第6章-3 磁共振成像.ppt

第六章 磁共振成像 医学技术与工程学院 在静磁场中，物质的特定原子核受到一定频率的电磁波作用时，在它们的能级之间会发生共振跃迁。物质吸收电磁波能量而跃迁之后，又会释放电磁能量恢复到初始状态，用特殊装置接受这些能量信号，就采集到核磁共振信号，经计算机处理，形成人体MR图像。 产生条件：能够产生共振跃迁的原子核、恒定的静磁场（外磁场、主磁场）、产生一定频率电磁波的交变磁场（射频磁场）。 原子核及其特性:自旋和磁矩 原子核及其特性:自旋角动量 恒定静磁的作用：外加静磁场中的磁化 恒定静磁场作用：拉莫进动 恒定静磁场作用：拉莫进动 射频磁场的作用： 问题：因为纵向磁化矢量叠加于外磁场，且相比之下极其微弱，故无法单独检测出来，不能直接用于成像。如果要检测质子的自旋收集信号，需要在质子垂直于静磁场方向的横向平面有净磁化矢量，即需要使净磁化矢量偏离外磁场方向。 办法：在磁共振成像中采用了射频（Radio Frequency，RF)脉冲作为激发源，在垂直于磁场方向产生射频磁场B1。 射频磁场的作用： RF脉冲发射后产生的两个作用： ——低能级的质子吸收了RF脉冲的能量跃迁到高能级，纵向磁化矢量变小； ——受射频磁场的磁化作用，进动的质子趋向于射频磁场方向而变为同步、同速运动（同相）。 这样，在X-Y平面上叠加形成了一个新的宏观磁化矢量（横向磁化矢量，MXY）。 由于Mxy进动，相当于接收线圈内磁场的大小和方向在变化。由法拉第电磁感应原理，通过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路内产生感应电流，感应电流的大小与磁通量的变化率成正比。于是，线圈两端会感应出交流电动势，即MR信号。 射频脉冲只是短时发射，射频结束时净磁化矢量M与Z轴之间有一个夹角，称为翻转角。翻转角为多少度，则该射频脉冲就叫做多少度射频脉冲，如90oRF脉冲，180oRF脉冲等。 基本成像原理 自旋弛豫;自由感应衰减; MR成像方法；磁共振成像的对比与类型 决定磁共振成像因素 1 组织内质子密度 2 T1值 3 T2值 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 磁共振成像参数 TR值—重复时间 Repetition Time, TR TE值—回波时间 Echo Time, TE T1值：纵向弛豫时间 T1WI: 重点显示组织T1值 的图像称为T1WI T1 Weighted Imaging 短TR(TR500ms) 短TE(TE30ms) T2值：横向弛豫时间 T2WI: 重点显示组织T2值的图像称为TWI T2 Weighted Imaging 长TR(TR2000ms) 长TE(TE90ms ) 自旋弛豫 激发（激励）：射频磁场对自旋系统的作用：当RF脉冲发射后，纵向磁化矢量M0逐渐变小，同时产生横向磁化矢量MXY。 平衡态：物质进入静磁场后形成并保持稳定的纵向磁化矢量的状态。 激发态：系统吸收射频能量后的不稳定状态。 弛豫（Relaxation)：实际成像过程中，RF脉冲停止后，质子迅速由激发态向原来的平衡态恢复的过程。原来的纵向磁化矢量逐步恢复的过程为纵向弛豫，射频电磁场产生的横向磁化矢量逐步消失的过程为横向弛豫。 纵向驰豫（T1弛豫）： 纵向弛豫（T1弛豫）： 纵向弛豫（T1弛豫）： 饱和的概念： 射频脉冲激发后，纵向磁化矢量被翻转，然后纵向磁化矢量慢慢恢复。 如果射频脉冲之间的时间间隔过短，则纵向磁化矢量仅有部分恢复，叫做部分饱和，组织信号有所降低。若纵向磁化矢量没有恢复，叫做完全饱和，组织信号为零。 横向弛豫（T2弛豫）： 横向弛豫（T2弛豫）： 横向弛豫（T2弛豫）： 自由感应衰减信号（FIDS）： 磁共振空间定位和重建技术 梯度磁场；层面选择梯度；频率编码梯度；相位编码梯度；傅立叶变换；多层面成像；三维成像；数据存储 1.梯度磁场的概念 2.层面选择梯度 3.频率编码梯度 4.相位编码梯度 5.傅立叶变换 今日视点: 概述 物理基础 基本成像原理 磁共振空间定位和重建技术 磁共振成像的序列技术 磁共振成像设备 磁体；射频系统；梯度磁场系统；计算机系统；辅