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磁共振成像 2013年第4卷第4期 Chin J Magn Reson Imaging, 2013, Vol 4, No4
技术研究 | Technical Articles
MRI运动伪影校正方法与实现
黄敏 ,覃兴婕,李清园
[摘要] MRI 过 程 中 , 患 者 的 轻 微 运 动 会 造 成 重 建 图 像 中 含 有 运 动 伪 影 , 降 低 成
国家自然科学基金编号:.
像 质 量 。 作 者 对 基 于 最 小 熵 约 束 的MRI 运 动 伪 影 校 正 方 法 进 行 改 进 , 自 动 缩 小
每 次 迭 代k 空 间 线 的 数 目 , 同 时 改 变 原 来 单 一 步 长 的 校 正 模 式 , 在 迭 代 过 程 中 自
动 减 小 步 长 , 节 约 了 校 正 时 间 , 改 善 了 校 正 效 果 。 基 于Matlab 图 形 用 户 界 面 ,
中 南 民 族 大 学 生 物 医 学 工 程 学 院 , 武
实 现 了MRI 运 动 伪 影 校 正 算 法 , 对 仿 真 数 据 和 实 验 数 据 的 处 理 进 行 了 显 示 , 为
进一步开发新的伪影校正方法提供了参考。
[关键词] 磁共振成像;平移运动;最小熵;相位恢复
黄 敏 ,E-mail :hmrose@mail.scuec.
Research and realization of correction method of MRI
motion artifact
收稿日期: *
HUANG Min , QIN Xing-jie, LI Qing-yuan
College of Biomedical Engineering, South-Central University for Nationalities,
Wuhan 430074, China
中图分类号:R445.2;R138
Correspondence to: Huang M, E-mail: hmrose@.cn
文献标识码:A Received 20 Mar 2013, Accepted 10 June 2013
Abstract During the process of magnetic resonance imaging, the patient motion
DOI:10.3969/j.issn.13.04.010
induces motion artifacts in the reconstructed image and degrades the quality of the
image. In this paper, we study the phase recovery algorithm based on minimum
黄 敏, 覃 兴 婕, 李 清 园, 等. MRI 运 动 伪
entropy focus criterion constraint. In order to save time and improve the correction
影 校 正 方
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&&& 伪影是指MR图像中与实际结构不相符的信号，可以表现为图像变形、重叠、缺失、模糊等。每一幅MRI图像都存在不同程度的伪影。&&& MRI检查中伪影主要造成三个方面的问题：（1）使图像质量下降，甚至无法分析；（2）掩盖病灶，造成漏诊；（3）出现假病灶，造成误诊。因此正确的认识伪影及其对策对于提高MRI临床诊断水平非常重要。MRI的伪影主要分为装备伪影、运动伪影及磁化率敏感伪影等三大类。本节将重点介绍MRI常见伪影的原因、表现及其对策。&&& 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。设备伪影主要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影响设备伪影的重要因素。下面主要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导致的图像伪影。化学位移现象我们已经在MRS一节作了介绍。大家都知道MR图像是通过施加梯度场造成不同位置的质子进动频率出现差异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），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（进动频率较低）的一侧错位。