MR成像原理

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MR成像原理

MR成像原理

--- 质子的运动方式与一个旋转着的陀螺受到撞
击时的运动相似。 这种运动为进动。
--- 进动频率依赖外磁场的场强(它们之间的关
系用Larmor 方程表示)场强越强,进动频
率越高。方向相反的质子,它们的磁力互相
抵消。
a
23
小结
--- 因为有较多的质子是沿着与外磁场平 行的方向排列,因此凈磁矩纵向于外磁 场。
的作用下,纵向磁化甚至可完全消失﹝c﹞
a
15
---当我们把病人放人MR 机时,质子平
行或反平行于MR 机的磁场,结果使病
人的磁场纵向于外磁场(图a)。
---施加与质子进动频率相同的RF 脉冲,
则引起两种效应:
(1)一些质子吸收能量后使纵向磁化减少
(2)质子同步化,开始以同相进动,其矢
量也在横向于外磁场的方向上迭加起来,
产生横向磁化。
---总之,RF 脉冲引起纵向磁化减少,
产生一个新的横向磁a 化
16
弛 豫 现 象(relaxation)
RF 脉冲一旦中止,由脉冲引起的系 统改变,很快就回到原来静止时的 状态, 即发生弛豫。新建立起来的 横向磁化开始消失此过程称为横向 弛豫, 纵向磁化恢复到原来的大小 这一过程称为纵向弛豫
a
19
在RF 脉冲中止后,质子失去相位一致性、失去同 步化。当您从上面整体地来看这些失相位的质子时 (画在图的下部),就会看到质子如何呈扇形散开。 呈扇形散开时,指向同一方向越来越小, 因而横向磁化减少。
a
20
在RF 脉冲中止后,以横向磁化对时间 画一曲线,就可以得到一条像图上所画 的曲线,称为T2 曲线
a
12
当 施 加
RF 脉 冲 后, 质 子 会 发 生 什 么 变 化 呢?

mrm原理

mrm原理

mrm原理Mrm原理是一种磁共振成像技术,是医学领域常用的成像方法之一。

Mrm原理融合了针对物质内部性质、构造和形态等方面的多种参数,可以实现高清晰和高分辨率的成像效果,因此在医学诊断和病理分析领域有着广泛的应用。

Mrm原理主要是基于核磁共振理论和技术原理,通过场强均匀的强磁场和一系列有规律的脉冲序列,对人体组织内的核磁共振进行激发和检测,从而得到图像的信号。

核磁共振的概念最早由布鲁克斯、福克、帕尔普等人提出,即物质内部原子核的自旋在强磁场中的磁共振现象,并利用该现象产生的谱线进行研究。

而在医学领域,核磁共振技术首先被应用于成像领域,则是由Damadian和Lauterbur等科学家于20世纪70年代初提出的。

Mrm原理的核心技术就是基于核磁共振理论和技术原理,结合梯度磁场以及RF(高频)脉冲,利用射频制备和探测样品中存在的不同化学成分,达到非侵入式、无辐射、无创伤、实时可视化、高分辨率的成像效果。

