MR检查技术 MR原理 MR成像原理.pptx

MR成像原理; 一、磁共振成像的物理原理 ;带正电荷的原子核自旋产生核磁矩，不能自旋的原子核没有磁矩。在静磁场中，带有核磁矩原子核除了本身的自旋外，核磁矩也会绕着静磁场方向做旋转，这两种运动的复合形式称为进动，又称为拉莫尔进动。 ;（二）频率和相位 频率是指单位时间内的周期数，单位是赫兹（Hz）。 相位是指某一时刻自旋进动的角位置。 用频率和相位可以区分各个原子核自旋时所处的状态。;（三）带宽 射频脉冲的带宽是指射频RF脉冲的宽度，是脉冲最高频率与最低频率之差，带宽越宽，RF脉冲覆盖的范围越广。 （四）磁共振成像空间坐标定义 头脚方向为Z轴方向，左右方向为X轴方向，前后方向为Y轴方向。 ;（五）静磁化强度矢量 自旋原子核具有自旋核磁矩，每个自旋核磁矩在没有静磁场作用下随机分布，相互抵消，人体内合矢量为零。当人体位于静磁场当中时，自旋核磁矩会沿着静磁场方向排列，最终产生了合矢量，核磁矩的矢量和称作原子核的静磁化强度矢量，记为M0。 ;（六）磁化强度的弛豫过程 磁化强度的弛豫过程根据垂直分量和水平分量分为纵向弛豫过程和横向弛豫过程。 90°脉冲作用停止之后，纵向磁化强度从零开始按指数规律逐渐恢复到M0，这个过程称为纵向弛豫过程。 横向磁化强度从静磁化强度M0按指数规律逐渐衰减到零的过程，称为横向弛豫过程。 ;纵向磁化由零恢复到原来数值的63%所需的时间，为纵向弛豫时间,简称T1。 横向磁化由最大值衰减到最大值的37%所需的时间，为横向弛豫时间，简称T2。;（一）原子核的自旋与磁矩 ;如果原子核内的质子数和中子数均为偶数，则这种原子核的自旋并不产生核磁，我们称这种原子核为非磁性原子核。反之，我们把自旋运动能够产生核磁的原子核称为磁性原子核。 ;磁性原子核需要符合以下条件： （1）中子和质子均为奇数； （2）中子为奇数，质子为偶数； （3）中子为偶数，质子为奇数。;如果原子核内有偶数个质子，则这些配对质子的磁场将会抵消，总磁场为零。;磁性原子核 ;选择1H的理由有： （1）H1是人体中最多的原子核，约占人体中总原子核数的2/3以上； （2）H1的磁化???在人体磁性原子核中是最高的。从附表中可以看出，氢原子核（ H1 ）在人体中的摩尔浓度最高，达到99， ;（二）静磁场 在磁场南北极的磁矩的作用下，整齐排列，形成静自旋磁矩，该强度和方向不变的外界磁场称作为静磁场，其强度记为B0 。 静磁场作用下产生的磁化强度称为静磁化强度。 ;静磁场是由磁共振仪器的主磁体产生，它的功能是使人体组织中的脂肪和水质子自旋磁矩与静磁场方向一致，引起组织氢质子的磁化，形成组织的静磁化矢量。 临床应用的主磁体主要有超导、常导和永磁三种类型。 主磁体的主要参数有磁场强度、时间稳定性和空间均匀性。 ;（三）射频脉冲 打破这种静磁化强度的平衡状态，给组织以能量激发产生核磁共振现象的脉冲称为射频脉冲（radio frequency, RF） 通过射频发射线圈，激发成像区域内的原子核产生共振，RF作用停止之后，产生共振的组织产生射频信号。 ;1．选择性脉冲　 选择性的激发特定位置的层面，在固定的磁场强度条件下，中心频率决定了被选层面的中心位置，选择性脉冲的带宽决定了被选层面的厚度。 2．非选择性脉冲　 在三位成像中用于激发线圈内被选层面的组织质子，使其再次发生共振现象，产生用于层面图像信息的共振信号。中心频率和带宽决定了该层面内的图像信息的行和列。;根据翻转角角度的大小，就将该射频脉冲叫多少度射频脉冲。 常用的脉冲方式： 1、90°RF脉冲 2、180°RF脉冲 3、部分翻转脉冲 翻转角角度的大小与射频脉冲的强度及持续时间成正比。;三、磁共振图像的信号 最常见的是自由感应衰减信号、自旋回波信号和梯度回波信号。 （一）自由感应衰减信号 RF脉冲作用停止之后，静磁化强度会逐步恢复到原来的热平衡状态。静磁化强度M0在静磁场B0的作用下以一定角速度做进动，并在接收线圈中产生感应信号，因为磁化强度的弛豫过程，静磁化矢量水平分量按指数函数规律衰减到零，因此接收线圈中得到的信号称为自由感应衰减信号（free induction decay，FID） ;由于实际静磁场并非理想中那样均匀，自由感应衰减信号受到了非均匀静磁场的影响，因此往往衰减更快，一般用T2*表示。 ;（二）自旋回波信号 90°RF脉冲作用过后，经过一段时间再施加一个180°脉冲，在两倍的时间，组织产生一个信号峰，称为自旋回波（spin echo，SE）。 90 °脉冲到信号峰的间隔时间成为回波时间（echo time，TE）。 下一个90 ° RF脉冲的间隔时间成为重复时间（time of repeat，TR）。 ;（三）梯度回波信号 梯度回波一般采用小角度RF脉冲，被选层面受激发后，首先使