以盆腔横断面T2WI为例，如果左右方向为频率编码方向且梯度场为左侧高右侧低，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侧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）出现在频率编码方向上；（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。化学位移伪影的对策包括：（1）改变频率编码方向。这仅能改变化学位移伪影的方向，并不能减轻或消除化学位移伪影。（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1.0 T扫描机为例，脂肪和水的化学位移为147Hz，如果矩阵为256×256，频率编码带宽为25 KHz（约100Hz/像素），那么化学位移147Hz相当于移位1.5个像素，如果把频率编码带宽改为50KHz（约200Hz/像素），则化学位移相当于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，信号的相位和频率分别由相位编码和频率编码梯度场获得。信号的相位和频率具有一定范围，这个范围仅能对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成另一侧的组织信号，因而把信号卷褶到对侧，从而形成卷褶伪影。实际上卷褶伪影可以出现在频率编码方向，也可以出现在相位编码方向上。由于在频率方向上扩大信号空间定位编码范围，不增加采集时间，目前生产的MRI仪均采用频率方向超范围编码技术，频率编码方向不出现卷褶伪影，因此MR图像上卷褶伪影一般出现在相位编码方向上。在三维MR成像序列中，由于在层面方向上也采用了相位编码，卷褶伪影也可以出现在层面方向上，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）常出现在相位编码方向上，（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。避免卷褶伪影的对策有：（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出现卷褶伪影；（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仪产家采用不同方法进行超范围相位编码。如西门子公司采用的过度采样（over sample）技术，根据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，可以1％到100％范围内随意选择，采集时间随所选的范围成比例增加。GE公司采用去相位卷褶（no phase wrap，NPW）技术，通常用于2个NEX或4个NEX的序列，如果是2个NEX，施加NPW技术后实际上只执行1个NEX，但相位编码范围增大1倍，采集的总相位编码线（MR信号）数目没有改变，因此不增加采集时间；如果是1个NEX的序列则需要增加采集时间，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图像是由多个像素构成的，数字图像要想真实展示实际结构，其像素应该无限小，但实际上像素的大小是有限的，因此图像与实际存在差别，这种差别实际上就是截断差别，当像素较大时其失真将更为明显，就可能出现肉眼可见的明暗相间的条带，这就是截断伪影。截断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T2WI上脑脊液与骨皮质之间。&&& 截断伪影的特点有：（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，因为为了缩短采集时间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。&&& 截断伪影的对策主要是增加图像空间分辨力，但同时往往需要增加采集时间。&&& （四）部分容积效应&&& 与其他任何断层图像一样，MR图像同样存在部分容积效应，造成病灶的信号强度不能得以客观表达，同时将影响病灶与正常组织的对比。解决的办法主要是减薄层厚。&&& （五）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的影响，实际上MR二维采集时扫描层面附近的质子也会受到激励，这样就会造成层面之间的信号相互影响（图28）,我们把这种效应称为层间干扰（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整体信号强度降低，因而出现同一序列的MR图像一层亮一层暗相间隔的现象。