Mrm原理的具体实现可以分为以下几个步骤:(1)静态磁场:首先需要建立一个均匀的静态磁场,即NMR实验所需的主磁场。

常用的外部静态磁场通常有0.1T~9.4T等多种规格和不同制备要求的磁铁,通常需要将一个患者置于磁场中央,使其整个身体置于同一磁场当中。

(2)感应磁场:接下来,我们需要在静态磁场之间建立一系列的感应磁场,以进行医学研究。

感应磁场通常由高频交变磁场所构成,接收并激发样品原子核的自旋。

(3)RF脉冲:为了在样品中感应磁场,进行放置制备和接收设备,并需要对样品进行一定的制备操作。

通常情况下,需要在样品上贴上一个RF脉冲,刺激样品中的核自旋,将自旋变为磁矩。

(4)梯度磁场:接下来,在样品周围添加一定的梯度磁场,将样品切片。

该梯度磁场是由位于样品周围的梯度线圈所产生的。

这种方法使得样品成为由许多由单个象限组成的薄层,从而进行高分辨率成像。

(5)信号采集:最后,通过利用成像获得的射频信号,对样品进行数据处理和成像重建,形成形象鲜明的MR 图像。

mr成像原理

mr成像原理

mr成像原理MR成像原理。

MR(磁共振)成像是一种利用核磁共振现象获取人体内部结构和功能信息的影像学技术。

它是一种非侵入性的检查方法,不需要使用放射性物质,因此受到了广泛的关注和应用。

MR成像原理是基于核磁共振现象,通过对人体组织中氢原子核的信号进行采集和处理,最终生成具有高分辨率的影像。

首先,MR成像原理的基础是核磁共振现象。

核磁共振是指原子核在外加磁场和射频脉冲的作用下发生共振吸收和放射的现象。

在MR成像中,主要利用的是人体组织中丰富的氢原子核。

当人体置于强磁场中时,氢原子核的自旋将朝向磁场方向,并产生共振现象。

此时,通过向人体施加射频脉冲,可以激发氢原子核的共振吸收和放射,产生信号。

其次,MR成像原理还涉及信号的采集和处理。

在MR成像中,通过放置梯度磁场,可以使不同位置的氢原子核产生不同的共振频率,从而实现对空间位置的编码。

利用这一原理,可以对人体内部的信号进行空间编码采集。

随后,利用傅里叶变换等数学方法,可以将采集到的信号转换为图像信息,最终生成人体内部结构的影像。

最后,MR成像原理还涉及成像参数的选择和优化。

在MR成像中,需要选择合适的成像参数,如重复时间(TR)、回波时间(TE)、矩阵大小等,以获得高质量的影像。

此外,还需要考虑脂肪抑制、磁场均匀性、脉冲序列等因素,对成像过程进行优化,以提高成像的清晰度和对比度。

总的来说,MR成像原理是基于核磁共振现象,通过对人体内部信号的采集和处理,最终生成高质量的影像。

在临床诊断和科研领域,MR成像已经成为一种重要的影像学技术,为医生和研究人员提供了丰富的解剖和功能信息。

随着技术的不断进步,相信MR成像在医学领域的应用前景将会更加广阔。

MR常用序列成像基本原理

MR常用序列成像基本原理

3 重建算法
使用先进的重建算法抑制 或减少运动伪影的影响。
梯度磁场在空间中创建线性磁场梯度,用于定 位信号的来源位置。
磁共振信号识别原理
通过检测原子核释放的信号,得到组织的磁共 振信号。
原子核磁矩和自旋共振
原子核磁矩的作用
原子核磁矩对外磁场具有自旋力矩,使其与外磁场 相互作用。
自旋共振与磁共振
自旋共振是原子核磁矩在外磁场作用下产生共振现 象,而磁共振是检测这种共振现象并形成图像。
脉冲序列的构成
1
激发脉冲
发射短脉冲使原子核翻转。
梯度脉冲
2
在特定时间和特定梯度条件下,产生空
间编码。
3
回波信号
接收原子核释放信号。
快速成像技术
探测阵列
使用多通道同步采集技术, 提高图像的时间分辨率和空 间分辨率。
平行成像技术
以加速成像为目标,减少扫 描时间,提高成像效率。
并行成像技术
在多通道中同时激励和接收 信号,实现多条同时成像。
T1加权成像和T2加权成像
1 T1加权成像原理
T1加权成像利用不同组织 T1弛豫时间的差异产生对 比,从而揭示组织的解剖 信息。
2 T2加权成像原理
T2加权成像利用不同组织 T2弛豫时间的差异产生对 比,突出病变区域和水分 布。
3 T1加权与T2加权的区

T1加权成像在脑脊液中呈 现暗信号,而T2加权成像 中呈现亮信号。
平扫与增强扫描的原理
平扫成像
通过选择不同的脉冲序列参数,获取ຫໍສະໝຸດ 织的基本信 号信息。增强扫描
通过注射对比剂,改变组织信号强度,增强病变显 示。
MR成像图像的格式
1 矢状面(Sagittal) 2 冠状面(Coronal) 3 轴状面(Axial)

核磁共振成像原理

核磁共振成像原理

核磁共振成像原理核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种非侵入性的影像学技术,可以用于检测人体及其他生物体的内部结构和功能。

核磁共振成像的原理基于核磁共振现象,通过对核自旋的控制和检测,能够获得体内不同组织的详细信息。

核磁共振是指具有外部磁场时,原子核的自旋状态发生改变的现象。

在强磁场作用下,原子核的自旋呈现出两个能级,即平行和反平行两个状态。

这两个能级之间的转换需要吸收或放出能量,并在特定频率下发生共振。

强静态磁场通常由强大而稳定的大型电磁体产生,它在整个成像区域内产生均匀且稳定的静态磁场,使静态磁场方向沿Z轴。

梯度磁场是一个在空间上变化的磁场,用于定位信号的产生位置。

它通过改变磁场的方向和大小,能够对信号进行编码和定位。

射频场是通过发射线圈产生的,用于激发和接收信号。

发射线圈位于成像区域内,通过引入高频电场来扰动静态磁场,使原子核的自旋状态发生变化。

在成像过程中,首先给被检体加入静态磁场。

然后通过梯度磁场,对被检体进行空间编码,此时被检体各处的原子核将共振频率略有差异,使得它们能够被区分开来。

接下来通过向被检体施加射频场的脉冲,使部分原子核从低能级跃迁至高能级。

当脉冲结束后,原子核将从高能级回到低能级并释放能量。

此时,被检体周围的线圈能够感应到这些能量的释放,并将其转化为电信号。

通过对这些信号进行数字化处理和分析,可以重建出被检体内的图像。

MR图像能够提供组织的对比度和解剖学细节,使医生能够诊断和评估疾病。

核磁共振成像因其非侵入性、无辐射、造影剂安全等优点,广泛应用于医学诊断、生物医学研究等领域。

它可以检测到早期病变、评估组织功能、跟踪疾病进展,对于肿瘤,心血管疾病,神经系统疾病等的检测具有很高的准确性和可靠性。

总结起来,核磁共振成像原理是通过利用原子核自旋的特性,在外加静态磁场、梯度磁场和射频场的作用下,激发和接收原子核产生的能量,并通过数字化处理和分析,得到人体或其他生物体内部的详细结构和功能信息。

