磁共振脑功能成像ppt课件
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神经科学课件：脑功能成像技术及研究应用
局限
尚未克服神经科学数据质量的 不稳定性和复杂性；伦理和隐 私问题仍需要解决。
应用
探索情感、记忆、学习、决策等 神经心理现象，帮助诊断神经疾 病。
局限
仅能提供大脑“哪里”活跃，不能 告诉我们具体的思维过程。
脑电图（EEG）
原理
使用电极记录头皮上脑电信 号，在时间上检测大脑的电 位变化。
应用
揭示神经元的活动模式、睡 眠状态、意识水平的变化， 与癫痫等疾病的诊断。
局限
无法提供精确的空间信息和 深层神经元的活动情况，易 受环境干扰。
神经科学课件：脑功能成 像技术及研究应用
欢迎来到神经科学课件！本次课程将介绍脑功能成像技术及其在神经科学研 究中的应用。您将了解不同成像技术的工作原理、优点和局限性，并探讨如 何运用这些技术研究人类思维和行为。
功能性磁共振成像（fMRI）
原理
使用磁场和无线电波来测量大脑 中血流和血氧水平的变化，从而 揭示活跃区域。
由于大脑被认为是一个多功能互动系统，因此计算模型很难描述最复 杂和重要的人脑能力，例如灵活性、归纳能力和直觅性准确性。
人工智能与脑科学的融合
原理
将机器学习和大数据处理应用 于脑科学中，以加速对大脑的 理解和模拟。
应用
对脑科学中复杂的神经环路和 活动采集进行自动化处理，并 提供更高效的神经疾病诊断和 治疗方案。
局限
局限于表层区域的神模型
1 原理
2 应用
基于神经元之间的连接和活 动修建大脑的计算模型，验 证模型的预测和真实的大脑 活动是否相似来检验理论的 正确性。
3 局限
探索大脑的计算机制和认知 过程；创建仿真人脑的模型， 为设计智能计算机和机器人 提供理论 support。
颅脑MRI检查技术PPT课件
.
32
三、基本概念
4、核磁弛豫：90 º射频脉冲激发后关闭，组织中的
宏观横向磁化矢量从最大值渐缩小，而宏观纵向
磁化矢量从0渐恢复直至最大即平衡状态，这个过
程称为核磁弛豫。
5、T1值：以90 º射频脉冲关闭后，某组织中的宏观 纵向磁化矢量为0，以此为起点，以宏观纵向磁化 矢量恢复到最大值的63%为终点，起点和终点的时 间间隔即该组织的T1值。
回顾1
➢CT影像设备包括哪三部分？
.
1
回顾1
① 扫描系统（X线管、探测器和扫描架 ② 计算机系统（数据储存、运算等） ③ 图像显示和存储、照相系统
.
2
回顾2
➢CT影像设备的主要性能指标？
.
3
回顾2
1．X线球管的热容量与散热率 2．探测器的数量 3．扫描时间、重建时间和周期时间 4、高对比度分辨力：也称空间分辨力 5、低对比度分辨力：又称密度分辨力
.
19
4、计算机系统
在MRI设备中，计算机系统包括各种规模的计算机、 单片机、微处理器等，构成了MRI设备的控制网络。
信号处理系统可采用高档次微型机负责信号预处理、 快速傅立叶变换和卷积反投影运算。
微机系统负责信息调度（如人机交互等）与系统控 制（如控制梯度磁场、射频脉冲）。
.
20
4、计算机系统
.
25
第二节 MRI设备主要性能指标 及相关基本概念
.
