磁共振知识点1.docx
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磁共振知识点1
伪影是指MR图像中与实际解剖结构不相符的信号,能够表现为图像变形、重叠、缺失、模糊等。
MRI检查中伪影要紧造成三个方面的问题:
(1)使图像质量下降,乃至无法分析;
(2)掩盖病灶,造成漏诊;(3)显现假病灶,造成误诊。
因此正确的熟悉伪影及其计谋关于提高MRI临床诊断水平超级重要。
MRI的伪影要紧分为装备伪影、运动伪影及磁化率灵敏伪影等三大类。
一、设备伪影
所谓设备伪影是指与MRI成像设备及MR成像固有技术相关的伪影。
设备伪影要紧取决于生产产家的设备质量、安装调试等因素,成像参数的选择也是阻碍设备伪影的重要因素。
下面要紧讨论与成像参数有关的设备伪影。
(一)化学位移伪影
化学位移伪影是指由于化学位移现象致使的图像伪影。
化学位移现象咱们已经在MRS一节作了介绍。
大伙儿都明白MR图像是通过施加梯度场造成不同位置的质子进动频率显现不同来完成空间定位编码的。
由于化学位移现象,脂肪中的质子的进动频率要比水中的质子快3。
5PPM(约147Hz/T),若是以水分子中的质子的进动频率为MR成像的中心频率,那么脂肪信号在频率编码方向上将向梯度场强较低(进动频率较低)的一侧错位。
以盆腔横断面T2WI为例,若是左右方向为频率编码方向且梯度场为左侧高右边低,膀胱内的尿液呈现高信号,周围脂肪也呈高信号。
膀胱左旁的脂肪向右边移位并与膀胱内的尿液信号叠加,在膀胱左侧缘形成一条信号更高的白色条带;而膀胱右旁的脂肪也向右移位,从而在膀胱右缘处形成一条信号缺失的黑色条带。
化学位移伪影的特点包括:
(1)出此刻频率编码方向上;
(2)脂肪组织的信号向频率编码梯度场强较低的一侧移位;(3)场强越高,化学位移伪影也越明显。
化学位移伪影的计谋包括:
(1)改变频率编码方向。
这仅能改转变学位移伪影的方向,并非能减轻或排除化学位移伪影。
(2)施加脂肪抑制技术。
脂肪信号被抑制后,其化学位移伪影将同时被抑制。
(3)增加频率编码的带宽。
以1。
0T扫描机为例,脂肪和水的化学位移为147Hz,若是矩阵为256×256,频率编码带宽为25KHz(约100Hz/像素),那么化学位移147Hz相当于移位1。
5个像素,若是把频率编码带宽改成50KHz(约200Hz/像素),那么化学位移相当于0。
75个像素,伪影明显减轻。
(二)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,这种折叠被称为卷褶伪影。
MR信号在图像上的位置取决于信号的相位和频率,信号的相位和频率别离由相位编码和频率编码梯度场取得。
信号的相位和频率具有必然范围,那个范围仅能对FOV内的信号进行空间编码,当FOV外的组织信号融入图像后,将发生相位或频率的错误,把FOV外一侧的组织信号错当做另一侧的组织信号,因此把信号卷褶到对侧,从而形成卷褶伪影。
事实上卷褶伪影能够出此刻频率编码方向,也能够出此刻相位编码方向上。
由于在频率方向上扩大信号空间定位编码范围,不增加搜集时刻,目前生产的MRI仪均采纳频率方向超范围编码技术,频率编码方向不显现卷褶伪影,因此MR图像上卷褶伪影一样出此刻相位编码方向上。
在三维MR成像序列中,由于在层面方向上也采纳了相位编码,卷褶伪影也能够出此刻层面方向上,表现为第一层外的组织信号卷褶到最后一层的图像中。
卷褶伪影具有以下特点:
(1)由FOV小于受检部位所致,
(2)常出此刻相位编码方向上,(3)表现为FOV外一侧的组织信号卷褶并重叠到图像的另一侧。
幸免卷褶伪影的计谋有:
(1)增大FOV,使之大于受检部位;
(2)切换频率编码与相位编码的方向,把层面中径线较短的方向设置为相位编码方向。
如进行腹部横断面成像时,把前后方向设置为相位编码方向不易显现卷褶伪影;(3)相位编码方向超范围编码,是指对相位编码方向上超出FOV范围的组织也进行相位编码,不同的MRI仪产家采纳不同方式进行超范围相位编码。
如西门子公司采纳的过度采样(oversample)技术,依照被检组织在相位编码方向上超出FOV的多少来决定过度编码的范围,能够1%到100%范围内随意选择,搜集时刻随所选的范围成比例增加。
GE公司采纳去相位卷褶(nophasewrap,NPW)技术,通经常使用于2个NEX或4个NEX的序列,若是是2个NEX,施加NPW技术后事实上只执行1个NEX,但相位编码范围增大1倍,搜集的总相位编码线(MR信号)数量没有改变,因此不增加搜集时刻;若是是1个NEX的序列那么需要增加搜集时刻,与西门子公司过度采样技术相仿,但过度编码的范围不能随意选择。