层间干扰伪影的对策包括：（1）设置一定的层间距；（2）采用跳跃方式采集各层图像信号，如总共有10层图像，先激发采集第1、3、5、7、9层，再激发采集第2、4、6、8、10层；（3）采用三维采集技术。&&& 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起的伪影。这些运动可以是自主运动如肢体运动、吞咽等，也可以是非自主运动如心跳、血管搏动。运动可以是随机的如胃肠道蠕动、吞咽等，也可以是周期性运动如心跳和血管搏动等。运动伪影出现的原因主要是由于在MR信号采集的过程中，运动器官在每一次激发、编码及信号采集时所处的位置或形态发生了变化，因此将出现相位的错误，在傅里叶转换时其信号的位置即发生错误，从而出现伪影。&&& 运动伪影具有以下共同特点：（1）主要出现在相位编码方向上；（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）伪影复制的数目、位置受基本正弦运动的相对强度、TR、NEX、FOV等的因素。下面将介绍常见运动伪影的特点及其对策。&&& （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控制的运动造成的伪影，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）主要造成图像模糊；（2）伪影出现在相位编码方向；（3）受检者可以控制。&&& 主要对策有：（1）检查前争取病人的配合，保证扫描期间保持不动；（2）尽量缩短图像采集时间；（3）吞咽运动伪影可以在喉部施加预饱和带。&&& （二）呼吸运动伪影&&& 呼吸运动伪影主要出现在胸腹部MR图像上，呼吸运动具有一定的节律性和可控制性。特点为：（1）主要造成图像模糊；（2）伪影出现在相位编码方向上；（3）受检者可以在一定程度控制。&&& 对策包括：（1）施加呼吸触发技术（T2WI）或呼吸补偿技术（SE T1WI）；（2）采用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&&& 心脏搏动伪影不仅可以造成心脏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）受检者不能自主控制；（3）沿相位编码方向分布。&&& 心脏搏动伪影的对策有：（1）施加心电门控或心电触发技术，主要用于心脏大血管MR检查；（2）在心脏区域施加预饱和带，主要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，如果相位编码为前后方向，心脏搏动伪影将重叠在脊柱上，如果把相位编码方向改成左右（横断面）或上下（矢状面），伪影将不再重叠于脊柱上。&&& （四）大血管搏动伪影大血管搏动伪影常见于以下几种情况：（1）腹部MRI成像，特别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，容易出现搏动伪影，梯度回波序列容易出现，SE T1WI也可出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出现搏动伪影。&&& 大血管搏动伪影的特点为：（1）具有很强的周期性；（2）沿相位编码方向分布；（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，而腔静脉搏动伪影则以下方层面较明显。&&& 大血管搏动伪影的对策有：（1）在成像区域血流的上游施加预饱和带；（2）使用流动补偿技术，对较慢的血流造成的伪影有较好的效果，如颅脑SE T1WI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，这并不能消除搏动伪影，但可使搏动伪影的方向发生改变，如肝脏横断面扰相GRE T1WI序列，如果相位编码方向为前后方向，则主动脉搏动伪影将重叠于左肝外叶，如果把相位编码方向改为左右方向，则主动脉搏动伪影可避开左肝外叶。&&& 三、磁化率伪影及金属伪影&&& 磁化率是物质的基本特性之一，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，一般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，两种磁化率差别较大的组织界面上将出现伪影，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）常出现在磁化率差别较大的组织界面附近，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特别是铁磁性物质可造成局部磁化率发生显著变化，出现严重的磁化率伪影；（3）梯度回波序列对磁化率变化较敏感，与自旋回波类序列相比更容易出现磁化率伪影，EPI序列的磁化率伪影更为严重；（4）一般随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。