mri基本原理醫(yī)學(xué)課件

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1、MRI原理及進(jìn)展襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院-隗志峰復(fù)習(xí)舊課原子和原子核及軌道電子的關(guān)系H、Na、P、原子的特性一、MRI掃描儀的基本硬件構(gòu)成一般的MRI儀由以下幾部分組成主磁體梯度線圈脈沖線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)其他輔助設(shè)備主磁體磁共振最基本的構(gòu)建產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置最重要的指標(biāo)為磁場(chǎng)強(qiáng)度和均勻度MRI按磁場(chǎng)產(chǎn)生方式分類(lèi)永磁電磁常導(dǎo)超導(dǎo)主磁體0.35T永磁磁體1.5T超導(dǎo)磁體MR按主磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)分類(lèi)MRI圖像信噪比與主磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)成正比低場(chǎng):小于0.5T中場(chǎng)：0.5T－1.0T高場(chǎng):1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高場(chǎng)強(qiáng)：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）梯度線圈作用：空間定位產(chǎn)

2、生信號(hào)梯度線圈性能的提高?磁共振成速度加快沒(méi)有梯度磁場(chǎng)的進(jìn)步就沒(méi)有快速、超快速成像技術(shù)脈沖線圈作用：如同無(wú)線電波的天線激發(fā)人體產(chǎn)生共振（廣播電臺(tái)的發(fā)射天線）采集MR信號(hào)（收音機(jī)的天線）脈沖線圈的分類(lèi)激發(fā)并采集MRI信號(hào)（體線圈）僅采集MRI信號(hào)，激發(fā)采用體線圈進(jìn)行（絕大多數(shù)表面線圈）3D-FFEMatrix512×512FOV2.5cm利用2.3cm顯微線圈采集的指紋MR圖像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及譜儀數(shù)據(jù)的運(yùn)算控制掃描顯示圖像其他輔助設(shè)備空調(diào)檢查臺(tái)激光照相機(jī)液氦及水冷卻系統(tǒng)自動(dòng)洗片機(jī)等二、MRI的基本原理、基本概念1、人體MR成像的物質(zhì)基礎(chǔ)原子的結(jié)構(gòu)電子：負(fù)電荷中子：無(wú)電荷質(zhì)子：正電

3、荷原子核總是繞著自身的軸旋轉(zhuǎn)－－自旋(Spin)地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)原子核總是不停地按一定頻率繞著自身的軸發(fā)生自旋(Spin)原子核的質(zhì)子帶正電荷，其自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱(chēng)為核磁，因而以前把磁共振成像稱(chēng)為核磁共振成像（NMRI）。自旋與核磁地磁、磁鐵、核磁示意圖用于人體MRI的為1H（氫質(zhì)子），原因有：1、1H的磁化率很高；2、1H占人體原子的絕大多數(shù)。通常所指的MRI為氫質(zhì)子的MR圖像。何種原子核用于人體MR成像？人體內(nèi)有無(wú)數(shù)個(gè)氫質(zhì)子（每毫升水含氫質(zhì)子3×1022）每個(gè)氫質(zhì)子都自旋產(chǎn)生核磁現(xiàn)象人體象一塊大磁鐵嗎？通常情況下人體內(nèi)氫質(zhì)子的核磁狀態(tài)通常情況下，盡管每個(gè)質(zhì)子自旋均產(chǎn)生一個(gè)