(三)截断伪影
截断伪影也称环状伪影,在空间分辨力较低的图像比较明显,表现为多条同中心的弧线状低信号影。
MRI图像是由多个像素组成的,数字图像要想真实展现实际解剖结构,其像素应该无穷小,但事实上像素的大小是有限的,因此图像与实际解剖存在不同,这种不同事实上确实是截断不同,当像素较大时其失真将更为明显,就可能显现肉眼可见的明暗相间的条带,这确实是截断伪影。
截断伪影容易出此刻两种情形下:
(1)图像的空间分辨力较低(即像素较大);
(2)在两种信号强度不同专门大的组织间,如T2WI上脑脊液与骨皮质之间。
截断伪影的特点有:
(1)常出此刻空间分辨力较低的图像上;
(2)相位编码方向往往更为明显,因为为了缩短搜集时刻相位编码方向的空间分辨力往往更低;(3)表现为多条明暗相间的弧线或条带。
截断伪影的计谋主若是增加图像空间分辨力,但同时往往需要增加搜集时刻。
(四)部份容积效应
与其他任何断层图像一样,MR图像一样存在部份容积效应,造成病灶的信号强度不能得以客观表达,同时将阻碍病灶与正常组织的对照。
解决的方法主若是减薄层厚。
(五)层间干扰
MR成像需要采纳射频脉冲激发,由于受梯度场线性、射频脉冲的频率特性等的阻碍,事实上MR二维搜集时扫描层面周围的质子也会受到鼓励,如此就会造成层面之间的信号彼此阻碍(图28),咱们把这种效应称为层间干扰(crosstalk)或层间污染(crosscontamination)。
层间干扰的结果往往是偶数层面的图像整体信号强度降低,因此显现同一序列的MR图像一层亮一层暗相距离的现象。
层间干扰伪影的计谋包括:
(1)设置必然的层间距;
(2)采纳跳跃方式搜集各层图像信号,如总共有10层图像,先激发搜集第一、3、五、7、9层,再激发搜集第二、4、六、八、10层;(3)采纳三维搜集技术。
二、运动伪影
MR图像的运动伪影往往是指由于受检者的宏观运动引发的伪影。
这些运动能够是自主运动如肢体运动、吞咽等,也能够是非自主运动如心跳、血管搏动。
运动能够是随机的如胃肠道蠕动、吞咽等,也能够是周期性运动如心跳和血管搏动等。
运动伪影显现的缘故主若是由于在MR信号搜集的进程中,运动器官在每一次激发、编码及信号搜集时所处的位置或形态发生了转变,因此将显现相位的错误,在傅里叶转换时其信号的位置即发生错误,从而显现伪影。
运动伪影具有以下一起特点:
(1)要紧出此刻相位编码方向上;
(2)伪影的强度取决于运动结构的信号强度,后者信号强度越高,相应的伪影越亮。
(3)伪影复制的数量、位置受大体正弦运动的相对强度、TR、NEX、FOV等的因素影像。
下面将介绍常见运动伪影的特点及其计谋。
(一)随机自主运动伪影
随机自主运动伪影是指不具有周期性且受检者能够自主操纵的运动造成的伪影,如吞咽、眼球转动、肢体运动等造成的伪影。
随机自主运动伪影的特点有:
(1)要紧造成图像模糊;
(2)伪影出此刻相位编码方向;(3)受检者能够操纵。
要紧计谋有:
(1)检查前争取病人的配合,保证扫描期间维持不动;
(2)尽可能缩短图像搜集时刻;(3)吞咽运动伪影能够在喉部施加预饱和带。
(二)呼吸运动伪影
呼吸运动伪影要紧出此刻胸腹部MR图像上,呼吸运动具有必然的节律性和可操纵性。
特点为:
(1)要紧造成图像模糊;
(2)伪影出此刻相位编码方向上;(3)受检者能够在必然程度操纵。
计谋包括:
(1)施加呼吸触发技术(T2WI)或呼吸补偿技术(SET1WI);
(2)采纳快速成像序列屏气扫描;(3)施加脂肪抑制技术,因为MR图像上脂肪信号很高,造成伪影也很明显,脂肪信号抑制后伪影将明显减轻;(4)在前腹壁施加预饱和带抑制腹壁皮下脂肪的信号;(5)施加腹带等减小呼吸运动的幅度;(6)增加NEX。
(三)心脏搏动伪影
心脏搏动伪影不仅能够造故意脏MRI图像的模糊,而且伪影将重叠于周围结构上。
心脏搏动伪影具有以下特点:
(1)具有很强的周期性;
(2)受检者不能自主操纵;(3)沿相位编码方向散布。
心脏搏动伪影的计谋有:
(1)施加心电门控或心电触发技术,要紧用于心脏大血管MR检查;
(2)在心脏区域施加预饱和带,要紧用于心脏周围结构如脊柱的检查;(3)切换相位编码方向,如脊柱矢状面或横断面成像时,若是相位编码为前后方向,心脏搏动伪影将重叠在脊柱上,若是把相位编码方向改成左右(横断面)或上下(矢状面),伪影将再也不重叠于脊柱上。
(四)大血管搏动伪影
大血管搏动伪影常见于以下几种情形:
(1)腹部MRI成像,专门是梯度回波快速成像序列;
