核磁共振02T临床应用(1)
磁共振_魔角效应_新技术的临床应用
［文章编号］1002-0179（2004）01-0151-01磁共振“魔角效应”新技术的临床应用伍兵1，王玉2综述邓开鸿1审校（1.四川大学华西医院放射科，四川成都610041；2.成都体育学院运动医学系，四川成都610041）［中图分类号］R445.2［文献标识码］D磁共振“魔角效应”（magic angIe effect）是在磁共振成像技术领域兴起的一个新研究热点。
该技术广泛用于关节软骨、肌腱、腱鞘和半月板等富含胶原纤维的软组织影像诊断和鉴别诊断，并成为对临床治疗疗效方面进行监测的重要手段。
!磁共振“魔角效应”的定义在进行关节磁共振扫描时，置放于磁场中的关节软骨，若使软骨轴线与主磁场轴形成一定角度，正常关节软骨可出现不均匀，甚至分层信号。
当关节软骨轴线与主磁场轴约成55度角时，与其他角度的成像结果相比，关节软骨则呈更高信号。
在磁共振原理中，54.74度角被称为“魔角”（magic angIe），因此，关节软骨的上述信号表现被称为磁共振“魔角效应”［1］。
目前，该“魔角效应”被发现广泛存在于肌腱、腱鞘和半月板等磁共振成像中。
"磁共振“魔角效应”的基本原理关节软骨由软骨细胞和软骨基质组成，具有复杂的三维结构。
在软骨基质中，水约占80%，胶原15%，粘多糖5%［2］。
软骨基质中的水分主要是细胞外水分。
胶原成分主要由!型胶原组成，为三组螺旋形式的纤维结构。
粘多糖的葡萄糖胺-烯糖侧链，由于严重硫酸化而带负电荷，对阳离子（特别是钠离子）和水质子有较强吸引力，以维持电中性。
被粘多糖侧链吸引的水质子之间，产生的双极反应强弱，与T2弛豫时间有一定相关关系。
当软骨组织长轴与主磁场轴约成55度角时，Z方向上的诱导磁场强度最弱，趋近于零，导致T2衰减被最大阻止，T2时间延长，磁共振信号增强。
在组织学上，关节软骨又可分为3层［3］。
浅层（superficiaI zone）约占软骨总厚度的3% ~12%，胶原纤维平行于软骨组织长轴，呈纵向排列，含水量较多；中层（intermediate zone）约占软骨总厚度的30%~47%，胶原纤维呈无序排列；深层（deep zone）占软骨总厚度50%以上，胶原纤维垂直于软骨组织长轴，呈横向排列。
浅析电磁学在医学上的应用
浅析电磁学在医学上的应用作者：尹红果来源：《读天下》2018年第16期摘要：基于目前高职医用物理课程物理理论知识和医学脱节的现象，本文初步归纳总结了电磁学知识在医学上的应用，以此给医用物理教师或相关人士提供参考。
关键词：电磁学；医学；医用物理医用物理是五年制高职医卫类学生必修的一门公共基础课，该课程在物理知识的基础上着重寻求物理学和医学知识的结合点，有利于学生在专业课的学习过程中理解相关原理。
本文主要从以下三个方面简述了电磁学在医学上的应用。
一、电磁学在医学设备上的应用（一）核磁共振断层成像磁磁共振断层成像主要是利用氢核（H）密度弛豫时间T的成像，当一定频率的电磁波照射到人体，人体中各种不同的组织就会发生核磁共振，当组织吸收电磁波的能量后，发射的电磁波信号会被MRI系统探测到，再经过计算机处理和图像重建，得到人体的断层图像，我们通过分析这些图像可以得到形态学的信息及与病理相关的信息，进而便可以判断相关人体组织是否正常。
因此，MRI这种多参数、多核种医学影像技术广泛应用于活体组织研究、诊断早期病变等医学领域。
（二）心电图心电图是记录心脏电活动变化的曲线图形，是医学上的常规检查手段，应用相当广泛。
其工作原理是，当心肌细胞膜处于静息状态时，由于心肌细胞都处于极化状态，没有电位差，电位曲线平直（体表心电图的等电位线）。
当心肌细胞受到刺激后，细胞膜通透性改变，短时间内阳离子大量涌入膜内，膜内电位由负变正（除极），此时，由电流记录仪描记的电位曲线称为除极波。
除极完成后，阳离子又大量排出，恢复到原来的状态（复极）。
复极与除极程序大体一致，但复极化的电位是电穴在前，电源在后，并较缓慢向前推进，直至整个细胞全部复极为止。
（三）脑磁图、心磁图心磁场和脑磁场属于生物磁场，是生命活动中电子和离子的运动形成电流所产生磁场。
