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磁共振成像培训讲座 A 磁共振成像原理 磁共振成像原理 目录 概述 核磁共振现象 弛豫 空间定位 基本序列 系统构成 概论 磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI)和核磁共振波谱分析(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy，NMRS)的物理学基础都是核磁共振现象。1946年，美国哈佛大学的Purcell及斯坦福大学的bloch各自独立地发现了核磁共振现象，由于这一发现在物理、化学上具有重大意义，Purcell和 B1och获1952年诺贝尔物理奖。此后，核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)主要用于研究分子结构。1971年Damadian发现肿瘤组织的T1、T2值比正常组织长。1973年Lauterbur发表了两个充水试管的第—幅核磁共振图像，1974年做出了活鼠的NMR图像。1978年Mallard，Hutchison及Lauterbur等用0.04—0.085Tesla(T)的磁共振装备取得了第一幅人体头、胸和腹部的图像。1980年商品MRI机出售，开始应用于临床。由于MRl所具备的突出的优点，这一新的医学影像诊断技术迅速地在各个国家的医疗中心和大医院开展起来。我国自1984年装备第一台MRI以来，至2002年底我国已装备MRI机800多台。但与先进国家相比我国的MRI应用还处在初期阶段，无论是普及程度、应用实践、临床研究都有相当大的差距，还须从事MRI的工作者不懈的努力才能赶上国际先进水平。 概论 磁共振成像（简称MRI）是利用无损伤的磁共振方法对人体任意断面进行断层成像的一种先进技术。它所得到的不同断面的人体断层解剖的数字图像，可以提供病灶的部位，结构，比邻关系及生理，病理方面的信息。对软组织的病变或肿瘤可以得到对比度、组织分辨率都优于X-CT的图像。近10多年来，磁共振技术得到了长足的发展。特别是MRA、水成像、水抑制、脂肪抑制、弥散成像、灌注成像等先进技术在临床上的广泛应用，使磁共振成像的应用范围及应用深度都发生了质的变化。因此，磁共振成为近年来普及最快的医学影像设备，得到临床越来越广泛的应用。 MRI的成像基本原理 磁共振现象 弛豫过程 、弛豫时间 （T1和T2 ） 磁共振成像原理 永磁、电磁和核磁 所有物质均具有不同程度的磁性、铁、镍，钻、钆等都是磁性物质，有很强的磁效应，其特点为自发地产生强磁场，这些物质均为永磁体，指南针就是一种永磁磁体。 环形线圈如有电流(电子即负电荷流动)则在线圈周围出现类似磁铁棒的磁场，此为电磁。氢原子核中只有一个质子，质子有沿自身轴旋转(自旋)的固有本性，质子距原子核中心有一定距离。因此，质子自旋就相当于正电荷在环形线圈中流动，同样地在其周围也会出现一个磁场，此即核磁。 不仅质子自旋可产生磁场，中子、质子的自旋也可产生磁场。中子、质子自旋也相当于电荷在线圈中流动。如原子核含有的质子和中子均为偶数，则其自旋所产生的磁场相互抵消，为非磁性。原子核含有奇数(不成对)的质子、中子或质子和中子者，其自旋可产生磁场。 磁共振成像原理 有磁性的元素如：1H、13C、19F、23Na、31P等约百余种，但在现今MRI中研究和使用得最多的为1H，这有两个原因： 一是1H为磁化最高的原子核，二是因为它占活体组织原子量的2/3，形成MR信号的1H原子大部分位于生物组织的水和脂肪中。因1H只有一个质子，故1H的MRI图像也称质子像，MRI文献中未持别注明者，均指的是生物组织的1H像。 磁共振成像原理 原子核在外加磁场中 含有奇数质子或中子的原子核(以1H为代表)自旋在其周围产生磁场，如同一个小磁体有南北极。磁场用磁矩(m)来表述，矩有其长度(或强度、模数)、方位和方向。 无外加磁场时，质子群中的各个质子以任意方向自旋，因而单位体积内生物组织宏观磁矩：M＝0。如将生物组织置于一个大的外加磁场中(又称主或静磁场，用矢量Bo表示：则质子磁矩方向发生变化，