&&& 磁化率伪影的对策有：（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）减少磁化率差别，如口服低剂量顺磁性对比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。
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&&8:00-11:30,13:00-17:00(工作日)MRI_MRI的诊断_医学百科
这是一个重定向条目，共享了的内容。为方便阅读，下文中的磁共振成像已经自动替换为MRI，可点此恢复原貌，或使用备注方式展现目录1 概述是利用核在内共振所产生信号经成像的一种成像技术。 MRI（磁共振成像）作为一项新的影像，近年来发展十分迅速。磁共振成像所提供的量不但多于其他许多成像技术，而且以它所提供的特有信息对诊断疾病具有很大的潜在优越性。
（nuclear magneticresonance，NMR）是一种核物理现象。早在1946年Block与Purcell就报道了这种现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年发表了MR成象技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学。也应用于临床医学领域。近年来，核MRI技术发展十分迅速，已日臻完善。范围基本上覆盖了全身各，并在世界范围内推广应用。为了准确反映其成像基础，避免与成像混淆，现改称为磁共振成象。参与磁共振成像 成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力2 磁共振成像的成像基本原理与设备2.1 磁共振现象与磁共振成像含单数的原子核，例如内广泛存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体（图1-5-1）。小磁体自旋轴的排列无一定规律。但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列（图1-5-2）。在这种状态下，
图1-5-1　质子带正电荷，它们像一样在不停地绕轴旋转，并有自己的磁场
用特定的射频（radionfrequency，RF）进行激发，作为小磁体的氢原子核一定量的能而共振，即了磁共振现象。停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（relaxationprocess），而恢复到原来状态所需的时间则称之为弛豫时间（relaxationtime）。有两种弛豫时间，一种是自旋-弛豫时间（spin-lattice relaxationtime）又称纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time）反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所的时间，也是90°射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间，称T1。另一种是自旋-自旋弛豫时间（spin-spin relaxation time），又称横向弛豫时间（transverse relaxation time）反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是横向磁化所维持的时间，称T2。T2衰减是由共振质子之间相互磁化所引起，与T1不同，它引起相位的变化。
图1-5-2　正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态。当把它们放入一个强外磁场中，就会发生改变。它们仅在平行或反平行于外磁场两个方向上排列
人体不同的正常与病理组织的T1是相对固定的，而且它们之间有一定的差别，T2也是如此（表1-5-1a、b）。这种组织间弛豫时间上的差别，是磁共振成像的成像基础。有如时，组织间吸收系数（）差别是CT成像基础的。但磁共振成像不像CT只有一个参数，即吸收系数，而是有T1、T2和自旋核密度（P）等几个参数，其中T1与T2尤为重要。因此，获得选定层面中各种组织的T1（或T2）值，就可获得该层面中包括各种组织影像的图像。