mr成像原理

mr成像原理

mr成像原理
成像原理是医学影像学中的一项重要技术,它可以通过使用特定的成像设备来获取人体内部的结构信息。

在医学影像学中,MR(磁共振)成像原理是一种无创、安全、精确的成像技术。

其工作原理是利用强大的磁场和无线电波的相互作用来生成人体内部的详细图像。

具体来说,MR成像原理是基于水分子的磁性特性。

当人体被
放置在强大的磁场中时,水分子会在这个磁场的作用下产生一种称为“磁共振”的现象。

磁共振是指水分子的质子(氢原子核)在磁场中呈现出特定的表现,即质子会从原本无规则运动转向一种有序的运动模式。

在进行MR成像时,首先需要对病人进行定位并放置在磁共
振仪器中。

然后,通过改变磁场的强度和方向,仪器可以影响病人体内的水分子,使其产生磁共振现象。

同时,仪器会发送一系列无线电波信号到病人体内。

这些无线电波信号会与产生磁共振的水分子相互作用,导致水分子发出信号。

仪器会接收到这些信号,并将其转化为数字信号。

最后,这些数字信号会被计算机处理,并通过成像软件生成病人体内结构的图像。

这些图像可以显示出病人体内不同组织的特征,如脑部、骨骼、肌肉、血管等。

医生可以根据这些图像来诊断和治疗病人的病情。

总之,MR成像原理是利用磁共振现象和无线电波的相互作用
来获取人体内部结构信息的一种成像技术。

它在医学诊断和研究中发挥着重要的作用,并具有无创、安全、精确等优点。

mr成像原理

mr成像原理

mr成像原理
核磁共振成像(MRI)是一种基于原子核自旋磁矩成像的医学影像技术。

成像原理相对复杂,简要来说,其核心在于原子核的自旋运动以及外加磁场和射频脉冲的影响。

人体内的氢质子是一种小磁体,在检查过程中,这些氢质子被置于外加磁场中。

此时,原子核自旋轴的排列是无规律的。

但当外加磁场作用于这些原子核时,核自旋空间取向从无序向有序过渡。

这样,自旋的核会以特定的角度(即拉莫尔旋进)绕外加磁场向量旋进。

当系统达到平衡状态时,磁化强度达到稳定值。

此时,如果施加一定频率的射频脉冲,原子核会与射频方向产生共振效应,并在该方向上旋进,这种状态叫做章动。

当射频脉冲停止后,原子核会恢复到磁场中原来的排列状态,并释放微弱的能量,形成射电信号。

通过检出这些信号并进行空间分辨,可以得到运动中原子核的分布图像,从而形成核磁共振影像。

核磁共振成像检查对肿瘤的发病及是否转移等诊断率最高,胎儿颅脑异常也可以通过核磁共振检查。

如需了解更多关于MRI的信息,建议咨询专业医生或查阅相关文献资料。

MR基本原理及图像观察

MR基本原理及图像观察

自旋的基本概念
自旋是原子核的一个特性,它产生了原子核的旋转和磁矩,这是MR成像的基础。
自旋共振与MR成像的关系
自旋共振是指原子核在特定的磁场和无线电波作用下发生共振吸收,这一现 象被应用于MR成像。
缺点
成像时间较长,设备价格高,对金属植入物敏感。
MR系统的组成
核磁共振系统
由磁体、收发线圈和控制系统 组成。
计算机工作站
用于图像重构和分析。
病人床
用于定位和支撑患者。
磁共振信号的产生
1 自旋
原子核的自旋产生磁矩和旋磁比。
2 自发放射
激发的原子核在退激时放出能量。
3 共振吸收
通过不同的无线电波频率激发和探测不同类型的原子核。
人体组织对MR的响应
1

2
水分对MR信号的响应较弱,呈暗信
号。
3
脂肪
脂肪组织对MR信号较强,呈明亮信 号。
肌肉
肌肉组织对MR信号较强,呈亮信号。
MR成像技术的发展历史
MR的发展历史可以追溯到20世纪70年代,经过几十年的研究和改进,发展成为一种重要的医学成像方 法。
MR成像的优点与缺点
优点
无辐射、无创伤、非侵入性,可观察软组织和器官。
MR基本原理及图像观察
磁共振成像(MR)是一种无创的医学影像技术,通过利用磁场和无害的无线 电波,可以获取身体内部组织的高分辨率图像。
什么是MR?
磁共振成像,简称Mຫໍສະໝຸດ ,是一种医学影像技术,可以通过磁场和无线电波获取人体内部组织的高分辨率 图像。
MR的基本原理
MR利用磁场和无线电波与人体内部的原子核相互作用,通过测量和分析它们 的信号,得到图像。

mr成像基本原理

mr成像基本原理

mr成像基本原理MR成像基本原理。

MR(Magnetic Resonance)成像是一种利用核磁共振现象进行成像的医学影像技术,其基本原理是通过对人体组织中的氢原子进行激发和信号采集,来获取人体组织的结构和功能信息。

