MRI技术幻灯片.ppt

磁共振成像Magnetic Resonance Imaging（MRI) 一、概论 MRI是NMR的一个分支。 NMR技术包括固态NMR波谱、液相NMR波谱及20世纪80年代后出现的MRI。 MRI是一种新的影像学方法，由于其理论基础涉及到原子物理学、应用物理学、电磁学、影像学、数学、化学、生物学、生理学、临床医学等多个学科，给MRI学习带来了很大的困难。 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging/MRI) 磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）就是利用磁场与磁性核系统的磁共振作用所产生的信号，经空间编码、图像重建而获得的断层图像。（ 目前，临床MRI均采用H原子核为磁性核系统） MRI 发展史 1946年，由美国Stanford大学的Bloch和Harvard大学的Purcell同时独立地完成了核磁共振试验，并由此获得了1952年的诺贝尔物理学奖，被誉为MRI的发现者；1967年Jasper Jackson首先在活体动物体上获得了磁共振信号；1973年美国纽约州立大学的Lautebur利用水模成功地获得了氢质子二维MR图像，被誉为磁共振成像空间定位的开拓者；从八十年代开始，MRI进入医学临床阶段。 MRI发展史上重大事件 1946年, NMR的发现 Block,Puecell 1971年，肿瘤T1T2时间延长 Damadian 1973年，充水试管NMR图像 Lauterbur 1974年，活鼠NMR图像 Lauterbur 1976年，人体胸部NMR图像 Damadian 1977年，初期NMR全身图像 Mallard 1980年， MRI仪商品化 1989年，国产永磁MRI仪 安科公司 磁共振成像的命名 由于MRI 成像的特点，早期MRI的命名比较混乱，曾经使用过的名称有：自旋成像法、自旋映像法、组合层析摄影、NMR断层、NMR-CT、NMRI等。 1982年以后，为了突出这一技术不产生电离辐射，同时又与有放射性元素的核医学相区别，专家们建议将NMRI简称为MRI。 MRI的优势 1、多参数成像 2、多方位成像 3、大视野成像 4、组织特异成像 5、功能成像 6、无损、无创 7、无骨伪影 MRI的局限性 1、成像速度慢 2、对钙化及骨皮质不敏感 3、图像易受伪影影响 4、禁忌症较多 5、定量诊断困难 二、MRI的基本原理 磁场(magnetic field) 存在于磁体或载电流介质周围的物资场，其大小以磁感应强度表示。以场内垂直于磁场的运动电荷所受力的大小来量度，B=F/qv。通常B随时间和空间而变化。 磁化(magnetization) 在磁场的作用下，物资从无磁性变成有磁性的过程。 由于电子运动产生的分子电流，所以分子内存在磁偶极矩，相当于一枚小磁针。通常不显磁性，但在磁场的作用下，磁偶极矩呈定向排列，因而呈现磁性。 磁化强度(M) 磁介质经过磁化后所产生的单位体积内分子的磁矩的矢量和。 同时，M=cB/T（居里定律） B为磁感应强度，T为绝对温度，c为常数。 磁化率(magnetic susceptibility) 单位外磁场中物质的磁化强度称为磁化率(X)。 X=M/H H=B/u(u为磁导率），M为产生的磁化强度，H为外磁场的强度。H与B通常都视为磁场强度。 物质的磁化率与其核外不成对电子成正比。 顺磁性、抗磁性、及铁磁性 物质在磁场内经过磁化后产生的磁化强度M为负向磁化，这类物质称为抗磁性物质(X0 )。 在磁场的作用下产生正向磁化，磁场去除后立即又去磁化的这类物质 称为顺磁性物质（X0) 。 在磁场的作用下产生永久性磁化的物质称为铁磁性物质。 原子的结构及其磁特性 原子是由原子核和绕核运动的电子所组成。 原子核具有绕其特定轴旋转的特性，因此具有一定角动量，也称为自旋（spin）。具有奇数质子或/和具有奇数中子结构的原子核在其自旋过程中能够产生自旋磁动量，即原子核磁矩。μ =I h 核外电子的分布特点 1，核外电子从内到外分层排布(K,L,M,N)。每层内按不同能级分布（spdf)。 2,每层有n2个电子轨道，最多容纳2n2个电子n为自然数。 3，最外层不超过8个电子，次外层不超过18个电子 带电质子的分布规律 带电质子和核外电子一样按轨道分布。 泡利不相容原理 每个轨道最多只能容纳2个运动状态不同的电子或质子。 原子核磁矩 原子核磁偶极矩的形成 中子与原子核磁矩 奇数中子的原子核，其电量分布不对称，在自旋过程中也可产生磁矩。 原子核磁矩与分子磁矩的区别与联系 原子核