MRI技术简介与临床应用

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1、MRI技术简介与临床应用概述［返回］MRI的成像基本原理与设备磁共振现象与MRI含单数质了的原了核，例如人体内广泛存在的氢原了核，其质了有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体(图1-5-1)。小磁体H旋轴的排列无一淀规律。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质了带正电荷，它们像地球一样在不停地绕轴旋转，并有自己的磁场用特定频率的射频脉冲(nulionfrcqucncy,RF)进行激发，作为小磁体的氢原了核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象。停止发射射频脉冲，则被激发的红原子核把所吸收的能逐步释放出

2、來，其和位和能级都恢复到激发前的状态。这一•恢复过程称为弛豫过程(relaxationprocess),而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间(relaxationtime)。有两种弛豫吋间，一种是口旋-晶格弛豫时间(spin-lauiccrelaxaiiontimc)乂称纵向弛豫吋间(longitudinalrelaxationtime)反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，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・spinrelaxationtime),乂称横向弛豫时间(tr

3、ansverserelaxationtime)反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是横向磁化所维持的吋间，称T2。T2衰减是由共振质子之间相互磁化作用所引起，与T1不同，它引起相位的变化。表l-5-lb正常颅脑的T1与T2值(ms)MRI设备MRI的成像系统包括MR信号产牛•和数据采集与处理及图像显示两部分。MR信号的产生是来口大孔径，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。MRI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、磁盘与磁帯机等，则负责数据处理、图像重建、显示与

4、存储（图1-5-3）0磁休有常导型、超导型和永磁型三种，直接关系到磁场强度、均匀度和稳定性，并影响MRI的图像质量。因此，非常重要。通常用磁体类型来说HJJMRI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*,超导型的线圈用饥-饮合金线绕成，磁场强度一•般为0.35〜2.0T,用液氨及液氮冷却；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，产牛梯度磁场。其磁场强度虽只有主磁场的儿百分之一。但梯度磁场为人体MR信号捉供了空间定位的三维编码的可能，梯度场

5、I

6、X.Y、Z三个梯度磁场线圈组成，并冇驱动器以

7、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・3MR1设备基本结构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纶MR倍号。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控制Z下。MRI设备屮的数据采集、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。［返回］MRI图像特点灰阶成像具有

8、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。MRI所显示的解剖结构非常逼真，在陆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。值得注意的是，MRI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。MRI的图像如主要反映组织间T1特征参数时，为T1加权象（T1weightedimage,Tl）,它反映的是组织间T1的差别。如主耍反映组织间T2特征参数时，则为T2加权像（T2weighledimage,T2WI)0因此，一个层面可有T1WI和T2W

9、I两种打描成像方法。分别获得T1WI-UT2WI有助于显示正常组织与病变组织。正常组织，如脑神经各种软组织间T1差别明显，所以T1WI冇利于观察解剖结构，而T2WI则对显示病变组织较好。在T1WI±,脂肪T1短，MR信号强，彫像白；脑与肌肉T1居屮，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±,则与T1WI不同，例如脑脊液T2长，MR信号强而呈白影。表152是例举几种组织在T1WI和T2WI±的灰度。表152人体不同组织T1WI和T2WI±