1、核磁共振
是磁矩不為零的原子核,在外磁場作用下自旋能級發生塞曼分裂,共振吸收某一定頻率的射頻輻射的物理過程。核磁共振波譜學是光譜學的一個分支,其共振頻率在射頻波段,相應的躍遷是核自旋在核塞曼能級上的躍遷。
核磁共振是處於靜磁場中的原子核在另一交變磁場作用下發生的物理現象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現象獲取分子結構、人體內部結構信息的技術。
並不是是所有原子核都能產生這種現象,原子核能產生核磁共振現象是因為具有核自旋。原子核自旋產生磁矩,當核磁矩處於靜止外磁場中時產生進動核和能級分裂。在交變磁場作用下,自旋核會吸收特定頻率的電磁波,從較低的能級躍遷到較高能級。這種過程就是核磁共振。
核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術。是繼CT後醫學影像學的又一重大進步。自80年代應用以來,它以極快的速度得到發展。其基本原理:是將人體置於特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核,引起氫原子核共振,並吸收能量。在停止射頻脈沖後,氫原子核按特定頻率發出射電信號,並將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經電子計算機處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。
核磁共振是一種物理現象,作為一種分析手段廣泛應用於物理、化學生物等領域,到1973年才將它用於醫學臨床檢測。為了避免與核醫學中放射成像混淆,把它稱為核磁共振成像術(MR)。
MR是一種生物磁自旋成像技術,它是利用原子核自旋運動的特點,在外加磁場內,經射頻脈沖激後產生信號,用探測器檢測並輸入計算機,經過處理轉換在屏幕上顯示圖像。
MR提供的信息量不但大於醫學影像學中的其他許多成像術,而且不同於已有的成像術,因此,它對疾病的診斷具有很大的潛在優越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像,不會產生CT檢測中的偽影;不需注射造影劑;無電離輻射,對機體沒有不良影響。MR對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞症和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效,同時對腰椎椎間盤後突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。
MR也存在不足之處。它的空間解析度不及CT,帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MR的檢查,另外價格比較昂貴。
核磁共振技術的歷史
1930年代,物理學家伊西多·拉比發現在磁場中的原子核會沿磁場方向呈正向或反向有序平行排列,而施加無線電波之後,原子核的自旋方向發生翻轉。這是人類關於原子核與磁場以及外加射頻場相互作用的最早認識。由於這項研究,拉比於1944年獲得了諾貝爾物理學獎。
1946年兩位美國科學家布洛赫和珀塞爾發現,將具有奇數個核子(包括質子和中子)的原子核置於磁場中,再施加以特定頻率的射頻場,就會發生原子核吸收射頻場能量的現象,這就是人們最初對核磁共振現象的認識。為此他們兩人獲得了1952年度諾貝爾物理學獎。
人們在發現核磁共振現象之後很快就產生了實際用途,化學家利用分子結構對氫原子周圍磁場產生的影響,發展出了核磁共振譜,用於解析分子結構,隨著時間的推移,核磁共振譜技術不斷發展,從最初的一維氫譜發展到13C譜、二維核磁共振譜等高級譜圖,核磁共振技術解析分子結構的能力也越來越強,進入1990年代以後,人們甚至發展出了依靠核磁共振信息確定蛋白質分子三級結構的技術,使得溶液相蛋白質分子結構的精確測定成為可能。