(2)增强扫描时由于血液信号增加,容易显现搏动伪影,梯度回波序列容易显现,SET1WI也可显现来自静脉的搏动伪影;(3)其他临近大血管的部位,利用梯度回波成像或增强扫描均易显现搏动伪影。
大血管搏动伪影的特点为:
(1)具有很强的周期性;
(2)沿相位编码方向散布;(3)常表现为一串等间距的血管影;(4)血管信号越高,搏动伪影越明显;(5)在成像区域靠血流上游的层面搏动伪影较明显,如腹部横断面图像中主动脉搏动伪影以上方层面较明显,而腔静脉搏动伪影那么以下方层面较明显。
大血管搏动伪影的计谋有:
(1)在成像区域血流的上游施加预饱和带;
(2)利用流动补偿技术,对较慢的血流造成的伪影有较好的成效,如颅脑SET1WI增强扫描施加该技术后来自于静脉窦的搏动伪影可明显减少;(3)施加心电门控;(4)切换相位编码方向,这并非能排除搏动伪影,但可使搏动伪影的方向发生改变,如肝脏横断面扰相GRET1WI序列,若是相位编码方向为前后方向,那么主动脉搏动伪影将重叠于左肝外叶,若是把相位编码方向改成左右方向,那么主动脉搏动伪影可躲开左肝外叶。
三、磁化率伪影及金属伪影
磁化率是物质的大体特性之一,某种物质的磁化率是指这种物质进入外磁场后的磁化强度与外磁场强度的比率。
抗磁性物质的磁化率为负值,顺磁性物质的磁化率为正值,一样顺磁性物质磁化率很低,铁磁性物质的磁化率很高。
MR成像时,两种磁化率不同较大的组织界面上将显现伪影,这种伪影称为磁化率伪影。
磁化率伪影表现为局部信号明显减弱或增强,常同时伴有组织变形。
磁化率伪影具有以下特点:
(1)常出此刻磁化率不同较大的组织界面周围,如脑脊液与颅骨间、空气与组织之间等;
(2)体内或体外的金属物质专门是铁磁性物质可造成局部磁化率发生显著转变,显现严峻的磁化率伪影;(3)梯度回波序列对磁化率转变较灵敏,与自旋回波类序列相较更易显现磁化率伪影,EPI序列的磁化率伪影更为严峻;(4)一样随TE的延长,磁化率伪影越明显,因此T2WI或T2*WI的磁化率伪影较T1WI明显。
磁化率伪影的计谋有:
(1)做好匀场,场强越均匀,磁化率伪影越轻;
(2)缩短TE;(3)用SE类序列取代GRE类序列或EPI序列;(3)增加频率编码梯度场强度;(4)增加矩阵;(5)减少磁化率不同,如口服低剂量顺磁性对照剂可减少胃肠道气体与周围组织间的磁化率伪影;(6)除去受检者体内或体表的金属异物。
扫描序列
是指射频脉冲、梯度场和信号搜集时刻等相关参数的设置及其在时序上的排列。
MR成像要紧依托于四个因素:
即质子密度、T一、T二、流空效应,应用不同的磁共振扫描序列能够取得反映这些因素不同偏重点的图像。
目前最大体、最经常使用的脉冲序列为SE序列,其它还包括GRE序列、IR序列等。
1)自旋回波(spinecho,SE)
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第一发射一个90。
的射频脉冲后,距离数至数十毫秒,发射1个180。
的射频脉冲,再过数十毫秒后,测量回波信号。
是MR成像的经典序列,特点是在90。
脉冲激发后,利用180。
复相脉冲,以剔除主磁场不均匀造成的横向磁化矢量衰减。
SE序列的加权成像有三种:
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A、质子密度N(H)加权像:
参数选择:
长TR(1500ms~2500ms)短TE(15ms~30ms)。
搜集的回波信号幅度与要紧质子密度有关,因此这种图像称为质子密度加权像。
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B、T2加权像:
参数选择:
长TR(1500ms~2500ms)长TE(90ms~120ms)。
搜集的回波信号幅度要紧反映各组织的T2弛豫不同,因此这种图像称为T2加权像。
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C、T1加权像:
参数选择:
短TR(500ms左右)短TE(15ms~30ms)。
搜集的回波信号幅度要紧反映各组织的T1驰豫不同,因此这种图像称为T1加权像。
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特点:
1、图像信噪比高,组织对照良好;二、序列结构简单,信号转变容易说明;3、对磁场不均匀灵敏性低,没有明显磁化率伪影;4、搜集时刻长,容易产生运动伪影,难以进行动态增强。
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2)快速自旋回波序列