26
一、主磁场的性能指标
（1）磁场强度
磁共振设备磁场强度的大小就是指静磁场的场 强数值大小，单位用特斯拉（Tesla，简称T）或 高斯（Gauss）来表示，1T=1万高斯。
（2）磁场均匀度
所谓磁场均匀度是指在特定容积（常取球形空 间）限度内磁场的同一性程度，即穿过单位面积 的磁感应线是否相同。
磁共振成像诊断 MRI脑部疾病ppt课件
7
三、疾病诊断
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8
脑梗死（infarct of brain)
脑血管闭塞所致脑组织缺血性坏死。其原因有： 脑血栓形成，可继发于动脉硬化、动脉瘤、血管畸
形、炎性或非炎性脉管炎等。
脑栓塞，如血栓、空气、脂肪栓塞。
低血压和凝血状态。
静脉性脑梗死，如静脉窦栓塞时，发生于脑静脉高
压后期。
病理上分为缺血性、出血性和腔隙性脑梗死。
缺血 细胞毒性水肿，含水量增高 血管源性水肿进行性加
重，细胞死亡，髓鞘脱失，血脑屏障破坏 酶消化，坏死物质
清除 局部脑萎缩或软化灶
MR表现：
发病6小时左右: 出现长T1、长T2信号；
水肿期: 出现轻度局部占位效应；
亚急性期: 若增强扫描脑回明显强化是该期特征表现；
后期：病变区为脑脊液信号。
出血性脑梗死（hemorrhagic infarct) 病变区有出血
动脉瘤是动脉囊状或蜿蜒样扩大，是造 成蛛网膜下腔出血的主要原因。
目前认为，囊状动脉瘤是由于动脉血管 起源或分叉部局部的先天缺陷造成局限向 外膨凸所致，占66－90％。梭性动脉瘤通 常由动脉硬化或其他原因所致，较少见。
影像学检查意义：1、血肿大小、位置及其占位 效应程度；2、判断出血原因及伴随病变；3、血 肿期龄。
脑出血MR检查：普通扫描、依需要采用MRA。
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33
脑出血 MRI表现
急性期（0-2天）：血肿T1WI等信号， T2WI略低 信号；周围水肿区为水信号。此期CT显示较好。
吸收期（3-14天）：T1WI高信号；T2WI可 为高 信号，周围伴低信号环。（又称亚急性期，可分 为亚急性早、中、后期）
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9
脑梗死MR检查方法
《MRI技术》课件
3 MRI的成像过程
MRI的成像过程包括磁场对齐、脉冲信号激发、信号接收和图像重建等步骤，最终生成高 质量的人体图像。
MRI技术设备
MRI设备的组成
MRI设备由主磁场系统、梯度线 圈和射频线圈等部件组MRI设备的主要部件包括磁体、 梯度线圈和射频线圈，它们协同 工作来实现高质量的成像。
MRI设备的分类
MRI设备可以根据磁场强度、磁 体类型和应用领域等方面进行分 类。
MRI技术操作
1
MRI技术的操作流程
进行MRI技术，需要准备患者、确定扫描范围、对患者进行定位，然后进行扫描 和图像处理等步骤。
2
MRI检查的准备工作
患者需要遵循一些准备步骤，如空腹、去除金属物品和穿着舒适的服装，以确保 MRI检查的顺利进行。
MRI技术相比于CT和X线成像技术，具有更好的对比度和更广泛的应用领域。
MRI技术发展趋势
1 MRI技术的发展历程
MRI技术自从20世纪70年 代问世以来，经历了不断 的改进和发展，成为医学 影像领域的重要技术。
2 MRI技术的未来发展
方向
随着科技的进步，MRI技 术将更加智能化、高分辨 率、高速度和便携化，以 满足临床医学的需求。
3
MRI过程中的安全措施
MRI设备中的强磁场和无线电波需要注意安全，患者和医生需要遵循相关的安全 措施。
MRI技术优缺点
MRI技术的优点
MRI技术具有无辐射、对软组织有很好的对比度、可以多平面重建等优点。
MRI技术的局限性
MRI技术在成像时间、成本和对金属材料的敏感性上存在一些局限性。
MRI技术与其它成像技术的比较
3 MRI技术的应用前景
MRI技术将在神经科学、 肿瘤学、心脑血管疾病等 领域发挥更大的作用，为 医学诊断和治疗提供更好 的支持。
MRI的成像过程包括磁场对齐、脉冲信号激发、信号接收和图像重建等步骤，最终生成高 质量的人体图像。
MRI技术设备
MRI设备的组成
MRI设备由主磁场系统、梯度线 圈和射频线圈等部件组MRI设备的主要部件包括磁体、 梯度线圈和射频线圈，它们协同 工作来实现高质量的成像。
MRI设备的分类
MRI设备可以根据磁场强度、磁 体类型和应用领域等方面进行分 类。
MRI技术操作
1
MRI技术的操作流程
进行MRI技术，需要准备患者、确定扫描范围、对患者进行定位，然后进行扫描 和图像处理等步骤。
2
MRI检查的准备工作
患者需要遵循一些准备步骤，如空腹、去除金属物品和穿着舒适的服装，以确保 MRI检查的顺利进行。
MRI技术相比于CT和X线成像技术，具有更好的对比度和更广泛的应用领域。
MRI技术发展趋势
1 MRI技术的发展历程
MRI技术自从20世纪70年 代问世以来，经历了不断 的改进和发展，成为医学 影像领域的重要技术。
2 MRI技术的未来发展
方向
随着科技的进步，MRI技 术将更加智能化、高分辨 率、高速度和便携化，以 满足临床医学的需求。
3
MRI过程中的安全措施
MRI设备中的强磁场和无线电波需要注意安全，患者和医生需要遵循相关的安全 措施。
MRI技术优缺点
MRI技术的优点
