04磁共振特殊成像技术3.ppt

第四节 磁敏感加权成像 磁敏感加权成像（SWI）是基于不同组织间磁敏感性的差异，形成不同于传统T1、T2及质子密度的新型对比，它是反映组织磁化属性的对比度增强技术。 基本原理 主要利用组织间磁敏感差异形成图像对比，磁敏感性反映了物质在外加磁场(H)作用下的磁化程度，可以用磁化率(χ)来度量。 常见的磁敏感物质有顺磁性物质、反磁性物质及铁磁性物质。顺磁性物质具有正的磁化率、反磁性物质具有负的磁化率。 人体组织中绝大多数磁敏感改变与血液中铁的不同形式或出血等相关。 血红蛋白的4个蛋白亚基(珠蛋白)分别包含一个由卟啉环包绕的铁离子(Fe2+)，当血红蛋白中的Fe2+与氧结合时，无不成对电子，形成的氧合血红蛋白呈反磁性。 当氧与铁离子分离形成脱氧血红蛋白时，血红蛋白的构像改变阻碍周围的水分子接近铁离子，形成的脱氧血红蛋白有4个不成对电子，呈顺磁性。 当脱氧血红蛋白中的Fe2+被进一步被氧化成Fe3+，形成高铁血红蛋白。正常情况下，在红细胞内这一过程被还原型辅酶所抑制，当这种机制失效(如出血)时，脱氧血红蛋白转变为高铁血红蛋白。高铁血红蛋白仅有很弱的磁敏感效应，稳定性差，易于解体，最终被巨噬细胞吞噬引起组织内含铁血黄素沉积，含铁血黄素为高顺磁性物质。 去氧血红蛋白和含铁血黄素磁敏感性较强 组织内另一种磁敏感的源物质是非血红素铁，它常以铁蛋白的形式存在，表现为反磁性。组织内的钙化通常也呈反磁性，虽然磁敏感效应比铁弱，但也能导致可测量到的敏感性的变化。 无论是顺磁性还是反磁性物质，均可使局部磁场发生改变而引起质子失相位，使质子自旋频率产生差别，如果施加一个足够长的TE，自旋频率不同的质子间将形成明显的相位差别。这样，磁敏感度不同的组织在SWI相位图上可以被区别出来。 　SWI的后处理 首先对在原始相位图像施加一个低通滤波器，然后在复数域中用原始图像除以低通滤波后的k空间数据，去除由于背景磁场不均匀造成的低频扰动，最终实际得到的将是高通滤过图像，即校正后的相位图。第二步需要将校正相位图中不同组织的相位值进行标准化处理，建立相位蒙片，并将相位蒙片与幅度图像多次相乘进行加权。 临床应用 SWI对出血或血液中的脱氧成份极其敏感，能够提供出血、动静脉畸形、铁沉积的确切信息以实现更快更准确的诊断，非常小的病变也可以迅速地被确诊。1．静脉血管畸形：对脱氧血红蛋白的敏感可以清晰地显示毛细血管扩张、海绵状血管瘤以及静脉瘤等。2．中风：较传统方法对梗塞伴出血的检出以及局部微循环的改变更为敏感，能够更好地评估中风的进展和预后，制定切实有效的治疗方法。脑出血图像SWI显示出血成份及引流静脉明显优于常规T2W TSE。 3．脑外伤：显示细小出血灶，白质剪切伤和弥漫性思所损伤(DAI)，为硬膜下和蛛网膜下腔出血提供更多信息。4．肿瘤：确认肿瘤内可能存在的微小出血和肿瘤血管行为,更好的明确肿瘤的生长状态.SWI显示胶质瘤内出血成份及静脉,有助于评估肿瘤血供。5．神经退行性疾病：对矿物化和铁沉积非常敏感,有助于早期检出Alzheimer’s病和地中海贫血患者灰质中铁沉积的存在。迄今为止，MRI应用T2*加权像来像来显示出血，但是新的经验表明，SWI的敏感性显著高于T2*和其它成像方法，实际上，SWI在出血和血管畸形的高度敏感性打开了MRI诊断轻微出血和小血管畸形的大门。 第五节 磁共振波谱成像 (MR spectroscopy, MRS） 磁共振波谱（MR spectroscopy, MRS）成像是利用质子在化合物中共振频率的化学位移现象，测定化合物组成成分及其含量的检测技术。 目前唯一能无创性观察活动组织代谢及生化变化的技术，MRS是将按时间域分布的函数转变成按频率域分布的谱线，MRS谱线的横轴代表化学移位，即频率。 ? 磁共振波谱 1 原理 化学位移 拉莫公式： w = g Bo w ：进动频率 g ：氢核旋磁比42.6 B0：磁场强度 在1.5T的磁场中，氢质子的进动频率应该为： 42.6 X 1.5 = 63.9(MHz) 63.9 0 100 M Hz 含量 由于化合物周围都围绕着电子云，电子云对外界施加磁场有屏蔽作用，所以实际到达化合物氢质子的磁场强度要小于外界所施加的磁场。 由于不同的化合物周围的电子云浓密不一样，真正到达在不同化合物中的氢质子的磁场强度是不一样的，所以不同的化合物中氢质子的进动频率是不一样的。 63.9 0 100 M Hz 含量 由于不同的化合物化学位移的幅度非常的小，化学位移频率数值用MHz来表示很不方便。在实际中用了相对值PPM(百万分之一)表示。 δ＝（f－fr）/g Bo f 表示某种化合物的进动频率 fr 表示四甲基硅烷的进动频率 δ 表示物质在MR