MRI成像技术的进展及临床应用
磁共振(MRI)临床应用
磁共振（MRI）临床应用核磁共振（MRI）是目前国际上最先进的成像设备，采用计算机三维成像及多平面成像，对病变位置及解剖机构显示清晰逼真，对全身各系统疾病均可检查，能更好的观察病变的形态、大小、位置及观察各种肿瘤的分期和损伤变化，对人体无创伤、无辐射、安全可靠。
一、磁共振成像的优势1、没有放射线的损害；2、无骨性伪影；3、有高度的组织对比度，对组织结构的细微病理变化更敏感；4、可以多方位、多平面成像，对病变的位置及范围能更准确的做出诊断；5、不需要注射造影剂就可进行心脏和血管成像及对部分病变做出定性诊断。
二、临床适应症1、颅脑疾病：MRI对中枢神经系统疾病的诊断优势尤为明显。
如脑肿瘤、炎症、脑血管病（脑梗塞、脑出血、脑动脉瘤、脑动静脉畸形等）、脱髓鞘性疾病及脑退行性病变、脑室系统疾病等均可得到正确诊断。
2、脊柱和脊髓疾病:MRI是脊柱、脊髓疾病的重要检查方法，特别是椎管内病变和脊髓病变，MRI应作为首选检查方法。
适用于肿瘤炎症、血管畸形、脊髓损伤、脊髓空洞、脊髓变性萎缩及椎间盘突出椎体转移瘤等病症的检查。
3、骨关节和软组织病变:MRI是关节和软组织病变和某些骨病的首选检查，并优于CT，特别是对关节内结构如膝关节半月板、交叉韧带的显示，对于其外伤性诊断有绝对优势，可与关节镜相媲美。
MRI适用于软组织和骨骼肿瘤、炎症等疾病的诊断。
MRI对骨髓病变的检出敏感，早于X线和CT。
MRI还是早期股骨头缺血性坏死的首选检查。
4、头颈部疾病:五官和颈部疾病MRI是重要检查方法，尤其适用于头颈部肿瘤和肿瘤病变的诊断与鉴别诊断；对眼球黑色素瘤有定性价值；是鼻咽癌、喉癌的首选影像学检查方法。
5、肺和纵隔:MRI是诊断纵隔肿瘤以及肿瘤样病变的首选检查方法。
肺部病变应首选CT，但肺门、胸膜病变和邻近纵隔和胸壁的病变应选择用MRI。
6、心脏大血管：MRI对各种先天性心脏病、心肌疾病、心脏肿瘤、心包疾病和主动脉等大血管的诊断独具优势。
磁共振成像的原理与应用
磁共振成像的原理与应用磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种无创性的医学影像检查技术，广泛应用于临床医学领域。
MRI利用核磁共振现象，通过在人体内产生强大的磁场和射频脉冲，对人体组织进行断层成像，以获取高分辨率的解剖结构和生理功能信息。
本文将介绍MRI 的原理及其在医学中的应用。
一、磁共振成像的原理MRI的工作原理基于核磁共振现象，即原子核处于外部磁场中时，能够吸收或发射特定频率的电磁辐射。
核磁共振现象是由于原子核自旋的存在，当一强磁场施加在原子核上时，原子核自旋会在磁场的作用下呈现不同的能级。
当原子核在这两个能级之间跃迁时，会吸收或发射电磁辐射，这种现象即核磁共振。
实现MRI成像需要一个强磁场、一组梯度磁场和一组射频脉冲。
首先，强磁场使人体内的原子核自旋定向，形成一个整体的磁矢量。
接着，通过梯度磁场对磁场的分布进行控制，使得磁场在不同方向上有所变化。
然后，通过向人体内发送一组射频脉冲，使部分原子核自旋发生共振现象。
当射频脉冲关闭后，原子核自旋会恢复原来的状态，同时发射出特定频率的电磁辐射信号。
最后，通过接收和解析这些电磁辐射信号，根据其强度、频率等信息，将其转化为图像，从而得到人体组织的断层图像。
二、磁共振成像的应用1. 临床诊断MRI在临床上的应用非常广泛，可以检测到人体内部各种器官和组织的形态和结构。
例如，在神经科学领域，MRI可用于观察脑部结构、器质性损伤和神经退行性病变；在心脏疾病诊断方面，MRI可用于观察心脏的大小、形态和心肌的运动情况；在骨科方面，MRI可用于观察关节软骨、骨骼肿瘤和软组织的病变等。
