏手术并带有人工心脏瓣膜
者
3. 眼球内金属异物或内耳植金属假体者
4. 曾做过 A 瘤手术或颅内有 A 瘤夹者

24. 相对禁忌：
1. 体内有各种金属植入物者
2. 幽闭症者
3. 危重病人并有生命支持器者
4. 癫痫病人不能保证检查期间不发作者
5. 妊娠期妇女

25. 七、 MRI 检查技术
1 、 SE 序列 : 即自旋回波脉冲序列 , 为 MRI 常规
使用 . 两个参数 : 重复时间（ repetition time,TR ）和
回波时间（ echo time,TE ）， 选用不同的 TR 和 TE
时间 , 可得到不同加权像 .
T1WI: TR≤500ms, TE≤30ms
T2WI: TR≥2000ms,TE≥60ms
PdWI: TR≥2000ms,TE≤30ms

26. T1WI

29. x 水：
在正常人体组织中， MR 信
号的 80% 来自于细胞内， 20% 源于
细胞外间隙，水在细胞内外分布很广
，组织水对造成 MR 信号贡献最大。
自由水：它们处于平移，摆动和旋转
运动之中，具有较高的自然运动频率
，这部分水在 MRI 称为自由水。

30. x 结合水：如果水分子依付在运动缓慢
的较大分子如蛋白质周围而构成水化
层，这些水分子运动频率就有较大幅
度的减小，这部分水称为结合水。

31. 2.FLAIR 序列 : 液体衰减翻转恢复序列 ,
又称抑水序列 .
主要用于：脑梗死的诊断、分期
急性蛛网膜下腔出血
脑膜炎的诊断
多发性硬化
脑肿瘤

32. T1WI
T2WI
FLAIR

34. 3. 脂肪抑制 : 用以鉴别高信号区是否为脂肪组织
SPIR( 频谱特异式脂肪抑制 )
STIR( 短翻转时间翻转恢复技术 )

35. T2WI SPIR
T1WI
T2WI

36. T1WI SPIR
T1WI
T2WI

37. 4.MRI 对比增强检查 : 钆 - 二乙三胺五
醋酸 1.Gd-DTPA 特点 ：
①弛豫性强；②毒性小；③安全系数大
；④细胞外分布；⑤不通过正常脑血屏
障；⑥迅速由肾脏排出；⑦在人体内结
构稳定；⑧具有高溶解度。
2. 剂量及注射速度 ：即有缩短 T1 又有
缩短 T2 弛豫时间的双重作用
用量 :0.1mmol/kg

38. 3.Gd-DTPA 主要解决了以下问题 ：
①发现平扫未显示的病变，尤其是
脑外脊髓外等信号的小病变；②确
定脑外肿瘤或是脑内肿瘤；③进一
步显示肿瘤内部情况，为治疗方案
的拟定提供信息；④鉴别水肿或病
变组织；⑤ CT 扫描异常但碘过敏
不能进一步检查者；⑥在某种程度
上区分肿瘤性病变与非肿瘤性病变
。 7 CE-MRA 等

39. Meningioma
T1WI T2WI

40. Meningioma
Gd-DTPA

42. T1WI T2WI
Post Gd-DTPA

43. .MR 血管造影 (MR angiography,MRA)
是使血管成像的 MRI 技术 . 它简单 , 安全 , 无创 . 可
不使用对比剂或使用对比剂 .
常用技术 : (1). 时间飞跃法 :Time of flight,TOF
(2). 相位对比法 :phase contrast,PC
CE—MRA:
Bolus Trak 法
Mobi Trak 法

45. DSA
MRA

47. CE_MRA

48. CE-MRA

49. Bolus Trak

50. CE-MRA

51. 6.MR 水成像 (MR hydrography)
又称液体成像 , 是采用长 TE 技术 , 得到重度
T2WI 突出水的信号 , 合用脂肪抑制技术 , 使
含水器官显像 .
MR 胆胰管造影 (MRCP)
MR 尿路造影 (MR urography,MRU)
MR 脊髓造影 (MR myelography,MRM)

52. MRCP
M
R

53. MRU
B-FFE

54. MRU

55. 功能性 MRI 成像 (functional MRI,fMRI)
是在病变未出现形态变化之前 , 利用功
变化来形成图像 , 已达到早期诊断的目的 .
弥散加权像 (diffusion weighted image,DWI)
灌注加权像 (perfusion weighted image.PWI)
皮层激发功能定位成像 : 应用 blood oxygenation
vel dependent, BOLD （血氧水平依赖），
究大脑皮层活动。

56. x 水肿：
脑水肿分为三种类型，即
血管源性水肿，细胞毒素水肿和间质
性脑水肿。
1. 血管源性水肿，由于血脑屏障破坏
，血浆由血管内漏出到细胞外间隙，
它主要发生于脑白质中，在肿瘤、出
血、梗塞、炎症及脑外伤等疾患中常
见，血管源性水肿呈手指状分布于脑
白质之中。

57. x 2. 细胞毒素水肿
由于缺氧使 ATP 减少，钠
一钾泵功能失常， Na 与水进入细胞
内，造成细胞肿胀，细胞外间隙减少
，细胞毒素水肿常见于急性脑梗塞，
使脑白质与灰质同时受累。

58. x 3. 间质脑水肿
由于脑室内压力增高，脑脊
液经室管膜迁移到脑室周围的白质中
并与蛋白质结合成结合水，所以 T1
加权像略高于脑脊液， T2 加权像略
低于脑脊液，脑脊液压力恢复到正常
时上述间质水肿又可消失。

59. Infarct
T1WI T2WI FLAIR
DWI ADC-map

60. Brain perfusion

61. BOLD

62. 8. 磁共振波谱 MR spectrum,MRS:
是无创性研究活体器官组织代谢、
生物
变化及化合物定量分析的新技术。临床应用
有氢谱和磷谱。近几年又开发波谱成像
spectroscopy imaging,SI 。能够对疾病提供早
期诊断信息。

64. 磁共振成像特点：
 多参数成像
 多方位成像
 具有较高的软组织分辨率
 功能成像
 分子成像

65. T1WI

66. T1WI

67. T2WI

68. 1. 中枢神经系统
①除急性脑出血脑外伤及蛛网膜下腔出血外
基
本可取代 CT
② 多发硬化及脱髓鞘病变 CT 不如 MRI 显示
敏感
③脑梗死 CT 一般需 24 小时显示异常 , 而
MR 显
示较早
④脑垂体及鞍上区病变通过三维成像 , 定位
准确
⑤肿瘤 MRI 定位诊断准确，对定性诊断意义
较大
⑥对脊髓分辩率高，可看到病变全部及邻近
关
系，有无空洞及先天畸形

73. Chiari Malformation
T1WI

74. T1WI T2WI

77. Tuberculosis
T2WI
T1WI

78. 2. 心血管： 因为有血液流空现象
所以对：心腔内肿瘤、心肌梗塞、心包
积液、心肌病、先心病如房室间隔缺损
，室壁瘤、 abstain 畸形，大血管转位
及升隆及腹主 A 瘤及其内膜破裂等都有
诊断意义。
3. 肺癌术前检查，可看有无转移及和大
血管关系纵隔肿瘤。

79. 4. 肝脏 MR 检查可有三维成像对有无静
脉血栓、瘤栓显影好，尤对有碘过敏者
有帮助
5. 胰胆管造影亦即 MR-CP
6. 肾盂排泄造影，对肾移植者有排斥反
应者
7. 盆腔 MR
8. 关节检查
9. 内窥镜检查
10. 结肠检查

80. Thank you !