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在一次90。
RF激发后利用多个(2个以上)180。
复相脉冲产生多个自旋回波,每一个回波的相位编码不同,填充K空间的不同位置。
不同厂家的MRI仪上有不同的名称,安科公司和GE公司称之为FSE(fastspinecho,FSE),西门子公司和飞利浦公司称之为TSE(turbospinecho)。
FSE以前也称弛豫增强快速搜集(rapidacquisitionwithrelaxationenhancement,RARE)。
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特点:
1、快速成像,FSE序列的搜集时刻随ETL的延长而成比例缩短;二、回波链中每一个回波信号TE不同,FSE序列的T2对照较SE序列下降,ETL越长,对图像对照的阻碍越大;3、回波链中每一个回波信号强度不同,在傅里叶转换中发生对位错误,致使图像模糊;4、脂肪组织信号强度增高;五、对磁场不均匀性不灵敏;六、能量沉积增加。
ETL越长,ES越小,越明显。
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3)反转恢复序列
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具有180。
反转预脉冲的序列统称反转恢复类序列。
短反转时刻的反转恢复(shortTIinversionrecovery,STIR)要紧用于T2WI的脂肪抑制;液体抑制反转恢复(fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR)能够有效的抑制自由水的信号。
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特点:
1、增加T1对照度;二、选择性抑制必然T1值的组织信号;3、信噪比相对SE序列降低;4、扫描时刻长。
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4)梯度回波序列(gradientechopulsesequence,GRE)
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是利用梯度回波的MR成像,梯度回波与自旋回波类似,自旋回波的产生是利用180。
复相脉冲,而梯度回波的产生是在一次RF激发后,利用读出梯度场方向正反向切换产生一个梯度回波。
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特点:
1、小角度激发,加速成像速度;二、T2*弛豫,不能剔除主磁场不均匀因素;3、图像信噪比较低;4、对磁场不均匀性灵敏;五、血流常呈高信号。
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5)平面回波成像(echoplanarimaging,EPI)
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是目前MR成像最快的序列,MR信号也属梯度回波。
与一样梯度回波不同的是在一次RF激发后,利用读出梯度场的持续正反向切换,每次切换产生一个梯度回波,因此有回波链的存在,与FSE序列类似。
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特点:
1、成像速度快,可达亚秒级;二、伪影多,信噪比差;3、对磁场不均匀性灵敏;4、梯度变换速度为潜在危险因素。
MRA技术已日趋成熟,临床取得普遍应用。
与传统X线心血管造影不同,它不是血管腔本身的成像,而是血流成像。
MRA大体技术有二种,下面别离介绍。
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1时刻飞跃(time-of-flight;TOF):
应用快速扫描GE技术,选取适宜的TR值和激发角,可产生血流的增强。
由于脉冲距离时刻很短,扫描层面内静止组织反复被激发,纵向磁矩不能充分弛豫而处于饱和状态,信号很弱,呈灰黑色;血管内血液流动,搜集MR信号时,若是血流速度足够快,成像容积内激发的饱和质子流出扫描层面外,而成像容积外完全磁化的自旋又称不饱和自旋流入扫描层面,纵向磁矩大,发出强信号呈白色,于是血管内外信号不同专门大,使血管显影。
