磁共振特殊成像技术
磁共振特殊成像技术ppt课件
血管内血液流体因质子群发生移动，影响MR信号强弱变化，与周围固体组织相比显示不同的MR信号特征。 层流—血流质点与血管长轴呈平行运动，靠血管壁近质点流动速度慢，越向中心流速越快。层流血液使信号减弱。 湍流(涡流)—血液在血管内不沿血管直线运动，向其他方向不规则迅速流动，引起质子群去相位移动，产生流空效应使血管呈低信号。血液通过狭窄处后在血流两侧形成旋涡状运动。
基本原理： 使用强度相同、持续时间相等的极性相反的两个梯度(流动编码梯度） 静止组织，净相位改变为零，无信号 流动组织，由于相位漂移，产生一个净相位，有信号 减影技术
二、相位对比MRA （Phase contrast，PC）
PC序列及作用 2D－PC 时间短：空间分辨力低，常用于3D－PC的流速预测，可反应血流的流速及方向，进行血流方向和流速定量分析
TOF（Time of Flight）时空飞逝法 通过血液流入流动相关增强效应，静止组织信号弱，相对流动血液信号对比增强而获得 TOF MRA的对比主要依赖于血管进入的角度一般要求扫描层面垂直于血管走向
2DTOF ─ 是逐层的进行激励和图像数据采集，然后将整个感兴趣区以一连续多层方式进行图像数据重建和处理的方法。 2D TOF MRA的层厚限制了投影影像的空间分辨率,这种血管成像不适合细小血管的显示。为了保证一条血管在不同层面始终具有流入效应,不会出现血管衔接不吻合,选择扫描参数时,必须采用最短的TR、TE,及最小的采集次数,以缩短扫描时间。
2D-TOF 因层面较厚、空间分辨率差，对弯曲血管亦产生信号丢失， 3D-TOF成像面薄，空间分辨率高，对弯曲血管信号丢失少，更适合小血管、弯曲血管检查。 相同容积2D-TOF较3D-TOF 成像时间短
磁共振成像原理与检查技术(医学影像技术)
骨关节系统疾病诊断
关节病变
磁共振成像能够清晰地显示关节 软骨、肌腱、韧带等结构，对于 诊断关节炎、肌腱炎等关节病变
具有很高的准确性。
骨骼肿瘤
磁共振成像可以发现骨骼肿瘤的存 在，并评估肿瘤的性质、范围和程 度，为制定治疗方案提供依据。
脊柱疾病
对于腰椎间盘突出、颈椎病等脊柱 疾病，磁共振成像能够提供详细的 病变信息，有助于医生制定合适的 治疗方案。
。
04
CATALOGUE
磁共振成像的优缺点
优点
软组织对比度高
磁共振成像能够提供高分辨率 的软组织图像，有利于观察和
诊断各种软组织病变。
无辐射损伤
磁共振成像不涉及X射线或放射 性核素等放射性物质，因此对 患者的身体无辐射损伤。
任意平面成像
磁共振成像可以在任意平面进 行成像，有助于多角度观察病 变，提高诊断的准确性。
液体衰减反转恢复序列（FLAIR）
用于检测脑部病变，特别是对脑白质病变和脑脊液的显示效果较好。
扩散加权成像（DWI）
用于检测组织中的水分子扩散运动，常用于脑部和腹部疾病的诊断。
功能成像序列
1 2
灌注加权成像（PWI）
用于评估组织血流灌注情况，常用于脑缺血的诊 断。
磁敏感加权成像（SWI）
用于检测组织磁敏感性的差异，常用于脑部疾病 的诊断。
脑部肿瘤
神经退行性疾病
利用磁共振成像技术可以清晰地显示 肿瘤的位置、大小和形态，有助于医 生对脑部肿瘤进行诊断和评估。
如阿尔茨海默病、帕金森病等，磁共 振成像技术可以观察到脑部结构和功 能的异常，有助于这些疾病的早期诊 断和病情监测。
脑血管疾病
磁共振血管成像技术可以无创地评估 脑血管状况，发现脑血管狭窄、动脉 瘤等病变，对于诊断和预防脑血管疾 病具有重要意义。
磁共振新技术新项目
磁共振新技术新项目随着科技和医学的不断发展，磁共振成像技术已经成为了医学诊断的重要手段之一。
而近年来，磁共振技术的发展也不断推陈出新，不仅应用范围更广，还有许多新的应用项目出现。
下面我们将介绍几个最新的磁共振技术和应用项目。
1. 磁共振弹性成像（MRE）磁共振弹性成像是一种新的技术，它可以通过测量人体内组织的弹性变形来帮助医生检测和诊断某些疾病。
这种技术基于磁共振成像技术，利用磁场能够产生激励波，测量组织的弹性和刚度。