心磁场是心脏跳动所产生的，脑磁场是脑神经活动所产生的，这些生物磁场非常微弱，心磁场大约是地磁场的百万分之一，脑磁场大约是十亿分之一，虽然其强度很弱，但和人的健康和疾病息息相关。
核磁共振0.2t临床应用
临床应用的普及与推广
1 2
适用范围广泛
0.2T核磁共振设备适用于多种疾病的检查，如脑 部、脊柱、关节等部位，具有较广的适用范围。
操作简便
相对于高场强核磁共振设备，0.2T核磁共振设备 的操作更加简便，对技术人员的要求相对较低。
3
成本效益优势
0.2T核磁共振设备的成本相对较低，能够降低医 疗机构的设备成本和患者的诊疗费用。
肌肉病变
核磁共振成像能够检测肌肉炎症、 肌肉损伤等病变，为治疗提供准确 的诊断依据。
骨骼病变
核磁共振成像能够检测骨骼肿瘤、 骨髓炎等骨骼病变，为治疗提供准 确的诊断依据。
肿瘤的诊断与鉴别
软组织肿瘤
核磁共振成像能够检测软组织肿 瘤的位置、大小和范围，为治疗
提供准确的诊断依据。
腹部肿瘤
核磁共振成像能够检测腹部肿瘤 的位置、浸润程度等，有助于肿
瘤的早期发现和治疗。
肿瘤鉴别
核磁共振成像能够通过观察病变 的形态、信号强度等特征，对良 恶性肿瘤进行鉴别，有助于制定
合适的治疗方案。
03
核磁共振0.2t在临床治疗中的应用
肿瘤的放疗与化疗
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肿瘤的早期发现
核磁共振成像技术能够早 期发现肿瘤的存在，为肿 瘤的早期治疗提供依据。
放疗定位
核磁共振成像可以提供高 分辨率的肿瘤图像，帮助 医生精确地定位肿瘤，制 定放疗计划。
核磁共振技术在医学领域应用广泛，主要用于人体内部结构 的成像和疾病诊断。
核磁共振0.2t的特点与优势
01
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磁场强度
0.2t的磁场强度相对较低，但 足以满足临床应用需求，且成 本较低，有利于普及和推广。
磁共振原理和临床应用
• 对脊柱退行性病变显示清晰，同时显示 继发的脊髓改变，对颈胸椎为首选
• 对椎体、椎旁病变优于CT，能早期发现 椎体的肿瘤和椎旁病变向椎管内侵犯
MRI临床应用--脊柱脊髓
• 能清晰显示手术后的改变，鉴别术 后腰背疼痛的原因如椎间盘复发、 手术疤痕
• 我们不能测到这个磁力，因为它平行于外磁场， 和外磁场处于同一方向。
MRI原理-射频脉冲RF和能量交换
• 给病人发射一个短促的电磁波，其目的是扰乱 沿外磁场方向宁静运动的质子
• 当质子频率和RF脉冲的频率相同时，就能进行 能量交换
• 把病人置入强外磁场中，沿着外磁场方向产生 一个新的磁矢量，施加RF脉冲后，产生一个新 的横向磁化，而纵向磁化减少，甚至可消失。
磁共振成像原理与临床应用
南京军区福州总医院医学影像科 陈自谦
MRI
• Magnetic Resonance Imaging, MRI
• 在40年代，两名美国科学家 菲利克斯·布洛赫(Felix Bloch) 和爱德华·普塞尔(Edward Purcell)分别独立地做了第一 个核磁共振的实验。
– 他们发现原子核在强磁场 中能够吸收无线电波的能 量，然后重新释放出能量 恢复到原来状态，这段时 间被称为“弛豫时间”。 通过分析这些无线电信号， 人们能够知道许多种分子 的结构和形状。
• 纯液体/水具有长T1 • 中等大小分子的T1短 • T1大约2-5-10倍于T2 • T1大约为300-2000ms
• 质子失去相位一致性， 发生T2弛豫
• 质子失去相位一致性 为外磁场不均匀性和 组织内部磁场不均匀 所致
• 液体/水的局部磁场 较均匀故T2时间长
核磁共振MRCP成像原理及成像技术
（３）经过 ＭＩＰ后处理的图像可进行 ３６０度旋转 ，可全面展 示胆道系统的解剖结构及病变 ；
