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磁共振导航微创技术的研究进展
编辑：虞上宠
摘要：磁共振导航微创技术主要应用于在MＲI引导和监控下利用磁兼容设备进行的介入手术操作，它将手术器械和患者MＲI图像实时显示实现在屏幕上以引导医生进行微创手术，可帮助医生实时调整治疗方案，确保介入治疗的有效性和安全性。本文概述了磁共振导航微创技术的工作原理和国内外发展现状，并介绍了该系统的主要组成成分、临床应用现状及未来发展方向。
0 引言减少手术创伤，减轻患者痛苦，是外科医生的最高理念。介入手术是在这一理念下产生的一种借助医学影像设备引导以减小手术创伤的先进手术方式，其用于引导的成像技术包括X线、CT、超声和(magneticresonanceimaging，MＲI)成像。X线导航微创技术只能显示骨骼结构，且只有二维图像;超声导航微创技术成本低、可显示实时图像，然而图像质量较CT和MＲI低;CT导航微创技术可提供清晰的实时图像，然而患者和医师需要承受很大剂量的放射伤害，使许多人望而生畏;磁共振导航微创技术是现有成像技术中图像分辨率最高的，且没有放射线的危害，近些年，随着MＲI设备场强的不断增加，除三维解剖形态可以显示外，还可以得到组织结构的功能数据，如功能磁共振(functionalMＲI，fMＲI)、磁共振张量成像(diffusiontensorimaging，DTI)、弥散加权磁共振(diffusion-weightedMＲI，DWI)、磁共振波谱分析(MＲ-spectroscopy，MＲS)、磁共振血管造影(MＲ-angiography，MＲA)及磁共振静脉造影(MＲ-venography，MＲV)等。这些功能成像技术的临床应用，拓宽了磁共振导航微创技术的应用领域，使其具有难以替代性，成为神经外科和介入手术领域的研究热点。1 国内外发展概况自1993年GE公司和波士顿布莱根妇女医院联合研制了世界首台磁共振导航微创系统以来，其性能和技术水平一直在不断提高。Marconi于1999年推出了首个商品化磁共振导航微创系统Ipath200，标志着该技术进入临床应用阶段。现在，GE、西门子、飞利浦等大型医疗器械公司已开发出多种磁共振导航微创系统，占据全球大部分的市场份额，也推动了磁共振导航微创技术的临床应用进程。在国内，山东医学影像学研究所于2000年率先引进了0.23T开放式MＲI及Ipath200光学导航系统。2006年，新奥博为研发了国内首台磁共振导航微创系统(0.3T)，并在北京协和医院进入临床应用。2009年，国内引进的首台高场移动式磁共振导航系统(1.5T)在解放军总医院正式投入使用，标志着国内的磁共振导航微创技术也进入了高场强时代。虽然与国外技术相比依然存在很大差距，然而随着需求的增大，国内磁共振导航微创技术朝向国际先进水平发展是必然趋势。磁共振导航微创技术融MＲI成像技术和微创诊断与治疗技术于一体，具有多方位成像、多切面定位、组织分辨率高、无电离辐射、不用对比剂即可显示血液流动、可测评温度变化等优点，成为介入手术领域的研究热点。2 磁共振导航微创技术系统组成及操作流程典型的磁共振导航微创系统由MＲI系统、光学定位系统、手术导航控制主机及显示设备和磁兼容手术器械与治疗设备等几部分组成，如图1所示。其手术流程如下。(1)术前MＲI图像采集，通过导航软件设置靶点、规划进针路径，确定手术方案。(2)术中导航软件接收MＲI图像，利用光学定位系统实时跟踪手术器械的方位信息，实现患者解剖结构与术前图像之间的配准，得到MＲI扫描系统坐标系和光学定位系统坐标系的相对关系。(3)导航软件将手术器械的定位系统坐标转化为扫描系统坐标，并与患者MＲI图像共同实时显示在屏幕上。（4）医生以显示的实时图像为导向完成手术操作，并对治疗效果进行评估。以下对磁共振导航微创系统的快速成像技术和组成部分，即MＲI系统、定位系统及磁兼容手术器械进行介绍。2.1 MＲI系统现在临床应用的磁共振导航微创系统的MＲI系统主要有开放式中场MＲI系统、开放式低场MＲI系统和高场MＲI系统。开放式中场MＲI系统主要为GE的SignaSP(0.5T)，该系统由于使用铌锡合金作为超导材料，由两个垂直放置的超导线圈产生水平磁场，增加了可进入区域的宽度，是目前使用的开放程度最大的开放式磁体，并已取得了较好的临床效果，然而该系统磁体设计、线圈设计难度很高，所以临床应用并不广泛。开放式低场MＲI系统以西门子MagnetomOpen0.2T、飞利浦Proview0.23TOpen为代表，由上下两个阻抗型磁体构成，产生垂直磁场。这种设计允许从一侧接近患者，并在近280°范围开展介入手术操作。此类系统对磁兼容手术器械的要求较低，且成像质量和速度能满足一般临床介入治疗需求，因此得到了广泛的应用。