1946年,美國哈佛大學的珀塞爾和斯坦福大學的布洛赫宣布,他們發現了核磁共振NMR。兩人因此獲得了1952年諾貝爾獎。核磁共振是原子核的磁矩在恆定磁場和高頻磁場(處在無線電波波段)同時作用下,當滿足一定條件時,會產生共振吸收現象。核磁共振很快成為一種探索、研究物質微觀結構和性質的高新技術。目前,核磁共振已在物理、化學、材料科學、生命科學和醫學等領域中得到了廣泛應用。
原子核由質子和中子組成,它們均存在固有磁矩。可通俗的理解為它們在磁場中的行為就像一根根小磁針。原子核在外加磁場作用下,核磁矩與磁場相互作用導致能級分裂,能級差與外加磁場強度成正比。如果再同時加一個與能級間隔相應的交變電磁場,就可以引起原子核的能級躍遷,產生核磁共振。可見,它的基本原理與原子的共振吸收現象類似。
早期核磁共振主要用於對核結構和性質的研究,如測量核磁矩、電四極距、及核自旋等,後來廣泛應用於分子組成和結構分析,生物組織與活體組織分析,病理分析、醫療診斷、產品無損監測等方面。對於孤立的氫原子核(也就是質子),當磁場為1.4T時,共振頻率為59.6MHz,相應的電磁波為波長5米的無線電波。但在化合物分子中,這個共振頻率還與氫核所處的化學環境有關,處在不同化學環境中的氫核有不同的共振頻率,稱為化學位移。這是由核外電子雲對磁場的屏蔽作用、誘導效應、共厄效應等原因引起的。同時由於分子間各原子的相互作用,還會產生自旋-耦合裂分。利用化學位移與裂分數目,就可以推測化合物尤其是有機物的分子結構。這就是核磁共振的波譜分析。20世紀70年代,脈沖傅里葉變換核磁共振儀出現了,它使C13譜的應用也日益增多。用核磁共振法進行材料成分和結構分析有精度高、對樣品限制少、不破壞樣品等優點。
最早的核磁共振成像實驗是由1973年勞特伯發表的,並立刻引起了廣泛重視,短短10年間就進入了臨床應用階段。作用在樣品上有一穩定磁場和一個交變電磁場,去掉電磁場後,處在激發態的核可以躍遷到低能級,輻射出電磁波,同時可以在線圈中感應出電壓信號,稱為核磁共振信號。人體組織中由於存在大量水和碳氫化合物而含有大量的氫核,一般用氫核得到的信號比其他核大1000倍以上。正常組織與病變組織的電壓信號不同,結合CT技術,即電子計算機斷層掃描技術,可以得到人體組織的任意斷面圖像,尤其對軟組織的病變診斷,更顯示了它的優點,而且對病變部位非常敏感,圖像也很清晰。
核磁共振成像研究中,一個前沿課題是對人腦的功能和高級思維活動進行研究的功能性核磁共振成像。人們對大腦組織已經很了解,但對大腦如何工作以及為何有如此高級的功能卻知之甚少。美國貝爾實驗室於1988年開始了這方面的研究,美國政府還將20世紀90年代確定為「腦的十年」。用核磁共振技術可以直接對生物活體進行觀測,而且被測對象意識清醒,還具有無輻射損傷、成像速度快、時空解析度高(可分別達到100μm和幾十ms)、可檢測多種核素、化學位移有選擇性等優點。美國威斯康星醫院已拍攝了數千張人腦工作時的實況圖像,有望在不久的將來揭開人腦工作的奧秘。
若將核磁共振的頻率變數增加到兩個或多個,可以實現二維或多維核磁共振,從而獲得比一維核磁共振更多的信息。目前核磁共振成像應用僅限於氫核,但從實際應用的需要,還要求可以對其他一些核如:C13、N14、P31、S33、Na23、I127等進行核磁共振成像。C13已經進入實用階段,但仍需要進一步擴大和深入。核磁共振與其他物理效應如穆斯堡爾效應(γ射線的無反沖共振吸收效應)、電子自旋共振等的結合可以獲得更多有價值的信息,無論在理論上還是在實際應用中都有重要意義。核磁共振擁有廣泛的應用前景,伴隨著脈沖傅里葉技術已經取得了一次突破,使C13譜進入應用階段,有理由相信,其它核的譜圖進入應用階段應為期不遠。
另一方面,醫學家們發現水分子中的氫原子可以產生核磁共振現象,利用這一現象可以獲取人體內水分子分布的信息,從而精確繪制人體內部結構,在這一理論基礎上1969年,紐約州立大學南部醫學中心的醫學博士達馬迪安通過測核磁共振的弛豫時間成功的將小鼠的癌細胞與正常組織細胞區分開來,在達馬迪安新技術的啟發下紐約州立大學石溪分校的物理學家保羅·勞特伯爾於1973年開發出了基於核磁共振現象的成像技術(MRI),並且應用他的設備成功地繪制出了一個活體蛤蜊地內部結構圖像。勞特伯爾之後,MRI技術日趨成熟,應用范圍日益廣泛,成為一項常規的醫學檢測手段,廣泛應用於帕金森氏症、多發性硬化症等腦部與脊椎病變以及癌症的治療和診斷。2003年,保羅·勞特伯爾和英國諾丁漢大學教授彼得·曼斯菲爾因為他們在核磁共振成像技術方面的貢獻獲得了當年度的諾貝爾生理學或醫學獎。 其基本原理:是將人體置於特殊的磁場中,用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核,引起氫原子核共振,並吸收能量。在停止射頻脈沖後,氫原子核按特定頻率發出射電信號,並將吸收的能量釋放出來,被體外的接受器收錄,經電子計算機處理獲得圖像,這就叫做核磁共振成像。