4、小的磁場(chǎng)，但呈隨機(jī)無(wú)序排列，磁化矢量相互抵消，人體并不表現(xiàn)出宏觀磁化矢量。把人體放進(jìn)大磁場(chǎng)2、人體進(jìn)入主磁體發(fā)生了什么？沒(méi)有外加磁場(chǎng)的情況下，質(zhì)子自旋產(chǎn)生核磁，每個(gè)氫質(zhì)子都是一個(gè)“小磁鐵”，但由于排列雜亂無(wú)章，磁場(chǎng)相互抵消，人體并不表現(xiàn)出宏觀的磁場(chǎng)，宏觀磁化矢量為0。進(jìn)入主磁場(chǎng)前后人體組織質(zhì)子的核磁狀態(tài)處于高能狀態(tài)太費(fèi)勁，并非人人都能做到處于低能狀態(tài)的略多一點(diǎn)進(jìn)入主磁場(chǎng)后人體被磁化了，產(chǎn)生縱向宏觀磁化矢量不同的組織由于氫質(zhì)子含量的不同，宏觀磁化矢量也不同磁共振不能檢測(cè)出縱向磁化矢量？MR能檢測(cè)到怎樣的磁化矢量呢？？？MR不能檢測(cè)到縱向磁化矢量，但能檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量如

5、何才能產(chǎn)生橫向宏觀磁化矢量？？？？3、什么叫共振，怎樣產(chǎn)生磁共振？共振：能量從一個(gè)震動(dòng)著的物體傳遞到另一個(gè)物體，而后者以前者相同的頻率震動(dòng)。體內(nèi)進(jìn)動(dòng)的氫質(zhì)子怎樣才能發(fā)生共振呢？給低能的氫質(zhì)子能量，氫質(zhì)子獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，即核磁共振。？怎樣才能使低能氫質(zhì)子獲得能量，產(chǎn)生共振，進(jìn)入高能狀態(tài)？90度脈沖繼發(fā)后產(chǎn)生的宏觀和微觀效應(yīng)低能的超出部分的氫質(zhì)子有一半獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，高能和低能質(zhì)子數(shù)相等，縱向磁化矢量相互抵消而等于零使質(zhì)子處于同相位，質(zhì)子的微觀橫向磁化矢量相加，產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量90度脈沖激發(fā)使質(zhì)子發(fā)生共振，產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)橫向磁化矢量，這種旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量切割接

6、收線圈，MR儀可以檢測(cè)到。氫質(zhì)子多氫質(zhì)子少無(wú)線電波激發(fā)后，人體內(nèi)宏觀磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)了90度，MRI可以檢測(cè)到人體發(fā)出的信號(hào)氫質(zhì)子含量高的組織縱向磁化矢量大，90度脈沖后偏轉(zhuǎn)道橫向的磁場(chǎng)越強(qiáng)，MR信號(hào)強(qiáng)度越高。此時(shí)的MR圖像可區(qū)分質(zhì)子密度不同的兩種組織非常重要檢測(cè)到的僅僅是不同組織氫質(zhì)子含量的差別，對(duì)于臨床診斷來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們總是在90度脈沖關(guān)閉后過(guò)一定時(shí)間才進(jìn)行MR信號(hào)采集。非常重要4、射頻線圈關(guān)閉后發(fā)生了什么？無(wú)線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度，關(guān)閉無(wú)線電波后，磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)（縱向)無(wú)線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度，關(guān)閉無(wú)線電波后，磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)（縱向)射頻脈沖停止

7、后，在主磁場(chǎng)的作用下，橫向宏觀磁化矢量逐漸縮小到零，縱向宏觀磁化矢量從零逐漸回到平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為核磁弛豫。核磁弛豫又可分解為兩個(gè)部分：橫向弛豫縱向弛豫橫向弛豫也稱(chēng)為T(mén)2弛豫，簡(jiǎn)單地說(shuō)，T2弛豫就是橫向磁化矢量減少的過(guò)程。90度脈沖不同的組織橫向弛豫速度不同不同的組織T2值不同縱向弛豫也稱(chēng)為T(mén)1弛豫，是指90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場(chǎng)的作用下，縱向磁化矢量開(kāi)始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過(guò)程。90度脈沖不同組織有不同的縱向弛豫速度不同組織T1值不同重要提示不同組織有著不同質(zhì)子密度橫向(T2)弛豫速度縱向(T1)弛豫速