MR成像具有无辐射、高分辨率、多平面成像、对软组织成像优秀等优点,因此在临床诊断和科学研究中得到了广泛的应用。

MR成像的基本原理主要包括核磁共振现象、梯度磁场和RF脉冲信号的作用、信号采集和成像重建等几个方面。

首先,核磁共振现象是MR成像的基础。

人体组织中的氢原子具有自旋,当这些氢原子置于外加静磁场中时,它们会产生磁矩并呈现出两种自旋状态。

当外加射频脉冲信号作用于这些氢原子时,会使得这些氢原子从低能级跃迁到高能级,然后再释放出能量并产生共振信号。

通过检测这些共振信号的特性,可以获取人体组织的结构和功能信息。

其次,梯度磁场和RF脉冲信号的作用对于MR成像也至关重要。

在MR成像过程中,梯度磁场可以使得不同位置的氢原子产生不同的共振频率,从而实现对不同位置的成像。

而RF脉冲信号则可以激发人体组织中的氢原子产生共振信号,从而进行信号采集和成像。

最后,信号采集和成像重建是MR成像的关键步骤。

在信号采集过程中,需要对梯度磁场和RF脉冲信号进行精确控制,以获取高质量的共振信号。

而在成像重建过程中,需要对采集到的信号进行处理和重建,以生成人体组织的结构和功能图像。

总的来说,MR成像的基本原理是通过核磁共振现象对人体组织中的氢原子进行激发和信号采集,来获取人体组织的结构和功能信息。

梯度磁场和RF脉冲信号的作用以及信号采集和成像重建是实现MR成像的关键技术。

通过对MR成像的基本原理的深入了解,可以更好地理解MR成像技术的优势和局限,为临床诊断和科学研究提供更准确的影像信息。

磁共振的成像原理

磁共振的成像原理

磁共振的成像原理
磁共振成像是一种医学影像技术,通过磁共振现象来获取人体内部组织结构的信息。

具体来说,磁共振成像利用了核磁共振现象中的原子核自旋共振特性。

磁共振成像的工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 磁场生成:首先,磁共振成像系统会在患者身体周围产生一个强大的静态磁场,通常为1.5到3特斯拉的强磁场。

这个磁
场可以通过永久磁铁或电磁磁铁来产生。

2. 核磁共振激发:在强磁场产生后,通过调节脉冲序列和参数,磁共振成像系统会向患者的身体部位发送一系列特定频率和时间长度的无线电波脉冲。

这些脉冲会被患者体内的原子核(如氢核)吸收和重新放射。

3. 信号检测:放射回波信号会被磁共振成像系统中的射频线圈接收。

射频线圈位于患者身体周围,能够捕捉到从患者体内放射出来的信号。

4. 信号处理与重构:接收到的信号会被转换成数字信号,并通过计算机进行处理和重构。

计算机会对信号进行分析,并生成一个人体内部结构的三维图像,供医生进行诊断。

通过磁共振成像,医生可以观察到人体内部不同组织的详细结构,如脑部、内脏器官和骨骼等。

与传统X射线成像相比,
磁共振成像不会使用任何放射性物质,因此对患者相对较安全。

此外,磁共振成像还可以提供更高的对比度,使医生更容易检测和诊断疾病。

mr成像的基本原理与应用

mr成像的基本原理与应用

MR成像的基本原理与应用1. 前言磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种非侵入性的医学成像技术,广泛应用于临床医学、疾病诊断和科学研究等领域。

