磁共振成像的原理2014年4月14日分析.ppt

磁共振成像的原理 磁共振成像(MRI) 利用生物内特定原子磁性核(多为氢核)在磁场中表现出磁共振作用而产生信号，经计算机空间编码，重建而获得图像的一种技术。 人体MR成像的物质基础 原子的结构 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。 通常情况下人体内氢质子的核磁状态 在外磁场(B0)的作用下，则核磁矩沿着外磁场方向排列. 进动 进入磁体后，质子在自旋的同时还沿主磁场方向作圆周运动这种复合运动被称为“进动” 某一组织（或体素）产生的宏观矢量的大小与其含有的质子数有关，质子含量越高则产生宏观纵向磁化矢量越大。 我们可能认为MRI已经可以区分质子含量不同的组织了。然而遗憾的是MRI仪的接收线圈并不能检测到宏观纵向磁化矢量，也就不能检测到这种宏观纵向磁化矢量的差别。 ?接受线圈能够检测到的是旋转的宏观横向磁化矢量，因为旋转的宏观横向磁化矢量可以切割接收线圈产生电信号。 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 共振 共振：能量从一个震动着的物体传递到另一个物体，而后者与前者具有相同的频率震动。 共 振 条件 频率一致 实质 能量传递 磁共振成像过程 人体→进入磁场→磁化→施加射频脉冲→氢核磁矩发生90。偏转，产 生能量→射频脉冲停止、弛豫过程开始，释放所产生的能量（形成MR信号） →信号接收系统→计算机系统。 弛豫过程 射频脉冲停止后,已吸收能量发生共振的质子群磁矩释放能量,回到原平衡状态的过程称核磁弛豫。 弛豫过程用两个时间来表示：纵向弛豫Ｔ1 、横向弛豫Ｔ２。 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。 T2时间 T2时间：测量横向驰豫的时间 定义：横向磁化矢量从由最大衰减至37%所经历的驰豫时间。 纵向弛豫 也称为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。 T1时间 T1时间：测量纵向驰豫的时间 定义：纵向磁化矢量从最小恢复至平 衡态的63%所经历的驰豫时间 MR采集到的每一个信号均含有全层信息 必须进行层面内的空间定位编码才能把整个信息分配到各个像素 空间定位编码包括频率编码和相位编码 总结一下MR成像的过程 把病人放进磁场 ? 人体被磁化产生纵向磁化矢量 发射射频脉冲? 人体内氢质子发生共振从而产生横向磁化矢量 关掉射频脉冲 ? 质子发生T1、T2弛豫（同时进行空间定位编码） 线圈采集人体发出的MR信号 ? 计算机处理（付立叶转换） ? 显示图像 脉冲序列 自旋回波序列（SE） 快速自旋回波序列( FSE) 部分饱和序列（SR） 反转恢复序列（IR） 梯度回波序列（GE/GRE） 回波平面成像序列（ EPI ） 扫描参数 重复时间（TR）:为两次RF激发间隔的时间 回波时间（TE）：为激发后到测量回波的时间 翻转角（FA）：RF的角度 自旋回波序列－ＳＥ 自旋回波序列为最常用的脉冲序列。先发射90o脉冲，隔TE/2后再发射180o脉冲，至ＴＥ时间测量回波信号，重复这一过程，完成所有采集。两90o脉冲间的时间为重复时间TR。 自旋回波序列－ＳＥ　 影响MR信号强度的因素 影响MR信号强度的因素 当TE很短（T2 ），则e (-TE/T2) ≈1，这时组织信号强度不受T2 值的影响，即基本剔除了T2 效应，到的将是T1WI或PD； 当TR很长（T1 ），则e (-TR/T1)≈0，[1- e (-TR/T1)] ≈1，这时组织信号强度几乎不受T1值的影响，即基本剔除了T1 效应；到的将是T2WI或PD 如果TR 很长（T1），同时很短（T2 ），则组织信号强度既不受T1 值影响，也不受T2 值影像，而仅与N(H)有关，得到将只能是PD。 影响MR信号强度的因素 质子密度越大，组织的信号越强 T1 值越短，组织的信号越强 T2 值越长，组织的信号越强 TE 越短，组织的信号越强 TR 越长，组织的信号越强 如何区分T1WI、T2WI 1、看TR、TE T2WI： 长TR（2000 ms） 长TE（50ms ） T1WI ： 短TR （200-500ms ） 短TE（＜20ms ） 如何区分T1WI、T2WI 2、看水和脂肪 T1WI： 水（如脑脊液、胃液、肠液、尿液）呈低信号（黑） 脂肪呈很高信号（很白） T2WI： 水呈很高信号（很白） 脂肪信号有所降低（灰白） 如何区分T1WI、T2WI 3、看其他结构 脑组织： T1WI:白质比灰质信号高 T2WI:白质比灰质信号低 腹部： T1WI