目前，该技术已被应用于肝脏疾病、肺部疾病、肌肉损伤等领域，取得了很好的成果。
功能性磁共振成像是一种非常受欢迎的技术，它可以通过扫描人脑来研究大脑各部分的功能。
该技术通过测量血流量来检查脑部区域的神经活动，为神经科学家提供了很多有价值的信息。
fMRI技术已被广泛应用于认知、言语、听觉、视觉和运动功能方面的研究，为人类认知科学和脑神经疾病的研究提供了重要的支持。
3. 磁共振弥散张量成像（DTI）磁共振弥散张量成像是一种用于测量水分子在生物组织中传播的技术。
这种技术基于磁共振成像，利用水分子在组织中的自由扩散，测量水分子扩散方向和速度。
DTI技术已被应用于大脑神经疾病的研究，例如脑部损伤、多发性硬化等，可以帮助医生观察患者特定神经纤维的扩散方向和程度。
磁共振弥散希尔伯特变换图像是一种新的技术，可以通过测量生物组织中水分子的自由扩散和纵向弛豫时间来研究生物组织的组织构造和纤维结构。
与DTI相比，DHDTI提供了更丰富的信息。
DHDTI技术目前已被用于研究神经退化疾病、神经再生和肿瘤诊断等领域，具有很大的潜力。
总的来说，随着科技的不断进步和医学的不断研究，磁共振成像技术将会有更多的应用项目出现，为医生和患者提供更加精确和有效的诊断方法。
磁共振特殊成像技术课件
软组织对比度好： 磁共振成像技术 对软组织的对比 度较好，能够清 晰地显示软组织 的病变。
2
功能磁共振成像
04
局限性：对实验设计、
数据分析要求较高
03
优点：无创、安全、高
分辨率
02
应用：研究脑功能、认知
过程、神经疾病等
01
原理：利用磁共振信号的
变化来检测脑功能活动
弥散磁共振成像
01
原理：利用水分子扩散特性，检测组织内水分子扩散情况
成像质量
成像成本高：磁 共振成像设备价 格昂贵，维护成 本高，影响普及
技术瓶颈：磁共 振成像技术在分 辨率、对比度等 方面存在技术瓶 颈，需要进一步
突破
02
精确定位：提 高病变定位精 度，辅助手术 规划
04
实时成像：实 时监测病变进 展，指导治疗 方案调整
06
个性化治疗： 根据个体差异， 制定个性化治 疗方案
面临的挑战与问题
成像速度慢：磁 共振成像技术需 要较长的扫描时 间，影响临床应
用
成像质量受噪声 影响：磁共振成 像技术容易受到 噪声干扰，影响
04
磁共振成像技术可以监 测神经系统疾病的治疗 效果，如肿瘤治疗、脑 血管疾病治疗等。
肿瘤诊断与分期
磁共振成像技术可以清晰地显示肿 瘤的形态、大小和位置
磁共振成像技术可以区分肿瘤的良 恶性，为诊断提供依据
磁共振成像技术可以评估肿瘤的分 期，为治疗方案的制定提供参考
磁共振成像技术可以监测肿瘤的治 疗效果，为后续治疗提供指导
3. 工业领域：用于检测产品质量、 材料性能等
4. 考古领域：用于研究古文物、古 遗址等
5. 其他领域：如环境监测、地质勘 探等
磁共振dwi序列原理与临床意义
磁共振dwi序列原理与临床意义磁共振（Magnetic Resonance，简称MR）是一种医学成像技术，通过利用原子核自旋共振现象，获取人体内部组织的高分辨率图像。
其中，磁共振扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，简称DWI）序列是磁共振成像中的一种特殊序列，具有独特的原理和临床意义。
DWI序列利用了水分子在组织内部的自由扩散现象，通过测量水分子在不同时间和空间上的扩散程度，可以反映组织微观结构的信息。
具体而言，DWI序列在成像过程中引入了梯度脉冲，使得水分子沿特定方向扩散时，其自旋相位发生变化。
通过测量自旋相位的变化，可以推断出水分子的扩散方向和速率，从而获取组织的扩散加权图像。
DWI序列在临床上有着广泛的应用价值。
首先，DWI序列对于早期脑卒中的诊断具有重要意义。
由于脑卒中引起的缺血或梗死区域的水分子扩散受限，DWI序列可以直观地显示出这些异常区域，提供了早期诊断的依据。
此外，DWI序列还可以评估脑卒中后的组织恢复情况，监测治疗效果。
DWI序列在肿瘤诊断与评估中也具有重要作用。
肿瘤组织与正常组织相比，其细胞排列更加紧密，导致水分子的扩散受限。