MRI技术具有无辐射、对软组织有很好的对比度、可以多平面重建等优点。
MRI技术的局限性
MRI技术在成像时间、成本和对金属材料的敏感性上存在一些局限性。
MRI技术与其它成像技术的比较
3 MRI技术的应用前景
MRI技术将在神经科学、 肿瘤学、心脑血管疾病等 领域发挥更大的作用，为 医学诊断和治疗提供更好 的支持。
头颅磁共振MRI诊断入门知识ppt课件
脑内同一扫描方向上，各个序列扫描的参数是匹配的 即层厚、间隔、位置是相同的，这样才能有效的对比 不同序列的信号特点。
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17
正常磁共振图像的特征
脑组织结构完整 脑组织界面清晰 中线及中线旁结构居中 脑室系统的形态、大小及位置完好 脑沟、脑池的形态、大小无改变 各扫描序列中脑内未见异常信号 正常血管流空现象存在 颅骨结构无破坏与增生 脑内无异常强化
L-`0`位线左
OAx-轴位
A-`0`位线前
OSag-矢位
P-`0`位线后
OCor-冠位
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12
磁共振图像上的标记的意义
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13
常见磁共振成像扫描序列
SE（FSE）-自旋回波（快速自旋回波） T1WI T2WI
GRE-梯度回波 T2*WI
IR-反转回波（包括T2FLAIR和T1FLAIR） 弥散加权（DWI） 脂肪抑制（T1脂肪抑制、T2脂肪抑制） MT-磁化传递 TOF-时空飞跃血管成像
19
正常轴位 T1WI
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20
正常轴位 T2WI
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21
如何区分T1、T2
n 根据水的信号 n 水在T1上是低信号、T2上为高信号
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22
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23
液体衰减反转恢复序列（Flair）
该序列是近年发展起来的扫描序列，分为T1Flair和 T2Flair两种：
T1Flair主要有显著的灰白质对比度，图像的组织界 面清晰。
T2Flai是T2WI序列重要的补充，主要是通过编制扫 描序列中不同的脉冲方式，达到抑制自由水，突出 显示结合水的目的
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17
正常磁共振图像的特征
脑组织结构完整 脑组织界面清晰 中线及中线旁结构居中 脑室系统的形态、大小及位置完好 脑沟、脑池的形态、大小无改变 各扫描序列中脑内未见异常信号 正常血管流空现象存在 颅骨结构无破坏与增生 脑内无异常强化
L-`0`位线左
OAx-轴位
A-`0`位线前
OSag-矢位
P-`0`位线后
OCor-冠位
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磁共振图像上的标记的意义
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常见磁共振成像扫描序列
SE（FSE）-自旋回波（快速自旋回波） T1WI T2WI
GRE-梯度回波 T2*WI
IR-反转回波（包括T2FLAIR和T1FLAIR） 弥散加权（DWI） 脂肪抑制（T1脂肪抑制、T2脂肪抑制） MT-磁化传递 TOF-时空飞跃血管成像
19
正常轴位 T1WI
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20
正常轴位 T2WI
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如何区分T1、T2
n 根据水的信号 n 水在T1上是低信号、T2上为高信号
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液体衰减反转恢复序列（Flair）
该序列是近年发展起来的扫描序列，分为T1Flair和 T2Flair两种：
T1Flair主要有显著的灰白质对比度，图像的组织界 面清晰。
T2Flai是T2WI序列重要的补充，主要是通过编制扫 描序列中不同的脉冲方式，达到抑制自由水，突出 显示结合水的目的
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mri课件ppt课件
MRI技术具有无辐射、无创伤、无痛苦、成像清晰等优点，广泛应用于临床医学 、生物学、药学等领域。
MRI原理
MRI技术基于原子核的自旋磁矩和外 加磁场之间的相互作用，通过施加射 频脉冲激发原子核产生共振，然后检 测共振信号并重建图像。
原子核在磁场中会受到洛伦兹力，产 生能级分裂，当外加射频脉冲的频率 与原子核的固有频率相同时，原子核 受到激发产生共振。
诊断报告
医生根据图像处理结果和 患者病史等信息，撰写 MRI诊断报告。
报告解读
患者或家属可向医生咨询 MRI检查结果，了解病情 状况。