核磁共振的原理
核磁共振現象來源於原子核的自旋角動量在外加磁場作用下的進動。
根據量子力學原理,原子核與電子一樣,也具有自旋角動量,其自旋角動量的具體數值由原子核的自旋量子數決定,實驗結果顯示,不同類型的原子核自旋量子數也不同:
質量數和質子數均為偶數的原子核,自旋量子數為0
質量數為奇數的原子核,自旋量子數為半整數
質量數為偶數,質子數為奇數的原子核,自旋量子數為整數
迄今為止,只有自旋量子數等於1/2的原子核,其核磁共振信號才能夠被人們利用,經常為人們所利用的原子核有: 1H、11B、13C、17O、19F、31P
由於原子核攜帶電荷,當原子核自旋時,會由自旋產生一個磁矩,這一磁矩的方向與原子核的自旋方向相同,大小與原子核的自旋角動量成正比。將原子核置於外加磁場中,若原子核磁矩與外加磁場方向不同,則原子核磁矩會繞外磁場方向旋轉,這一現象類似陀螺在旋轉過程中轉動軸的擺動,稱為進動。進動具有能量也具有一定的頻率。
原子核進動的頻率由外加磁場的強度和原子核本身的性質決定,也就是說,對於某一特定原子,在一定強度的的外加磁場中,其原子核自旋進動的頻率是固定不變的。
原子核發生進動的能量與磁場、原子核磁矩、以及磁矩與磁場的夾角相關,根據量子力學原理,原子核磁矩與外加磁場之間的夾角並不是連續分布的,而是由原子核的磁量子數決定的,原子核磁矩的方向只能在這些磁量子數之間跳躍,而不能平滑的變化,這樣就形成了一系列的能級。當原子核在外加磁場中接受其他來源的能量輸入後,就會發生能級躍遷,也就是原子核磁矩與外加磁場的夾角會發生變化。這種能級躍遷是獲取核磁共振信號的基礎。
為了讓原子核自旋的進動發生能級躍遷,需要為原子核提供躍遷所需要的能量,這一能量通常是通過外加射頻場來提供的。根據物理學原理當外加射頻場的頻率與原子核自旋進動的頻率相同的時候,射頻場的能量才能夠有效地被原子核吸收,為能級躍遷提供助力。因此某種特定的原子核,在給定的外加磁場中,只吸收某一特定頻率射頻場提供的能量,這樣就形成了一個核磁共振信號.
核磁共振的應用
NMR技術
核磁共振頻譜學
NMR技術即核磁共振譜技術,是將核磁共振現象應用於分子結構測定的一項技術。對於有機分子結構測定來說,核磁共振譜扮演了非常重要的角色,核磁共振譜與紫外光譜、紅外光譜和質譜一起被有機化學家們稱為「四大名譜」。目前對核磁共振譜的研究主要集中在1H和13C兩類原子核的圖譜。
對於孤立原子核而言,同一種原子核在同樣強度的外磁場中,只對某一特定頻率的射頻場敏感。但是處於分子結構中的原子核,由於分子中電子雲分布等因素的影響,實際感受到的外磁場強度往往會發生一定程度的變化,而且處於分子結構中不同位置的原子核,所感受到的外加磁場的強度也各不相同,這種分子中電子雲對外加磁場強度的影響,會導致分子中不同位置原子核對不同頻率的射頻場敏感,從而導致核磁共振信號的差異,這種差異便是通過核磁共振解析分子結構的基礎。原子核附近化學鍵和電子雲的分布狀況稱為該原子核的化學環境,由於化學環境影響導致的核磁共振信號頻率位置的變化稱為該原子核的化學位移。
耦合常數是化學位移之外核磁共振譜提供的的另一個重要信息,所謂耦合指的是臨近原子核自旋角動量的相互影響,這種原子核自旋角動量的相互作用會改變原子核自旋在外磁場中進動的能級分布狀況,造成能級的裂分,進而造成NMR譜圖中的信號峰形狀發生變化,通過解析這些峰形的變化,可以推測出分子結構中各原子之間的連接關系。
最後,信號強度是核磁共振譜的第三個重要信息,處於相同化學環境的原子核在核磁共振譜中會顯示為同一個信號峰,通過解析信號峰的強度可以獲知這些原子核的數量,從而為分子結構的解析提供重要信息。表徵信號峰強度的是信號峰的曲線下面積積分,這一信息對於1H-NMR譜尤為重要,而對於13C-NMR譜而言,由於峰強度和原子核數量的對應關系並不顯著,因而峰強度並不非常重要。