因此，在DWI序列中，肿瘤区域呈现出高信号强度，有助于肿瘤的定性和定位。
此外，通过测量肿瘤区域的扩散系数，还可以评估肿瘤的恶性程度和治疗效果。
DWI序列在其他疾病的诊断中也发挥着重要作用。
例如，DWI序列可以帮助鉴别良性和恶性病变，如乳腺肿瘤、前列腺癌等。
磁共振DWI序列作为一种特殊的成像技术，在临床诊断中具有重要意义。
通过测量水分子的扩散情况，DWI序列可以提供组织微观结构的信息，帮助早期诊断脑卒中、评估肿瘤性病变以及鉴别其他疾病。
相较于传统的磁共振成像技术，DWI序列具有更高的灵敏性和特异性，对于病变的早期发现和定量评估具有重要意义。
随着磁共振技术的不断发展，DWI序列在临床应用中将发挥越来越重要的作用，为疾病的诊断和治疗提供更为准确和全面的信息。
[医学]磁共振特殊成像技术
![[医学]磁共振特殊成像技术](https://img.taocdn.com/s3/m/801c593acc7931b765ce1595.png)
3、层流流速差别造成的失相位。 4、层流引起的分子旋转造成的失相位。 5、湍流。使血流出现方向和速度无规律的
运动，因而体素内的质子群将失相位， MR信号明显衰减。湍流容易发生在血管 狭窄处的远侧、血管分叉处、血管转弯 处、动脉瘤等部位。
6、血流的长T1特性。在某些TR和TE很短 的超快速T1WI中，流动对血液的信号影 响很小，决定血液信号的主要是其T1值。 血液的T1值很长，在1.5T场强下约为 1200ms，因此呈现相对低信号。
预饱和效应─用额外的 RF 脉冲在选定区域 内饱和全部组织的磁化向量，使该区组织 在MR 图像上呈黑色低信号。预饱和区通常 位于成像容积层厚之外，血流经过即处于
饱和状态，进入成像容积时已呈黑色低信 号。
表现为低信号的血流
1、流空效应：血流方向垂直于扫 描层面（TE/2越长，流空效应 越明显）。
2、扫描层面内质子群位置移动造 成的信号衰减。
通过血液流入流动相关增强效应，静止组织 信号弱，相对流动血液信号对比增强而获得 TOF MRA的对比主要依赖于血管进入的角度 一般要求扫描层面垂直于血管走向
2DTOF ─ 是逐层的进行激励和图像数据采集， 然后将整个感兴趣区以一连续多层方式进行图 像数据重建和处理的方法。
2D TOF MRA的层厚限制了投影影像的空间 分辨率,这种血管成像不适合细小血管的显示。 为了保证一条血管在不同层面始终具有流入效 应,不会出现血管衔接不吻合,选择扫描参数时, 必须采用最短的TR、TE,及最小的采集次数,以 缩短扫描时间。
4、血流在梯度回波序列上表现为高信号。
与SE序列不同，GRE序列的回波是利用梯度场的切换 产生的，而梯度场的切换不需要进行层面选择，因此 受小角度激发产生宏观横向磁化矢量的血流尽管离开 了扫描层面，但只要不超出有效梯度场和采集线圈的 有效范围，还是可以感受梯度场的切换而产生回波， 因而不表现为流空而呈现相对高的信号强度。
多参数磁共振
多参数磁共振随着医学技术的不断发展，多参数磁共振成像技术在临床应用中扮演着越来越重要的角色。
它可以为医生提供更精确的诊断结果，为病人提供更好的治疗方案，成为现代医学诊断的重要手段。
第一步：多参数磁共振成像技术的介绍多参数磁共振成像技术是利用磁共振成像技术（MRI）对人体进行多种参数的成像，包括T1加权成像、T2加权成像、弥散加权成像、动态造影成像等，将这些参数相互关联进行分析，从而获得更加全面、准确的成像图像。
这种技术具有非侵入性、无放射线、高分辨率等特点，对于提高疾病的检测率、诊断准确率和治疗效果有着重要的作用。
第二步：多参数磁共振在医学上的应用多参数磁共振成像技术在医学上的应用非常广泛，特别是在肿瘤诊断、神经影像学等领域。
它可以在短时间内同时获取多种成像参数，针对不同部位的不同病变提供不同的诊断信息，如肿瘤的位置、大小、形态、恶性程度、血供情况、神经功能等。
同时，该技术还能在治疗过程中对病人进行监测，了解治疗的效果，有助于更精准的治疗。
第三步：多参数磁共振的优点相比于传统的MRI技术，多参数磁共振具有很多优点。
