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磁共振成像(MRI)诊断学 阳江春江医院 张志军 电话:1座机电话号码71 第一章 总 论 第一节 磁共振成像基本原理 第二节 磁共振成像技术 第三节 磁共振成像机结构 第四节 磁共振成像图像特点 第五节 磁共振成像临床应用 第六节 磁共振成像进展 第一章 总 论 发展概况: 1946年 美国斯坦福大学Bloch与哈佛大学 Purcell 同时发现核磁共振现象(NMR) 1952年 获诺贝尔物理学奖 1952~ 研究物质分子结构的化学分析技术 70年代~ NMR与医学诊断联系起来 1976年 首先实现人体手部成像 1980年 第一台MRI机问世 1985年 第一军医大学南方医院引进第一台MRI机 1989年 国内开始生产MRI机并投入临床应用 第一章 总 论 名词: 核磁共振: NMR nuclear magnetic resonance 磁共振成像:MRI magnetic resonance imaging 第一节 磁共振成像基本原理 定义:利用人体内固有的原子核,在外加磁场作用下产生共振现象,吸收能量并释放MR信号,将其采集并作为成像源,经计算机处理,形成人体MR图像。 第一节 磁共振成像基本原理 成像条件: 人体内原子核—氢质子(H) 外加磁场—主磁场(B0) 梯度磁场(Gy Gx Gz) 交变磁场(RF) 中心控制系统—计算机 第一节 磁共振成像基本原理 自旋质子: 任何一个原子核,只要其所含质子或 中子任何一个为奇数时,原子核带有“净 电荷”,有绕着自旋轴自旋的特性,具备 磁性,1H只有一个质子,没有中子,称为 自旋质子。 第一节 磁共振成像基本原理 氢原子磁矩进动学说(经典力学理论) 一、氢原子核磁矩平时状态----杂乱无章 二、氢原子置于磁场的状态----磁矩按磁 力线方向排列 三、施加射频脉冲----原子核获得能量 四、射频脉冲停止后----产生MR信号 原子核的能级跃迁学说(量子力学理论) 第一节 磁共振成像基本原理 弛豫过程: 射频脉冲去除后,在静磁场作用下,质子从高能量状态(与磁场垂直位置)到低能量状态(与磁场平行位置)的恢复过程 弛豫时间: 射频脉冲去除后,有静磁场作用下,质子恢复到平衡位置所需时间为弛豫时间。 第一节 磁共振成像基本原理 一、纵向弛豫:90°射频脉冲停止后,磁化分量 Mz逐渐增大到最初值,呈指数规律缓慢增长, 由于是在Z轴上恢复,称为纵向弛豫。 T1弛豫时间(纵向弛豫时间)规定为Mz达到 其最终平衡状态63%的时间 二、横向弛豫:90°射频脉冲停止后,磁化分 量Mxy很快衰减到零,呈指数规律衰减,称 为横向弛豫。 T2弛豫时间(横向弛豫时间)是指磁化分量 Mxy衰减到原来值的37%的时间。 第一节 磁共振成像基本原理 决定成像因素 1 组织内质子密度 2 T1值 3 T2值 4 流空效应 第一节 磁共振成像基本原理 信号强度与成像因素的关系 与组织内质子密度成正比 与T1值成反比 与T2值成正比 第一节 磁共振成像基本原理 MR信号空间定位 一、梯度磁场 在均匀的主磁场中,MR接收线圈所收集到的是整个被成像区域内的质子发出的MR信号,这些信号不含有空间的信息。 如在主磁场中再加一个梯度磁场,则被检体各部位质子的进动频率可因磁场强度不同而区别,因此MR空间定位靠梯度磁场。 通过梯度磁场达到选层目的,此梯度也称选层梯度 第一节 磁共振成像基本原理 MR信号空间定位 二、频率编码梯度和相位编码梯度 无法将同一层面内不同区域的MR信号区分开,需通过选层梯度,可获特定层面内质子的振信号,但由于这些信号具有相同的频率,因此借助与选层梯度垂直的另外两个梯度。 频率编码梯度Gf,相位编码梯度Gp 使XY平面中不同点中的质子MR信号具有不同的进动频率和不同的进动相位,通过二次FT变换,可实现XY平面内MR信号的空间定位 第一节 磁共振成像基本原理 MR信号空间定位 三、变换层厚的措施 变换RF频率的范围:带宽与扫描范围有关,采用的带宽窄则扫描层厚薄 变换梯度增磁场坡度:梯度磁场坡度陡峭则扫描层薄,坡度缓则厚。 第二节 MRI的基本结构 第二节 MRI的基本结构 一、磁体系统 主磁体:产生静磁场 永磁磁体—铝镍钴、铁氧体,造价低 维护方便, 场强较低 常导磁体—铜或铝导线,制造简单,耗电量大, 场强稍高 超导磁体—铌-钛合金,场强高稳定,费用高, 消耗液氮 第二节 MRI的基本结构 梯度系统:扫描层面的空间定位 射频系统:发射射频脉冲,产生MR信号并 接收 二、谱仪系统 包括梯度场、射频场的发生和控制,MR信号接收和控制等, 三、计算计图像
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