核磁共振成像课件
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第四章 核磁共振成像技术ppt课件
∵S1→S2
S1PPRS2PRP S1P1 R1P1 S2P2 R2P2
∴R1P1=R2P2 且P1、P2在胶片中心位置不 变 ∴R点的影像即R1R2位置也 不变，即可获得清晰的断 层图像。
1、 NMR现象的发现（属于原子核物理研究范畴）
1945年12月，哈佛大学的 Purcell和他的小组， 在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号
不仅为MRI奠定了基础，而且鼓舞了这一 领域的学者。
1988年Damadian和Lauterbur获美国最高科 技奖（总统奖）。
Lauterbur和英国Mansfield共同获2003年 Nobel医学及生理学奖。
2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine
（2）奇偶核:质子数是奇数，中子数是偶数；或 质子数是偶数，中子数是奇数的核，自旋量子数 I=1/2，3/2，5/2…等半整数；
（3）奇奇核:质子数是奇数，中子数也为奇数的 核，I=1，2，3…等正常数。
只有自旋量子数 I 0 的原子核要进行自旋运动，原 子核的自旋运动用自旋角动量L描述，L的方向与自旋 轴重合。
原子核的一般特性 核中的质子数核的电荷； 核中的质子数目（Z）+中子数（N）核的质量（A）
2、核素
Z、N相同且有相同能量状态的一类原子核称为核素； 或Z、A相同且有相同能量状态的一类原子核称为核素；
4.1.2 原子核的电荷
原子核带正电荷，其电荷量Q=Ze 即核中的质子数核的电荷；
4.1.3 原子核的质量
RF信号包含人体内组织空间的定位信息， MR图像就是一个显示来自人体层面内每个体 素RF信号强度大小的象素陈列。图像象素的亮 度取决于相应体素所发射的RF信号的强度，而 RF的强度又取决于组织的性质。
S1PPRS2PRP S1P1 R1P1 S2P2 R2P2
∴R1P1=R2P2 且P1、P2在胶片中心位置不 变 ∴R点的影像即R1R2位置也 不变，即可获得清晰的断 层图像。
1、 NMR现象的发现（属于原子核物理研究范畴）
1945年12月，哈佛大学的 Purcell和他的小组， 在石蜡样品中观察到质子的核磁共振吸收信号
不仅为MRI奠定了基础，而且鼓舞了这一 领域的学者。
1988年Damadian和Lauterbur获美国最高科 技奖（总统奖）。
Lauterbur和英国Mansfield共同获2003年 Nobel医学及生理学奖。
2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine
（2）奇偶核:质子数是奇数，中子数是偶数；或 质子数是偶数，中子数是奇数的核，自旋量子数 I=1/2，3/2，5/2…等半整数；
（3）奇奇核:质子数是奇数，中子数也为奇数的 核，I=1，2，3…等正常数。
只有自旋量子数 I 0 的原子核要进行自旋运动，原 子核的自旋运动用自旋角动量L描述，L的方向与自旋 轴重合。
原子核的一般特性 核中的质子数核的电荷； 核中的质子数目（Z）+中子数（N）核的质量（A）
2、核素
Z、N相同且有相同能量状态的一类原子核称为核素； 或Z、A相同且有相同能量状态的一类原子核称为核素；
4.1.2 原子核的电荷
原子核带正电荷，其电荷量Q=Ze 即核中的质子数核的电荷；
4.1.3 原子核的质量
RF信号包含人体内组织空间的定位信息， MR图像就是一个显示来自人体层面内每个体 素RF信号强度大小的象素陈列。图像象素的亮 度取决于相应体素所发射的RF信号的强度，而 RF的强度又取决于组织的性质。
磁共振成像基本原理PPT课件
射频脉冲与磁化矢量
射频脉冲
向样品发射特定频率的射频脉冲，使磁化矢量发生旋 转。
磁化矢量旋转
射频脉冲使磁化矢量从一个静息态旋转到另一态，产 生能量变化。
信号的产生
磁化矢量回到静息态时释放能量，被探测器接收并转 换为可测信号。
信号的接收与处理
接收线圈
环绕在样品周围的接收线圈用于接收磁共振信号。
信号处理
超高场强磁共振成像
超高场强磁共振成像技术使用大于或等于7 特斯拉（T）的磁场进行成像。超高场强设 备在图像质量和分辨率方面具有显著优势， 能够提供更深入的生理和病理信息，有助于 疾病的早期诊断和精准治疗。
功能与分子影像学在技术利用磁场变化 来研究大脑和其他器官的功能活动。通过测 量血液氧合状态的变化，fMRI可以揭示大脑 在执行特定任务时的活动模式。此外，fMRI 还可以用于研究其他器官的功能和疾病进程。
射频电磁场安全
射频电磁场是磁共振成像过程中产生的另一种能量形式， 需要确保其强度符合国际和国家安全标准，避免对患者的 健康造成潜在影响。
热安全
