最新MRI原理及进展-药学医学精品资料.ppt

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1、最新MRI原理及进展-药学医学精品资料复习旧课原子和原子核及轨道电子的关系H、Na、P、原子的特性一、MRI扫描仪的基本硬件构成MR按主磁场的场强分类MRI图像信噪比与主磁场场强成正比低场:小于0.5T中场：0.5T－1.0T高场:1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）梯度线圈作用：空间定位产生信号梯度线圈性能的提高磁共振成速度加快没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术脉冲线圈作用：如同无线电波的天线激发人体产生共振（广播电台的发射天线）采集MR信号（收音机的天线）脉冲线圈的分类激发并采集MRI信号（体线圈）仅采集

2、MRI信号，激发采用体线圈进行（绝大多数表面线圈）3D-FFEMatrix512×512FOV2.5cm利用2.3cm显微线圈采集的指纹MR图像计算机系统及谱仪数据的运算控制扫描显示图像其他辅助设备空调检查台激光照相机液氦及水冷却系统自动洗片机等二、MRI的基本原理、基本概念1、人体MR成像的物质基础原子的结构电子：负电荷中子：无电荷质子：正电荷原子核总是绕着自身的轴旋转－－自旋(Spin)地球自转产生磁场原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生自旋(Spin)原子核的质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为核磁，因而以前把磁共振成像称为核磁共振成像（NMRI）。自旋与核磁地磁、磁铁、核

3、磁示意图用于人体MRI的为1H（氢质子），原因有：1、1H的磁化率很高；2、1H占人体原子的绝大多数。通常所指的MRI为氢质子的MR图像。何种原子核用于人体MR成像？人体内有无数个氢质子（每毫升水含氢质子3×1022）每个氢质子都自旋产生核磁现象人体象一块大磁铁吗？通常情况下人体内氢质子的核磁状态通常情况下，尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场，但呈随机无序排列，磁化矢量相互抵消，人体并不表现出宏观磁化矢量。把人体放进大磁场2、人体进入主磁体发生了什么？没有外加磁场的情况下，质子自旋产生核磁，每个氢质子都是一个“小磁铁”，但由于排列杂乱无章，磁场相互抵消，人体并不表现出宏观的磁场，宏观

4、磁化矢量为0。进入主磁场前后人体组织质子的核磁状态处于高能状态太费劲，并非人人都能做到处于低能状态的略多一点进入主磁场后人体被磁化了，产生纵向宏观磁化矢量不同的组织由于氢质子含量的不同，宏观磁化矢量也不同磁共振不能检测出纵向磁化矢量MR能检测到怎样的磁化矢量呢？？？MR不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到旋转的横向磁化矢量如何才能产生横向宏观磁化矢量？3、什么叫共振，怎样产生磁共振？共振：能量从一个震动着的物体传递到另一个物体，而后者以前者相同的频率震动。体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢？给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高能状态，即核磁共振。怎样才能使低能氢质子获得能量，产生共

5、振，进入高能状态？90度脉冲继发后产生的宏观和微观效应低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态，高能和低能质子数相等，纵向磁化矢量相互抵消而等于零使质子处于同相位，质子的微观横向磁化矢量相加，产生宏观横向磁化矢量90度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转横向磁化矢量，这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈，MR仪可以检测到。氢质子多氢质子少无线电波激发后，人体内宏观磁场偏转了90度，MRI可以检测到人体发出的信号氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大，90度脉冲后偏转道横向的磁场越强，MR信号强度越高。此时的MR图像可区分质子密度不同的两种组织非常重要检测到的仅仅是不同组织氢质子含量

6、的差别，对于临床诊断来说是远远不够的。我们总是在90度脉冲关闭后过一定时间才进行MR信号采集。非常重要4、射频线圈关闭后发生了什么？无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态（纵向)无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线电波后，磁场又慢慢回到平衡状态（纵向)射频脉冲停止后，在主磁场的作用下，横向宏观磁化矢量逐渐缩小到零，纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平衡状态，这个过程称为核磁弛豫。核磁弛豫又可分解为两个部分：横向弛豫纵向弛豫横向弛豫也称为T2弛豫，简单地说，T2弛豫就是横向磁化矢量减少的过程。90度脉冲不同的组织横向弛豫速度不同不同的组织T2值不同纵向弛豫也称

7、为T1弛豫，是指90度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的过程。90度脉冲不同组织有不同的纵向弛豫速度不同组织T1值不同重要提示不同组织有着不同质子密度横向(T2)弛豫速度纵向(T1)弛豫速度这是MRI显示解剖结构和病变的基础5、磁共振“加权成像”T1WIT2WIPDMR能检测到怎样的磁化矢量呢？？？MR不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到旋转的横向磁化矢量在任何序列图像上，信号采集时刻旋转横向的磁化矢量越大，MR信号越强