03
MRI图像解读
图像特点
高分辨率
MRI图像具有高分辨率， 能够清晰显示组织的细微 结构。
多平面成像
MRI可以进行多平面成像 ，如横断面、矢状面和冠 状面，有助于全面观察病 变。
循环系统
心包疾病
MRI可以检测心包积液、心包肿 瘤等心包疾病，为医生提供更准 确的诊断依据。
大血管疾病
MRI可以检测大血管的狭窄、阻 塞和动脉瘤等病变，有助于医生 制定治疗方案。
05
MRI与其他影像学检查的比较
CT与MRI的比较
分辨率
MRI具有更高的软组织分辨率 ，能够更清晰地显示器官和组
织结构。
软组织对比度高
MRI利用不同组织间的弛 豫时间差异产生对比，使 得软组织对比度较高。
常见病变表现
肿瘤
MRI图像上肿瘤常表现为形态不 规则、信号不均匀的异常信号影
。
炎症
炎症常表现为软组织肿胀、积液等 ，MRI图像上表现为信号增强。
出血
出血在MRI图像上表现为高信号影 ，根据出血时间的不同，信号强度 也会有所变化。
06
MRI原理
MRI技术基于原子核的自旋磁矩和外 加磁场之间的相互作用，通过施加射 频脉冲激发原子核产生共振，然后检 测共振信号并重建图像。
原子核在磁场中会受到洛伦兹力，产 生能级分裂，当外加射频脉冲的频率 与原子核的固有频率相同时，原子核 受到激发产生共振。
诊断报告
医生根据图像处理结果和 患者病史等信息，撰写 MRI诊断报告。
报告解读
患者或家属可向医生咨询 MRI检查结果，了解病情 状况。
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MRI图像解读
图像特点
高分辨率
MRI图像具有高分辨率， 能够清晰显示组织的细微 结构。
多平面成像
MRI可以进行多平面成像 ，如横断面、矢状面和冠 状面，有助于全面观察病 变。
循环系统
心包疾病
MRI可以检测心包积液、心包肿 瘤等心包疾病，为医生提供更准 确的诊断依据。
大血管疾病
MRI可以检测大血管的狭窄、阻 塞和动脉瘤等病变，有助于医生 制定治疗方案。
05
MRI与其他影像学检查的比较
CT与MRI的比较
分辨率
MRI具有更高的软组织分辨率 ，能够更清晰地显示器官和组
织结构。
软组织对比度高
MRI利用不同组织间的弛 豫时间差异产生对比，使 得软组织对比度较高。
常见病变表现
肿瘤
MRI图像上肿瘤常表现为形态不 规则、信号不均匀的异常信号影
。
炎症
炎症常表现为软组织肿胀、积液等 ，MRI图像上表现为信号增强。
出血
出血在MRI图像上表现为高信号影 ，根据出血时间的不同，信号强度 也会有所变化。
06
磁共振功能成像ppt课件
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13
不同场强 的MRI系 统，采用 同样的视 觉刺激显 示V5区域 的结果差 异。
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14
精神分裂症患者3.0T MRI在静息状态下的脑
功能联结
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正常志愿者静息状态下脑功能联结
（3.0T MRI）
可编辑课件PБайду номын сангаасT
16
小结
脑功能MRI检查采用一种超快采集技术，分别 获取脑皮质静止期和活动期的MR信号图像。为产 生各种有意义的脑功能信号，需要合理设计任务， 并通过某种方式刺激大脑活动。受到激活的皮质 活动时，局部血流量增加。将两套图像的信息剪 影处 理，就可显示功能性脑活动的部位和程度。 脑功能MRI检查有助于了解大脑的工作原理，包 括肢体运动、视觉与嗅觉反应、中医针灸、心算 加工、记忆存贮等方面，并可能揭示疼痛、卒中、 癫痫、抑郁症、药物成瘾以及其他行为异常的发 生机制。目前，相关工作仍处于科学研究和探索 阶段。
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1
磁共振功能成像
二 BOLD成像原理
1 基于BOLD效应的fMRI是利用脑组织中血氧饱和 度的变化来制造对比的MRI技术。
2 当大脑一区域被激活时，该区域组织耗氧量增多， 脱氧血红蛋白增多；同时该区域血流灌注增多带 来更多的氧合血红蛋白。氧合血红蛋白与脱氧血 红蛋白比例增高，导致T2WI或T2﹡WI信号增高。
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5
平面回波成像序列（EPI）
4 EPI分类：（1）按激发次数分类：MS-EPI 及SS-EPI，SS-EPI快，MS-EPI图像质量 优，SNR高，伪影少。
（2）按EPI准备脉冲分类：EPI本身是一种采 集方式，不是真正的序列，需要结合一定 的准备脉冲方能成为真正的成像序列。根 据准备脉冲不同，EPI序列分3种：梯度回 波EPI（GRE-EPI）、自旋回波EPI、反转 恢复EPI（IR-EPI）
磁共振脑功能成像ppt课件
TE 35ms或144ms Voxel size 15~20mm NEX 8 Scan time 3‘40“
参数选择对MRS的影响
33
SNR Cho/cr Naa/cr Scan time sensitivity
采集次数增加
_
_
体素大小
_
_
_
TR延长
—
—
TE延长
_
不同TE对波谱的影响（ PRESS3）4
