杂项MRI 成像技术与新技术质量控制对比剂MRI 特点成像技术新技术一、MRI 常规成像技术颅脑T2->FSE; 可选序列：IR-FSE FLAIR; SE-EPI 垂体动态增强扫描：可选序列：FSE T1WI （中等ETL ）；扰相GRE T1WI 眼眶常需压脂四肢关节FSE PDWI/ 权重轻的T2WI （TE<80ms ）扰相GRET2*WI 利于纤维软骨的显示扰相GRET1WI 利于透明软骨的显示肝脏T2WI ：首选FSE （短ETL ）+呼吸触发技术（TR=1~2 个呼吸周期）可选压脂技术动态增强：理想动脉期图像：动脉信号最高；门脉主干轻微显影；肝静脉无对比剂理想门脉期图像：肝实质信号最高；门脉、肝静脉显示扫描起始时间：动脉期15s ；门脉期50~60s ；平衡期3min 胰腺压脂T1WI——扰相GRE T1WI 血流的信号特点常见的血流形式层流（laminal flow ）：血流中心部血层流速最快，近血管壁的血层流速慢，呈抛物线分布。湍流（turbulent flow ）：血流除轴向运动外还有非轴向运动而形成大大小小的旋涡。1 、流空效应SE 序列时，垂直激励平面快速流动的血流接受90°RF 被激发；180° 复相RF 时（TE/2 ）已经流出接收平面，为无信号（流空效应）。TE/2 越长-越明显2、扫描层面内质子群位置移动造成的信号衰减3 、层流流速的差别造成的失相位4 、层流引起分子旋转造成的失相位5 、湍流：易发生血管狭窄、分叉、转弯等处1、流入性增强效应短TR 使静止组织饱和，不接受新的RF 而信号衰减；但总有已饱和的血流被新流入层面的未饱和的血流取代，可接受RF 产生信号。长TR 则相反。2、舒张期假门控现象：TR 与心动周期同步时；且激发与采集刚好落在舒张中后期-高信号血流3 、流速非常缓慢的血流4 、偶回波效应：SE 多回波偶回波的相位重聚5 、梯度回波序列-高信号6 、利用超短TR （<5ms ）和TE （<2ms ）的稳态进动GRE –流动对图像影响小7 、利用对比剂和超短TR 和TE 的GRE T1WI MRA 的方法TOF 法；PC 法；黑血法；ce MRA TOF 法(Time of Flight) 2D-TOF ：利用TOF 技术对整个容积进行激发和采集采用扰相GRE 优点：空间分辨力更高，层厚更薄受湍流的影响相对较小后处理图像的质量好缺点：容积内血流饱和明显，不利于慢血流显示背景抑制效果较差-+ 磁化转移技术-- 可改善扫描时间相对较长临床应用：3D ：脑部、颈部2D ：颈部、下肢、腹部、静脉预饱和技术相位对比法 (phase contrast PC) PC 法MRA 特点速度图像+流动图像（相位图像）速度图像信号强度仅与流速有关-常规流动图像信号与流速、血流方向有关（+ - ）-定量背景抑制-减影技术需不同方向施加速度编码梯度场优点背景抑制好-小血管慢血流显示-静脉；血管狭窄显示好血流定量分析缺点时间长，后处理复杂合适编码流速的确定对比增强MRA (contrast enhancement CE-MRA) 原理：利用对比剂缩短T1 ，采用快速T1WI 记录T1 弛豫差别目前多用三维扰相GRET1WI- 短TE 同时缩短T1 和T2* ，减少T2* 效应减轻流动相关的失相位优点：血管腔的显示可靠，减少血管狭窄的假象，不易遗漏病变可同时完成多部位的动静脉显示缺点：需注入对比剂无血液流动信息成效速度快原理：利用水长T2 特性，采用重T2WI （TE>500ms ），使所采集的图像信号主要来自于水样结构常用序列：FSE T2WI （长ETL ）-腹部MRCP MRU 单次激发FSE T2WI/ 半傅立叶采集单次激发快速SE （HASTE ）-MRCP MRU 三维True FISP- 内耳、MRM 四、MRI 脂肪抑制技术意义减少运动伪影、化学位移伪影增加图像组织对比增加增强扫描效果鉴别病变内是否含有脂肪机制脂肪与其他组织纵向弛豫的差别脂肪与其他组织T1 