2. 功能研究除了结构成像，MRI还可用于研究人体各个器官的功能。
例如，在脑科学研究中，功能性磁共振成像（fMRI）可以通过观察脑部的血氧水平变化，间接反映出不同脑区的功能活动状态。
fMRI广泛应用于研究人类的感知、认知、运动等各个领域，为神经科学的研究提供了强有力的工具。
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
磁共振的临床应用
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(2)磁共振血管成像：血管由于血流速度快，从发出脉冲到接受信 号时，被激发的血液已从原部位流走，信号已经不存在，因此， 在T1W1和T2W1上均成黑色，此现象呈留空效应。MRA是根据MR 成像平面血液产生流空效应的一种磁共振成像技术。不用造影剂， 通过抑制背景结构信号将血管结构分离出来，可显示成像范围内 所有血管。MRA优点是不需要造影剂，方便省时，无创及无放射 损伤。缺点是信号变化复杂，易产生伪影。临床主要用于颅内血 管狭窄及闭塞、颅内动脉瘤、脑血管畸形等的诊断
MRI灌注成像（perfusion-weighted imaging，PWI）是利用快速扫描技术及对Gd-DTPA的首次通过脑组织进行检测，通过MR信号随时间的改 变评价组织微循环的灌注情况。从原始数据还可以重建出相对脑血容量（rCBV）、平均通过时间（MTT）等反应血流动力学状态的图像，弥补 常规MRI和MRA不能显示的血流动力学和脑血管功能状态的不足。常用于超急性和急性期脑梗死的诊断。 DWI和PWI对脑缺血半暗带的临床界定具有重要意义。PWI低灌注区可反应脑组织缺血区，而DWI异常区域可反应脑组织坏死区，DWI与PWI比 较的不匹配区域提示为脑缺血半暗带，是治疗时间窗或半暗带存活时间的客观影响学依据，可为临床溶栓治疗以及脑保护治疗提供依据。
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(2)磁共振血管成像：血管由于血流速度快，从发出脉冲到接受信 号时，被激发的血液已从原部位流走，信号已经不存在，因此， 在T1W1和T2W1上均成黑色，此现象呈留空效应。MRA是根据MR 成像平面血液产生流空效应的一种磁共振成像技术。不用造影剂， 通过抑制背景结构信号将血管结构分离出来，可显示成像范围内 所有血管。MRA优点是不需要造影剂，方便省时，无创及无放射 损伤。缺点是信号变化复杂，易产生伪影。临床主要用于颅内血 管狭窄及闭塞、颅内动脉瘤、脑血管畸形等的诊断
MRI临床应用简介
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盆腔检查
• MRI可显示子宫、卵巢、膀胱、前列腺、精囊等 器官的病变。可直接看到子宫内膜、肌层，对早 期诊断子宫肿瘤性病变有很大的帮助。对卵巢、 膀胱、前列腺等处病变的定位定性诊断也有很大 价值。
• MRI还可做颈部的血管造影，显示血管异常。对
颈部的肿块，MRI也可显示其范围及其特征，以
帮助定性。
A图像均呈黑色低信号，因此在显示肺内微细结 构以及肺内病灶的细节等方面明显劣于CT，故多不用于肺 脏疾病的诊断。
• 但MRI在显示纵隔和肺门的病变、胸壁的病变、臂丛神经 病变以及肺动脉栓塞的诊断方面也具有较重要的价值。
肿）； 5.由信号强度可以确定组织的类型（如脂肪，软组织和水）； 6.组织对比优于CT； 7.可以不用造影剂直接显示血管病变。
