生物医学工程基础四—生物医学图象1

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1、生物医学图象(BiomedicalImaging)生物医学工程基础（四）核磁共振成象LinJiangli(AssociateProf.)（2007.11）Imagingtechnologiesarechangingthewayscienceisdone(R.P.Crease,Science,Vol.261,July1993)10/8/20211四川大学材料学院生物医学工程系核磁共振成象（MRI：MagneticResonanceImaging）MRI完成于80年代，对医学成像产生意义深远的影响10/8/20212四川大学材料学院生

2、物医学工程系核磁共振成象（MRI：MagneticResonanceImaging）磁共振图像也是通过计算机处理后产生的图像。与CT不同的是，CT图中每个像素的数值代表的是人体组织中某一个体素对X线的衰减；而在磁共振图像中，每个像素的值代表的是从某个体素来的磁共振信号的强度，它与共振核子的密度有关。10/8/20213四川大学材料学院生物医学工程系对人体无创伤、无电离辐射，安全；可以较容易地获得人体组织不同断面的图像图像分辨率高（分辨率可达0.5mm）可以不注射造影剂,对血管成像对人体可以做出形态和功能两方面的诊断（fMRI：磁共

3、振功能成像）MRI的突出优点10/8/20214四川大学材料学院生物医学工程系主要内容MRI的历史与MRI的概况核磁共振现象驰豫时间MRI的信号检测核空间定位MRI成像原理MRI成像设备组成10/8/20215四川大学材料学院生物医学工程系一、History核磁共振现象的发现1946年美国Stanford大学的FelixBloch费利克斯·布洛赫及哈佛大学EdwardPurcell爱德华·珀塞尔各自首次发现核磁共振现象，并因此于1952获得诺贝尔奖。1950~1970，NMR发展成为物理与化学的重要分析仪器。到70年代后期，对人体

4、的成像才获得成功10/8/20216四川大学材料学院生物医学工程系10/8/20217四川大学材料学院生物医学工程系10/8/20218四川大学材料学院生物医学工程系History：NMR诊断的想法1971年，美国SUNY-Brooklyn的医生RaymondDamadian利用磁共振波谱仪对小鼠研究，发现组织与肿瘤的核磁共振T1、T2弛豫时间不同，癌变组织的T1，T2弛豫时间比正常组织长；而引发用NMR诊断的想法。1969，提出MRscanner的设想；1971，“tumordetectingbyMR”,T1,T21977，第一

5、台MRI，1978，Fonar公司1980，上市10/8/20219四川大学材料学院生物医学工程系History：MRI出现1973--PaulLauterbur（保罗·劳特布尔）首先以小试管样本示范MRI。他发表于3/16/1973Nature的论文"Imageformationbyinducedlocalinteraction;examplesemployingmagneticresonance"。Nature的编辑原先将此文退稿，理由是不具有科学价值。在此文中，Lauterbur描述了如何用迭加于强磁场上的弱梯度磁场来得到两

6、支装水试管的空间位置。10/8/202110四川大学材料学院生物医学工程系History：FTMRI1975年，瑞士ETH-Zurich物理化学教授RichardErnst建议应用相位编码、频率编码、Fourier转换之技术于MRI，而沿用至今。RichardErnst:FTMRINobelPrize,1991获得诺贝尔化学奖10/8/202111四川大学材料学院生物医学工程系History：EPI1977年，RaymondDamadian示范全身MRI。1977年，英国Nottingham大学物理教授PeterMansfiel

7、d彼得·曼斯菲尔德开发出回波平面成像(echo-planarimaging,EPI)法，后来发展到可达录像速率(30ms/影像)的成像法。10/8/202112四川大学材料学院生物医学工程系History：MRI走向临床1980—运用Ernst的技术于人体成像，单一影像约需5min取得。1984年美国FDA批准核磁共振使用于临床；1986中国成立安科公司1986—成像时间缩到约5sec。1986—开发出NMR显微镜。1987—用于制作一心脏周期的实时影片。1987—美国GE公司完成核磁共振血管影像法(MRA)，不需使用对比剂便可得

8、到血液流动的影像。1993—开发出功能MRI(fMRI)，用于观察人脑各部位的功能。10/8/202113四川大学材料学院生物医学工程系TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2003PaulC.Lauterbur保罗