磁共振原理与结构.pptVIP

磁共振成像（MRI〕原理与磁共振机的结构 邵逸夫医院放射科 朱 碧 波 一、磁共振成像 二、MRI基本原理 (一)、原子核的自旋特性 (一)原子核的自旋特性 (二)外磁场对原子核自旋的影响 (二)外磁场对原子核自旋的影响 (二)外磁场对原子核自旋的影响 (二)外磁场对原子核自旋的影响 (二)外磁场对原子核自旋的影响 (二)外磁场对原子核自旋的影响 （三〕电磁感应现象 （四〕射频脉冲 （五〕核磁共振现象 （五〕核磁共振现象 （五〕核磁共振现象 （六〕核磁共振弛豫 （六〕核磁共振弛豫 （六〕核磁共振弛豫 （六〕核磁共振弛豫 （六〕核磁共振弛豫 （六〕核磁共振弛豫 （六〕核磁共振弛豫 （七〕自由感应衰减 （七〕自由感应衰减 （八〕MR信号的空间编码 （九〕原理总结 三、MRI系统的组成与功能 MRI扫描机基本结构示意图 （一）主磁体系统 1、磁体主要性能指标 2、磁体类型 2、磁体类型 2、磁体类型 2、磁体类型 2、磁体类型 2、磁体类型 MRI扫描机基本结构示意图 MRI扫描机 （二）梯度磁场系统 （二）梯度磁场系统 （二）梯度磁场系统 成像层面选择 成像层面选择 频率编码 相位编码 MR图像的重建 （三）射频系统 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 射频（RF）线圈 （四）计算机处理系统 （五）辅助设备 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 四、磁共振图像 动静脉畸形（AVM）MRA三维重建图像 磁共振脑功能成像 磁共振脑功能成像 冠状位心脏MR图像 磁场强度： 场强越高，MR信号越强，影像信噪比越大 磁场均匀度： 决定了图像的空间分辨率和信噪比 磁场稳定性： 是衡量场强随时间而飘移程度的指标 磁体孔腔： 孔腔大小限制了被检者的体型大小 （1）永磁型磁体： 磁体由具有铁磁性的永磁材料构成，其场强相当稳定，维护简单，线圈效率高。 但磁场强度较低，最大仅0.3T。磁体庞大、笨重，磁场均匀度受室温影响较大，稳定性差。 国产安科公司OpenMarkⅡ 0.2T 第二代开放式永磁型磁共振成像系统 （2）常导型（阻抗型）磁体： 由电流通过导线产生磁场，其磁力线与受检人体长轴平行。 安装容易，造价低。但磁场均匀度和稳定性较差，受室温影响大。 耗电量大，需大量水冷却，运行维护费用高，场强一般小于0.3T。 （3）超导型磁体： 由电流通过导线产生磁场，但导线为超导材料，置于液氦之中，温度为-273℃，此时线圈电阻为零。 在励磁以后，电流可以无衰减地循环流动，产生稳定、均匀、高场强的磁场，且不受室温影响大。场强最高可达8T，医用一般小于2T。 由于需液氦，运行维护费用较高。 GE Signa CV/i 1.5T 超导型MR机 匀场线圈： 任何磁体都不会产生绝对均匀的磁场，所以还要加上一组匀场线圈，一般由铌钛合金制成，置于磁体中心，梯度线圈外,在安装时由工程师设定调整，可将磁场均匀性提高100倍以上。 梯度磁场系统也是MRI系统的核心部分之一，它利用梯度线圈产生相对主磁场来说较微弱的在空间位置上变化的磁场，并叠加在主磁场上，其功能是对MRI信号进行空间编码，以确定成像层面的位置和厚度。 梯度磁场包括梯度线圈和梯度电源两部分。梯度线圈有三组，分别按相互垂直的X、Y、Z三个方向设计，任何一组梯度场都可起到层面选择、相位编码、频率编码三项作用之一，因此可对人体的横断位、冠状位、矢状位甚至任意斜位进行成像。 梯度磁场三维方向示意图 梯度磁场叠加在主磁场上，使得场强随着位置呈线形分布，即每一层面的场强都是不相同的。 RF脉冲并非只包含一种频率，而是有一定频率范围（带宽）的脉冲，所以它能激励的质子的拉莫频率也是一个范围，这样产生共振的质子的层面就可以确定了。 当磁场梯度一定时，RF脉冲的频带越宽，则层面越厚； 当频带宽一定时，磁场梯度越大，则层面厚度越薄。 一般是将RF脉冲的中心频率固定，通过改变磁场的强度和梯度的大小来实现成像层面的选择的。 在已确定的成像层面的水平轴（X轴）方向上，施加频率编码梯度磁场，使得沿X轴不同位置的每一列质子都具有不同的进动频率，同一列上的质子则进动频率相同。 要确定Y轴每一列上平行于X轴方向上的每一行质子的位置，就需进行相位编码。 在Y轴方向上施加另一梯度场，使得不同位置的质子处于不同相位，即进动角度不同，并由此进行识别。 进动的质子相位一致，做同步同速运动，使得在横轴方向上