首先，它可以获取更丰富、更细致的成像信息，使得医生可以获得更多的诊断信息。
其次，该技术还能更好地反映组织的生物学和生理学特征，在疾病诊断和治疗之间建立桥梁。
最后，多参数磁共振成像技术是一个无创的检查方法，不需要注射造影剂和使用放射性物质，更加安全可靠。
第四步：多参数磁共振的展望目前，多参数磁共振成像技术正在不断完善中，越来越多的病人正在受益于它。
随着技术的不断进步，多参数磁共振成像技术在临床上的应用范围将会越来越广阔，诊断和治疗的效果也会越来越好。
它有望成为未来医学发展的一个突破口，为更多的病人带来希望和福音。
综上所述，多参数磁共振成像技术是一种新兴的成像技术，具有非常广阔的应用前景，是现代医学发展的重要方向之一。
它的出现不仅可以提高医疗的水平，同时也让我们更好地认识自己的身体，从而更好地保护自己的健康。
磁共振弹性成像技术在医学上的应用
磁共振弹性成像技术在医学上的应用磁共振弹性成像技术（MRE）是一种新型的医学成像技术，通过引入外力，利用磁共振成像技术来监测组织中的弹性振动，从而获得组织的弹性信息。
该技术既具有磁共振成像技术的高分辨能力，又能够提供组织弹性信息，因此被广泛应用于医学科学领域。
作为一种新型的医学成像技术，MRE有着广泛的应用前景。
这主要是因为它可以为医生提供更精确的诊断信息。
与传统的医学成像技术（如CT或X射线）相比，MRE可以提供更为详细的组织结构和功能信息，更加准确地判断病变的程度和位置。
除此之外，MRE还可以提供一些先前无法获得的信息，如组织的弹性性质。
MRE的应用范围很广，涉及许多医学领域，包括心血管、肝脏、肾脏、肺部等。
在这些领域，MRE可以被用于诊断和治疗许多不同的疾病。
例如，在心血管领域，MRE可以用于评估心肌组织的弹性，并提供更为准确的心脏病变诊断。
在肝脏领域，MRE可以用于检测肝脏硬化程度，并评估肝脏病变的程度。
在肾脏领域，MRE可以用于评估肾脏组织的弹性，检测肿瘤和肾病变的程度。
在肺部领域，MRE可以用于评估肺气肿和哮喘等肺部疾病的程度和位置。
除了可以为医生提供更为精确的诊断信息，MRE还被广泛用于治疗许多不同的疾病。
例如，在癫痫治疗方面，MRE可以用于评估癫痫灶的位置和大小，并为手术治疗提供指导。
在妇科领域，MRE可以用于评估子宫内膜异位症的程度，并为手术治疗提供指导。
除此之外，MRE还可以用于监测药物的疗效。
例如，在肝脏疾病治疗方面，MRE可以通过监测肝脏组织的弹性来评估药物的疗效，并优化治疗方案。
这些应用在医学科学领域中具有巨大的价值，对于发现和诊断疾病、提高治疗效果具有重要意义。
尽管MRE在医学上的应用前景广阔，但该技术也存在一些局限性。
例如，MRE的成像时间往往较长，这不利于临床实用。
此外，MRE成像需要患者做一些特殊的准备（如服用对比剂、保持呼吸等），这对于一些身体状况较差的患者来说可能是一个挑战。
磁共振成像技术的研究与应用
磁共振成像技术的研究与应用一、磁共振成像技术简介磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种以物质原子核作为探测目标，观测原子核自旋磁矩在外加强磁场和射频电磁波作用下的共振现象得到的成像技术。
其基本原理是利用强磁场和射频电场激发原子核自旋共振，并测量共振信号的空间分布及其强度，进而得到图像。
MRI技术具有无创、无放射性、灵敏度高、空间分辨率好等优点，被广泛应用于医学、生物学、化学和物理学等领域。
二、MRI技术的研究与发展MRI技术的研究和发展始于20世纪60年代。
1969年，美国科学家雷蒙德·达莱尔与保罗·莫里斯利用核磁共振技术构建了第一台MRI扫描仪，这是MRI技术的开端。
1974年，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校研究团队首次在人体上应用MRI技术进行医学检测，成功地捕捉了人类体内的第一张MRI图像。
此后，MRI技术的硬件和软件设备逐渐完善，成像速度不断提高，应用范围不断扩大。
三、MRI技术在医学上的应用1. 诊断肿瘤病变。
MRI技术可以清晰地显示人体内部的软组织，如肝脏、肾脏、心脏、乳腺等。