早期的核磁共振譜主要集中於氫譜,這是由於能夠產生核磁共振信號的1H原子在自然界豐度極高,由其產生的核磁共振信號很強,容易檢測。隨著傅立葉變換技術的發展,核磁共振儀可以在很短的時間內同時發出不同頻率的射頻場,這樣就可以對樣品重復掃描,從而將微弱的核磁共振信號從背景噪音中區分出來,這使得人們可以收集13C核磁共振信號。
近年來,人們發展了二維核磁共振譜技術,這使得人們能夠獲得更多關於分子結構的信息,目前二維核磁共振譜已經可以解析分子量較小的蛋白質分子的空間結構。
MRI技術
核磁共振成像
核磁共振成像技術是核磁共振在醫學領域的應用。人體內含有非常豐富的水,不同的組織,水的含量也各不相同,如果能夠探測到這些水的分布信息,就能夠繪制出一幅比較完整的人體內部結構圖像,核磁共振成像技術就是通過識別水分子中氫原子信號的分布來推測水分子在人體內的分布,進而探測人體內部結構的技術。
與用於鑒定分子結構的核磁共振譜技術不同,核磁共振成像技術改編的是外加磁場的強度,而非射頻場的頻率。核磁共振成像儀在垂直於主磁場方向會提供兩個相互垂直的梯度磁場,這樣在人體內磁場的分布就會隨著空間位置的變化而變化,每一個位置都會有一個強度不同、方向不同的磁場,這樣,位於人體不同部位的氫原子就會對不同的射頻場信號產生反應,通過記錄這一反應,並加以計算處理,可以獲得水分子在空間中分布的信息,從而獲得人體內部結構的圖像。
核磁共振成像技術還可以與X射線斷層成像技術(CT)結合為臨床診斷和生理學、醫學研究提供重要數據。
核磁共振成像技術是一種非介入探測技術,相對於X-射線透視技術和放射造影技術,MRI對人體沒有輻射影響,相對於超聲探測技術,核磁共振成像更加清晰,能夠顯示更多細節,此外相對於其他成像技術,核磁共振成像不僅僅能夠顯示有形的實體病變,而且還能夠對腦、心、肝等功能性反應進行精確的判定。在帕金森氏症、阿爾茨海默氏症、癌症等疾病的診斷方面,MRI技術都發揮了非常重要的作用。
MRS技術
核磁共振測深
核磁共振探測是MRI技術在地質勘探領域的延伸,通過對地層中水分布信息的探測,可以確定某一地層下是否有地下水存在,地下水位的高度、含水層的含水量和孔隙率等地層結構信息。
目前核磁共振探測技術已經成為傳統的鑽探探測技術的補充手段,並且應用於滑坡等地質災害的預防工作中,但是相對於傳統的鑽探探測,核磁共振探測設備購買、運行和維護費用非常高昂,這嚴重地限制了MRS技術在地質科學中的應用。
核磁共振的特點
①共振頻率決定於核外電子結構和核近鄰組態;②共振峰的強弱決定於該組態在合金中所佔的比例;③譜線的解析度極高。
磁共振成像的優點
與1901年獲得諾貝爾物理學獎的普通X射線或1979年獲得諾貝爾醫學獎的計算機層析成像(computerized tomography, CT)相比,磁共振成像的最大優點是它是目前少有的對人體沒有任何傷害的安全、快速、准確的臨床診斷方法。如今全球每年至少有6000萬病例利用核磁共振成像技術進行檢查。具體說來有以下幾點:
對人體沒有游離輻射損傷;
各種參數都可以用來成像,多個成像參數能提供豐富的診斷信息,這使得醫療診斷和對人體內代謝和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值變大,而肝癌的T1值更大,作T1加權圖像,可區別肝部良性腫瘤與惡性腫瘤;
通過調節磁場可自由選擇所需剖面。能得到其它成像技術所不能接近或難以接近部位的圖像。對於椎間盤和脊髓,可作矢狀面、冠狀面、橫斷面成像,可以看到神經根、脊髓和神經節等。能獲得腦和脊髓的立體圖像,不像CT(只能獲取與人體長軸垂直的剖面圖)那樣一層一層地掃描而有可能漏掉病變部位;
能診斷心臟病變,CT因掃描速度慢而難以勝任;
對軟組織有極好的分辨力。對膀胱、直腸、子宮、陰道、骨、關節、肌肉等部位的檢查優於CT;
原則上所有自旋不為零的核元素都可以用以成像,例如氫(1H)、碳(13C)、氮(14N和15N)、磷(31P)等。
2、MRI的基礎知識
一、什麼是MRI?