磁共振胰胆管造影是根据胰胆管 内的液体具有长 Ｔ２弛豫 时间 的特性 ，综合应用磁共振 扫描序列和参数 ，主要选用快速 采集驰豫 增强序列获得重 Ｔ２加权像（Ｔ２ＷＩ）利用 Ｔ２ＷＩ的效 果使含水器官显影 。体内各组织结构都具有其特定的 Ｔ２值即 选的 ＴＥ值高 于 Ｔ２值 ，信号为低 ，接近 的信号为中等 ，低 于 Ｔ２ 值为高信号。这样就可 达到水造影的 目的。实质性器官 的 Ｔ２弛 豫 时间短 ，在重 Ｔ２加权序列上表现为低信号。快速流动 的液体 由于流空现象 表现 为信号缺失 ，呈低信号 ，对于相对静止或停 滞 的液体 ，此技术有非常高的灵敏性 ，呈高信号 。胆道系统 内的 胆 汁属于相对静止的液体 ，因此 ＭＲＣＰ可 清晰的显示胆道 系 统的形态结构 。至于脂肪组织 ，它的 Ｔ２驰豫 时间为 中等 ，可运 用脂肪抑制技术对脂肪信号进行抑制 。
ｄｕｃｔ． Ｔ ｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｂｒｉｅｆｌｙ ｔｈｅ ｉｍ ａｇｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｉｍ ａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ Ｍ ＴＣＰ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍ ＲＣＰ ；ｉｍａｇｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｉｍ ａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
此方 法是 ＦＳＥ的改进序列 ，包括 ＲＡＲＥ法 和单次激发快 速涡流 自旋 回波半傅立叶采集 。通过在一次 ９０度脉冲激励后 跟 随与完成整个 Ｋ空间相位编码线相 同数量 的 １８０度选 择性 脉 冲，产生相 同的 自旋 回波 ，每个 回波均由相位 编码梯度进行 不 同的相位编码。这样仅一次 ＲＦ激发脉冲就可完成一层图像 的采集 ，因此 ，该技术进一步缩短了成像时 间。
核磁共振影像诊断腰椎间盘突出症的临床效果
55腰椎间盘突出症发病率不断增加，容易导致患者发生腰部疼痛等临床症状，腰间盘是由髓核、纤维环、软骨板组成的，该疾病的发病基础为椎间盘退化性改变，CT 诊断方式是临床影像学的常规检查方式，具有经济、扫描速度快等优点，但是由于C T 对腰椎间盘突出诊断具有一定模糊性，导致误诊率较高，因此C T 诊断结果不及MRI 诊断结果可观。
MRI 不具有放射性，能有效诊断患者腰椎间盘突出，能准确显示腰椎间盘游离情况，从而有效提高诊断符合率，因此，M R I 诊断为腰椎间盘突出患者最为理想的检查方式[1]。
因此，本次研究选取疑似腰椎间盘突出症患者50例作为研究对象，分别实施MRI、CT 诊断，分析诊断结果，见下文。
1 资料和方法1.1 资料在本文研究中将疑似腰椎间盘突出症患者作为研究对象，北京京顺医院50例收治时间在2019年度1月—2020年度10月，分别实施核磁共振影像诊断、CT 诊断，分析并且对比各项指标,纳入标准：伴有腰痛、坐骨神经痛等症状。
排除标准：伴有其他严重疾病，精神异常者。
50例患者年龄21～61岁内，男性28例，女性22例，平均年龄（41.24±1.27）岁。
所有患者均知情同意参与本研究，且本研究已被伦理委员会批准(伦理审批号：20200731)。
1.2 方法CT 诊断：可以采用东芝Aquilion PRIME TSX-303A 64排螺旋C T，对患者实施平扫，对患者椎间实施扫描，在实施扫描过程中，需要保证患者椎间隙和平面呈现平行状态，从而保障检查结果的完整性和准确性。
奥泰C e n t a u r i 1.5T A T00001核磁共振影像诊断：给予患者使用磁共振扫描仪,对患者行横断位、矢状位、及冠状位扫描检查，患者仰卧位，平扫患者冠状位轴位，患者取仰卧位，序列依次为：S A G T1W I、T2W I、F A S T2W I，S T I R 序列在扫描过程中，在矢状位对患者椎间盘的椎体形态、信号特点、信号变化情况进行观察，同时在患者矢状位以及横断位对患者脊髓受压情况进行观察,参数设置：超快速场回波T1W I：T R =10m s、T E =4.6m s；快速自旋回波，T2W I ,T R =1348m s、T E =100m s；平衡式快速场回波，T R =5.0m s、T E =2.3m s。
核磁共振测井技术及应用
