MRI

磁共振成像（MRI）知识讲座

引 言

我们将磁共振成像（MRI）的基本知识向大家略做介绍，希望能有所帮助。

第一章 磁共振成像（MRI）基础知识

一、磁共振成像（MRI）基本原理

1、人体组织的化学特性

人体内最多的分子是水，约占人体重量的65%，其次为脂肪成份。此外，还有大量有机分子，如蛋白质、酶、磷酯等。这些物质中都含有大量的氢原子。因此，氢原子是人体中含量最多的原子。

2、磁共振成像（MRI）原理

目前的磁共振成像是氢原子的成像，实际上是脂肪和水为主的软组组成像，或者说磁共振成像（MRI）是利用身体细胞中的氢原子在磁场内共振产生信号，通过精密的电脑系统重建而获得高清晰的影像，以达到诊断目的的一种技术。

二、磁共振成像（MRI）技术的发展概况

1、 1977年：初期MRI全身图像产生；

2、 1980年：首台商品磁共振成像系统问世；

3、 1981年：首台超导全身磁共振成像系统建立；

4、 1983年：获准进入市场；

5、 1989年：我国0.15T永磁型磁共振成像系统（ASM-015P）问世；

6、 1992年：我国0.60T超导型磁共振成像系统（ASM-060S）问世；

7、 1999年：我国0.35T永磁型磁共振成像系统（NOVUS系列）开发成功；

8、 2000年：我国1.5T超导型磁共振成像系统（NOVUS系列）开发成功；

9、 目前： 3.0T超导磁共振应用于临床；

10、 目前： 7.0T、10.0T磁共振进入临床前研究；

三、磁共振成像（MRI）的一些基本概念

1. 什么是Tesla?

Tesla（T）是一个磁场强度单位，中文译为特斯拉，一单位T等于10000Gause，Gause中文译为高斯，地球的自然磁场强度为0.3~0.7Gs，南北极有所不同。

2. 什么是共振？

共振是一种自然界普遍存在的物理现象，物质是永恒运动着的，物体的运动在重力作用下将会有自身的运动频率。当某一外力作用在某一物体上时，而且有固定的频率，如果这个频率恰好与物体自身运动频率相同，物体将不断吸收外力，转变为自身运动的能量，随时间的积累，能量不断被吸收，最终导致物体的颠覆而失去共振状态。这个过程就是共振。

3. 什么是MR信号？

MR信号是MRI机中使用的接收线圈探测到的电磁波，它具有一定的相位、频率和强度，经计算机处理，在MRI图像上反映出不同组织的亮暗特征。各种形态特征的组织具有不同的信号特点，将共同组成一幅亮度对比良好、信噪比较高、空间分辨率适中的MRI图像。

4. 什么叫加权图像？

“加权”是一个统计上的数学概念，意思是一组数据加起来进行“权重”处理，在MRI时就是“平均处理”，即加权有“权重”的意思。以质子密度、T1值还是T2值为权重因素的图像就叫质子密度、T1或T2加权图像，也就是说反映组织T1值差别的MRI图像就是T1加权图像，反映组织T2值不同的MRI图像称为T2加权图像，反映组织质子密度差别的MRI图像我们称它为质子密度加权图像。

5. 哪些组织在T1加权图像（T1WI）上呈现低信号？

凡是含有大量水分子的组织都有较长的T1值，如

脑脊液、水肿区、囊性变、坏死组织及肿瘤等，MR信号就较低，在MRI图像上呈现低信号的暗或黑色。

6. 哪些组织在T1加权图像（T1WI）上呈现高信号？

T1时间短的组织主要为脂肪；与蛋白质大分子结合的水，其T1时间也较短；还有，亚急性期血肿因含正铁血红蛋白致T1时间变短。上述组织在MRI图像上均呈现高信号的亮或白色。

7、哪些组织在T2加权图像（T2WI）上呈现低信号？

正常人体的脾赃、肝赃、肌肉等组织的T2值相对较短，它们在T2加权图像上信号相对较低。

8、 些组织在T2加权图像（T2WI）上呈现高信号？

人体内含游离水分子较多的组织T2值相对较长，如脑脊液、肾组织、囊腔、脓肿、炎症组织、肿瘤等T2值都较长，脂肪的T2值中等。在T2加权图像上，T2长的组织信号强，呈亮白色。

9、 磁共振成像为何要用造影剂？

虽然磁共振成像有多种优越之处，可以形成各种不同信号对比的图像，但是，磁共振造影剂在肿瘤与其周围水肿的区分、血脑屏障破坏程度的显示、提高病变与周围正常组织的信号差别以及在MR血管造影（MRA）时显示较小血管等方面都有独特的优势。目前，磁共振造影剂已作为MRI的重要补充广泛应用于临床