MRI是英文Magnetic Resonance Imaging的縮寫,即核磁共振成像。是近年來一種新型的高科技影像學檢查方法,是80年代初才應用於臨床的醫學影像診斷新技術。它具有無電離輻射性(放射線)損害;無骨性偽影;能多方向(橫斷、冠狀、矢狀切面等)和多參數成像;高度的軟組織分辨能力;無需使用對比劑即可顯示血管結構等獨特的優點。因而被譽為醫學影像領域中繼X線和CT後的又一重大發展。
二、什麼是T1和T2?
T1和12是組織在一定時間間隔內接受一系列脈沖後的物理變化特性,不同組織有不同的T1和T2,它取決於組織內氫質子對磁場施加的射頻脈沖的反應。通過設定MRI的成像參數(TR和TE),TR是重復時間即射頻脈沖的間隔時間,TE是回波時間即從施加射頻脈沖到接受到信號問的時間,TR和TE的單位均為毫秒(ms),可以做出分別代表組織Tl或T2特性的圖像(T1加權像或T2加權像;通過成像參數的設定也可以做出既有Tl特性又有T2特性的圖像,稱為質子密度加權像。
三、MRI在臨床的應用表現在哪些方面?
磁共振成像的圖像與CT圖像非常相似,二者都是「數字圖像」,並以不同灰度顯示不同結構的解剖和病理的斷面圖像。與CT一樣,磁共振成像也幾乎適用於全身各系統的不同疾病,例如腫瘤、炎症、創傷、退行性病變,以及各種先天性疾病等的檢查。
磁共振成像無骨性偽影,可隨意作直接的多方向(橫斷、冠狀、矢狀或任何角度)切層,對顱腦、脊柱和脊髓等的解剖和病變的顯示,尤優於CT,磁共振成象借其「流空效應」,可不用血管造影劑,顯示血管結構,故在「無損傷」地顯示血管(微小血管除外),以及對腫塊、淋巴結和血管結構之間的相互鑒別方面,有獨到之處。磁共振成像有高於CT數倍的軟組織分辨能力,它能敏感地檢出組織成分中水含量的變化,故常可比CT更有效和早期地發現病變。近年來,磁共振血流成像技術的研究,使在活體上測定血流量和血流速度已成為可能;心電門控的使用,使磁共振成像能清楚地、全面地顯示心臟、心肌、心包以及心內的其他細小結構,為無損地檢查和診斷各種獲得性與先天性心臟疾患(包括冠心病等),以及心臟功能的檢查,提供了可靠的方法。隨著各種不同的快速掃描序列和三維取樣掃描技術的研究和成功地應用於臨床,磁共振血管造影和電影攝影新技術已步入臨床,且日臻完善。最近又實現了磁共振成像和局部頻譜學的結合(即MRI與MRS的結合),以及除氫質子以外的其他原子核如氟、鈉、磷等的磁共振成像,這些成就將能更有效地提高磁共振成像診斷的特異性,也開闊了它的臨床用途。
磁共振成像術的主要不足,在於它掃描所需的時間較長,因而對一些不配合的病人的檢查常感困難,對運動性器官,例如胃腸道因缺乏合適的對比劑,常常顯示不清楚;對於肺部,由於呼吸運動以及肺泡內氫質子密度很低等原因,成像效果也不滿意。磁共振成像對鈣化灶和骨骼病灶的顯示,也不如CT准確和敏感。磁共振成像術的空間分辨室,也有待進一步提高。
(一)顱腦與脊髓 MRI對腦腫瘤、腦炎性病變、腦白質病變、腦梗塞、腦先天性異常等的診斷比CT更為敏感,可發現早期病變,定位也更加准確。對顱底及腦乾的病變因無偽影可顯示得更清楚。MRI可不用造影劑顯示腦血管,發現有無動脈瘤和動靜脈畸形。MRI還可直接顯示一些顱神經,可發現發生在這些神經上的早期病變。MRI可直接顯示脊髓的全貌,因而對脊髓腫瘤或椎管內腫瘤、脊髓白質病變、脊髓空洞、脊髓損傷等有重要的診斷價值。對椎間盤病變,MRI可顯示其變性、突出或膨出。顯示椎管狹窄也較好。對於頸、胸椎,CT常顯示不滿意,而MRI顯示清楚。另外,MRI對顯示椎體轉移性腫瘤也十分敏感。
(二)頭頸部 MRI對眼耳鼻咽喉部的腫瘤性病變顯示好,如鼻咽癌對顱底、顱神經的侵犯,MRI顯示比CT更清晰更准確。MRI還可做頸部的血管造影,顯示血管異常。對頸部的腫塊,MRI也可顯示其范圍及其特徵,以幫助定性。
(三)胸部 MRI可直接顯示心肌和左右心室腔(用心電門控),可了解心肌損害的情況並可測定心臟功能。對縱隔內大血管的情況可清楚顯示。對縱隔腫瘤的定位定性也極有幫助。還可顯示肺水腫、肺栓塞、肺腫瘤的情況。可區別胸腔積液的性質,區別血管斷面還是淋巴結。