核磁共振测井资料应用
2、利用核磁共振测井划分有效储层
常用料在规常前 是 岩储测规车体在景层井测6含车评有，曲井60油6价效车线资6井气井沙性反料6沙6情在评三映0难三井况价沙段储以段是。识三的层准发在别段同发确现车和砂时育计油6岩砾，，算6层砂石岩兼但地1砾物勘探由层5体层理探沙于孔高3参获四砾隙5部数得段石度.9位发成，岩、m部挥功以性划，署了后向复分沙的很，西杂出四一大展扩，储段的口示大岩层钻作评该车石的遇用价区6骨有地6。井良井架效层，好区测性厚其的沙井。度钻河油值核43探街气难磁8目组勘以测.5的砾探确井m定，资，
4
∫ MCBW = T2min S(T2 )dT2
毛管束缚水含量：大于4ms小于T2截止值的T2分布 的积分面积。
∫ MBVI =
S (T )dT T2cutoff
4
22
T2谱分布，可直观显示储层的孔隙结构。 提供几乎与岩性无关的、准确的总孔隙度、有 效孔隙度、毛管束缚水体积、渗透率等。
注意！ 要获得更为准确的可动流体体积和渗透率
T2 截止值
4.00
4.00
T2 谱
3.00
3.00
2.00
CBW BVI BVM
1.00
0.00
0.1
1
10
100
1000
T2 (ms)
2.00
1.00
0.00 10000
M骨a架trix
干D粘ry土
粘土水
毛管 束缚水
可动水
烃
核磁共振测井资料处理
核磁渗透率
毛管束缚流体孔隙度
自由流体 孔隙度
粘土束缚流体孔隙度
15
T2 衰减
4.00
T2 分布谱
2D核磁共振谱
t1
t2
2D NMR Pulse Sequence
The 2D NMR Spectrum
Pulse Sequence
t1
t2
Spectrum
Before mixing
Coupled spins
After mixing
The Power of 2D NMR: Resolving Overlapping Signals
丙烯酸丁酯的同核J分解谱
2 D J 分解 1H NMR谱
Mugineic acid 是存在于禾本科植物中，具有输送铁 的功能的一种物质
COO 1' + NH
-
COO1'' + N H2 OH
COOH OH
异核 J 谱
异核 J 谱常见的为碳原子与氢原子之间产生偶合的 J 分解谱，它的
2方向（水平轴）的投影如同全去偶碳谱。 1方向（垂直轴）反映
O
8
10 4 6
7
15
HO
用以区别偕偶和邻偶的COSY-45谱
H-H COSY
COSY-45
11 1 2 3 12 13 14
O
8
10 4 6
7
15
HO
NOESY 和ROESY
二维 NOE 谱简称为 NOESY，它反映了有机化合物结构中核与核之间空间距离的关 系，而与二者间相距多少根化学键无关。因此对确定有机化合物结构、构型和构
2D 核磁共振谱
胡立宏 研究员
2004-2
Slide number
二维 FT-NMR
是八十年代经 Ernst和 Freeman 等小组的努力发展起来的 NMR新技术，是NMR软件开发和应用最新技术的结果。 二维核磁共振谱的出现对鉴定有机化合物结构来说，解决 问题更客观、可靠，而且提高了所能解决的难度和增加了 解决问题的途径。 化学位移和偶合常数: (H)- (H)， (H)-(C), (C)-(C), (H)-J, (C)-J 采用软件对对二维谱进行自动解析
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体部临床应用
体部临床应用
胸部成像 腹部成像 盆腔成像 胆道和泌尿系统成像 肾移植评估
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胸部ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ像
SET1
FastCard
优秀影像清晰显示肺、纵隔及心脏大血管
胸部成像
SE T1
SE T1
FastCard
优秀影像清晰显示肺、纵隔及心脏大血管
胸部成像
主动脉
肿瘤
支气管
主动脉
血管流空及脂肪的高信号特点，清晰显示胸部病变与心脏大血管关系
