《3-MRI-原理1》.ppt

磁共振成像基本原理 * * * * * * Fundamental Principal of MRI 原子核在磁场中运动像“陀螺”，除了自身的旋转外，还绕外磁场作旋转“进动”。 原子核在外磁场中的运动 具有磁性的原子核，必须满足以下的条件： 而无磁性核如： 核的质子数或中子数为奇数，如： 原子核的磁性 磁矩就是指磁性，用? 表示。并非所有的核都具有磁性。 ? =?h/2? ? 为旋磁比，1H的 ?=42.58 MHz/T 原子核的磁矩 B=0 B?0 无外磁场时，原子核排列是无序的，总体并不显示磁性。若存在外磁场时，原子核(H)只能按两个方向进行定向排列，总体体现磁性。 原子核在外磁场中磁化 沿着磁场方向排列的原子核称：平行状态原子核 逆着磁场方向排列的原子核称：反平行状态原子核 顺磁场排列原子的能量比逆磁场排列原子能量小。 B=0 B?0 质子处于主磁场B0中，氢核的磁矩就与主磁场发生相互作用，而处一个稳定的状态，氢核不能随意取向，它的能量是量化的： 平行状态原子核： 平行状态原子核： 能量差为 ： 所以 B0 越大，质子之间能量差也越大，MRI图像信噪比也就越好。 原子核在外磁场中量化 其中 k 玻尔兹曼常数，T为绝对温度。 在常温稳定情况下，处于低能量的粒子数多于处于高能量的粒子数。 当场强为1.5T时，低能级的数目只比高能级多8/2,000,000个，两个方向的净自旋产生的磁场称为净磁化，或磁化矢量，所以磁化矢量是十分微弱。 Boltzmann能量分布原理 在主磁场作用的基础上，在XOY平面内的OX轴射出一个射频场B1，为了使核系统能吸收射频场发出的能量，射频场的能量 E必须与质子系统的能级差ΔE完全相等，E =ΔE 射频脉冲激励 是磁共振基本公式，称拉莫(Lamor)公式，要求系统达到共振时，激励射频场的频率ωr 必须与质子系统的共振频率ω0 相同(ω0与共振核和磁场强度有关)。 B0为主磁场强度，单位Telsa 1 Telsa= 10,000 Gauss 约为地球磁场20,000倍 拉莫(Lamor)公式 M 称为磁化矢量强度。 M0 称为稳定状态时的磁化矢量强度。M0 与B0 方向一致。 M与组织质子密度、B0和绝对温度有关。 由于检测的是一定体积范围内所有质子在磁场中的表现，所以测量总的磁矩： 磁化矢量强度M 静止与旋转坐标系 90?脉冲作用于M * * *