MRI基础物理知识探析.ppt

MRI 基础知识;1. 磁共振原理; 图1.1 当用频率为ω0的电磁波照射时，质子会吸收电波从低能态跃迁到高能态，这叫做“核磁共振”。医疗磁共振系统的Bz通常为0.05—3T，对应的共振频率为2.13MHz—127.68MHz。 在平衡态下，沿着Bz方向的质子数目稍微多于反方向的质子，这些质子处于不停的热运动中，它们的拉莫进动相位是异相的（宏观磁矩Mxy=0），小磁矩的总和表现为宏观磁矩Mz=M0（图1.1）。 ;图1. 2;;Turn Off the TransmitterWhat Happens; Rotating Magnetic Vector=EM Radiation Mz 一旦离开“Z”轴，它将以Wo绕Bo做拉莫进动，一个旋转的磁场产生RF电磁辐射。因此，被吸收的RF能量再被发射出去，产生了NMR信号。; 图1.4 自旋与晶格相互作用 这个过程是受激质子或自旋所吸收的能量释放到周围晶格，重新回复到热平衡态;T1恢复曲线 Mz= M0（1－e－t/T1）;另一个是由自旋与自旋相互作用决定的横向Mxy弛豫时间T2（图1.6），;T2衰减曲线图 1.7  Mxy= M0·e－t/T2 若同时考虑到磁场的不均匀性，横向Mxy弛豫时间变为T2＊。;Free Induction Decay;; 图 1.9 自旋回波的形成;1.2 空间编码;? 层片选择; 图 1.8 层片选择;层片厚度--- Δz;RF Period and Bandwidth/Slice Profile;Slice Rephasing;Slice Dephasing;? 频率编码The fourier Transform;又如何产生所选层片的二维图像呢？如图1.9所示 ; ;1.3 成像序列; 图 1.10 自旋回波脉冲序列图;;;1.4 MR图像重建;;;2. MRI系统 ; 图2.1 0.23T MRI 系统框图;;;;3. Primary Magnet ;Field Strength ;Magnet Types ;Permanent Magnets ;Resistive Magnets;Super Conducting Magnet;Super conducting;Field Orientation ;Homogeneity;Impact of Homogeneity on Resolution;Magnet Performance ;0.23T Permanent Magnets-永磁体实例;下面介绍一种理想状态下的C型磁体的磁路，它主要由四部分组成：极头，钕铁硼永磁块，铁轭以及两个极头间的工作气隙，见图3.2。  理想化的前提：整个系统没有漏磁，也就是说磁力线在磁体以及两个极头间的气隙间构成了一个回路；铁轭和极头被均匀磁化。;下面介绍一种理想状态下的C型磁体的磁路，它主要由四部分组成：极头，钕铁硼永磁块，铁轭以及两个极头间的工作气隙，见图3.2;; 在磁路理论中称作磁阻 (2-8)式是磁路理论里的一个经典公式，但在实际的磁路设计中，很少直接利用这个公式。 ; 事实上，磁漏是无处不在的，磁体各部分只要有磁位差，就有磁漏的存在，不过磁体其他部分的磁漏相对于工作气隙的磁漏来说，是微不足道的，因此将铁轭向空气中发散的磁漏忽略不计 。设σ 为磁漏系数 ， f为磁阻系数 。经过推导和整理，可得; 在磁路设计中，一般来说，工作气隙尺寸，磁场强度是已知的，而且（BH）以及磁性材料的其他特征值可以在退磁曲线上求得。于是只要知道σ及f值,我们就能推算出磁体的尺寸。f与铁轭的尺寸，结合处的大小，结合情况以及工作间隙大小有关，一般取1.1~1.5之间。 σ的确定比较复杂，在工程应用中，通常认为它在2.5~10的范围内。;3.2 极头的增设; 图3.3 磁场强度分布图 ;;3.3 匀场步骤;3.4 均匀度计算;;;;; 图3.4 计算最佳位置点 ;;;因此在程序设计的时候，专门采集了两套数据，一套用来粗调，一套用来精调。这也是为什么贴片大致分成了两步的原因。从理论上来说,按照这