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水抑制成像 — FLAIR加权像
• 显示病理改变
– 特点：自由水为低信号
FLAIR 水抑制成像对各种病理改变具有高度的敏感性
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脂肪抑制成像
• 显示病理改变
– 特点：脂肪为低信号 – 强化组织对比
脂肪抑制成像对各种病理改变有助于进一步明确诊断
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水成像
• MRCP • MRU • MRM • IACs
磁共振水成像是真正的无创造影检查
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血管造影
3D TOF MRA
增强3D TOF MRA
安全、快捷、无药物过敏反应、对比剂价格适中
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弥散成像
• 显示急性缺血性脑 卒中最敏感的成像 方式
弥散加权像是唯一在人体上能探测到自由水弥散的方法
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灌注成像
• 显示脑组织血液供 应情况的检查方法
发病3小时的缺血性脑卒中
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神经系统弥散加权像
发病12小时的缺血性脑卒中，T2WI及T1WI可清楚显示病变 ，DWI可见异常信号，说明病变组织已发生坏死
T1WI
T2WI
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LSDWI
神经系统弥散加权像
多发性硬化（MS）
神经成像 –脊椎常规临床应用
• T1WI 与T2WI结合显示脊 柱的骨质、间盘形态
腹部成像
正常肝脏图像
应用呼吸补偿和门控技术，得到高质量腹部图像，流空效应不仅使胆管 与血管具有天然对比度，对肿精瘤品是医学否pp侵t 及脉管系统也有很大的价值。
腹部成像
12 3 4
1. 血管受压推移 2. 肿瘤内部有坏死 3. 下腔静脉流空信号消失， 4. 主动脉流空信号正常 精品医学ppt
腹部成像
FSE T2 水脂分离图像
•采用2D/3D GRE/SPGR或2D FSE序列 精品医学ppt
神经系统弥散加权像
• 弥散的基本概念
– 自由水的布朗运动
• 影响因素
– 组织结构 – 生化特性
DWI
– 温度
– 外加使局部组织运动的因素
• 临床应用
– 急性脑缺血
– 肿瘤
– 癫痫
– Parkinson病等变性性疾病
灌注图像
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T1加权像
• 显示组织结构
– 特点：水为低信号 – 脂肪组织为高信号 – 亚急性出血为高信号
T1加权像是MR成像最基本的脉冲序列
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T2加权像
• 显示病理改变
– 特点：水为高信号 – 脂肪组织为中等偏高信号 – 亚急性出血为高信号
T2加权像是MR成像最基本的脉冲序列
• 显示椎管及椎间盘形态 • 脊髓与脑脊液良好的天
然对比
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神经成像 –脊椎常规临床应用
磁共振从多个角度显示病变的形态，观察病变 与正常组织的关系
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神经系统MRI成像特点
❖ MRI成像以中枢神经系统最佳 ❖ MRI高分辨、多方位、多参数、多轴倾斜切层对病变 定位定性诊断极为优越 ❖ 广泛应用于脑部和脊髓肿瘤、感染、脑血管病变、脑 白质病变、脑发育畸形、脑室及珠网膜下腔病变、脑挫 伤、亚急性血肿以及脊髓肿瘤、感染、血管性病变及外 伤的诊断 ❖ 由于MRI不产生骨伪影，对后颅窝及颅颈交界区病变 诊断具有独特的优势 ❖ 颅骨骨折及颅内急性出血不及CT