(四)腹部 MRI對肝、腎、胰、脾、腎上腺等實質性臟器疾病的診斷可提供十分有價值的信息,有助於確診。對小病變也較易顯示,因而能發現早期病變。MR胰膽道造影(MRCP)可顯示膽道和胰管,可替代ERCP。MR尿路造影(MRU)可顯示擴張的輸尿管和腎盂腎盞,對腎功能差、IVU不顯影的病人尤為適用。
(五)盆腔 MRI可顯示子宮、卵巢、膀胱、前列腺、精囊等器官的病變。可直接看到子宮內膜、肌層,對早期診斷子宮腫瘤性病變有很大的幫助。對卵巢、膀胱、前列腺等處病變的定位定性診斷也有很大價值。
(六)後腹膜 MRI對顯示後腹膜的腫瘤以及與周圍臟器的關系有很大價值。還可顯示腹主動脈或其他大血管的病變,如腹主動脈瘤、布—查綜合征、腎動脈狹窄等。
(七)肌肉骨骼系統 MRI對關節內的軟骨盤、肌腱、韌帶的損傷,顯示率比CT高。由於對骨髓的變化較敏感,能早期發現骨轉移、骨髓炎、無菌性壞死、白血病骨髓浸潤等。對骨腫瘤的軟組織塊顯示清楚。對軟組織損傷也有一定的診斷價值。
四、MRI在什麼方面優於CT?
(一)沒有電離輻射;
(二)多方位成像(橫斷面、冠狀面、矢狀面和斜面);
(三)解剖結構細節顯示較好;
(四)對組織結構的細微病理變化更敏感(如骨髓的浸潤,腦水腫);
(五)由信號強度可以確定組織的類型(如脂肪,血液和水);
(六)組織對比優於CT。
五、MRI造影劑的種類及適應症有哪些?
(一)種類
1、順磁性陽性造影劑。常用的有Gd-DTPA(馬根維顯;磁顯葡胺)、Mn-DPDP等。其作用主要使T1縮短,在T1加權像上呈高信號。
2、超順磁性物質。常用的有超順磁性氧化鐵顆粒(SPIO),有AMI-25和Resovist等。其作用主要使T2縮短,在T2加權像上是低信號。
(二)適應症
1、某些腫瘤的鑒別診斷。
2、確定血腦屏障是否被破壞。
3、提高病變的發現率。
3、磁共振部位MACP是什麼部位?
顱腦與脊髓。MRI對腦腫瘤、腦炎性病變、腦白質病變、腦梗塞、腦先天性異常等的診斷比CT更為敏感,可發現早期病變,定位也更加准確。
4、什麼叫核磁共振動態增強掃描????急
核磁共振動態增強掃描,是經靜脈注射某種造影葯物後再作一次MR掃描,即磁共振檢查。
常用的對比劑可分為兩大類,原子量高、比重大的高密度造影劑和原子量低、比重小的低密度造影劑,用於介入放射學的對比劑多為含碘制劑。
對比劑注入靜脈後隨血液分布到人體的各個組織,每個組織的血液供應量和供應來源不一樣,因而對比劑的分布量、分布時間及清除速度有差別。
(4)骨髓內靜脈湖mri表現擴展資料
基本原理
1、原子核的自旋
核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核,自旋運動的情況不同,它們可以用核的自旋量子數I來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關系,大致分為三種情況。
I值為零的原子核可以看做是一種非自旋的球體,I為1/2的原子核可以看做是一種電荷分布均勻的自旋球體,1H,13C,15N,19F,31P的I均為1/2,它們的原子核皆為電荷分布均勻的自旋球體。I大於1/2的原子核可以看做是一種電荷分布不均勻的自旋橢球體。
2、核磁共振現象
原子核是帶正電荷的粒子,不能自旋的核沒有磁矩,能自旋的核有循環的電流,會產生磁場,形成磁矩(μ)。公式為:μ=γP,式中,P是角動量矩,γ是磁旋比,它是自旋核的磁矩和角動量矩之間的比值,因此是各種核的特徵常數。
3、核磁共振飽和與馳豫
1H的自旋量子數是I=1/2,所以自旋磁量子數m=±1/2,即氫原子核在外磁場中應有兩種取向。1H的兩種取向代表了兩種不同的能級,在磁場中,m=1/2時,E=-μB0,能量較低,m=-1/2時,E=μB0,能量較高,兩者的能量差為ΔE=2μB0。
1H核可以通過非輻射的方式從高能態轉變為低能態,這種過程為弛豫。正是因為各種機制的弛豫,使得在正常測試情況下不會出現飽和現象。
5、增強核磁共振掃描所述動脈期、門脈期、延遲期是什麼意思?