MRS技术及基本原理
16
射频脉冲 原子核激励 驰豫
信号呈指数衰减（自由感应衰减）
傅立叶变换
MRS显示
振幅与频率的函数即MRS
MRS技术及基本原理 17
利用原子核化学位移和原子核自旋耦合裂分现象 不同化合物的相同原子核，相同的化合物不同原子
核之间，由于所处的化学环境不同，其周围磁场强 度会有轻微的变化，共振频率会有差别，这种现象 称为化学位移 不同化合物的相同原子核之间，相同的化合物不同 原子核之间，共振频率的差别就是MRS的理论基础
选择检查方法：单体素和多体素
具体的步骤：扫描参数、定位、饱和带、预扫描匀场、数据 采集、后处理分析
MRS空间定位及序列选择
21
激励回波法 (the Stimulated Echo Acquisition Method, STEAM)
点分辨波谱法 (the Point Resolved Spectroscopy PRESS)
序列及扫描参数
45
SV, press TR 1500 ms TE 144/35 ms FOV 24 cm Voxel size 20
mm NEX 8 Scan time 3 min
自动预扫描后获得的参 数：
参数选择对MRS的影响
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SNR Cho/cr Naa/cr Scan time sensitivity
采集次数增加
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体素大小
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TR延长
—
—
TE延长
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不同TE对波谱的影响（ PRESS3）4
MRS技术及基本原理
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射频脉冲 原子核激励 驰豫
信号呈指数衰减（自由感应衰减）
傅立叶变换
MRS显示
振幅与频率的函数即MRS
MRS技术及基本原理 17
利用原子核化学位移和原子核自旋耦合裂分现象 不同化合物的相同原子核，相同的化合物不同原子
核之间，由于所处的化学环境不同，其周围磁场强 度会有轻微的变化，共振频率会有差别，这种现象 称为化学位移 不同化合物的相同原子核之间，相同的化合物不同 原子核之间，共振频率的差别就是MRS的理论基础
选择检查方法：单体素和多体素
具体的步骤：扫描参数、定位、饱和带、预扫描匀场、数据 采集、后处理分析
MRS空间定位及序列选择
21
激励回波法 (the Stimulated Echo Acquisition Method, STEAM)
点分辨波谱法 (the Point Resolved Spectroscopy PRESS)
序列及扫描参数
45
SV, press TR 1500 ms TE 144/35 ms FOV 24 cm Voxel size 20
mm NEX 8 Scan time 3 min
自动预扫描后获得的参 数：
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磁共振波谱分析（MRS）
脑功能成像
7
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测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化技术 测量脑内神经元活动的技术
测量脑代谢和血氧变化
8
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当脑活动增加时，局部血流，氧代谢和糖代谢 增加，可以功能定位，对脑局部反应特征研究
PET 光学成像技术 功能磁共振成像（fMRI）
灌注成像：外源性灌注成像（PWI） 内源性，血氧水平依赖法（BOLD）
脑功能成像
9Leabharlann 精品文档测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化 测量脑内神经元活动
测量脑内神经元活动
10
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脑电图（EEG） 脑磁图（MEG） 事件相关电位（ERP）
磁共振功能成像
11
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磁共振波谱（MRS） 扩散加权成像（扩散张量成像，DTI） 灌注成像：
外源性灌注成像（PWI） 内源性，血氧水平依赖法（BOLD）
MRS技术及基本原理
16
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射频脉冲 原子核激励 驰豫
信号呈指数衰减（自由感应衰减）
傅立叶变换
MRS显示
振幅与频率的函数即MRS
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MRS技术及基本原理 17
利用原子核化学位移和原子核自旋耦合裂分现象 不同化合物的相同原子核，相同的化合物不同原子