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MRI的主要不足
1、扫描所需的时间较长，因而对一些不配合的病人的检查 常感困难，也不适用于危重急诊病人；
2、对运动性器官，例如胃肠道因缺乏合适的对比剂，常常 显示不清楚；
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脊柱和脊髓检查
MRI没有骨骼伪影，显示脊髓、椎管效果特别好； MRI的直接矢状位和冠状位成像，对于脊髓和椎的整体显示有优势 MRI可以多种成像方法同时使用，对于脊髓变性、肿瘤等病变的显示敏感。
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头颈部检查
• MRI对眼耳鼻咽喉部的肿瘤性病变显示好，如鼻 咽癌对颅底、颅神经的侵犯，MRI显示比CT更清 晰更准确。
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• MRCP（磁共振胆胰管造影)是近年来迅速发展起 来并广泛应用于临床的一种非创伤性且不需要造 影剂即可显示胆胰管系统的磁共振检查技术
MRI在小儿发育性髋关节发育不良应用中的研究进展
MRI在小儿发育性髋关节发育不良应用中的研究进展1. 引言1.1 MRI在小儿发育性髋关节发育不良应用中的研究进展随着医学影像技术的不断进步，MRI在小儿发育性髋关节发育不良领域的应用也逐渐受到关注。
MRI技术具有高分辨率、无创伤性和多平面成像等优点，使其成为诊断和评估小儿髋关节发育不良的重要工具。
在过去的研究中，MRI已被证实可以准确地诊断小儿发育性髋关节发育不良，包括髋关节脱位、髋臼浅、髋关节复发性半脱位等病变。
通过MRI的多平面成像，医生可以清晰地观察到髋关节结构的情况，有助于及时制定治疗方案。
MRI在手术前评估中的作用也日益凸显。
通过MRI技术，医生可以详细了解患儿的髋关节解剖结构及畸形情况，为手术提供重要参考。
MRI还可以帮助评估手术后的效果，对小儿发育性髋关节发育不良的预后评估起到至关重要的作用。
2. 正文2.1 髋关节发育不良的定义和诊断髋关节发育不良是一种常见的小儿骨科疾病，主要指在骨骼发育过程中，髋关节发育异常导致髋臼、股骨头或股骨颈发育不良或形态异常的病变。
这种疾病常见于1岁到6岁的儿童，如果不及时治疗，可能会导致严重的关节功能障碍和残疾。
髋关节发育不良的诊断主要通过临床症状和影像学检查来进行。
临床上，患儿可能出现跛行、一侧髋部变形、肢体长度不一致等症状。
在影像学检查中，X线摄影是最常用的方法，通过X线片可以发现髋骨头形态异常、髋臼浅、股骨头脱位等特征。
X线对于早期和轻微的髋关节发育不良往往无法准确诊断，这时需要借助MRI检查来提高诊断的准确性和敏感性。
MRI具有高分辨率、多平面重建、无辐射等优势，能够清晰显示软组织结构和微小骨折，对于评估髋关节发育不良的病变特征非常有效。
通过MRI检查可以明确患儿的病变部位、范围和严重程度，为临床医生制定治疗方案提供重要参考。
MRI在小儿发育性髋关节发育不良的诊断中起着不可替代的作用。
2.2 MRI在小儿发育性髋关节发育不良中的应用MRI在小儿发育性髋关节发育不良中的应用旨在通过影像学技术来准确诊断和评估患儿的病情，为医生制定个性化的治疗方案提供重要依据。
CT和MRI的临床应用
CT和MRI的临床应用介绍CT和MRI是医学影像学中广泛使用的两个影像检查技术。
CT（Computed Tomography）是利用X射线进行多层次扫描，得到体内各部位的断面影像，广泛应用于检测颅脑、胸腹部、骨骼等部位的病变和异常。