高场MＲI系统以GE的IntraOpSignaHD3T系统为代表，该系统呈封闭圆柱形，扫描和手术操作是分别进行的，扫描时通过滑轨将MＲI移入手术室，该系统可实现快速高质量灌注成像、功能成像、血管成像等先进功能。2.2定位系统定位系统的功能是精确获取手术器械的方位信息，与患者MＲI图像共同显示在屏幕上，以指导医生更好地完成治疗操作。现在临床上常用的光学定位系统，由红外导航相机、定位示踪器、配有导航光球的穿刺针、磁兼容电源和通信电缆、导航功能软件等部分组成。加拿大公司NorthernDigitalInc.(NDI)的POLAＲIS系统是应用最广泛的光学定位系统，定位精度达到0.35mm。红外导航相机探测手术器械顶端的发光二极管，得到手术器械尖端在定位系统中的方位信息。导航软件是磁共振导航微创系统中的核心部件，实现术前规划、术中引导、实时监控及治疗评估等功能，导航软件将手术器械的定位系统坐标转化到扫描系统坐标并与患者MＲI图像共同显示在屏幕上，帮助医生准确快速地穿刺到靶点，随着虚拟现实技术的发展与应用，导航软件的功能已经愈发强大。光学定位系统在使用时需要注意以下几点:必须使用磁兼容电源为其供电;配置磁兼容通信电缆完成相机与主机之间的通信;相机摄像头与带有标记的手术器械之间不能有遮挡;需避免手术室内红外光的影响;术中避免手术器械弯曲造成的定位困难。2.3磁兼容手术器械由于磁场环境的存在，用于磁共振导航微创的手术器械须具有磁兼容性，这些手术器械不仅包括常规的手术刀、穿刺针、导管等，还包括患者的生命监测及麻醉器械、治疗传递系统如射频、冷冻消融导管探头等。磁兼容性即不被磁场吸引、功能不受磁场影响、不影响MＲI的成像功能等。手术器械对MＲI的伪影影响与其构造材料、形状大小以及成像脉冲序列和主磁场强度等许多因素相关。现在常用的磁兼容材料有金属钛、镍钛合金以及塑料、陶瓷、生物材料等，目前认为钛金属最为理想，但其成本也最高。2.4快速成像技术磁共振导航微创技术需实时显示图像，才能满足导航手术的需求，因此快速成像技术也是其中的关键部分。磁共振导航微创技术中使用的快速成像序列与诊断用MＲI序列不同，采用独特的K空间取样步骤，如Keyhole、LocalLook(LoLo)和微波编码数据接收技术等。Keyhole减少K空间区域隐藏晶格大小，以便在较短的读取时间、较弱的梯度、较低的频宽时获得多量K空间采样，由于采用传统的相位编码和傅里叶变换重建，简单易行。而LoLo采用单次激发方法获得T2加权图像，利用涡轮旋转回波技术，有很好的损伤对比及较小的器械伪影。另外在保证信噪比的同时，采用平行成像技术可加快成像速度。临床医生可根据需要，在手术中交替使用多种快速成像序列。3 临床应用近年来随着MＲI软硬件及成像技术的快速发展，磁共振导航微创技术在临床应用上发展迅速，从穿刺活检、肿瘤消融到神经系统病变诊疗的应用都得到了稳步发展和提高，应用前景广阔。3.1神经外科李成利等使用了开放式0.23TMＲI结合ipath200光学导航系统，先后进行了穿刺活检、放疗离子植入术、脑胶质瘤基因治疗术、脑脓肿抽吸引流术、神经丛阻滞术等介入手术，由MＲI提供了术中实时动态靶病变的监视图像，得到了良好的临床疗效，减少了术后并发症。另有学者报道了MＲI引导治疗脑干海绵状血管瘤、脑胶质瘤、垂体切除等手术，磁共振导航微创系统有效提高了病变切除率，保护患者的神经系统。磁共振导航微创系统在神经外科手术中的应用最为广泛，不仅能提供术中的三维解剖图像，还能结合多模态影像如磁共振灌注成像(perfusionweightedimaging，PWI)、MＲS、DTI、血氧水平依赖成像(bloodoxygenleveldependent，BOLD)等，通过代谢及功能信息优化靶点选择，提高了肿瘤切除率并能防止重要神经血管损伤，延长患者生存期。3.2冷冻消融治疗氩氦刀冷冻消融治疗是微创介入技术之一，早期多采用CT或超声介入，然而CT具有辐射性，超声显示冰球后有声影，对冰球整体评价不佳，而且对温度变化不敏感。MＲI具有温度敏感成像功能，在脑瘤消融中能对消融区的温度及范围进行监控，且具有无电离辐射、良好的空间分辨率和软组织对比成像等优点使得磁共振导航微创技术在氩氦刀冷冻消融术中具有独特优势。王阳等利用新奥博为生产的0.3T开放式常导磁共振与ipath200光学追踪导航系统，在兔VX2脑瘤直径达20px时进行氩氦刀冷冻消融治疗，明显了提高瘤兔的生存时间。李成利等采用0.23T开放式MＲI结合ipath200光学导航系统进行经皮肝穿刺肿瘤冷冻消融治疗肝肿瘤16例，均准确无误地将冷冻探针置于病灶内，无操作有关的并发症，得到了较好的疗效。3.3心导管治疗经皮心脏介入术现在常用的方法是X线导航，磁共振导航微创技术常应用于动物实验中，主要的原因是缺少磁兼容并安全的导管装置。Tzaifa等在5只猪上完成了磁共振导航的心脏介入术，其中包括非患病的肺动脉、主动脉瓣、主动脉弓和肺动脉分支的球囊扩张术，经过了伦理审查和监管部门批准后在一个成人和一个儿童身上实施了磁共振导航的肺动脉狭窄介入术，取得了良好的疗效。