核之间，由于所处的化学环境不同，其周围磁场强 度会有轻微的变化，共振频率会有差别，这种现象 称为化学位移 不同化合物的相同原子核之间，相同的化合物不同 原子核之间，共振频率的差别就是MRS的理论基础
MRS对硬件的要求
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与MRI相同 磁体 RF线圈 RF放大器 RF发射器 接收器和计算器
MRS对硬件的要求
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与MRI不同 高场强，1.0T以上 高均匀度，B0的不均匀性必须小于1.0ppm 不需要梯度线圈，但需要一些空间定位的辅助装置
不需要成像装置，但需要必要的硬件和软件，显示波谱，计算化学 位移频率，测定波峰等
采集时间比较长 。
单体素与多体素的比较 29
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单体素
➢ 容易实现 ➢ 成像时间相对较短 ➢ 磁场不均匀性易克服 ➢ 谱线定性分析容易 ➢ 谱线的基线不稳定
多体素
➢ 覆盖范围大，一次采集 可获得较多信息
➢ 成像时间长
➢ 容易受磁场不均匀性的 影响
➢ 谱线基线稳定
MRS具体操作步骤
30
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磁共振波谱(MRS)技术及 临床应用
MRS技术概述
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Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS 研究人体能量代谢的病理生理改变 研究范围：中枢神经系统，体部如前列腺肝脏，乳腺等 不同波谱：1H、31P、13C、19F、23Na 31P-MRS最早应用 1H-MRS应用最广泛
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1
磁共振波谱成像讲解
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2
影像医学的发展前景
更敏感，更特异，更无创 放射学----医学影像学 放射诊断----诊断治疗学 形态解剖----功能、代谢
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3
医学磁共振技术的应用
MRI：研究人体组织器官大体形态病理生理改变 MRS：研究人体能量代谢及生化改变 fMRI：磁共振脑功能成像
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✓单体素氢质子（Single voxel，SV）MRS ✓多体素氢质子（proton multi-voxel spectroscopy imaging，PMVSI）MRS
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SV氢质子MRS特点
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覆盖范围有限，一次采集只能分析一个区域，适用于局限性病变， 后颅窝病变
脑功能成像
4
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测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化技术 测量脑内神经元活动的技术
脑功能成像
5
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测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化技术 测量脑内神经元活动的技术
测量脑内化合物
6
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是特殊神经化学研究技术，可定位定量，测量脑内各种生物分子 的分布和代谢。
单光子发射计算机断层显像技术（SPECT） 正电子发射断层成像技术（PET）
深部分辨波谱法（DRESS） 空间分辨波谱法（SPARS）
MRS序列选择
22
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： 激励回波法 连续使用三个90°射频脉冲产生激励回波：
900—900—900
优点：常使用短TE（35ms）检测代谢物种类多，如脂质、谷氨酰 胺和肌醇只有在短TE才能检出
缺点：对运动敏感，信噪比低，对匀场和水抑制要求严格，对T2弛 豫不敏感
①成像参数的选择
②兴趣区的选择 ③预扫描：体素匀场、水抑制 ④传导和接收增益，调整中央频率 ⑤资料采集
MRS技术及基本原理
18
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MRS表示方法
在横轴代表化学位移（频率差别），单位百万分子一 （ppm）
纵轴代表信号强度，峰高和峰值下面积反映某种化合物的 存在和化合物的量，与共振原子核的数目成正比。
脑 MRS
19
精品文档
如何获得MRS
20
精品文档
选择成像序列：激励回波法 STEAM、点分辨波 谱法 PRESS等
