磁共振成像基础知识.ppt

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1、磁共振成像概述磁共振成像的历史1946年，美国斯坦福大学的Bloch和哈佛大学的Purcell发现了物质的核磁共振现象1978年，英国诺丁汉大学和阿伯丁大学的物理学家获得了第一幅人体头部的核磁共振图像后来为了区别核医学成像，不引起误解，将核磁共振成像（NMR）称为磁共振成像（MRI）MRI扫描仪的基本硬件构成一般的MRI仪由以下几部分组成主磁体梯度线圈脉冲线圈计算机系统其他辅助设备主磁体主磁体为一种外加磁场，磁共振成像就是在这种外加磁场内进行的。按主磁体的类型不同，可将磁共振成像仪分为以下三种类型：1.永磁型2.常导型3.超导型永磁型优点：1.造

2、价与维护费用更低，不耗电，不需冷冻剂；2.磁力线垂直于孔腔，使用螺旋管线圈，可提高信噪比。缺点：1.场强较低，0.3-0.35T；2.重量过大；3.磁场均匀性受室温的影响大，对室温要求高（波动范围＜1℃）；4.成像速度慢。常导型优点：1.造价低；2.磁体重量轻；3.磁场可关闭缺点：1.耗电量大；2.场强低0.2-0.4T；3.产热量大，需大量循环水冷却；4.磁场均匀性受磁体温度的影响大。超导型优点：1.场强高(0.5-3.0T)；2.磁场稳定均匀；3.成像速度快，图象质量好。缺点：1.造价高；2.需要补充液氦和液氮；日常维护费用高。梯度线圈梯度线

3、圈性能的提高磁共振成像速度加快梯度线圈性能指标梯度场强20mT/m切换率50mT/m.s脉冲线圈作用：激发人体产生共振；采集MR信号脉冲线圈的进步显著提高了MR图像的质量计算机系统用于数据的运算、显示图像、控制扫描。MRI的物理学基础磁共振中的基本物理学概念1、物质是由原子构成的，而原子是由核外电子和原子核组成的。2、不同物质其原子核由不同数目的质子和中子组成。3、氢核内没有中子，只有单个质子，带正电，作自旋运动，产生磁场，并具有极性。人体内含有丰富的氢质子，各自极性排列杂乱无章。目前的MRI都是利用1H核成像4、带正电荷的H质子围绕自身轴旋转

4、,称“自旋”。该自旋轴亦围绕某一轴旋转，称“进动”。5、人体进入均匀的磁场B0中,杂乱无章的H原子核逐渐按主磁场方向排列并继续进动（进动轴与B0一致），即“磁化”。↑B06、在常温的状态下顺静磁场B0排列的氢质子数比逆向排列者多10-6倍。故净磁化矢量M在Z轴上的分量与静磁场B0方向一致，称“纵向磁化矢量（M0）”。由于各个氢质子进动不同步，故在XY平面上的分量相互抵消，为0。（矢量是具有一定方向和大小的物理量）7、组织净磁化向量即受静磁场的作用（相当于陀螺受到重力作用），也受射频磁场的作用（相当于对陀螺顶端水平方向的弹力）。当有射频磁场（频率单

5、一的电磁波）作用于H质子时，只要射频磁场频率与磁化矢量进动频率相同，H质子吸收其能量，磁化矢量进动角度将会越来越大。8、射频脉冲（RF）愈长，进动角度愈大，可以使进动角度增加到900的RF称900RF。在垂直于主磁场的RF作用下，氢质子同步旋转进动，逐渐从Z轴倒向XY平面旋转，形成新的磁化矢量，称“横向磁化矢量”（或虽然没有完全倒向XY平面，但由于RF的作用，使氢质子旋转进动同步，净磁化矢量在XY平面形成的分量亦称～）。9、组织的磁化矢量是由许许多多质子的成分所构成的，每个质子的进动频率也直接取决于主磁场强度。主磁场强度和磁化矢量进动频率之间遵循

6、拉摩尔方程f=γB0/2πf是进动频率，B0是主磁场强度，γ是磁旋比，对于每一种原子核，磁旋比是一个常数，氢质子的磁旋比约为42.5810、磁化矢量在XY平面旋进，产生变化的磁场，根据法拉第定律，若在磁场内有一个线圈，则会在线圈内产生变化的电流，即MR信号，这是一个释放能量的过程。11、撤消RF后，新建立的横向磁化矢量逐步消失，称“横向弛豫”，反映横向磁化衰减、丧失的过程。其消失至最大值37%所需的时间称该组织的“T2”。13、纵向磁化矢量逐步恢复，称“纵向弛豫”。其反映自旋核把吸引的能量传递给周围晶格所需的时间。其恢复到原来大小的63%所用时间

7、称该组织的“T1”。提示不同组织有着不同横向(T2)弛豫或/和纵向(T1)弛豫速度，是MRI显示解剖结构和病变的基础。14、氢质子的上述吸收和释放能量的过程称“共振”，共振的条件是射频脉冲的频率和氢质子的拉莫尔频率一致。MRI形成的基本理论根据拉莫尔方程，质子的进动频率与场强成正比，若（利用梯度磁场）令病人体内空间各点的场强不同，不同空间位置的质子将以不同的频率进动,则产生的MR信号频率也不同，藉之就能确定MR信号产生的部位。梯度磁场由主磁体提供的静磁场，在成像空间内其磁场是均匀的，而梯度磁场却是在静磁场中放入通电线圈，产生新的磁场，使磁场中的一

8、点的磁场比另一点强，从而获得MR成像的位置信息。目前设计的梯度磁场有三种：层面选择梯度磁场，频率编码梯度磁场和相位编码梯度磁场。这三种梯