本文将介绍MR成像的基本原理,并探讨其在医学和科学研究中的各种应用。

2. MR成像的基本原理MR成像通过测量人体组织中的原子核在强磁场和射频场的作用下产生的信号,并根据这些信号来重建图像。

以下是MR成像的基本原理:•磁共振现象:核磁共振是指在强磁场中,原子核会吸收辐射并重新发射能量的现象。

人体中丰富的水分子含有氢原子核,因此MR成像主要通过对水分子中的氢原子核进行探测。

•强磁场作用:MR成像使用强磁场(通常是1.5特斯拉或3特斯拉)来定向水分子中氢原子核的旋转轴,使其与磁场方向保持一致。

强磁场会使氢原子核的旋转速度发生改变,为后续成像提供基础。

•射频场作用:通过向人体中加入辅助磁场,即射频场,磁共振激发水分子中的氢原子核。

射频场的频率通常在无线电波范围内,与氢原子核的共振频率相匹配。

•信号检测与处理:当激发的氢原子核恢复到基态时,会产生一种电压信号。

这些信号通过接收线圈收集,并由计算机进行处理和分析。

计算机可以根据信号的强度和时间信息重建出图像。

3. MR成像的应用MR成像具有很高的空间分辨率和对软组织的良好分辨能力,因此在医学和科学研究中有广泛的应用。

以下是MR成像的常见应用:3.1 医学诊断•脑部成像:MR成像在脑部疾病的诊断和治疗规划中起着重要的作用。

如脑卒中、脑肿瘤、多发性硬化等。

•胸腹部成像:MR成像可以用于检测和定位肿瘤、炎症、器官病变等。

如肝脏、肾脏、胰腺等疾病的诊断。

•骨骼成像:MR成像可用于检测骨骼系统中的骨折、骨肿瘤、关节炎等疾病。

•心血管成像:MR心血管成像可以提供心脏和血管的详细结构和功能信息,对心血管疾病的诊断和治疗有重要意义。

3.2 科学研究•神经科学研究:MR成像在研究大脑结构和功能方面具有独特的优势。

MR成像基本原理

MR成像基本原理
共振现象 信号解析 图像对比度
原子核在静态磁场和高频交变磁场作用下,发生 共振现象产生磁共振信号。
磁共振信号可以通过频率、幅度、相位等参数来 解析,用于生成图像。
不同组织的核磁共振信号强度不同,可以通过调 整成像参数来增强或减弱图像对比度。
成像处理与重建
原始数据采集
通过接收机根据被检体的磁共振信号将数据保存下来。
MR成像基本原理
核磁共振成像是一种非侵入性的医学成像技术,通过静态磁场和高频交变磁 场与人体内部的原子核相互作用,产生磁共振信号来生成图像。
核磁共振成像概述
什么是核磁共振成像?
核磁共振成像是一种利用原子核 之间的相互作用产生的磁共振信 号来生成图像的医学成像技术。
成像过程
核磁共振成像过程包括静态磁场 产生、高频交变磁场作用、磁共 振信号形成和图像重建等步骤。
图像重建
利用数学算法和信号处理技术将原始数据重建成二维或三维的图像。
应用领域介绍
脑部成像
核磁共振成像可用于诊断和研究 脑部疾病,如肿瘤、卒中和神经 退行性疾病等。
心脏成像
核磁共振成像可以观察心脏的结 构和功能,用于检测心脏病和监 测治疗效果。
关节成像
核磁共振成像在关节疾病诊断和 治疗中发挥着重要的作用,如骨 折、滑膜炎和软骨病等。
高频交变磁场
ห้องสมุดไป่ตู้
作用原理
高频交变磁场是通过无线电波 产生的,可以激发人体内部的 原子核产生磁共振信号。
调节频率和强度
高频交变磁场的频率和强度需 要根据不同的成像需求进行调 节,以获得最佳的成像效果。
安全性考虑
高频交变磁场的强度较低,对 人体无害,但需要控制辐射范 围,避免对周围环境产生干扰。

mr成像原理

mr成像原理

mr成像原理MR成像原理。

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种利用核磁共振现象对人体进行成像的医学影像学技术。

它利用人体组织中氢原子的核磁共振信号来获取图像,可以清晰地显示人体内部的软组织结构,对疾病的诊断和治疗起着重要作用。

那么,MR成像是如何实现的呢?下面我们就来介绍一下MR成像的原理。

首先,MR成像的原理基于核磁共振现象。

在外部磁场的作用下,人体组织中的氢原子核会发生共振现象,产生一定的共振信号。

这些信号可以被接收线圈捕获,并通过信号处理系统转化为图像。

其次,MR成像的过程可以分为以下几个步骤,激发、信号采集、空间编码和图像重建。

首先,通过向人体施加射频脉冲来激发组织中的氢原子核,使其产生共振信号。

然后,接收线圈捕获共振信号,并将其转化为电信号。

接着,利用梯度磁场对信号进行空间编码,确定信号的来源位置。

最后,通过图像重建算法将信号转化为图像,呈现出人体内部的结构。

在MR成像中,梯度磁场起着至关重要的作用。

梯度磁场可以使不同位置的原子核产生不同的共振频率,从而实现对空间位置的编码。

通过改变梯度磁场的强度和方向,可以获取不同位置的共振信号,从而获得高分辨率的图像。

此外,MR成像还可以通过不同的成像序列来获取不同的对比度和组织信息。

常见的成像序列包括T1加权成像、T2加权成像和质子密度加权成像。

这些成像序列可以根据临床需要来选择,对不同类型的组织结构和病变具有较好的显示效果。

总的来说,MR成像是一种基于核磁共振现象的医学影像学技术,通过激发、信号采集、空间编码和图像重建等步骤,可以获取高分辨率、高对比度的人体影像。

它在临床诊断和治疗中具有重要的应用价值,对于揭示疾病的发展过程和评估治疗效果具有重要意义。

随着科技的不断进步,MR成像技术也在不断完善和发展,为医学领域带来更多的可能性和机遇。

mr成像的基本原理

mr成像的基本原理

mr成像的基本原理磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种非侵入性的医学影像技术,可以用来观察人体内部的结构和功能。