采集时间短，一般3~5分钟
MV氢质子MRSI
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2D PROBE-SI 3D Focal PROBE-SI Full coverage MRSI和UltroPROBE-SI
MV氢质子脑MRSI的特点
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可以同时获取病变侧和未被病变累及的 区域，评价病灶的范围大 。
匀场比较困难，由于多个区域同时获得 相同的磁场均匀性。对临近颅骨、鼻窦 或后颅窝的病灶，由于磁敏感伪影常常 一次匀常不能成功
选择检查方法：单体素和多体素
具体的步骤：扫描参数、定位、饱和带、预扫描匀场、数据 采集、后处理分析
MRS空间定位及序列选择
21
精品文档
激励回波法 (the Stimulated Echo Acquisition Method, STEAM)
点分辨波谱法 (the Point Resolved Spectroscopy PRESS)
MRS序列选择
23
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点分辨波谱法 ：用1个90°和2个180° 脉冲产生自旋回波： 900—1800—1800
优点：信噪比高，是激励回波法的2倍 ， 可以选择长、短TE（ 144ms or 35ms ），对T2弛豫敏感，对运动不太 敏感
缺点：选择长TE，不易检出短T2物质， 如脂质
MRS检查方法
脑功能成像
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测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化技术 测量脑内神经元活动的技术
测量脑代谢和血氧变化
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当脑活动增加时，局部血流，氧代谢和糖代谢 增加，可以功能定位，对脑局部反应特征研究
PET 光学成像技术 功能磁共振成像（fMRI）
灌注成像：外源性灌注成像（PWI） 内源性，血氧水平依赖法（BOLD）
脑功能成像
9Leabharlann 精品文档测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化 测量脑内神经元活动
测量脑内神经元活动
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脑电图（EEG） 脑磁图（MEG） 事件相关电位（ERP）
磁共振功能成像
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磁共振波谱（MRS） 扩散加权成像（扩散张量成像，DTI） 灌注成像：
外源性灌注成像（PWI） 内源性，血氧水平依赖法（BOLD）
MRS技术及基本原理
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射频脉冲 原子核激励 驰豫
信号呈指数衰减（自由感应衰减）
傅立叶变换
MRS显示
振幅与频率的函数即MRS
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MRS技术及基本原理 17
利用原子核化学位移和原子核自旋耦合裂分现象 不同化合物的相同原子核，相同的化合物不同原子
核之间，由于所处的化学环境不同，其周围磁场强 度会有轻微的变化，共振频率会有差别，这种现象 称为化学位移 不同化合物的相同原子核之间，相同的化合物不同 原子核之间，共振频率的差别就是MRS的理论基础
MRS对硬件的要求
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与MRI相同 磁体 RF线圈 RF放大器 RF发射器 接收器和计算器
MRS对硬件的要求
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与MRI不同 高场强，1.0T以上 高均匀度，B0的不均匀性必须小于1.0ppm 不需要梯度线圈，但需要一些空间定位的辅助装置
不需要成像装置，但需要必要的硬件和软件，显示波谱，计算化学 位移频率，测定波峰等
采集时间比较长 。
单体素与多体素的比较 29
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单体素
➢ 容易实现 ➢ 成像时间相对较短 ➢ 磁场不均匀性易克服 ➢ 谱线定性分析容易 ➢ 谱线的基线不稳定
多体素
➢ 覆盖范围大，一次采集 可获得较多信息
➢ 成像时间长
➢ 容易受磁场不均匀性的 影响
➢ 谱线基线稳定
MRS具体操作步骤
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磁共振波谱(MRS)技术及 临床应用
MRS技术概述
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Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS 研究人体能量代谢的病理生理改变 研究范围：中枢神经系统，体部如前列腺肝脏，乳腺等 不同波谱：1H、31P、13C、19F、23Na 31P-MRS最早应用 1H-MRS应用最广泛
