MRI成像基本原理要点.ppt

影像学发展趋势 形态成像 功能成像 宏观成像 分子影像 影像诊断 介入影像 概述 最初称为NMR。 1946年哈佛大学的Purcell和斯坦福大学的Bloch各自独立地发现了核磁共振现象，并于1952年获得诺贝尔物理学奖。 1971年Damadian发现肿瘤的T1、T2值比正常组织长。 1978年获得了第一幅人体NMR图像。 1980年商品MRI机开始用于临床。 概述 MRI的优点： 无放射性； 可任意方向成像； 软组织分辨率高； 无骨硬化伪影。 概述 MRI的缺点： 空间分辨率低； 成像时间长； 体内有铁磁性物体者禁忌检查； 对钙化和骨皮质改变不敏感； 费用较贵。 MRI组成及作用 磁体—提供强大的静磁场，使体内质子发生定向排列 射频脉冲—提供电磁能量传递给低能质子使之发生能级跃迁；使不同进动的质子同步进动 梯度线圈—对体内质子进行空间定位 计算机—图象重建和后处理 磁体 超低场：＜0.2T 低场：0.2~0.4T 中场：0.5~1.4T 高场：1.5~3.0T 超高场：＞3.0T 磁体 永磁型 常导型 超导型 磁共振成像步骤 将病人放入磁体内 发射射频脉冲 关闭射频脉冲 病人发出信号，该信号被接受线圈接收并用于图像重建 磁共振成像步骤1 把病人放入磁体内 纵向磁化 正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态，当放入强磁场中，就会发生定向排列 让我们仔细观察质子运动 质子自旋 选用1H的原因 含量丰富 灵敏度高 纵向磁化 进动（Procession） 坐标系 坐标系 坐标系 纵向磁化 为何要发射射频脉冲(radio frequency,RF)？ 步骤2：施加特定频率的射频脉冲 何谓射频脉冲？ 施加射频脉冲后，质子会发生什么变化？——横向磁化（Transverse magnetization） 为什么要发射特定频率的射频脉冲？ 特定频率 为什么RF要特定频率？ RF作用1 RF作用2 射频激励 激励 施加RF后质子的进动 施加RF后质子的章动 旋转坐标系 步骤3：关闭射频脉冲 弛豫（relaxiation） ?纵向弛豫（T1弛豫）—纵向磁化矢量恢复到原来大小的过程。恢复到最大值63%所需的时间为T1时间 ?横向弛豫（T2弛豫）—新建立起来的横向磁化矢量逐渐消失的过程。降低到最大值37%所需的时间为T2时间。 T1弛豫过程 T1弛豫过程 T2弛豫过程 T2弛豫过程 ? T1受什么影响—组织的成分、结构和环境 ?什么影响T2—外磁场的不均匀性、单个自旋间的相互作用 T2和T2* 1.5T下脑组织的T1、T2和N（H） 代表性组织 ?液体/水——长T1（低信号）长T2（高信号） ?脂肪——短T1（高信号）中等T2（中等信号） 水/液体 脂肪 接受到的信号(理想状态) 接受到的信号(实际状态) 数据空间 TE TR T1恢复与T2衰减 组织对比 SI=N(H)(e-TE/T2*)(1-e-TR/T1) 长TR减少T1作用 短TR增加T1作用 短TE降低T2*作用 长TE增加T2*作用 短TR—T1WI 长TE—T2WI T1WI T2WI 步骤4 ?身体区域内的图象如何重建？ ?如何选择层厚？RF带宽、梯度 ?信号来自何处？频率编码梯度与相位编码梯度 层面选择 层面选择 频率编码梯度 相位编码梯度 脉冲序列 SE（Spin echo,自旋回波） FSE IR（Inversion recovery，反转回复）—STIR、FLAIR GRE/GE(gradient echo) EPI(plain echo imaging) SE SE FSE/TSE FSE/TSE FSE/TSE 优点： 缩短扫描时间 减轻运动伪影 金属伪影减轻 对磁场均匀性要求低 IR STIR FLAIR GE/GRE GE/GRE 优点： 提高扫描速度 增加对出血的敏感性 3D成像 MRA GE/GRE 缺点： 降低了SNR 增大了磁化率伪影 增加了对外磁场不均匀的敏感性 第二种化学位移效应 EPI K空间填充方式 EPI 优点： 扫描时间约100ms或更短 心脏和呼吸的运动不再成为问题 能够实现无运动伪影的图像 可研究组织和器官的功能 EPI 临床应用： DWI PWI 心脏和腹部的无运动伪影成像 冠脉成像 心脏电影成像 不同组织的 信号特征 脂肪—短T1中等T2 肌肉—稍长T1短T2 韧带—长T1短T2 骨髓—短T1等T2 血管—流空 骨皮质—长T1短T2 纤维软骨—长T1短T2 透明软骨—短T1长T2 变性—长T1长T2 水肿—长T1长T2 血肿—随Hb衍变而不同 囊肿—随囊内容物不同而不同 肿瘤—绝大多数长T