它利用了原子核在强磁场和射频脉冲的作用下发生共振现象的特性,通过对共振信号的接收和处理,得到人体内部的图像。

MR成像的基本原理是基于核磁共振现象,即原子核在外加磁场作用下发生共振吸收和发射射频信号的特性。

人体组织中的原子核主要是氢核(质子),而氢核具有自旋,因此可以被外加磁场所影响。

当人体置于强磁场中时,原子核的自旋会沿着磁场方向进行取向,形成一个宏观的磁矩。

在MR成像过程中,首先需要将人体置于强磁场中,这个强磁场通常是由超导磁体产生的。

强磁场可以使得人体内部的原子核自旋取向,形成一个整体的磁化强度。

然后,通过向人体内部施加一系列特定频率和幅度的射频脉冲,可以使得部分原子核发生共振现象。

当射频脉冲施加后,原子核会从低能级跃迁到高能级,并吸收射频能量。

当射频脉冲停止时,原子核会从高能级跃迁回低能级,并释放出射频信号。

这些释放出的射频信号可以被接收线圈捕获,并通过一系列信号处理和计算,得到人体内部的图像。

在MR成像中,不同组织和器官具有不同的信号强度和特征。

这是因为不同组织和器官中的水含量、脂肪含量以及其他物质的分布和浓度不同,从而导致了不同的共振特性。

通过对这些信号进行接收、处理和分析,可以将其转化为图像,显示出人体内部不同组织和器官的分布和结构。

MR成像具有许多优点,例如无辐射、高分辨率、多平面重建以及对软组织有很好的对比度等。

它可以用于观察人体内部各种组织和器官的结构和功能,并且对于一些传统影像技术难以观察到的问题有着很好的应用价值。

因此,在临床医学中,MR成像已经成为一种常用的影像检查方法。

总之,MR成像是一种基于核磁共振现象的医学影像技术,通过对共振信号的接收和处理,可以得到人体内部不同组织和器官的图像。

它具有许多优点,并且在临床医学中有着广泛的应用前景。

MR常用序列成像基本原理

MR常用序列成像基本原理

MR常用序列成像基本原理MR(Magnetic Resonance,磁共振)成像是一种非侵入性的医学成像技术,通过利用磁共振现象对人体进行断层成像。

下面将介绍MR常用序列成像的基本原理,主要包括磁共振现象、脉冲序列和图像重建方法。

1.磁共振现象:MR成像利用了原子核的磁共振现象。

在磁场中,原子核具有自旋,一部分原子核的自旋朝向与磁场方向一致,另一部分原子核的自旋朝向与磁场方向相反。

当外加一个RF脉冲磁场时,自旋的朝向会发生偏离,并且当RF脉冲作用结束后,自旋会重新回到平衡状态。

在这个过程中,原子核会产生瞬态电流,这个电流会在接收线圈中被检测出来,从而生成信号。

2.脉冲序列:为了获取高质量的MR图像,需要设计一系列脉冲序列,这些序列分别用于激发、改变自旋状况和接收信号。

常用的脉冲序列包括激发序列、脉冲重复时间(TR)和回波时间(TE)。

激发序列:激发序列用于改变自旋的朝向,一般使用90°或180°的RF脉冲。

当自旋被激发后,它们会开始预处理并自发地发出信号。

TR时间:TR时间是指两次激发脉冲之间的时间间隔。

较长的TR时间可以增加信号强度,但同时会使成像时间延长。

TE时间:TE时间是指激发脉冲到回波信号的时间间隔。

不同的组织具有不同的T1和T2弛豫时间,通过调整TE时间可以使不同组织在图像中有不同的对比度。

3.图像重建方法:在脉冲序列激发后,接收到的信号会经过放大、滤波和数字化处理,然后进行图像重建。

K空间:在图像重建之前,信号会先经过傅里叶变换,转换到K空间。

K空间是频域中的一个空间,其中信号是由一系列频率组成。

傅里叶变换将信号由时间域转换到频域,从而可以将信号表示为K空间中的一系列频率成分。

图像重建:图像重建是将K空间转换为空间域的过程。

常见的图像重建方法有基于筛选技术的回波图像和基于逆傅里叶变换的图像重建。

基于筛选技术的回波图像是通过选择特定频率分量的信号并进行加权平均来构建图像。

核磁共振成像原理

核磁共振成像原理

核磁共振成像原理
核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMR或MRI)是一种利用原子核磁共振效应来获得
图像的医学影像技术。

其原理是通过对人体或物体中的水
分子和脂肪分子进行磁场作用和射频脉冲激发,然后接收
其产生的回波信号,经过计算处理后形成图像。

核磁共振成像的原理主要涉及以下几个方面:
1. 原子核磁矩:每个原子核都具有一个特定的磁矩,这是
由于其内部的质子和中子自旋造成的。

这些磁矩在外加磁
场的作用下会受到取向的影响。

2. 磁共振:当被放入强磁场中的物体受到射频脉冲的作用时,其内部的原子核磁矩会发生共振。

这意味着原子核磁
矩的取向会发生变化,从而产生一个特定的频率。

3. 回波信号:当射频脉冲停止作用时,被激发的原子核磁
矩会逐渐恢复到平衡状态。

在这个过程中,原子核会产生
一个特定的回波信号,其频率与其所在的位置、组织或结构有关。

4. 空间编码:为了确定信号来自空间中的哪一部分,核磁共振成像引入了空间编码技术。

常用的方法包括梯度磁场和脉冲序列的选择。

5. 图像重建:通过收集和处理原子核回波信号的数据,并使用合适的算法进行图像重建,最终可以得到高分辨率的图像。

总的来说,核磁共振成像利用了原子核磁矩在磁场作用下的共振现象,并结合空间编码和图像重建技术,通过测量回波信号来获取人体或物体的结构、组织和功能信息。

这使得核磁共振成像成为一种非侵入性、无辐射的重要医学影像学技术。

第一节 MR成像原理

第一节 MR成像原理

四、MR信号
(一)MR信号的产生
弛豫过程中横向磁化矢量垂直并围绕主磁场B。以Larmor频 率旋进,横向磁化矢量的变化使环绕在被检体周围的接收线圈产 生随时间变化的感应电流,其大小与横向磁化矢量呈正比,这个 可以放大的感应电流就是MR信号,也称回波。它具有一定的相位、 频率和强度,结合三者出现的先后秩序,可以进行计算机空间定 位处理并应用于信号强度数字化表达,在MR图像上反映不同组织 的亮暗特征。
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自旋-自旋弛豫(T2)示意图
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常见组织的T2弛豫时间
组织
肝脏 肌肉 肾脏 脾脏 脂肪 脑白质 脑灰质 脑脊液
T2(msec) 43 47 58 62 84 92 101 1400
不同组织的 T2值不同.
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T2WI两种组织的信号差别——是这样获得的 平 衡 状 态
采 集 时
90 度 激 发 后
第一节
MR成像原理
MR成像设备系统 MR现象 弛豫过程 MR信号 MRI的空间定位与图像重建
三 、弛豫过程
(一)弛豫 是指受RF脉 冲激励,低能态的质子获 得能量跃迁至高能态,RF 停止后,这些质子由高能 态回复到原来的低能状态, 这个现象就是弛豫,即质 子由高能态恢复至磁共振 前的状态为止的变化过程。 弛豫过程包括纵向弛 豫时间(T1)和横向弛豫 (T2)。
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自由感应衰减信号特点
不同组织在MRI上的亮暗差别随回波信号不同而不同,FID信号 的表现特点要受到组织本身的质子密度、T1值、T2值、运动状 态、磁敏感性等因素影响,成像时采用的不同脉冲组合序列及 其相关的TR、TE值、翻转角等都是为了显示组织特性的。
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采 集 信 号 时 刻