10、为什么有些MRI成像要抑制脂肪的MR信号？

脂肪组织在磁共振的T1和T2加权上均呈高信号，人体内富含脂肪组织，尤其在组织间隙中的脂肪组织在MRI上构成了自然的器官或组织的分界轮廓线，所以，一般情况下脂肪组织的存在对MRI成像是有利的。但是，在一些特殊情况下，我们就须要选择性抑制脂肪信号，采用脂肪抑制技术成像可明确组织内是否含有脂肪成份，如诊断肾上腺肿瘤、骨髓浸润、脂肪性肿瘤的脂肪变性等情况。此外，抑制脂肪信号可提高图像中其它组织的相对信号强度，也可改善造影剂增强后病灶强化程度的显示，有利于病灶的显示。

11、MRA一定要用造影剂吗？

MRA不一定使用造影剂，这是因为MRA成像时选择适当的成像序列和参数就可以使流动的血液呈显着的高信号，结合其它使周围静止组织信号抑制的脉冲技术，就可以使血管影与周围组织的信号差别加大，再用最大投影重建后处理技术获得单纯显示血管的MRA图像。

12、为什么要使用造影剂来做MRA（CE-MRA）？

钆作为安全有效的T1驰豫增强剂，引入血液就可使血液T1驰豫显着加快，从而克服MRA成像中血液被多次脉冲激发过度饱和的问题，避免了图像上出现分层阶梯状伪影，而且对静脉、小动脉等均能较好地显示。

13、MRA能代替X线血管造影吗？

MRA目前是不能代替X线血管造影的。尽管血管造影有危险性，MRA是非创伤性检查，是值得推荐使用的，也是今后发展的方向。但是，MAR有成像伪影和假阳性问题，对小血管病变显示不良且不能同时行介入治疗。所以，我们的体会是，对较大血管的病变，或病情不允许做X线血管造影，或没有进一步做手术或介入治疗计划的病人，可以选择MRA检查。CE-MAR提供了一种方便、安全、有效的诊断手段。

四、目前主要MRI成像序列

1、什么是自旋回波（SE）序列？

自旋回波序列是磁共振成像最常用的脉冲组合，简称SE序列。SE序列采用90度和180度的组合脉冲形式对人体组织进行激发。

2、 什么是快速自旋回波（FSE）序列？

快速自旋回波简称为FSE（fast spin echo或 turbo SE）。FSE序列中，在第一个90度脉冲激发后，经第一个TE时间收集信号完成后，继续给予具有不同相位的180度脉冲，可达8或16个连续脉冲进行成像。目前FSE已基本取代SET2加权成像。

3、什么是梯度回波序列？

梯度（重聚）回波（GRE）序列也称为场回波序列（field echo，FE），也是非常基本的成像序列。90度脉冲激发后，在GRE序列时就不用180度脉冲来重聚焦，而是用一个紧接的反方向梯度来重新使快速衰减的横向磁矩再现，同样也可获得一个回波信号，进行成像。

4、 什么是稳态梯度回波（GRASS或FISP）序列？

在GRE小翻转角成像时，如果TE也很短，远短于T2*值，那么，对图像产生影响的是组织的质子密度，这种特殊的稳定状态下的梯度回波成像就被称为稳态梯度回波序列（gradient recalled acquisition in the steady state，GRASS 或fast imaging with steady-state precession，FISP）GRASS获得的图像为质子密度加权图像，血液呈很高信号，由于TR较短，TE也很短，速度很快，很适合心赃电影动态磁共振成像或MRA等。

5、 什么是扰相梯度回波（SPGR或FLASH）序列？

在上述的GRASS序列中，在每次脉冲后加一个去相位脉冲，使T2对图像的影响基本消除，同时使用一个中等或较大的翻转角脉冲使T1值对图像的影响增加，形成T1加权图像，这种序列就是扰相梯度回波序列（spoiled grass，SPGR或fast low angle shot，FLASH）。由于这种梯度回波序列的TR和TE都非常短，速度非常快，可以反映组织T1值的不同，所以，SPGR在MRI增强检查、增强MRA等需要快速获得T1加权成像时很有实用价值。

6、 什么是STIR（脂肪抑制）序列？

IR序列成像时，如果选择T1值正好与脂肪组织纵向磁矩从负值恢复到零水平所需时间，这时脂肪组织就没有信号，达到了选择性抑制脂肪信号的目的。

7、 什么是FLAIR序列？

FLAIR（fluid attenuation IR）序列是IR序列与FSE结合的组合序列。选择较长的T1时间，可使游离水（T1较长）的纵向磁矩处于零水平时启动后续的FSE序列，达到选择性抑制水信