增強掃描顯示有明顯強化,說明這個病變的血供比較豐富,比如肝臟上發現一個低密度影,增強掃描後病變動脈期邊緣呈結節狀明顯強化,靜脈期強化范圍擴大,延遲期基本充填,呈等密度或者高密度。根據這個病變的強化方式,就屬於明顯強化的病變,考慮是肝血管瘤。
另外肝臟上的局灶性結節增生也是動脈期明顯強化。還有一種明顯強化就是肝癌,肝癌的強化方式是快進快出的方式,主要是動脈期供血。肝癌的病變是屬於明顯強化,因為血供比較豐富。明顯強化的病變需要根據用戶的臨床病史,這個病變的強化特點和部位考慮是傾向於什麼樣的病變,明顯強化的病變良性惡性的都有可能。
(5)骨髓內靜脈湖mri表現擴展資料:
注意事項:
1、磁共振平掃後須進行磁共振增強掃描時,離開檢查室,進行照影劑的注射後繼續回到檢查室內進行掃描。
2、磁共振平掃後,須進行磁共振增強掃描時,離開檢查室,進行照影劑的注射後繼續回到檢查室內進行。
3、完成一次磁共振檢查需要25分鍾左右,檢查過程中你會聽到機器發出的嗡嗡聲,此時請盡量靜卧、平穩呼吸,身體勿做任何移動,以免影響圖像質量。
4、在平掃結束後可能需要增強掃描以便進一步明確診斷費用另記。
5、檢查當天請攜帶相關的醫學資料,如CT片X,光片,血管造影片,核素檢查,內窺鏡及B超檢查的化驗單等,以便診斷醫生做綜合分析。
6、磁共振中pc法,dwi,pwi是什麼意思
dwi是磁共振的一種成像技術,dwi用於缺血性腦血管病的早期診斷,發病2小時內即可發現缺血改變,可為早期治療提供重要信息。但dwi技術也有局限性,dwi只能顯示急性期病,過了急性期,dwi檢查常常難以提供幫助。
pwi也是磁共振的一種成像技術,通過靜脈注射順磁性對比劑,計算局部腦血容量,局部腦血流量和平均通過時間。
pwi可提供周圍組織氧和營養物質的功能狀態,提供常規磁共振不能獲得的血流和腦血管功能狀態的信息,有助於缺血性腦血管病的早期診治。
(6)骨髓內靜脈湖mri表現擴展資料
人們日常生活中常說的磁共振,是指磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI),其是利用核磁共振現象製成的一類用於醫學檢查的成像設備。
磁共振成像在臨床上主要用於以下部位:
1、頭部
可清晰分辨腦灰質和白質,對多發性硬化等一類脫髓鞘和白質病變優於CT。對腦外傷、腦出血、腦梗塞、腦腫瘤等同CT類似,但可顯示CT為等密度的硬膜下血腫。、MRI對鈣化灶顯示不夠理想。
2、脊柱
不需要造影劑就能清晰區分脊髓、硬膜囊和硬膜外脂肪。對腫瘤、脊髓空洞症、脫髓鞘病變等均有較高診斷價值。能夠顯示早期和微創的骨折或椎體脫位,尤其能觀察脊髓損傷情況。顯示椎間盤病變很好,可以分辨纖維環和髓核,特別是矢狀面圖像可以同時顯示多個椎間盤突出。
3、四肢
能夠輔助常規X射線或CT對骨質本身病變的顯示。對軟組織及肌肉病變包括腫瘤及炎症都能清晰顯示,特別是對早期急性骨髓炎,是一種靈敏度很高的檢查方法。MRI也是檢查膝關節半月板病變的首選方法。
4、盆腔
對直腸及泌尿生殖系統優於CT,無輻射損害,特別適用於孕婦及胎兒檢查。
5、胸部
對肺的檢查不如CT和常規X射線,對縱隔檢查則優於CT,不用造影劑即可分辨縱隔血管和腫物,也是一項有價值的心血管檢查技術。
6、腹部
主要用於肝、胰、脾、腎等實質臟器。無需造影劑可進行MRI的胰膽管造影(MRCP)和尿路造影(MRU)。
7、核磁對於何種病變以為首選方法?