MRI（Magnetic Resonance Imaging）则是利用核磁共振原理进行扫描，其具有丰富的组织对比度和高分辨率优势，特别适用于软组织和血管成像。
本文就CT和MRI的临床应用进行详细介绍。
CT的临床应用颅脑影像学颅脑CT检查可用于诊断多种疾病：如颅内肿瘤、脑血管病变、脑膜瘤、脑出血、颅骨骨折等。
CT检查具有快速、简便、准确的特点。
利用CT能够快速得到颅脑各部位的精细图像，早期发现异常，有利于此后的治疗。
胸部影像学胸部CT检查适用于胸闷、咳嗽、咳痰、气促和咯血等症状的病人。
该检查有利于诊断各种肺疾病、肺部感染、支气管扩张症、肺气肿以及肺癌等。
此外，胸部CT检查也可用于检测心脏和心血管系统病变。
腹部影像学腹部CT检查可用于诊断多种内脏器官的病变。
如肝癌、肝硬化、胆管结石、胰腺疾病、肾病、肾结石、腹主动脉瘤等病症。
腹部CT检查可以检测和确定肿瘤的类型和位置，可以帮助医生进行化疗和手术等治疗方案。
骨骼影像学骨骼CT检查可用于检查创伤、骨折、关节疾病等。
骨骼CT图像具有高分辨率和对比度，能够显示出骨骼的细微结构和受损情况。
MRI的临床应用颅脑影像学MRI的神经系统成像应用广泛，特别适用于检测中枢神经系统的病变，如脑卒中、癫痫、脑外伤、脑炎、多发性硬化症等。
MRI图像具有极高的对比度和分辨率，因此能够清晰地显示脑组织的内部结构和神经损伤的范围和程度。
脊柱影像学脊柱MRI影像学检查广泛应用于诊断脊柱及周围软组织和神经系统疾病，如椎间盘突出、椎管狭窄、脊髓炎、脊髓肿瘤等。
MRI图像可以清晰地显示脊柱及相关结构的解剖结构，特别是软组织和神经系统结构的详细图像。
肝脏影像学MRI是目前检测肝脏病变的最好方法之一，其结构与功能信息均可提供丰富的扫描内容。
带你走进核磁共振(MRI)的成像原理与临床作用
带你走进核磁共振 (MRI)的成像原理与临床作用磁共振成像（MRI）是利用氢原子核在磁场内所产生的信号经重建成像的一种影像技术。
人体内的每一个氢质子可视作一个小磁体，在进入强外磁场前，质子排列杂乱无章。
放入强外磁场中，则它们仅在平行或反平行于外磁场磁力线两个方向上排列。
平行于外磁力线的质子处于低能级，反平行于外磁场磁力线的处于高能级，平行于外磁力线比反平行于外磁场磁力线略多。
在一定频率的射频脉冲的激励下，部分低能级的质子跃入高能级，当射频脉冲停止后又恢复为原来的状态，在此过程中以射频信号的形式释放出能量，这些被释放出的、并进行了三维空间编码的射频信号被体外线圈接收，经计算机处理后重建成图像。
一、磁共振（MRI）的成像原理磁共振（MRI）血管成像的基本原理：磁共振血管造影（MRA）是对血管和血流信号特征显示的一种技术。
MRA 作为一种无创伤性的检查，对比 CT 及常规放射学检查具有明显的优势所在，它不需要使用对比剂，流体的流动即是。
MRI 成像固有的生理对比剂，常用的 MRA 方法有时间飞越法和相位对比法。
但是为了提高图像质量，也可选用造影剂显示血管。
MRI 弥散成像（扩散成像）的基本原理：弥散成像是利用组织内分子的布朗运动（即分子随机热运动）而成像。
可以用于脑缺血的检查。
由于脑细胞及不同神经束的缺血改变，导致水分子的弥散运动有所受限，这种弥散受限是可以通过弥散加权成像（DWI）显示出来。
MRI灌注成像的基本原理：灌注成像是通过引入顺磁性对比剂，使成像组织的 T1、T2 值缩短，同时利用超快速成像方法获得成像的时间分辨力。
通过静脉团注顺磁性对比剂后周围组织微循环的 T1、T2 值的变化率，计算组织血流灌注功能。