磁共振成像的成像也与CT。有如把检查层面分成Nx，Ny，Nz……一定数量的小体积，即体素，用接收器收集信息，数字化后输入计算机处理，获得每个体素的T1值（或T2值），进行空间。用器将每个T值转为模拟灰度，而重建图像。
表1-5-1a　人体正常与病变组织的T1值（ms）
表1-5-1b　正常颅脑的T1与T2值（ms）
2.2 磁共振成像设备磁共振成像的成像系统包括MR信号产生和数据采集与处理及图像显示两部分。MR信号的产生是来自大孔径，具有三维空间编码的MR波谱仪，而数据处理及图像显示部分，则与CT扫描装置相似。
磁共振成像设备包括磁体、梯度线圈、供电部分、射频发射器及MR信号接收器，这些部分负责MR信号产生、探测与编码；模拟转换器、计算机、磁盘与磁带机等，则负责数据处理、图像重建、显示与存储（图1-5-3）。
磁体有常导型、超导型和永磁型三种，直接关系到磁场强度、均匀度和性，并影响磁共振成像的图像质量。因此，非常重要。通常用磁体类型来说明磁共振成像设备的类型。常导型的线圈用铜、铝线绕成，磁场强度最高可达0.15～0.3T*，超导型的线圈用铌-钛线绕成，磁场强度一般为0.35～2.0T，用液氦及液氮冷却；永磁型的磁体由用磁性物质制成的磁砖所组成，较重，磁场强度偏低，最高达0.3T。
梯度线圈，修改主磁场，产生梯度磁场。其磁场强度虽只有主磁场的几百分之一。但梯度磁场为人体MR信号提供了空间定位的三维编码的可能，梯度场由X、Y、Z三个梯度磁场线圈组成，并有驱动器以便在扫描过程中快速改变磁场的方向与强度，迅速完成三维编码。
图1-5-3　磁共振成像设备基本示意图
射频发射器与MR信号接收器为射频系统，射频发射器是为了产生临床检查目的不同的脉冲序列，以激发人体内氢原子核产生MR信号。射频发射器及射频线圈很象一个短波发射台及发射天线，向人体发射脉冲，人体内氢原子核相当一台收音机接收脉冲。脉冲停止发射后，人体氢原子核变成一个短波发射台，而MR信号接受器则成为一台收音机接收MR信号。脉冲序列发射完全在计算机之下。
磁共振成像设备中的数据采集、处理和图像显示，除图像重建由Fourier变换代替了反投影以外，与CT设备非常相似。3 磁共振成像图像特点3.1 灰阶成像具有一定T1差别的各种组织，包括正常与病变组织，转为模拟灰度的黑白影，则可使器官及其病变成像。磁共振成像所显示的结构非常逼真，在良好清晰的解剖背景上，再显出病变影像，使得病变同解剖结构的关系更明确。
值得的是，磁共振成像的影像虽然也以不同灰度显示，但反映的是MR信号强度的不同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图象，灰度反映的是组织密度。
磁共振成像的图像如主要反映组织间T1特征参数时，为T1加权象（T1weighted image，T1），它反映的是组织间T1的差别。如主要反映组织间T2特征参数时，则为T2加权像（T2weighted image，T2WI）。
因此，一个层面可有T1WI和T2WI两种扫描成像方法。分别获得T1WI与T2WI有助于显示正常组织与病变组织。正常组织，如各种软组织间T1差别明显，所以T1WI有利于观察解剖结构，而T2WI则对显示病变组织较好。
在T1WI上，脂肪T1短，MR信号强，影像白；脑与肌肉T1居中，影像灰；脑脊液T1长；骨与空气含氢量少，MR信号弱，影像黑。在T2WI上，则与T1WI不同，例如脑脊液T2长，MR信号强而呈白影。表1-5-2是例举几种组织在T1WI和T2WI上的灰度。
表1-5-2　人体不同组织T1WI和T2WI上的灰度
图1-5-4　不同器官结构的磁共振成像
A.B.C.颅脑的冠状面、矢状面及横断面的磁共振成像　D.颈部的矢状面磁共振成像
E.F.大的横断面和矢状面磁共振成像　G.躯干冠状面磁共振成像　H.足的矢状面磁共振成像3.2 流空效应管的血液由于流动迅速，使发射MR信号的氢原子核离开接收范围之外，所以测不到MR信号，在T1WI或T2WI中均呈黑影，这就是流空效应（flowing Void）。这一效应使心腔和血管显影（图1-5-4），是CT所不能比拟的。3.3 三维成像磁共振成像可获得人体横面、冠状面、矢状面及任何方向断面的图像，有利于病变的三维定位。一般CT则难于作到直接三维显示，需采用重建的方法才能获得状面或矢状面图像以及三维重建立体像（图1-5-4）。3.4 运动器官成像采用呼吸和门控（gating）成像技术，不仅能改善心脏大血管的MR成像，还可获得其动态图象。4 磁共振成像检查技术磁共振成像的扫描技术有别于CT扫描。