MRI的概述与发展应用PPT课件

其中mI只能取I、I-1、I-2、…-精I+选1PP、T课件-I等共2I+1个值。
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磁共振现象
磁共振发生的射频频率必须为进动角频率相等。精选PPT来自件29磁共振现象
射频脉冲的角频率与原子核进动角频率相等时，射频脉冲 能量才能被自旋核吸收，从低能级跃迁到高能级。
为了使得磁共振发生，可以采用扫频法、扫场法、脉冲法。 扫描法：改变频率； 扫场法：改变场强； 脉冲法：包含各种频率成分的宽带脉冲去激励特定目标
核磁共振现象引入医学界 Damadian（1971 ）; Science, 171: 1151 -1153
核磁共振成像 Lauterbur（1973） ; Nature, 242: 190 -191
是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像 的一种影像技术
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MRI扫描仪的基本 硬件构成
•用于人体MRI的为1H（氢质子），原因有：
–1、1H的磁化率很高； –2、1H占人体原子的绝大多数。
•通常所指的MRI为氢质子的MR图像。
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人体组织内的质子存在状态
Top view
X’ y’
质子的运动：进动频率 0 = 0
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把人体放进大磁场
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不同种类的原子核对应的旋磁比不同
采集MR信号（收音机的天线）
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•脉冲线圈的分类
• 激发并采集MRI信号（体线圈）
• 仅采集MRI信号，激发采用体线 圈进行（绝大多数表面线圈）
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•利 用 2.3cm 显微线圈采 集的指纹MR 图像
3D-FFE Matrix 512×512
FOV 2.5cm
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计算机系统及谱仪
数据的运算 控制扫描 显示图像
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其他辅助设备
➢ 空调 ➢ 检查台 ➢ 激光照相机 ➢ 液氦及水冷却
系统 ➢ 自动洗片机等
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MRI的基本原理、基本概念
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人体MR成像的物质基础
原子的结构
电子：负电荷
中子：无电荷
质子：正电荷
共振：能量从一个震动着的物体传递到另一
个物体，而后者以前者相同的频率震动。
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体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢？
给低能的氢质子能量，氢质子获得能 量进入高能状态，即核磁共振。
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塞曼效应
若无外加磁场，自旋核保持其基态E0的能 量状态，且核自旋的取向是随机的；将自 旋核置入外磁场中，自旋核的能量在E0的 基础上出现量子化的特征。这种基态能级 在外磁场中发生分裂的现象称为塞曼效应 （Zeeman effect）。
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自旋与核磁
地球自转产生磁场
原子核总是不停地按一定
频率绕着自身的轴发生自 旋 ( Spin )
原子核的质子带正电荷，
其自旋产生的磁场称为核 磁，因而以前把磁共振成 像称为核磁共振成像
（NMRI）。
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地磁、磁铁、核磁示意图
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何种原子核用于人体MRI成像？
区域； 外磁场B0确定后，具有不同磁旋比的原子核其磁共振频率
不同。意味着一种频率的射频脉冲仅能激发一种原子核。 对于同一种原子核，外磁场强度越高，进动频率越高，磁
共振产生的共振拉莫尔频率越高。8-100 MHz的射频对人体 无伤害。 可以用来测量磁旋比，从而确定原子核的种类，即NMR
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体主 磁
永磁 permanent
magnet
电磁
常导 resistive magnet
超导 superconducting
magnet
0.35T 永磁磁体
1.5T 超导磁体
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•MR按主磁场的场强分类
–MRI图像信噪比与主磁场场强成正比
–低场: 小于0.5T –中场：0.5T－1.0T –高场: 1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T） –超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）
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梯度线圈(gradient coil)
作用：
空间定位
产生信号
梯度线圈性能的 提高 磁共振 成像速度加快
没有梯度磁场的 进步就没有快速、 超快速成像技术
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射频系统(radio-frequence system, RF )
作用：如同无线电波的天线
激发人体产生共振（广播电台 的发射天线）
不同的原子核 1H 31P 23Na 13C 14N
(MHz/T) 42.58 17.25 11.27 10.71 3.08
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核人进 磁体入 状组主 态织磁
质场 子前 的后
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处于高能状态太费劲，并非人人都能做到
•处于低能状态的略多一点
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什么叫共振，怎样产生磁共振？
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得到图像所需要用到的工具…
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一般的MRI仪由以下几部分组成
主磁体 梯度线圈 脉冲线圈 计算机系统 其他辅助设备
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主磁体(Magnet)
• 磁共振最基本的构造
• 产生磁场的装置 • 最重要的指标为磁场强度和均匀度
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MRI按磁场产生方式分类
蔡甫雨 1101910
MRI原理及进展
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1
目录
MRI扫描仪的基本硬件构成 MRI的基本原理、基本概念 MRI进展方向 MRI的基本技术和新技术 MRI的优点和缺点 安全注意事项
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核磁共振成像技术发展简史
核磁共振现象发现 Purcell等, Bloch等（ 1945）; Physical Review:
z’
RF pulse z’
B0
B1 x’
(RF coil) y’
x’
B1
y’
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微 90 观度 效脉 应冲
继
发
后
产
生
低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态， 的 高能和低能质子数相等，纵向磁化矢量相互抵消而等于零 宏
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怎样才能使低能氢质子获得能量，产 生共振，进入高能状态？
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射频脉冲
射频脉冲作用包括：由低能级向高能级跃迁，同时使得质子 同相位。
在B0和B1的共同作用下，质子系统的纵向磁化强度M0减小 到Mz，横向磁化强度由零增加到Mxy，质子系统总磁化矢量M 为Mz和Mxy的矢量和，其宏观表现就是最大纵向强度M0由B0 方向向xoy平面翻转，当射频脉冲停止时，M0与z轴成Theta 角。