MRI功能成像的基本原理:脑活动功能成像是利用脑活动区域局部血液中氧合血红蛋白与去氧血红蛋白比例的变化，所引起局部组织T2的改变，从而在 T2加权像上反映出脑组织局部活动功能的成像技术。
这一技术又称为血氧水平依赖性MR成像（BOLD MRI）。
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MRI成像技术的进展及临床应用磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是基于核磁共振现象的成像技术, 20世纪70年代被引入到医学领域并用于人体成像。
30多年的时间里,MRI得到迅速开展,硬件设备和成像技术不断更新。
主磁场、梯度系统、射频系统功能的改良,多通道、多采集单元、并行采集等技术的应用,使MRI设备整体水平明显提升,成像速度明显加快。
近几年,超高场MRI在脑功能成像、频谱成像、白质纤维束成像、心脏检查、冠心病诊断、腹部等脏器的检查得到了广泛应用[1]。
1磁共振血管成像磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)是一种无创性血管成像技术,利用血管内血液流动或经外周血管注入磁共振比照剂显示血管结构,还可提供血流方向、流速、流量等信息,已经成为常规检查技术。
MRA技术主要有时间飞跃法( time offligh,t TOF)、相位比照法(phase contras,t PC)和比照增强MRA(CE-MRA)。
TOF法是临床上应用最广泛的MRA方法,该技术基于血流的流入增强效应,常用形式有2D TOFMRA和3D TOFMRA。
2D TOFMRA采用较短的重复时间(repetition time, TR)和较大的反转角,背景组织信号抑制较好,有利于静脉慢血流的显示,多用于颈部动脉和下肢血管的检查。
3D TOFMRA空间分辨率更高,流动失相位相对较轻,受湍流的影响相对较小,多用于脑部动脉的检查[2]。
PCMRA是利用流动所致的宏观横向磁化矢量的相位变化来抑制背景、突出血流信号的一种方法,包括2D PCMRA、3D PCMRA和电影(cine) MRA。
与TOFMRA比拟,PCMRA在临床应用相对较少,主要用于静脉性病变的检查和心脏及大血管血流分析。
CE-MRA是经外周静脉团注比照剂Gd-DTPA后,利用比照剂使血液的T1值明显缩短,然后利用超快速且权重很重的T1WI序列(3D fastTOF SPGE,反转角>45°)进行成像。
CE-MRA对于血管腔的显示比其他MRA技术更可靠,出现血管狭窄的假象明显减少,血管狭窄程度的反映比拟真实,一次注射比照剂可完成动脉和静脉的显示。
2磁共振灌注成像灌注成像(perfusion imaging, PI)通常是用来评价血流的微循环即毛细血管床内血流的分布特征,已成为脑血管疾病和肿瘤等疾病的重要诊断手段[3, 4],尤其是对脑梗死早期,区分可恢复的和不可逆梗死的脑组织有重要价值。
临床上PI有两种主要的方法,即比照剂首过法和动脉自旋标记法(arterial spin labeling,ASL)。
比照剂首过法是借助静脉快速团注具有磁敏感效应的MRI比照剂,位于血管内的比照剂产生强大的、微观上的磁敏感梯度,引起周围组织局部磁场的短暂变化,这种局部磁场的变化可以通过MRI图像上信号强度的变化测得。
反映组织血流灌注的各种生理参数是通过测量比照剂浓度所致的信号改变间接获得,所得的各种参数是一个相对值,即血容量(blood volume,BV)、血流量(blood flow, BF)和平均通过时间(meantransit time, MTT)等。