值的差别（脂肪的纵向弛豫速度最快，T1 值最短）化学位移现象质子的化学位移现象：因分子环境（核外电子结构）不同引起的进动频率的差异与B0 强度呈正比常见的脂肪抑制技术频率选择饱和法STIR 技术频率选择反转脉冲脂肪抑制技术：SPIR （Philips ），SPECIAL （GE ）Dixon 技术( Proset-WATS 、FATS) 频率选择饱和法思路利用化学位移效应优点：高选择性可用于多种序列：SE 、FSE 、GRE 简便宜行缺点：场强依赖性大——0.5T 以下机器不宜采用对场强均匀度要求高——需要匀场大FOV 扫描，视野周边区抑制效果差SAR 值高延长扫描时间，影响图像质量（预脉冲占据TR 间期）STIR 技术 原理：TI 值是影响脂肪抑制效果的关键参数当TR 比T1 足够长时，只要取TI=0.69T1 即可去除脂肪信号优点：场强的依赖性较低，低场强磁共振系统也能取得较好的脂肪抑制效果对磁场的均匀度要求较低大FOV 也能取得较好的抑制效果缺点：对脂肪信号的抑制缺乏特异性，当某些液体或组织的T1 值与脂肪相近时，其信号也被抑制扫描时间长（长T R ）不能用于增强扫描STIR STIR Shoulder STIR T1W/TSE PDW/TSE T2W/TSE Dual TSE T1W/TSE SPIR PDW/TSE SPIR T2W/TSE SPIR STIR/TSE TE ＝30ms STIR Long TE FFE T2W/FFE 频率选择反转脉冲脂肪抑制技术SPIR--Spectral Presaturation Inversion Recovery) 优点：扫描时间增加不多一次预脉冲激发可完成整个三维容积内的脂肪抑制SAR 低缺点：对场强要求高-低场不适用对B1,B0 敏感，对磁场均匀度要求高五、MRI 化学位移成像技术同相位(In Phase) 和反相位(Opposed-phase) 成像相位是指在XY 平面磁化矢量的圆周运动水质子比脂肪质子进动频率快：同相位（0 ° ）-异相位（180° ）-同相位（360° ）-异相位（540 ° ）………….. 通过选择适当的回波时间，可在水和脂肪质子宏观磁化矢量相位一致或相位反向时采集回波信号同相位:水和脂肪信号相加反相位:水和脂肪信号抵消技术：扰相GRET1WI 应用：腹部脏器脂肪成分的判定六、MR 扩散加权成像技术扩散的基本概念分子微观、随机的平移运动并相互碰撞-布朗运动自由扩散：不受任何约束-如脑脊液、尿液等限制性扩散：受周围介质的约束-一般组织各向同性：各方向上限制性扩散对称各向异性：各方向上限制性扩散不对称简要原理在某一方向上施加一个梯度场-磁场不均匀-该方向上质子进动频率出现差别-质子失相位-横向磁化矢量衰减-MR 信号减弱SE-EPI ：180° 复相脉冲的两侧各施加方向、强度和持续时间完全相同的梯度场（扩散敏感梯度场）-体素中水分子在梯度场施加方向上的扩散运动引起质子信号的衰减DWI 技术要点DWI 上组织信号衰减的影响因素扩散敏感梯度场强度、持续时间、间隔时间组织中水分子的扩散自由度b 值的选择（磁旋比梯度场强度梯度场持续时间梯度场间隔时间）过高->SNR 降低；过低-> 扩散不敏感DWI 方向性：6个方向以上施加梯度场—DTI 表观扩散系数Fan G, Zang P, Jing F, et al. Usefulness of diffusion / perfusion-weighted MRI in C6 rat gliomas: correlation with histopathology. Aca Radiol 2005 ；12(5):640~651. EPI 技术的主要应用：弥散张量成像（DTI ）理论依据：水分子的限制性扩散：受周围介质的约束-一般组织各向同性：各方向上限制性扩散对称各向异性：各方向上限制性扩散不对称选用不同的弥散梯度方向：6个以上（3 个主要方向+ 3 个对角线) 应用：白质纤维束成像（Fiber Tractography ）可识别三种主要纤维束：投射纤维：CST 联络纤维：SLF 连合纤维：胼胝体Potential of Diffusion Tensor MR Imaging in the Assessment of Periventricular Leukomalacia （Fan G, Yu B, Quan S, et al. Clinical Radiology, 2006: in press) 七、MR 波谱原理：化学位移分子结构不同所造成的同一磁性原子核进动频率的差异1HMRS 技术：STEAM （激励回波采集模式）：3个90° 脉冲-SNR 低PRESS ：1个90°2 个180° 脉冲-SNR 高特点：磁场均匀度、场强要求高，相对代谢信息-谱线表示特定磁性原子核：1H 、31P 、12C 、23Na 、19F 八、MR 灌注成像（PWI ）经静脉团注对比剂(Gd-DTPA) 后进行的快速动态扫描T1 （体部）、T2 （头部）图像质量MRI 常规质控指标的基本概念矩阵、FOV 、空间分辨率-显示细小结构的能力图像信噪比（signal to noise ratio,SNR)- 显示图像的能力对比噪声比（contrast to noise ratio,CNR)- 显示不同组织的能力影响SNR 的主要因素主磁场场强（正比关系）表面线圈空间分辨－－Voxel 体积大小（正比）层厚、Matrix 、FOV 采集次数（平方根正比）序列及其参数对比噪声比（CNR) 在图像拥有一定SNR 的条件下，足够的CNR 是检出病变（特别是实质脏器内病变）的根本保证。T1WI ：CNR 反映图像的T1 对比T2WI ：CNR 反映图像的T2 对比影响CNR 的主要因素是否具有足够的SNR 序列扫描参数病变与正常组织的差异伪影空间分辨是否使用对比剂图像伪影MRI 的伪影设备伪影；运动伪影；磁化率伪影和金属异物伪影；MRI 伪影-- 设备伪影化学位移伪影由于化学位移现象导致的图像伪影产生的原因是因为脂肪中的质子的进动频率要比水中的质子快（约为3.5PPM ）：如果以水分子中的质子的进动频率为MR 成像的中心频率，则脂肪信号在频率编码方向上将向梯度场强较低的一侧错位，使邻近的两种像素信号重叠。结果在一侧脂肪-水界面出现高信号带，而另一侧水-脂肪界面出现低信号带特点：出现在频率编码方向上脂肪组织的信号向频率编码梯度场强较低的一侧移位场强越高，化学位移伪影也越明显对策：改变频率编码方向、压脂、增加频率编码带宽卷褶伪影当受检物体的尺寸超出FOV 的大小，FOV 外的组织信号将折叠到图像的另一侧出现在频率编码方向、相位编码方向特点：由FOV 小于受检部位所致常出现在相位编码方向上FOV 外一侧的信号组织卷褶并重叠到图像的另一侧对策：增大FOV 、切换频率编码与相位编码方向、相位编码方向超范围编码截断伪影也称环状伪影容易出现在两种情况下：①图像的空间分辨力较低（即像素较大）②在两种信号强度差别很大的组织间，如脑脊液与骨皮质之间特点：①常出现在空间分辨力较低的图像上②相位编码方向往往更为明显③表现为多条明暗相间的弧线或条带对策：增加图像空间分辨力、采集时间部分容积效应MR 图像同样存在部分容积效应，造成病变的信号强度不能得以客观的表达，同时将影响病变与正常组织的对比解决的方法主要是减薄层厚。层间干扰MR 成像需要采用射频脉冲激发，由于受梯度场线性、射频脉冲的频率特性等影响，实际上MR 二维采集时扫描层面附近的质子也会受到激励，这样会造成层面之间的信号相互影响，这种效应称之为层间干扰（cross talk ）或层间污染（cross contamination ）层间干扰的结果往往是偶数层面的图像