对于肿瘤等病变区域，MRI技术可以提供高分辨率的图像，协助医生进行准确诊断和治疗方案的制定。
2. 诊断神经系统疾病。
MRI技术是诊断中枢神经系统和周围神经系统疾病最为重要的影像学工具之一。
对于中风、脑炎、多发性硬化等疾病，MRI技术可以提供非常详细的图像资料，协助医生确定病变部位和程度，指导治疗。
3. 诊断心脏疾病。
MRI技术可以提供高分辨率的心脏成像，帮助医生检查心脏的大小、形状、结构和功能。
对于心脏萎缩、心脏瓣膜闭锁、心肌病等疾病，MRI技术可以在早期发现和诊断，提高治疗效果。
4. 检测运动器官病变。
MRI技术可以非常清晰地显示人体骨骼、关节、肌肉和软组织等结构，可以发现和诊断各种运动器官的病变和损伤。
例如，MRI技术可以检测膝关节、脊柱、肩关节等部位的疾病，协助医生进行术前评估和术后恢复情况的监测。
磁共振特殊成像技术
脑功能成像方式(三)
光学成像技术
NIRS(Near Infrared Spectroscopy) 近 红外谱技术 利用脑对近红外光传输的影响来成像 OCT(Optical Coherence Tomography) 光 学相干层析成像技术 利用光学相干原理进行脑组织的层析成像
脑功能成像方式(四)
会引起局部磁场均匀性变化，从而引 起MR信号强度的变化，称为血氧水平 依赖性(BOLD : Blood Oxygenation Level Dependent contrast)。
BOLD是含氧和脱氧血红蛋白的磁化率差
异、神经活动引起的血流有变化、血氧浓 度及代谢率有变化的综合机制。
不需用对人体有害的外源性对比剂，而直
接测量人脑激活时的血液动力学变化。
BOLD基本原理
• 当人接受某种感觉、运动刺激或认知任务时，
人脑（尤其是大脑皮层）的局部神经活动增 强，代谢率增大，引起局部血管扩张(血管体 积和血流速度变化都可能引起血流容积的变 化)。血管扩张直接导致脑血流增多，带入更 多的氧气，尽管与此同时血体积也增大，氧 的消耗也上升，但总的效果还是局部氧浓度 增大，脱氧血红蛋白与氧合血红蛋白浓度比 下降。
脱氧血红蛋白 - 顺磁性 氧合血红蛋白 – 逆磁性 刺激开始时的氧消耗大，氧合血红蛋白和脱 氧血红蛋白的浓度比减小，局部磁化率增强 (T2*变小)，持续大约1-2秒钟。 神经组织受到刺激引起血液以弹丸的方式很 快增加，自旋相干增强（T2*变大） 在T2*加权图像上出现局部信号增强。 在响应曲线中有一段先负后正的过程。
MR 功能成像技术
脑功能成像方式(一)
测量脑活动时的电磁信号研究脑功能的
动态过程
EEG(Electro-physiological imaging) 脑电成像技术 MEG(Magnetic-physiological imaging) 脑磁成像技术
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/MEDx.html /individual/
pawel/fMRIpackage.html
SUN,SGI
Unix Commercia
l Matlab SUN,SGI
BOLD机制
• 1990年由Ogawa等人所发现和命名。 • 大脑皮层的微血管中的血氧变化时，
会引起局部磁场均匀性变化，从而引 起MR信号强度的变化，称为血氧水平 依赖性(BOLD : Blood Oxygenation Level Dependent contrast)。
2020/11/26
• BOLD是含氧和脱氧血红蛋白的磁化率差 异、神经活动引起的血流有变化、血氧浓 度及代谢率有变化的综合机制。
码
的编码技术
2020/11/26
fMRI与其它成像技术比较
信号基础
高分 时间
EEG
MEG PET/SPECT fMRI
脑 神 经 活 动 脑 神 经 活 动 血流变化/代谢 血氧水平依赖
(细胞外全脑 (细胞外神经 物质的功能,药 性与结构和代
电流之和) 电流引起的有 物的药效和功 谢谱测量
取向的弱磁 能
• 常用于垂直于层面的流动信号的饱 和。如腹部横断面成像。