ASL是利用血管内自由流动的血液作为内源性的示踪剂来评价组织的特异性灌注,此方法不使用外源性比照剂,可重复性高且组织比照度较好。
ASL首先用于正常和缺血脑组织血流灌注研究,可以清晰的显示灌注缺损或低灌注区,所获得的正常状态下局部脑血流量与其他技术获得的血流量一致性很好,但在缺血引起脑血流量明显降低时,ASL所测得的血流量较其他方法测得的结果低。
3扩散加权成像及扩散张量成像扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)是目前在活体上进行水分子扩散测量与成像的唯一方法,它主要依赖于水分子的弥散运动成像。
DWI首先用于中枢神经系统缺血性脑梗死的早期诊断,鉴别急性和亚急性脑梗死,评价脑梗死的开展进程[5]。
在脑梗死30min后便可利用DWI发现扩散受限,表观扩散系数(apparent diffusion coefficien,t ADC)降低,至8~32 h达最低,持续3~5 d。
急性期DWI上呈现高信号,ADC图像上呈低信号。
亚急性期(1~2周)随着细胞外水分子的增加及胶质增生,ADC值逐渐升高,约2周DWI上呈等、高信号,ADC上呈现高信号。
除脑缺血外,DWI在中枢神经系统也用于脑肿瘤、感染、脱髓鞘病变、外伤等疾病的诊断。
腹部应用主要集中在肝脏,用于肝脏占位性病变的诊断和鉴别诊断、肝纤维化和肝硬化的评价等[6]。
在其他部位如乳腺、胃肠道、前列腺等的临床应用也正在开展。
扩散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)是一种用于描述水分子扩散方向特征的MRI成像技术,在DWI的根底上施加6~55个非线性方向的梯度场获得扩散张量图像。
在人体生理条件下,水分子的自由运动受细胞本身特征及其结构的影响,如组织的粘滞度、温度、分子的大小以及细胞膜、细胞器等生理屏障,使其在三维空间各个方向上弥散运动的快慢不同,以致一个方向上弥散比另一个方向受更多的限制,具有很强的方向依赖性,称为各向异性,其运动轨迹近似一个椭球体。
弥散各向异性在脑白质纤维束表现最明显,水分子的弥散运动在与神经纤维走行一致的方向受到的限制最小、运动最快,而在与神经纤维垂直的方向上受到的限制最大、运动最慢。
DTI主要用于动态显示并检测脑白质的生理演变过程及脑缺血性病变、颅内肿瘤、癫痫、外伤等脑白质神经纤维束的变化,三维显示大脑半球白质纤维束的走行和分布等。
4脑功能成像脑功能成像一般指基于血氧合水平依赖(bloodoxygenation leveldependen,t BOLD)效应的脑功能磁共振成像(functionalMRI, Mf RI)技术。
血液中的脱氧血红蛋白具有顺磁性,可以缩短组织的T2或T*2值,其增多将导致相应组织在T2WI或T*2WI上信号强度降低;氧合血红蛋白那么具有轻度反磁性,可延长组织的T2或T*2值,其增多将导致相应组织在T2WI上信号强度增高。
当大脑某区域被激活时,该区域脑组织的耗氧量增多,脱氧血红蛋白随之增多,但相应区域脑组织的血流灌注量也同时增多,带来更多的氧合血红蛋白,最后的结果是氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的比例增高,因此导致T2WI或T*2WI上相应区域脑组织信号强度增高。
目前, BOLD已从对感觉和运动等低级脑功能的研究开展到对高级思维和心理活动等高级脑功能的研究,主要包括视觉、躯体运动、躯体感觉(触觉、痛觉)、听觉、语言、认知及情绪、针刺穴位等[7-9]。
BOLD临床上用于脑肿瘤、癫痫、脑血管畸形等手术前脑功能定位,也用于神经精神病学的研究。
