影像物理磁共振成像(MRI)的原理.ppt

《影像物理磁共振成像(MRI)的原理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、磁共振成像（MRI）的原理磁共振现象：某些特定的原子核在外界静磁场中受一个适当的射频脉冲激励后吸收或释放电磁能的现象一、磁共振成像机的基本结构磁体梯度系统射频系统计算机系统检查床与操作控制台1、磁体永久<0.3T阻抗超导：0.35~2T场强：超低场：002~009；低场：01~03中场：03~10；高场：10~2T磁场强度：磁力在空间某处的强度。1Tesla=10000gause，约地球磁场强度的20000多倍。均匀性：成像磁场空间一定范围的磁场强度的标准差与主磁场强度的比。以ppm为单位（百万分之一）。稳定性：磁场强度在单位时间内的相对

2、变化率。2、梯度系统一个绝对均匀的磁场不能提供任何空间信息。因为所有的质子都具有相同的共振频率，发射出不能区分的MR信号。要确定共振的质子相应空间位置必须改变磁场的空间结构。它由梯度放大器及X、Y、Z三组梯度线圈组成。3、射频系统射频线圈:发射线圈:发送射频脉冲，激发自旋。原子核自旋系统吸收相同频率的RF磁场能量而从平衡态变为激发态的过程称MR。接收线圈：小线圈具有较好的信噪比。射频放大器：调制不同类型的射频并通过发射线圈发射至兴趣区。射频接收放大器：将MR信号先放大再进行数字化及进一步处理。射频屏蔽：防止外界电磁波对MR影响而产生伪影;

3、避免RF对磁体室外接收器产生干扰。4、计算机系统：图像的重建与显示5、检查床与操作控制台二、怎样的原子核产生磁场自旋特性的原子核，且质子与中子必须一个是奇数自旋是自然界普遍存在的现象，但16O、12C不能用于MRI（磁矢量为零）；自然界2/3的同位素具有奇数质子或中子1H、13C、19F、23Na、31P有净核自旋称自旋磁体。三、自旋质子在磁场中的运动1、质子的进动：圆锥（陀旋）运动2、自旋质子须保持一个恒定的频率-拉莫频率：Larmor公式：w0(f)=rB0质子产生信号（被接收与利用）3、自旋弛豫：从激发态恢复至平衡态的一个动态自然

4、过程。附：名词解释晶格：MRI中原子核周围的环境称为晶格。平衡态：质子在温度与磁场强度不变的情况下充分磁化后，磁化矢量保持衡定，这种稳定状态为平衡态。激发态：质子吸收能量(RF)后的不稳定状态为激发态。四、病人（质子）进入外加磁场时会发生什么情况1、质子在正常情况下是随意排列的（杂乱无章），宏观磁化矢量和为零.“自由态”2、质子进入外加磁场时会发生二种情况：顺、逆外加磁场的方向。(磁化）3、顺磁场方向的低能态，逆磁场方向的高能态（磁化）稳定状态四、病人（质子）进入外加磁场时会发生什么情况4、质子进动（圆锥运动）Larmor公式：w0(f)

5、=rB05、自旋质子弛豫微观上讲:共振即诱发两种质子能态间的越迁,产生磁共振所需能量即为质子两种基本能态之差.能量来源于射频脉冲.五、核磁共振现象微观上：共振即诱发质子二种能态间的跃迁，产生磁共振所需能量即为质子二种基本能态之差.RF频率仅在与质子群的进动频率一致时，才出现共振.六、核磁共振现象宏观上：受RF激励的质子群发生共振时，其磁化矢量M不再与主磁场B0平行。RF越强，持续时间越长，RF停止时，M偏离B0越远。七、自旋质子弛豫90ºRF停止时，M垂直于B0,Mz=0，平行于xy平面，Mxy最大。180ºRF停止时，M平行于B0，但方

6、向相反，横向磁化矢量Mxy=0，Mz最大。小结①质子带有正电荷，并不停地作旋转运动。②旋转着的质子产生磁场犹如一个小磁棒。③病人入磁场后，体内的质子（小磁场）以二种方式排列（顺低能态，逆高能态）。④RF激励质子进动，如陀螺在重力下旋转⑤进动频率可依Larmor公式计算；外加磁场愈强，进动频率愈高。⑥磁共振现象：指某些特定的原子核置于静磁场内，并受到一个适当的RF磁场的激励时，所出现的吸收和放出RF磁场的电磁能的现象。八、产生MR的三个条件外加磁场：质子：自旋特性的原子核（质、中子之一）为奇数。RF：频率须与质子进动频率相同。九、核磁弛豫R

7、F符合Larmor频率，被激励的质子群发生共振，宏观磁化矢量M离开平衡状态。但RF停止后，M又自发地回复到平衡状态，这个过程称为“核磁弛豫”90ºRF停止后，M围绕B0轴旋转，M末端沿着上升螺旋逐渐靠向B0。RF结束的一瞬间，Mxy达最大值，Mz=0。恢复到平衡时，Mz达最大值，Mxy=0在弛豫过程中磁化矢量M强度并不恒定，纵、横向部分必须分开讨论。弛豫过程可用两个时间值描述，即纵向弛豫时间（T1）和横向弛豫时间（T2）纵向弛豫（自旋晶格弛豫）纵向弛豫时间（T1）：指90ºRF后，达到原纵向磁化矢量63%的时间.质子从RF波吸收能量，处于

8、高能态（即被激励）的质子数目增加。T1弛豫是质子群释放已吸收的能量以恢复原来高、低能态平衡的过程.在恢复过程中，质子处于一个磁波动环境中，受到分子的Brown氏运动的影响.MR成像：磁波动的频