MR原理

MR原理

核磁共振成像核磁共振成像也称磁共振成像,是利用核磁共振原理,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,据此可以绘制成物体内部的结构图像。

物理原理核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体的约70%是由水组成的,MRI即依赖水中氢原子。

利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经计算机处理而成像的。

原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。

共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。

当把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射它,使之共振,然后接收探测它释放的电磁波,人体中各种组织间含水比例不同,即含氢核数的多少不同,则NMR信号不同。

由射频接收器送来的信号经模/数转换器,把模拟信号转换成数学信号,根据与观察层面各体素的对应关系,经计算机处理,得出层面图像数据,再经数/模转换器,加到图像显示器上,用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。

MRI所获得的图像非常清晰精细,大大提高了医生的诊断效率,避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。

由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂,因此对人体没有损害。

MRI可对人体各部位多角度、多平面成像,其分辨力高,能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系,对病灶能更好地进行定位定性。

对全身各系统疾病的诊断,尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。

静磁场:又称主磁场。

射频系统:射频(RF)发生器--产生短而强的射频场,以脉冲方式加到样品上,使样品中的氢核产生NMR现象;射频(RF)接收器:接收NMR信号,放大后进入图像处理系统。

医用MRI仪构成:----通常由主磁体、梯度线圈、脉冲线圈、计算机系统及其他辅助设备(检查床、液氦及水冷却系统、空调、胶片处理系统等。

)等五部分构成。

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行于外磁场。 -- 低能状态(平行)的排列方式占优势,因此 有较多的质子以此种方式排列。 --- 质子的运动方式与一个旋转着的陀螺受到撞 击时的运动相似。 这种运动为进动。 --- 进动频率依赖外磁场的场强(它们之间的关 系用Larmor 方程表示)场强越强,进动频 率越高。方向相反的质子,它们的磁力互相 抵消。
小 结 --- 反平行与平行质子的磁力可互相抵消。 但有多余的平行的处于低能级的质子 (“指向上方”)残留下来,它们的磁力 不被抵消。这些质子都指向上方,它们的 磁力迭加起来指向外磁场的方向。因此, 当我们把病人放入MR 磁体内时, 病人 有自己的磁场, 这一磁场纵向于MR 磁 体磁场(如图7 及8)因为是纵向,所以, 它不能被直接测得。


--- 当中止RF 脉冲后,纵向磁化再次
增加,纵向弛豫由时间常数T1 表 示,即纵向弛豫时间。 ---横向磁化减少和消失,横向弛豫 由时间常数T2 表示,即横向弛豫 时间。 ---纵向弛豫时间与横向弛豫时间是 不同的,不依赖进动.
磁共振成像原理--1
• 是利用人体组织中原子核运动所产生能级和相位变化,经过


--- 因为有较多的质子是沿着与外磁场平 行的方向排列,因此凈磁矩纵向于外磁 场。 ---与质子进动频率相同的射频脉冲,能 引起共振,把能量传给质子,致使较多 的质子处于反平行状态,这就中和/抵 消了平行状态的质子。结果:纵向磁化 减少。 --- RF 脉冲也引起质子同步、同相进动, 结果产生一个新的磁矢量,即横向磁化。
பைடு நூலகம்

振 现 象
---质子有进动频率, 这一频率可由Larmor 方程算 出。只有当RF 脉冲与质子频率相同时,质子才 能从无线电波中吸收一些能量,这种现象称 为共振(磁共振中,“共振”一词就是来源于此) ---以音叉为例来说明共振。设想在一个房间内有各 种各样的音叉,音叉的频率是a、e 和d。一个人 带着一个“a”频率的发声的音叉走进来,那些 “a”音叉( 也只有这些音叉)接收能量后开始振 动,突然发出声音,这一现象称为共振。
这意味着把一个病人放 进MR 机磁体内,病人 本身成为一个磁棒, 即 有他自己的磁场。因为 这种磁化是沿着外磁场 纵轴方向,故称之为纵 向磁化
病人的新磁矢量是顺着 外磁场的方向,沿着外 磁场的磁力线,称之为 纵向。实际上, 这正 是我们可以用来获得信 号的磁矢量。如果我们 能够测量病人的这种磁 化该有多好,但很可惜, 我们不能测到这个磁力, 因为它平行于外磁场, 与外磁场处于同一方向
在RF 脉冲中止后,以纵向磁化对时间画成曲 线,就得到T1 曲线。纵向磁化恢复到原来数 值所经历的时间,称为纵向弛豫时间,也简 称为T1。实际上,T1 并非一个确切时间,而 是一个时间常数
在RF 脉冲中止后,质子失去相位一致性、失去同 步化。当您从上面整体地来看这些失相位的质子 时(画在图的下部),就会看到质子如何呈扇形 散开。呈扇形散开时,指向同一方向越来越小, 因而横向磁化减少。
电子计算机运算处理而转变成图像。
• 人体组织中大量存在并能产生较强信号的氢原子核(H) 或称质子,具有自旋及磁矩的物理性能。在外加磁场的作用 下,质子以一种特定方式绕磁场方向旋转。在经受一个频率 与质子自旋频率相同的射频脉冲激发,便引起质子共振,即
所谓核磁共振,并发生质子相位与能级变化。在射频脉冲停
小 结 ---质子带正电荷,具有自旋性。因此它们 有一个磁场,可看作是一个小磁棒。 ---把质子放入强磁场时,它们就沿着外磁 场的方向排列,一些平行(指向上), 一 些反平行(指向下)。 --- 质子并非静止不动,而是围绕着磁力线 进动,外磁场越强,进动频率越高,它们 之间的关系可用Larmor 方程说明。
弛 豫 现 象(relaxation)
RF 脉冲一旦中止,由脉冲引起的系 统改变,很快就回到原来静止时的 状态, 即发生弛豫。新建立起来的 横向磁化开始消失此过程称为横向 弛豫, 纵向磁化恢复到原来的大小 这一过程称为纵向弛豫
中断RF 脉冲后,质子从高能状态返回到低 能状态,重新指向上方,结果纵向磁化增加, 恢复到原来的数值
在RF 脉冲中止后,以横向磁化对时间 画一曲线,就可以得到一条像图上所画 的曲线,称为T2 曲线
把T1 与T2 曲线连接起来,类似一座具 有斜坡的山,登山比滑下去或跳下去 所用的时间要长。这有助于记住正常情 况下T1 长于T2