5磁共振波谱磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)是目前唯一能活体观察组织代谢及生化变化的技术,利用不同化学环境下的原子核共振频率的微小差异来区分不同的化学位移,从而鉴别不同的化学物质及其含量。
MRS是由不同共振频率原子核产生的多个共振峰组成,每一波谱可反映原子核的化学位移、波峰高度或面积、波峰半高全宽、pH值、温度等。
准确的空间定位技术是MRS成功的关键。
在体MRI的空间定位技术一般分为单体素和多体素两种技术。
单体素空间定位技术的根本原理是应用3个互相垂直的层面选择脉冲,而采集的仅为与3个层面均相交的体素内的回波信号。
常用的单体素空间定位采集技术有活体影像选择波谱(ISIS)、鼓励回波采集模式(STEAM)和点分辨波谱(PRESS)序列。
多体素采集技术即化学位移成像(chemical shift imaging, CSI)或磁共振波谱成像(MRSI),可分为2D和3D多体素采集。
其优点是一次采集覆盖范围较大,在选定的空间分布中,可以得到多个体素的代谢物谱线。
由于代谢物质的种类丰富,磁共振波谱技术的应用非常广泛[4, 10],如1H谱、31P谱等。
1H-MRS是敏感性最高的检测方法,它可检测与脂肪代谢、氨基酸代谢以及神经递质有关的化合物,如肌酸(Cr)、胆碱(Cho)、肌醇(mI)、乳酸(Lac)和N-乙酰天门冬氨酸(NAA)等。
31P-MRS 用于研究组织能量代谢和生化改变,检测参与细胞能量代谢与生物膜有关的磷脂代谢产物,如磷酸单酯(PME)、磷酸二酯(PDE)、磷酸肌酸(PCr)、无机磷(Pi)等。
6MRI分子影像学分子影像学是用影像学的方法在细胞/分子水平对活体生物过程进行描述与测量的新兴交叉学科。
MRI广泛应用于分子影像学研究,包括清楚地显示解剖结构、药物作用或其他功能活动组织血流改变、代谢产物浓度定量检测、组织pH分布图、血容量和血管渗透性的研究、药物动力学研究、基因表达、特异性分子探针显像、肿瘤血管生成显像等[11, 12]。
MRI 靶向比照剂的研究较多,可分为三大类:转铁蛋白受体(transfer-rin receptor, TFR)显像、顺磁性金属卟啉合成物和标记单克隆抗体比照剂。
TFR的主要功能是实现铁自细胞外向细胞内的转运,另外还与细胞的生长和增殖有关。
目前应用的TFR探针主要有转铁蛋白-单晶氧化铁超微粒(TF-MION)和抗TFR抗体-单晶氧化铁超微粒(antiTFRb-MION)两种。
顺磁性金属卟啉合成物可缩短质子弛豫时间,具有稳定性和肿瘤定向的特性,能快速地从血液中清出并累积于肝、肾和肿瘤组织中。
有学者研制了Mn-卟啉配合物的肿瘤靶向性比照剂以及水溶性金属卟啉肿瘤靶向比照剂,并研究了比照剂的体外弛豫率和在肿瘤细胞中的富集过程。
标记单克隆抗体(monoclone antibody, McAb)类MRI靶向比照剂可特异性地导向肿瘤等抗原结构,使肿瘤局部信号发生改变,产生特异性增强,从而到达诊断目的。
综上所述,MRI是多参数成像,其成像原理和信号表现复杂多样,成像技术也更新开展快。
MR血管成像可无创显示血管结构并提供血流动力学参数,灌注成像反映疾病早期和病变血液灌注,扩散加权成像和扩散张量成像从分子水平探讨细胞内外水分子运动的改变,血氧水平依赖成像、磁共振波谱分析等MRI功能成像技术从细胞、分子水平,乃至基因水平反映靶器官的物质代谢和功能活动状况。
MRI技术的开展代表着医学影像诊断设备和技术的开展。
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