不仅要横断面图像，还常要矢状面或（和）冠状面图像，还需获得T1WI和T2WI。因此，需选择适当的脉冲序列和扫描参数。常用多层面、多回波的自旋回波（spin echo，SE）技术。扫描时间参数有回波时间（echo time，TE）和脉冲重复间隔时间（repetition time，TR）。使用短TR和短TE可得T1WI，而用长TR和长TE可得T2WI。时间以毫秒计。依TE的长短，T2WI又可分为重、中、轻三种。病变在不同T2WI中信号强度的变化，可以帮助病变的性质。例如，肝血管瘤T1WI呈低信号，在轻、中、重度T2WI上则呈高信号，且随着加重程度，信号强度有递增表现，即在重T2WI上其信号特强。肝癌则不同，T1WI呈稍低信号，在轻、中度T2WI呈稍高信号，而重度T2WI上又略低于中度T2WI的信号强度。再结合其他临床影像学表现，不难将二者区分。
磁共振成像常用的SE脉冲序列，扫描时间和成像时间均较长，因此对的制动非常重要。采用呼控和（或）呼吸补偿、心电门控和周围门控以及预饱和技术等，可以减少由于及血液流动所导致的呼吸伪影、血流伪影以及脑脊液波动伪影等的干扰，可以改善磁共振成像的图像质量。
为了克服磁共振成像中SE脉冲序列成像速度慢、检查时间长这一主要缺点，近年来先后开发了梯度回波脉冲序列、快速自旋回波脉冲序列等成像技术，已取得重大成果并广泛应用于临床。此外，还开发了指肪和水抑制技术，进一步增加磁共振成像信息。
磁共振成像另一新技术是磁共振（magnetic resonance angiography，MRA）。血管中流动的血液出现流空现象。它的MR信号强度取决于流速，流动快的血液常呈低信号。因此，在流动的血液及相邻组织之间有显著的对比，从而提供了MRA的可能性。目前已应用于大、中血管病变的诊断，并在不断改善。MRA不需穿剌血管和注入，有很好的应用前景。MRA还可用于血流速度和观察其特征。
磁共振成像也可行造影增强，即从注入能使质子弛豫时间缩短的顺磁性物质作为造影剂，以行磁共振成像造影增强。常用的造影剂为钆——二乙三胺五（Gadolinium-DTPA,Gd-DTRA）。这种造影剂不能通过完整的，不被胃粘膜吸收，完全处于细胞外间隙内以及无特殊，有利于鉴别和非肿瘤的病变。磁共振成像作造影增强时，症灶增强与否及增强程度与病灶血供的多少和血脑屏障破坏的程度密切，因此有利于中枢神经系统疾病的诊断。
磁共振成像还可用于拍摄电视、电影，主要用于的动态观察和诊断。
基于磁共振成像对血流扩散和的研究，可以早期发现脑缺血性改变。它预示着很好的应用前景。
带有的人需远离磁共振成像设备。体内有物，如金属夹，不仅影响磁共振成像的图像，还可对患者造成严重后果，也不能进行磁共振成像检查，应当注意。5 磁共振成像诊断的临床应用磁共振成像诊断广泛应用于临床，时间虽短，但已显出它的优越性。
在应用较为成熟。三维成像和流空效应使病变定位诊断更为准确，并可观察病变与血管的关系。对、幕下区、枕大孔区、与的显示明显优于CT。对脑脱髓鞘疾病、、、脑与、、脊髓异常与的诊断有较高价值。
纵隔在磁共振成像上，脂肪与血管形成良好对比，易于观察及其与血管间的解剖关系。对肺门与中心型的诊断，帮助也较大。
心脏大血管在磁共振成像上因可显示其内腔，所以，心脏大血管的与的研究可在无的检查中完成。
对腹部与盆部器官，如肝、肾、膀胱，和，颈部和乳腺，磁共振成像检查也有相当价值。在的早期显示，对血管的侵犯以及肿瘤的分期方面优于CT。
骨髓在磁共振成像上表现为高信号区，侵及骨髓的病变，如肿瘤、及疾病，磁共振成像上可清楚显示。在显示内病变及软组织方面也有其优势。
磁共振成像在显示肠方面受到限制。
磁共振成像还有望于对、和代谢方面进行研究，对恶性肿瘤的早期诊断也带来希望。
在完成MR成像的磁场强度范围内，对人体健康不致带来不良影响，所以是一种非损伤性检查。
但是，磁共振成像设备昂贵，检查费用高，检查所需时间长，对某些器官和疾病的检查还有限度，因之，需要严格掌握证。6 适应证MRI适用于下述疾病：
1.颅脑疾病 磁共振成像诊断颅脑疾病已较成熟。常用T1加权和T2加权成像。正常状况下脑灰质含水较白质多，含脂肪则较少，所以脑灰质的T1和T2弛豫时间均较白质长。T1加权像上脑灰质的信号强度较低，脑白质的信号强度则较高。在一般灰阶显示时，低信号图像稍黑，而高信号图像则较白。脑脊液的T1、T2弛豫时间均较脑组织长，故在T1、T2加权像上分别呈低信号和高信号。头皮及板障所含脂肪较多，在所有成像脉冲程序均呈高信号。颅内板、、硬脑膜、乳突气房和副腔等不含质子或所含甚少，均呈无信号或甚低7 禁忌证磁共振检查无创伤性，无放射线辐射，对患者安全面可靠。对于检查的安全性以下几方面应予注意：
