磁共振成像原理__培训课件.ppt

* 五、核磁共振成像方法 为了纠正这一相位差异，紧跟着在激励脉冲结束后应加一反极性 。 层面选择磁场结构 * 五、核磁共振成像方法 核磁共振的图像重建算法 投影重建法 二维傅立叶变换法（主要） 回波平面成像法 * 五、核磁共振成像方法 磁共振信号产生 检测 编码 磁体 发射与接收线圈 射频发射器 射频接收器 供电系统 数据采集 存储 图像重建显示 模数转换器 计算机 核磁共振成像流程 * 六、小结与作业 1. 核磁共振现象的产生与解释（质子的自旋、进动、共振）； 2. 核磁共振成像参数检测方法； 3. 核磁共振成像信号采集方法。 重点掌握内容： * 六、小结与作业 1. 为什么T1会随环境温度的升高而缩短？ 2. 为什么磁场的不均匀性会使T2急剧缩短？ 作业： * 附录 磁共振成像设备 * 附录 磁共振成像设备 * 附录 磁共振成像设备 * 附录 MRA核磁血管造影 * fMRI功能成像 * 附录 100mm 100mm 体积分辨率需提高 ~109 倍 MR显微镜 * 1. 答：T1为热驰豫过程，环境温度越高时，共振频率段的重叠部分越小，样品内发生受激辐射的概率增加，从而使T1缩短。 2. 答：T2与环境温度和粘度无关，主磁场的不均匀性会大大加剧自旋核磁矩μ的方向分散，使T2明显缩短。 * 注意：这里讲的磁化是一个群体现象，它比单个质子表现出的特征更为重要。一群质子在磁场作用下的结果可以简单地认为是出现了一个与z轴同相的磁化向量，尽管个体的质子是围绕z轴进动的，但是由于它们在进动圆周上的位置是随机的，所以，总的平均的磁化向量可以认为是不存在进动。 * 拉莫(Larmor) 进动 原子核的磁矩和动量矩（角动量）同时作用，磁场对核磁矩的作用力使核磁矩绕外磁场的方向轴转动，这种运动称为进动。 * 在生物体组织中，一般要经过几秒钟才能达到平衡状态。 趋于稳定平衡态(充分磁化)的质子群，指南和指北之间存在能量差。为了能够获得足够强的成像信号，需要使质子在两个能级之间快速上、下转移，即产生核磁共振。要达到这个目的，需要施加交变电磁波来匹配向南和向北质子间的能量差。共振就是由射频线圈向质子转移能量。 * 可以看出，进动角频率与外加磁场及核素的旋磁比有关。旋磁比是核的磁矩与角动量之比。 * T1驰豫时间也称自旋－晶格驰豫时间，是由波动的内磁场引起（分子的热运动）。被观察的样本在射频磁场的作用下，其中的一些质子将吸收能量从低能位置跃迁到高能位置。外磁场消失后，一些质子将把能量释放到晶格中而回到低能态。T1的大小与外加磁场强度有关。 T2驰豫时间也称自旋－自旋驰豫时间，其大小代表了横向磁化向量消失的效率。由于外磁场不是理想均匀的，而且组织内部还有一个内在磁场，因此，在外加射频磁场消失后相位相干现象随之消失，使横向磁化向量消失。实验证明：T2的大小主要与质子处于相对稳定时的内磁场有关。 总之，T1驰豫过程是质子能量向晶格释放的过程，T2驰豫过程则不存在能量释放的过程，只是质子进动时的相位相干现象的消失过程。 * 增加重复次数，可以提高信噪比，但是也将增加整个数据采集时间。 一般地说，T1短的组织在图像中要比T1长的组织显得亮。 * 在不同的时间点测得从-M0直至M0之间的多个Mz,画出曲线Mz - t，从而求得T1。 * 永磁式磁体场强低，安装和维护费用低，热稳定性差； 常导式磁体容易制造，造价低，但是耗电量大，0.2T耗电约60kW； 超导式磁体可产生较高的场强，但是制造困难，制冷系统的运行和维护费用很高。 * 二、核磁共振的基本原理 量子力学观点 施加外磁场：质子指南或指北，刚开始时，指南指北数量相同，净磁化向量为零，随时间推移，开始磁化过程，最终慢慢地趋向于最大平衡值M0，变化过程可由自旋－晶格驰豫时间T1表示。 无外磁场：质子随机指向； * 二、核磁共振的基本原理 共振时：能量由无线电波提供，并且外加射频波量子的能量正好与指南、指北质子之间的能量差相等。 质子在两个能级（指北能级低）之间是翻动的，能量来回转移。从能级低的位置吸收能量后跃至较高能级，较高能级的质子释放能量到达较低能级。 平衡态时：运动能量由热运动提供； * 二、核磁共振的基本原理 产生共振所需射频信号的频率是与外加磁场的强度有关的。外加磁场强度越大，指南指北质子能量差越大，产生共振所需的射频信号的频率或能量越大。 只要激励射频场的频率和能量合适，就能产生共振。 规律 * 二、核磁共振的基本原理 在短时激励脉冲过后，质子将继续辐射同样频率的射频能量。这个信号的衰减过程被检出，可以用于磁共振成像，即自旋－自旋驰豫时间T2。 根据量子力学理论，指南指北质子间的能量差取决于外加磁场B0和自身的磁矩μ：