医学影像学概论 第一章 放射学

《医学影像学概论 第一章 放射学》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、第一篇医学影像学概论第一章放射学第四节磁共振成像一、概述：磁共振成像（MagneticresonanceImaging，MRI）是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像的一种影像技术。二、MR发展简史1946年发现磁共振现象Purcell和Bloch1973年两个充水试管的MR图像Lauterbur1974年活鼠的MR图像Lauterbur1976年人胸部的MR图像Damadian1980年MR设备商品化第一节MRI成像基本原理与设备一、MRI成像基本原理和设备向患者发射短促的无线电波，称之为射频脉冲[radiofrequency(RF)pulse

2、]。质子吸收RF脉冲的能量，由低能级（指向上）跃迁到高能级（指向下）。氢原子核吸收射频能量并产生能级跃迁，能级跃迁即为核磁共振过程。向患者发射RF脉冲，如RF脉冲与质子进动频率相同，就能把其能量传给质子，出现共振。中止RF脉冲，则由RF脉冲引起的变化很快恢复的原来的平衡状态，即发生了弛豫(relaxation)。两种弛豫：纵向磁化恢复，其过程为纵向弛豫，横向磁化消失，其过程为横向弛豫。人体不同器官的正常组织与病理组织的T1、T2是相对恒定的，而且它们之间有一定的差别。这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI的成像基础。获得选定层面中各种组织的T1、T2值

3、，就可获得该层面中各种组织影像的图像。用信号接收器收集信息，数字化后输入计算机处理，将获得的每个体素的T值进行空间编码，再经转换器将每个T值转为模拟灰度而重建图像。TR（repetitiontime）为重复时间，即两个激励脉冲的间隔时间；TR的长短决定着能否显示组织间的T1的差别。TR<500ms为短TR；TR>1500ms为长TR。TE(echotime)为回波时间:即90°脉冲与产生回波之间的时间。TE<30ms为短TE;TE>80ms为长TE。如何获得不同的MR图像，这要取决于所获得的层面中各种组织的T1、T2或Pd的差别。T1WI:由T1差别

4、形成的图像为T1加权像。T1信号及图像由TR决定。T1WI选用短TR（<500ms）；短TE（15-25ms）§T2WI:由T2差别形成的图像为T2加权像。T2信号及图像由TE决定。T2WI选用长TR（1500-2500ms）长TE（90-120ms）。§PdWI:由质子密度差别形成的图像为质子密度加权像。质子密度信号及图像由TR决定。PdWI选用长TR（1500-2500ms）；短TE（15-25ms）。MR成像的操作步骤：将患者摆入强的外磁场中；发射无线电波，瞬间即关掉无线电波；接收由患者体内发出的磁共振信号；利用磁共振信号重建图像。MR设备中的

5、数据采集、处理和图像显示，除图像重建用傅利叶变换代替了反投影以外，与CT设备相似。近年来，MR的硬件与软件发展很快，不断在改进与完善。MRI设备主磁体、梯度线圈、射频发射器及MR信号接收器，这些负责MR信号的产生、探测与编码；模拟转换器、计算机、磁盘、磁带机等负责数据处理、图像重建、显示与存储。主磁体非常重要，磁场强度（场强单位为T或G，1T=10000G）、磁场均匀性和稳定性影响MR图像的质量。通常用主磁体的类型来说明MR设备的类型。三种主磁体有：§永久磁体：永久带有磁性，运作时不耗能，但是热稳定性差，场强低，一般低于0.3T，重量大。§阻抗磁体：

6、也称常导体。当电流通过线圈时产生磁场，故又称电磁体。耗电能，须冷却，场强一般也不高。§超导磁体：主线圈用超导材料制成，当它冷却到-269°时，导电材料失去对电流的阻力。只要通电一次，电流就持久地在线圈内流动，并产生一个恒定的磁场。其优点为场强高且均匀。场强在0.35-1.5T。高场强MR机空间分辨率好，但造价及冷却剂昂贵。三种线圈：§梯度线圈：改变主磁体的磁场，产生梯度场，用作选层和信息的空间定位。因为是三维空间，故需要三套相应的梯度线圈。§体积线圈：完全包绕需要成像的部位，大小与扫描部位的大小相仿。作为发射RF脉冲之用，也作为接收线圈。§表面线圈：

7、直接放在兴趣区部分，形状与受检部位相适应，专用作接收线圈，接收来自附近结构的信号，对深部结构的信号接收能力差。射频发射器与MR信号接收器为射频系统，主要由线圈组成。射频发射器是为了产生不同的脉冲序列，以激发体内的氢原子核，产生信号。射频发射器很像一个短波发射台及发射天线，向人体发射脉冲。人体内的氢原子核相当于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信号接收器则成为一台收音机接收MR信号。第二节MR图像的特点一、多参数成像一个层面可有T1WI、T2WI、PdWI三种MR图像。在T1WI显示解剖结构较好，在T2WI显示的

8、病变影像较好。虽然MR与CT图像一样是以不同的灰度显示，CT图像的灰度是反映组织密度；而MR图像的灰度是反映