肝脏Carolii 病：
是肝内胆道系统异常扩张的一种先天性畸形。本例患者在常规体检 时经超声诊断为肝内多发囊肿，有四个异常扩张的囊性病变。磁共 振检查证实肝内多发异常扩张的囊性病变，与胆道系统关系密切， MRCP亦显示肝内多发囊性病变、沿胆道系统分布，但纵观、肝总管 无扩张，临床诊断为毛细胆管扩张型Carolii病
ADC
– 指导临床治疗
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T2WI eADC
神经系统弥散加权像
脑梗塞的MRI表现 • 超早期（4小时内）
– T2WI （ – ） – T1WI （ – ） – CT影像表现（ – ）
– 磁共振DWI （+）
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神经系统弥散加权像
发病35分钟的缺血性脑卒中
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神经系统弥散加权像
• 显示相对的脑血流 量
• 显示相对的血液平 均通过时间
灌注加权像对脑组织局部血供情况有明确的定性作用
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磁共振的临床应用
• 神经系统 • 体部成像 • 血管系统 • 骨关节系统
磁共振的临床应用涵盖临床医学各个领域 精品医学ppt
神经体统临床应用
神经系统常规临床应用
SE T1
SE T1
GE EXCITE Ovation的临床应用
什么是MRI
MRI - Magnetic Resonance Imaging
Magnetic Field（磁场） Radio Frequency Wave （射频脉冲）
组织中的核子就会产生磁共振信号
磁共振常用扫描图像
T1加权像 T2加权像 水抑制成像 脂肪抑制成像 水成像 血管造影 功能成像：弥散图像
FLAIR
FSE T2 常规应用序列从各个角度全面显示病变，完成定性、定位
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神经系统常规临床应用
脑部高分辨率图像可以检查微小的血管性病变 精品医学ppt
神经系统常规临床应用
FLAIR像显示硬膜下亚急性血肿范围，中线及脑室结构受压和多个片状梗塞灶
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神经系统常规临床应用
常规图像可以清楚地判定占位性病变具体位置
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神经系统常规临床应用
2D 3mm层厚
3D 2mm层厚 0间距T1加权像
3D 1mm层厚 0间距T1加权像
2D、3D薄层扫描清晰显示垂体微细结构
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神经系统常规临床应用
3D薄层扫描用于脑组织灰质核团体积测量，探查细微病变
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神经系统常规临床应用
三维容积扫描金星表面重建、三维手术刀显示病变与周围组织关系
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头部水成像的应用
内听道最大密度投影
薄层扫描显示神经根走行
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薄层显示内听道形态
神经系统脂肪抑制技术的应用
• 专用水、脂肪分离技术， 有效将脂肪和水分离 • 完全不同于普通的IR序列 • 适合神经根成像
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神经系统脂肪抑制技术的应用
三维4mm 层厚
T2 图像
T1 图像