1.目前用于人体检查的磁共振设备，磙场强度在2.0T以下，对人体本身并无有害的生物效应。
2.即使是较弱的磁场也足以造成心脏起搏器及器失灵。因此，带有上述装置者禁止进入磁共振室。
3.在磁场内的射频脉冲可使受检组织和体内植入的金属物温度轻微上升。体内较大植入物如人工髋关节、金属异物，由于是导电物体，温度可升高1～2℃。
4.夹内镍的含量较高，在强磁场中会产生较大扭矩，有导致动脉瘤破裂的危险。
5.目前尚未发现医用磁共振设备造成人体改变和障碍，但对于妇女的检查应慎重，并尽量减少射频发射时间和次数。
6.由于检查室内为强磁场，心电监护仪、呼吸仪、心脏起搏器等抢救设备不能进入。因此，对危重病人应密切监护。8 准备1.仪器准备 磁共振成像主要包括三个系统。
（1）磁场：磁场的大小多为0.1～2T（Tesla，特斯拉），可由超导、常导和混合磁体产生。根据场强的不同分为：①超低场强（0.02～0.09T）；②低场强（0.1～0.3T）；③中场强（0.3～1.0T）；④高场强（1.0～2T）。
（2）射频场：由发射及接受线圈组成，包括分体线圈和表面线圈。
（3）计算机：控制及图像处理。
2.根据检查目的和部位的不同，患者做好相应的在准备9 原理及操作方法含有单数质子、单数或两者均为单数的原子核具有自旋和磁矩的性质，并且以一种特定方式绕磁场方向旋转。这种旋转称为进动或旋进。用一个频率与进动频率相同的射频脉冲激发所检查的原子核，将引起共振，即磁共振。在射频激发停止后，有的相位和能级都恢复到激发前状态，这个过程称为弛豫。这些能级变化和相位变化所产生的信号均能为所测或人体附近的接收器所测得。临床常用的磁共振成像为质子成像。处于不同物理、化学状态下的质子，在射频激发和停止激发后，弛豫时间的长短各不相同。弛豫时间分T1和T2两种。T1弛豫时间又称纵向弛豫时间，为物质放置于磁场中产生磁化所需的时间，也即继90度射频脉冲从纵向磁化转为横向磁化之后恢复到纵向磁化所需时间。T2弛豫时间又叫横向弛豫时间或自旋——自旋弛豫时间，为在完全均匀的外磁场中，横向磁化所维持的时间。也就是继90度射频脉冲之后，共振质子相干性或保持在相位中旋进的时间。
MR辐射的强度很弱，为提高MR信号的信噪比，就得重复使用产生自旋回波信号的脉冲程序。重复激发的间隔时间称为重复时间，简称IR。它可任意选择。第一次90度射频脉冲和探测自旋回波信号之间的时间，即回波延迟时间，简称回波时间或TE，也与所测得MR信号的强弱有关。TE也可由操作者任意选择。
选择不同的程序指标时间，可以区别或测出物质的T1、T2和质子密度。短TE和长TR时，图像所反映的是质子密度差别，称为质子加权象；随着TR变短，则T1成像因素增加，即短TE短TR（如TE＝28ms，TR＝0.5s）产生T1加权像；而采用长TE、长TR时（如TE＞56ms，TR＝2s），产生T2加权像。
根据所设计的程序不同，可以从整个检查体积中获取信号，也可以从该体积中的某一层面获取信号，在计算机辅助下，用这些信号可以重建成像。
1.T1加权像 在自旋回波（SE）序列中，应用短TR来加强T1值对图像的影响，同时应用短TE来削弱T2值对图像的影响。即短TR短TE（TR/TE≤1000/40ms，如TR500ms/TE15ms），它偏重于表现T1差别的图像，也就是说图像中组织对比度的差异主要由于组织间T1值的不同。
长T1在磁共振图像上表现为低信号，如含水量高、骨骼、钙化等；短T1在磁共振图像上表现为高信号，如脂肪、正铁等。
2.T2加权像 在自旋回波（SE）序列中，应用长TE来加强T2值对图像的影响，而应用长TR来削弱T1值对图像的影响。即长TR长，IE（TR/TE1000/40ms，如TR2000ms/TE90ms），它偏重于表现T2差别的图像。
长T2在磁共振图像上表现为高信号，如含水量高；短T2在磁共振图像上表现为低信号，如含铁素、、钙化等。
3.质子密度像 在自旋回波（SE）序列中，应用长TR来削弱T1值对图像的影响，应用短的TE来削弱T2值的影响，即长TR短TE所获得的图像，TR2000ms/IE15ms，它偏重于表现质子密度差别的图像。
4.增强扫描 目前常使用的造影剂GD-DTPA（轧-二五胺），其具有顺磁性，分布于细胞间液中，它主要改变氢质子的磁性作用和其驰豫时间，缩短T1和T2，可使病变及血脑屏障受到破坏的部位在T1加权像上产生高信号，实现目的。增强扫描只做T1扫描，判断图像是否强化可根据鼻粘膜、、海绵窦、侧的改变。
GD-DTPA经静脉注射，使用时不需做过敏试验。增强扫描可明确病变的数目并能发现平扫不能发现的病灶，鉴别肿瘤和周围，有利于病变的诊断。