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磁共振波谱成像讲解
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影像医学的发展前景
更敏感，更特异，更无创 放射学----医学影像学 放射诊断----诊断治疗学 形态解剖----功能、代谢
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医学磁共振技术的应用
MRI：研究人体组织器官大体形态病理生理改变 MRS：研究人体能量代谢及生化改变 fMRI：磁共振脑功能成像
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✓单体素氢质子（Single voxel，SV）MRS ✓多体素氢质子（proton multi-voxel spectroscopy imaging，PMVSI）MRS
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SV氢质子MRS特点
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覆盖范围有限，一次采集只能分析一个区域，适用于局限性病变， 后颅窝病变
脑功能成像
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测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化技术 测量脑内神经元活动的技术
脑功能成像
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测量脑内化合物 测量脑局部代谢和血氧变化技术 测量脑内神经元活动的技术
测量脑内化合物
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是特殊神经化学研究技术，可定位定量，测量脑内各种生物分子 的分布和代谢。
单光子发射计算机断层显像技术（SPECT） 正电子发射断层成像技术（PET）
深部分辨波谱法（DRESS） 空间分辨波谱法（SPARS）
MRS序列选择
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： 激励回波法 连续使用三个90°射频脉冲产生激励回波：
900—900—900
优点：常使用短TE（35ms）检测代谢物种类多，如脂质、谷氨酰 胺和肌醇只有在短TE才能检出
缺点：对运动敏感，信噪比低，对匀场和水抑制要求严格，对T2弛 豫不敏感
①成像参数的选择
②兴趣区的选择 ③预扫描：体素匀场、水抑制 ④传导和接收增益，调整中央频率 ⑤资料采集
MRS技术及基本原理
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MRS表示方法
在横轴代表化学位移（频率差别），单位百万分子一 （ppm）
纵轴代表信号强度，峰高和峰值下面积反映某种化合物的 存在和化合物的量，与共振原子核的数目成正比。
脑 MRS
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如何获得MRS
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选择成像序列：激励回波法 STEAM、点分辨波 谱法 PRESS等
采集时间短，一般3~5分钟
MV氢质子MRSI
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2D PROBE-SI 3D Focal PROBE-SI Full coverage MRSI和UltroPROBE-SI
MV氢质子脑MRSI的特点
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可以同时获取病变侧和未被病变累及的 区域，评价病灶的范围大 。
匀场比较困难，由于多个区域同时获得 相同的磁场均匀性。对临近颅骨、鼻窦 或后颅窝的病灶，由于磁敏感伪影常常 一次匀常不能成功
选择检查方法：单体素和多体素
具体的步骤：扫描参数、定位、饱和带、预扫描匀场、数据 采集、后处理分析
MRS空间定位及序列选择
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激励回波法 (the Stimulated Echo Acquisition Method, STEAM)
点分辨波谱法 (the Point Resolved Spectroscopy PRESS)
MRS序列选择
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点分辨波谱法 ：用1个90°和2个180° 脉冲产生自旋回波： 900—1800—1800
优点：信噪比高，是激励回波法的2倍 ， 可以选择长、短TE（ 144ms or 35ms ），对T2弛豫敏感，对运动不太 敏感
缺点：选择长TE，不易检出短T2物质， 如脂质
MRS检查方法