2020/11/26
RF pulse
RF pulse
signal saturation pulse
additional time required for single saturation pulse
2020/11/26
no echo
2020/11/26
• 脱氧血红蛋白 - 顺磁性 • 氧合血红蛋白 – 逆磁性
• 刺激开始时的氧消耗大，氧合血红蛋白和脱 氧血红蛋白的浓度比减小，局部磁化率增强 (T2*变小)，持续大约1-2秒钟。
• 神经组织受到刺激引起血液以弹丸的方式很 快增加，自旋相干增强（T2*变大）
• 在T2*加权图像上出现局部信号增强。 • 在响应曲线中有一段先负后正的过程。
MR 功能成像技术
脑功能成像方式(一)
测量脑活动时的电磁信号研究脑功能的 动态过程
• EEG(Electro-physiological imaging) 脑电成像技术
• MEG(Magnetic-physiological imaging) 脑磁成像技术
2020/11/26
脑功能成像方式(二)
同位素成像技术
MRI与MRS比较
MRI
MRS
基本原理 核磁共振波谱学 核磁共振波谱学
表达方式 解剖图像，显示所测样 信号幅度与共振频率
品中核自旋的空间分 （或磁场强度）的函数
布
关系曲线，记录整个样
品或样品中某一感兴趣
区域（VOI）的 NMR 信
号
实验方法 采用梯度场进行空间 在均匀磁场中采集信
位置的相位和频率编 号，不能使用识别位置
2020/11/26
Hale Waihona Puke fMR 应用• 1.神经病学 • 2.情感 • 3.精神病学 • 4.小儿科
• 5.药理研究 • 6.手术计划 • 7.阅读困难
2020/11/26
fMRI在肿瘤中的应用
（1）肿瘤诊断与定位 （2）肿瘤手术计划 （3）肿瘤放疗
2020/11/26
（1）肿瘤诊断与定位
BOLD应用于肿瘤探测。病理生化研究 表明，肿瘤组织的代谢异于正常组织： （1）有氧酵解的速度高于正常细胞 （2）摄取的氧比正常组织少
解剖定位，位 向 限 于 切 向 复，价格贵
置精度差 源，价格贵
2020/11/26
• MRI是一种无损获取人脑和其他器官 的高分辨力结构像的方法。
• MRI应用于脑功能的研究主要是测量 与脑激活相关的血氧和血液动力学变 化引起的MR信号强度的改变，而不 是测量它们的解剖学结构的变化。
2020/11/26
2020/11/26
脑功能成像方式(四)
以NMR为基础发展的成像技术 • fMRI(Function Magnetic Resonance Imaging)功能
磁共振成像技术
根据MR信号与血流中含氧量有关的原理，测 量脑活动时脑内各处血流含氧量的变化反映相 应的神经细胞活动的变化
• MRS(Magnetic Resonance Spectroscopy) 磁共 振波谱技术
2020/11/26
fMRI实验步骤
• 实验设计 • 设计脉冲序列 • 图像采集与重建 • 图像后处理
2020/11/26
fMRI实验步骤：实验设计
根据一定的认知任务设计对被试的刺激 方案，即在一段时间内（十几分钟到几 十分钟）对人脑的各个层面进行连续重 复的成像，在这段时间内，被试处于交 替的“静息”状态（control or “off”）和 “任务”状态（task or “on”）。
根据MR信号有化学位移的原理，测量脑内有 关2020区/11/26域中各种化合物分子的谱
MRS(in vivo NMRS)
• 名称：活体原位测量核磁共振波谱 • 产生原因：MRI不能给出足够的信息
说明正常组织与病理组织之间细胞代 谢的区别 • MRS与MRI相结合能测出神经活动分 子水平的信息
2020/11/26
肿瘤组织内功能活动区的显示，提示肿瘤 的发展将破坏残余的功能区，对病情的发 展评价有一定的帮助。
2020/11/26
（3）肿瘤放疗
在放疗中，富氧细胞被优先杀死。因此， 临床上通常用人工的方法增强放疗时的 肿瘤组织的氧饱和度，如：吸入100% 的纯氧 吸入卡普金气体（Carbogen），即5% 的二氧化碳和95%的氧气的混合气体 静脉注射乙酰唑胺（利尿剂）ACZ，它 可以改变脑血流（CBF）