Ｒatnayaka等在16个患者身上连续进行了三种手术方式:X射线导航、钆填充球囊导管的磁共振导航、空气填充球囊导管的磁共振导航，结果显示用钆填充的球囊导管的磁共振导航技术在手术的精确性上与X射线导航技术相同，优于空气填充球囊导管的磁共振导航方式，是一种有效的手术方式。磁共振导航微创技术在导管介入治疗中的问题主要是导管的安全性和MＲI下的可见性，不锈钢由于成本低成为了导管中常用的材料，然而该材料会造成核磁图像的扭曲;钴铬合金在新的支架和支架阀中使用，镍钛合金在导线和心脏封堵装置中使用，铂铱合金在缩窄支架中使用。然而，这些部件在MＲI图像中难以可视化，而且这些材料在MＲI的持续照射下也会有发热现象。所以找到一种安全、可视的导管材料成为现在该领域的研究热点。有学者尝试将导管从无源变为有源设备，起到天线的作用并连接到MＲI扫描设备中，该引导线将信号传入MＲI设备中，然而该装置还缺乏实验数据。3.4高能聚焦超声磁共振导航高能聚焦超声(MＲ-guidedhighintensityfocusedultrasound，MＲgHIFU)给人们带来一种无创治疗的新方法，高强度聚焦超声将超声能量聚集于特定靶区并消融靶区组织，由于MＲI能提供优于B超和CT的软组织对比度，可检测组织的特征和功能信息，同时能实时监控治疗区和周围组织在治疗过程中的温度变化，可保证治疗的安全性和有效性。2004年MＲgFUS获得FDA认证用于临床治疗子宫肌瘤。很多学者也进行了MＲgHIFU治疗乳腺癌、肝癌、肾癌、前列腺癌、胰腺癌、肿瘤骨转移疼痛缓解的临床试验，也取得了良好的疗效。由于颅内病变超声波难以到达，造成了MＲgHIFU治疗颅内疾病的困难，Martin等采用1024阵元相控阵超声探头MＲgHIFU(ExAblate400)结合GE3.0TMＲ监控消融丘脑内侧核群治疗慢性神经性疼痛，取得了良好的治疗效果，无任何不良反应。MＲgHIFU治疗脑肿瘤、缺血性脑卒中血管内血栓、对癫痫患者特殊大脑区域脑功能的可逆调整的临床研究正在进行中。4 展望自第一台磁共振导航微创系统于1994年投入临床应用以来，磁共振导航微创技术获得了飞速的发展。对患者而言，其技术安全、精确度高，能实现微创甚至无创，大大减轻痛苦和不适。对医生而言，免除了X线和CT导航微创治疗中长时间暴露于放射线下造成的伤害，这种对医生和患者的免辐射保护是其他导航技术无法替代的。但磁共振导航微创技术也存在一些不足之处:(1)系统安装使用及维护费用不菲，部分机型要求手术室改造，且需要磁兼容的手术器械、监护仪等，费用更加昂贵，这是影响其大规模应用的主要障碍。(2)高场磁共振可能会影响术中的麻醉监护，即使磁兼容的心电监护仪也可能会出现假阳性。(3)其结果并不能代替病理结果，其显示的肿瘤边界外尚可检测到肿瘤细胞，其认为的肿瘤残余也存在假阳性，有时伪影与肿瘤残余难以鉴别。(4)对于体内植入心脏起搏器或金属性物质的特殊患者，磁共振导航微创技术不适用。(5)其对钙化病变不能显示等。目前磁共振导航微创技术仍旧在不断探索发展中，随着相关科学技术的发展完善和系统成本的降低，由于其相较其他导航技术的优势，必将成为未来临床医疗的发展趋势。从目前的经验来看，高场磁共振导航微创技术不仅拥有更好的影像质量和较短的扫描时间，还能允许血管成像、DWI、PWI和MＲS等特殊的扫描方式的实施，并且与数字一体化手术室和多模态影像综合导航的概念相契合，交互融合多种微创新技术，使手术创伤更小，疗效更好，相信是未来的发展方向。
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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，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MRi 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、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（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、血流伪影以及脑脊液波动伪影等的，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，但不如后者。
一般说来，二维用来观察大的范围，对慢速血流，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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