TOF法利用MR信号的纵向磁化矢量成像。
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应用此技术成像,按搜集方式不同,又分为两情形:
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(1)二维TOFMRA,对缓慢或中等流速的血流灵敏,用于评判静脉和严峻狭小的动脉成效好。
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(2)三维TOFMRA,对快速血流灵敏,可用作病变的初步挑选。
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TOF法除流动组织外,短T1的物质也是亮白信号,故血肿(亚急性期)可被误认jlA影像园
为异样血管,而有附壁血栓的血管似乎与正常血管一样,造成误漏诊,分析图像时应予以注意。
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2相位对照(phasecontrast;PC):
应用快速扫描GE技术和双极流动编码梯度脉冲,对成像层面内质子加一个先负后正,大小相等,方向相反的脉冲,静止组织的横向磁矩亦对应显现一个先负后正,大小相等,方向相反,对称性的相位改变,将正负相位叠加,总的相位差为零,故静止组织呈低或无信号;而血管内的血液由于流动,正负方向上相反的相位改变不同,迭加以后总的相位差大于零。
其相位差与血流速度成正比,故血流呈亮白的高信号,使血流与静止组织间产生良好的对照。
血流速度越快,MRA血流的信号越强。
PC法MRA利用MR信号的横向磁矩成像,扫描时刻较TOF法长,但可测量血流速度和标示血流方向。
PC法MRA对极慢血流灵敏,可区分血管闭塞和极慢血流,亦分为二维和三维MRA两种形式。
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3黑血技术:
不管应用哪一种MRA技术,血流均呈高信号,而静止组织呈灰黑色。
这与传统X线血管造影片所显示的情形恰好相反。
放射学家及临床医师已适应了观看传统血管造影片,故MRA显示为黑色血管影更易于被同意。
MRI扫描机在图像显示部份有黑白翻转功能,可将白色血管的MRA图像直接翻转成黑色血管。
也有在MRA成像进程中取得“黑血”的方式,称黑血技术(blackbloodtechniques)。
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(1)洗脱效应(washouteffect)快速成像技术血流一样情形下呈白色,但当血流速度明显加速,TR较短时,洗脱效应占主导,血流表现为黑色,即不饱和完全弛豫的质子流出成像容积,此效应在应用薄层和/或长TE时被增强,这是取得黑血的一种方式。
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(2)MRA中应用预饱和技术(presaturationtechnique)也能使血流呈黑色。
在RF脉冲发放前,旋放预饱和脉冲,饱和带与扫描层面平扫,RF脉冲激发后,饱和的自旋流入扫描层面,其纵向磁矩小,致血流为低信号呈黑色;相反静止组织为白色。
此技术所显示的图像更接近学情形,有利于估量血管内溃疡和评判血管狭小程序。
MRA的预饱和技术是一种显示血流起源和流动方式的精准手腕。
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4二维和三维MRA的对照:
临床应历时可灵活选用不同技术及搜集方式。
应用预饱和技术可别离进行单纯动脉或单纯静脉MRI,如欲显示动脉,那么在成像容积静脉血流入侧加预饱和带。
不加预饱和带,那么成像容积内动静脉同时显像。
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一样行MR成像,没必要注入顺磁性造影剂,但经静脉注入Gd-DTPA,也被用于MRA成像,应用造影剂后的MRA,改变了组织的弛豫时刻,第一是组织(如:
粘膜、脉络丛和垂体等)增强,血管次之。
而且,在图像重建时,应用最大增强投射(MIP)的处置进程与图像显示不成比例,致使图像失真。
最后,增强后MRA预饱和技术失效,所获图像包括动脉和静脉的成份,不能行单纯动脉或静脉成像。
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