5.磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA） 是目前非介入方法显示人体血管的有效手段，目前已在临床得到广泛应用。MRA的原理是利用血管内流动血液的特性，采用不同的扫描序列，将血管内的信号提高，使其与周围组织有高度的对比，使用计算机处理，将非高信号的组织影去除，形成血管图像。其可以测量血流速度、观察血流特征、分别显示或静脉等。
最常使用的技术手段：①时间飞越法。②相位对比法。这两种方法MRA都可以用二维的叠层切面成像或三维成像。
时间飞越法利用飞越时间和流入性增强效应：相应区段被的血液，在某一时刻被标记，在成像区域的血液中流入了充分驰豫的质子，形成血管内血液的高信号，因在标记和检出之间相应血液团的位置已有改变，故称飞越时间。方法：首先在欲造影部位使用饱和脉冲，使扫描范围内所有组织处于饱和状态，即不再产生磁共振信号。因血液不断流动，饱和血液将流出，而流入未被饱和的血液，这些血液就可以产生较高的磁共振信号，而周围静止组织信号则很低，从而提高了血液的信号，抑制周围组织的信号。经计算机重建后，就可显示血管。
相位对比法：血液流动过程中，氢质子的相位可发生变化，而静止的组织中不会发生这种相位变化。因此，相位对比法血管造影技术利用血流诱发的相位改变在流动质子和静止组织间形成的对比，可区别血流和周围组织，并使周围组织的信号完全消除，此种方法可使血流慢的小血管得到增强，有利于微细血管的显示。
三维流入法：利用流动增强效应，使用三维整体，将激励整体分割成相临的薄层，使血流在待检体积中出现有别于其他组织的MR高信号，用最大强度投影演算法处理，可在扫描区体积中形成高分辨力的MRA图像。
二维流入法：扫描时利用相临的单个薄层，可获得相当强的流入增强效应，不必考虑层面选择方向上的选择，可有效覆盖大范围，叠加二维可得到三维体积同样的覆盖范围，但空间分辨力不如后者。
一般说来，二维用来观察大的范围，对慢速血流敏感，仅用于评价血管狭窄程度；而三维技术则提供较精细的分辨力图像，对快速血流敏感，对、等极有诊断价值。虽然MRA对颅内血管、颈部血管及肢体血管的价值与常规血管造影相似，但对极慢血流的病变可能漏掉，空间分辨力低于DSA。随着高场磁共振技术的不断提高，MRA有逐渐代替介入DSA检查的趋势。在MRA中使用造影剂GD-DTPA可以发现更隐匿的血管病变。10 注意事项1.磁共振成像图像的与诊断 磁共振成像黑白图像的形成复杂，同一病变在一些磁共振成像图像上表现为黑的，而在另一些图像上则为白的。上黑白图像不仅取决于组织的固有特性，也取决于成像技术（如所选择的脉冲序列和扫描时间参数）。另外，组织的固有特性还可随磁共振成像扫描仪的场强大小而变化。对这些因素与图像的关系必须了解。
读片时，必须注意MR图像上的各种信息，这包括病人姓名、年龄、性别、检查日期、MR号、计算机运行号、脉冲序列、扫描参数、层厚、分辨力、矩阵等。对各层面（横断、冠状及矢状面，甚至斜位）及定位图所提供的信息，必须将其逐一仔细地加以观察和分析。注意有无解剖位置或形态异常，更要注意有无信号强弱的改变。信号的改变可分为高、等、低和混杂信号四类，信号的高或低（强或弱）是与组织特性和扫描的脉冲序列、扫描参数密切相关的。
任何检查都有其优点和不足之处，磁共振成像的缺点是检查时间长，被检查者必须长时间保持同一，任何轻微的移动都会造成磁共振成像图像上伪影，影响诊断。因此许多重危病人不宜检查，另外在显示急性和方面，CT优于磁共振成像。
2.正常磁共振成像表现 在出生后的头一年内，脑组织内水成分逐渐减少，而脂肪成分则逐渐增多，所有这些均可使T1及T2发生变化。到2岁时，脑的表现则与成人大致相同。综上所述，MR图像信号的高低与组织特性和扫描参数的多种因素有关，下面以自旋回波序列为例描述正常的磁共振成像改变。
因组织含水量不同，灰质内含水量较多，T1加权像可清楚显示灰-白质的信号差别，灰质信号强度较白质低，在T2加权像上灰质信号则强于白质；因为脑白质和灰质的质子浓度几乎相等，造成质子像对脑灰白质的分辨效果较差。脑脊液的主要成分是水，T1和T2值均较脑实质长，T1加权像上脑室系统为低信号区，呈黑色，而在T2加权像上为高信号，即脑脊液呈白色。
头皮和浅层呈中等信号，皮下组织含有大量的脂肪，在T1和T2像上均为高信号，皮质骨因不含运动性质子，均为无信号区，皮质骨呈黑色，板障内含丰富脂肪组织，因此板障在T1和T2像上均为高信号，表现为白色，尤以T1像最为明显。镰、幕由组织构成，质子浓度低，因此在T1和T2像上表现为相应的无信号区。总之，在T1像上，信号强度由高到低排列为：脂肪＞髓质骨＞白质＞灰质＞脑膜＞皮质骨。T1像信号强度由高到低排列顺序为：脑脊液＞脂肪＞髓质骨＞灰质＞白质＞脑膜＞皮质骨。相关文献
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