--- 质子像小磁棒。 --- 在外磁场里,质子的排列方式是平行或反平
把病人置入强外磁场中,沿着外磁场方向产生一 个新的磁矢量﹝a﹞。施加RF 脉冲后,产生一个 新的横向磁化,而纵向磁化减少﹝b﹞。在RF 脉 冲的作用下,纵向磁化甚至可完全消失﹝c﹞
---当我们把病人放人MR 机时,质子平 行或反平行于MR 机的磁场,结果使病 人的磁场纵向于外磁场(图a)。 ---施加与质子进动频率相同的RF 脉冲, 则引起两种效应: (1)一些质子吸收能量后使纵向磁化减少 (2)质子同步化,开始以同相进动,其矢 量也在横向于外磁场的方向上迭加起来, 产生横向磁化。 ---总之,RF 脉冲引起纵向磁化减少, 产生一个新的横向磁化
的三要素是身体组织中的质子密度和质子弛豫时间常数(T1
和T2)。尤其是后二者在成像中起主导作用。因为人休组织 之间质子密度的差异仅为10%,而弛豫时间则可相差百分之 数百,甚至可以反应分子结构上的差异,这就开拓磁共振成 像作为疾病诊断的广阔前景。
谢谢
当 施 加 RF 脉 冲 后, 质 子 会 发 生 什 么 变 化 呢?
﹝a﹞ 射频脉冲与质子交换能量, 一些质子被升到一个较高的 能级水平 如图﹝b﹞中指向下方的两个质子 ﹝b﹞实际上Z 轴磁化减少,因为指向下方的质子“中和”等数 目的指向上方的质子。纵向磁化从6减到2
正常情况下,无线电波对质子产生两种效应:它把一些质子升 到较高的能级水平﹝它们指向下方﹞,它也引起质子同步、同 相运动。前者导致Z 轴,即纵向磁化减少,后者在X-Y 平面上 产生一个新的磁化﹝→﹞,即横向磁化,它随着进动的质子而 运动
把病人放入磁体后发生了什么呢? 我们给病人发射一个短促的电 磁波,称之为射频脉冲﹝RF脉冲﹞, 其目的是要扰乱沿外磁场方向宁静 进动的质子。并非任何一种RF 脉冲 都能扰乱质子的排列状态。对此, 我们需要一个特殊的、能够与质子 交换能量的RF 脉冲。
当质子频率与射频脉冲频率相同时 就能进行能量交换
止激发后,质子的相位和能级又由非平衡状态转入平衡状态。 亦即由激发后状态转变为激发前状态。这个过程称为弛豫过 程,经历的时间称为弛豫时间(T1和T2)。
磁共振成像原理--2
• 它反映质子的运动特征。这些能级变化和相位变化所产生的 信号均能为位于身体附近的接受器所测得,经过电子计算机 的运算处理转变成图像。因此,构成人体组织的磁共振成像
磁共振成像原理
要 点 介绍坐标系 磁共振的物理基础 MRI的成像原理
介绍坐标系
---Z 轴代表磁力线。
---小箭头代表质子的 矢量。一个矢量代表 着某一方向的一定量 的力, 我们图中矢量 的力为磁力。
使用坐标系较易描述磁场内运动的质子, 也不必画外部磁体
5 个“指”向下方的质子与5 个“指”向上方的质子磁 场互相抵消﹝a﹞,因此,实际上仅看到4 个未抵 消的质子﹝b﹞。
余下的质子处于相 反方向时(如A 与 A’ ),其磁力互相抵 消。除沿外磁场方 向的Z 轴外都是如 此。实际上,最后 剩下的是一个顺着 外磁场方向的磁矢 量(图 中Z 轴上的 箭头),这个矢量 是指向上方质子矢 量的总和。
把病人置入强外磁场中,可诱发一个新的 磁矢量,从而使病人本身成为一个磁体, 这个磁矢量与外磁场平行
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