2020/11/26
frequency
220 Hz 1.5 T
Fat Saturation
RF pulse
RF pulse
signal fat sat pulse
echo from water only
additional time required for saturation pulse
2020/11/26
2020/11/26
2020/11/26
第一节 饱和成像技术
MR成像为了更好地区分目标区域，可采 用一些特殊方法使某些组织信号减小。
• 局部饱和技术 • 化学位移频率选择饱和技术 • 化学位移水—脂反相位饱和成像技术 • 磁化传递饱和技术 • 幅度选择饱和技术
2020/11/26
一 化学位移频率选择饱和技术
Spatial Saturation
saturation band within the FOV
2020/11/26
三 化学位移水—脂反相位饱和 成像技术
• 水中氢质子与脂肪中氢质子存在化学位 移3.5ppm。周期性出现同相和反相。
• 反相时，两者信号相减，信号幅度低者 消失或下降。水脂交界处及含水和脂肪 的组织的信号下降明显。
System, Inc.
P. Skudlarski Yale Univ.
/br i-mri/bri-mri.html
/spm
Unix, Linux
Matlab
/sti mulate
• 此技术常用于肝脏脂肪浸润的检查。
1 0.9 0.8 0.7 0.6 ML 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
2020/11/26
FAT SAT
tim e (m sec)
Water Fat
Fat Sat examples
2020/11/26
A. The image was acquired without fat suppression. Chemical shift artefact obscures the visualisation of the articular cartilage.
fMRI实验应考虑的问题
• 生理波动干扰的抑制： 利用BOLD：刺激以适当重复频率使 血流和血氧变化最大；任务和控制中 重复频率的选择应尽可能避开显著的 生理波动的干扰。
• 用表面线圈减少生理噪音 • 用圆极化线圈提高信躁比
2020/11/26
fMRI的研究领域
• 主要的感觉和运动皮层的功能图 • 相对血流变化的定量测量 • 大脑的高级功能(语言、运动和视觉等） • 小脑功能 • 激活脑区葡萄糖代谢的测量 • 脏器的功能 • 功能性疾病和肿瘤的诊断
肿瘤组织可以分为里面乏氧部分和外面 富氧部分，因此通过对血氧水平敏感的 脉冲序列扫描，结合统计处理的方法， 有可能把正常组织和病变组织分开来。
2020/11/26
（2）肿瘤手术计划
显示肿瘤边缘功能活动区，帮助确定是否 进行立体定向治疗或精确治疗范围；
残余脑功能区的解剖学定位，避免损伤功 能区；
• SPECT(Single Photon Emission Computerized Tomography) 单光子发射计算机断层显像技术
将发射γ射线的核素标记化合物注入人体,在体 外测量γ射线而获得此标记化合物在脑内分布 的断层图像。
• PET(Positron Emission Computerized Tomography) 正电子发射断层显像技术
• 不需用对人体有害的外源性对比剂，而直 接测量人脑激活时的血液动力学变化。
2020/11/26
BOLD基本原理
• 当人接受某种感觉、运动刺激或认知任务时 ，人脑（尤其是大脑皮层）的局部神经活动 增强，代谢率增大，引起局部血管扩张(血管 体积和血流速度变化都可能引起血流容积的 变化)。血管扩张直接导致脑血流增多，带入 更多的氧气，尽管与此同时血体积也增大， 氧的消耗也上升，但总的效果还是局部氧浓 度增大，脱氧血红蛋白与氧合血红蛋白浓度 比下降。