與CT相比磁共振檢查對實質性器官、軟組織、骨骼等較有優勢,CT對於肺部與空內腔臟器較有優勢。磁共振常容見疾病檢查包括:
1、腰椎、中樞神經的部分結核;
2、肝、脾、腎臟的結核;
3、四肢骨骼軟組織的腫脹、結核。
對於軟組織檢查,磁共振較CT可更易、更早期發現病變,此為磁共振相對CT的較大優勢。
8、磁共振MRI、MRA、SWI分別是什麼意義?各自特殊作用是什麼?磁共振0.5、3.0分別指什麼?
1、磁共振MRI也就是磁共振成像,英文全稱是:Magnetic Resonance Imaging。意義:核磁共振是一種物理現象,作為一種分析手段廣泛應用於物理、化學生物等領域,到1973年才將它用於醫學臨床檢測。為了避免與核醫學中放射成像混淆,把它稱為磁共振成像術(MR)。
技術特點是:磁共振成像是斷層成像的一種,它利用磁共振現象從人體中獲得電磁信號,並重建出人體信息。
2、磁共振MRA是磁共振血管成像,英文全稱是:Magnetic Resonance Angiography,意義:磁共振血管成像,磁共振可以行血管造影,即顯示血管,可發現血管狹窄和閉塞的部位。
技術特點:基於飽和效應、流入增強效應、流動去相位效應。MRA是將預飽和帶置於3D層塊的頭端以飽和靜脈血流,反向流動的動脈血液進入3D層塊,因未被飽和從而產生MR信號。掃描時將一個較厚容積分割成多個薄層激發,減少激發容積厚度以減少流入飽和效應。
3、SWI是磁敏感加權成像,英文全稱是:Susceptibility weighted imaging 。意義:磁敏感加權成像對於顯示靜脈血管、血液成分、鈣化、鐵沉積等非常敏感。已廣泛應用於各種出血性病變、異常靜脈血管性病變、腫瘤及變性類疾病的診斷及鐵含量的定量分析。
技術特點:SWI指令用於產生軟體中斷,以便用戶程序能調用操作系統的系統常式。操作系統在 SWI的異常處理程序中提供相應的系統服務,指令中 24位的立即數指定用戶程序調用系統常式的類型,相關參數通過通用寄存器傳遞。
磁共振的0.5和3.0代表磁共振掃描儀的場強,是機器的主要性能指標。3.0T磁共振主要被用於醫院的科研,開展課題研究等方面,一般0.35T的磁共振用的磁體是常導磁體。這些數值是用來反映磁共振產生的磁場強度大小的,數值越大,磁場強度就越大,產生的圖像就越清晰,掃描的時間也會越短。
(8)骨髓內靜脈湖mri表現擴展資料磁共振的醫療用途:
磁共振最常用的核是氫原子核質子(1H),因為它的信號最強,在人體組織內也廣泛存在。影響磁共振影像因素包括:(a)質子的密度;(b)弛豫時間長短;(c)血液和腦脊液的流動;(d)順磁性物質(e)蛋白質。
磁共振影像灰階特點是,磁共振信號愈強,則亮度愈大,磁共振的信號弱,則亮度也小,從白色、灰色到黑色。
各種組織磁共振影像灰階特點如下:脂肪組織,松質骨呈白色;腦脊髓、骨髓呈白灰色;內臟、肌肉呈灰白色;液體,正常速度流血液呈黑色;骨皮質、氣體、含氣肺呈黑色。
核磁共振的另一特點是流動液體不產生信號稱為流動效應或流動空白效應。因此血管是灰白色管狀結構,而血液為無信號的黑色。這樣使血管很容易與軟組織分開。正常脊髓周圍有腦脊液包圍,腦脊液為黑色的,並有白色的硬膜為脂肪所襯托,使脊髓顯示為白色的強信號結構。