在磁共振成像过程中，设备会向人体发射射频脉冲，这些 脉冲会产生热量。因此，需要监测和限制患者的体温升高， 确保热安全。
磁共振成像质量控制
01
图像分辨率
图像分辨率是磁共振成像质量的重要指标之一。为了获得高质量的图像，
参数优化
根据不同的扫描目标和需求，优化扫描序列中的参数，如磁场强度、射频脉冲的频率和持续时间等，以提高图像 质量和分辨率。
04
磁共振成像设备
磁体系统
01
02
03
磁体类型
超导磁体、永磁磁体和常 导磁体等。
磁场强度
磁场强度决定了成像质量， 通常在0.5-3.0特斯拉之间。
磁共振成像技术PPT课件
13
三、病理组织的信号特点
• 出血：影像表现很复杂，与出血的部位、 时间有关
① 《24h仅见周围水肿征象； ② 1~3天急性期，脱氧血红蛋白可使T2缩短
且水肿更明显； ③ 3~14天亚急性期，红血球溶解破坏，脱
氧血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，T1弛豫 明显缩短T2弛豫延长，周围水肿存在； ④ 》14天慢性期，高铁血红蛋白氧化为半 色素，含铁血红蛋白沉积血肿周边部。
14
三、病理组织的信号特点
• 坏死：坏死组织的水分增多，肉芽组织形 成，慢性纤维结缔组织形成；
• 钙化：质子密度很少，不如CT敏感； • 囊变：囊内容物-纯水物质，蛋白质水分； • 肿瘤：病理组织成分复杂，影像特点与其
所含成分有关，一般来讲肿瘤组织的质子 密度较正常组织高，T1延长不明显，T2延 长明显。
5
一、磁共振成像基本原理
• 值得注意的是，MRI的影像虽然也以不同的 灰度显示，但其反映的是MRI信号强度的不 同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图 像，灰度反映的是组织密度。
• 一般而言，组织信号强，图像所相应的部分 就亮，组织信号弱，图像所相应的部分就暗， 由组织反映出的不同的信号强度变化，就构 成组织器官之间、正常组织和病理组织之间 图像明暗的对比。
15
目录
一、磁共振成像基本原理 二、磁共振常见物质的信号特点 三、病理组织的信号特点 四、中枢神经系统磁共振成像常用序列 五、磁共振图片展示
16
四、中枢神经系统MRI常用序列
• 自旋回波（SE）序列 采用“90°-180°” 脉冲组合形式构成。 其特点为可消除由于磁场不均匀性所致 的去相位效应，磁敏感伪影小。但其采集 时间较长，尤其是T2加权成像，重T2加权 时信噪比较低。该序列为MRI的基础序列。
三、病理组织的信号特点
• 出血：影像表现很复杂，与出血的部位、 时间有关
① 《24h仅见周围水肿征象； ② 1~3天急性期，脱氧血红蛋白可使T2缩短
且水肿更明显； ③ 3~14天亚急性期，红血球溶解破坏，脱
氧血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，T1弛豫 明显缩短T2弛豫延长，周围水肿存在； ④ 》14天慢性期，高铁血红蛋白氧化为半 色素，含铁血红蛋白沉积血肿周边部。
14
三、病理组织的信号特点
• 坏死：坏死组织的水分增多，肉芽组织形 成，慢性纤维结缔组织形成；
• 钙化：质子密度很少，不如CT敏感； • 囊变：囊内容物-纯水物质，蛋白质水分； • 肿瘤：病理组织成分复杂，影像特点与其
所含成分有关，一般来讲肿瘤组织的质子 密度较正常组织高，T1延长不明显，T2延 长明显。
5
一、磁共振成像基本原理
• 值得注意的是，MRI的影像虽然也以不同的 灰度显示，但其反映的是MRI信号强度的不 同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图 像，灰度反映的是组织密度。
• 一般而言，组织信号强，图像所相应的部分 就亮，组织信号弱，图像所相应的部分就暗， 由组织反映出的不同的信号强度变化，就构 成组织器官之间、正常组织和病理组织之间 图像明暗的对比。
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目录
一、磁共振成像基本原理 二、磁共振常见物质的信号特点 三、病理组织的信号特点 四、中枢神经系统磁共振成像常用序列 五、磁共振图片展示
16
四、中枢神经系统MRI常用序列
• 自旋回波（SE）序列 采用“90°-180°” 脉冲组合形式构成。 其特点为可消除由于磁场不均匀性所致 的去相位效应，磁敏感伪影小。但其采集 时间较长，尤其是T2加权成像，重T2加权 时信噪比较低。该序列为MRI的基础序列。
磁共振 ppt课件
化学交换饱和转移成像（Chemical Exchange Saturation Transfer，CEST）：通过测量化学交换过程中产生的磁共振 信号来反映组织内的特定代谢物浓度，常用于神经退行性疾 病和肿瘤的研究。
05 磁共振的优势与局限性
优势
无电离辐射
磁共振成像技术利用磁场和射频脉冲，而 不是X射线，因此没有电离辐射，对病人
磁场均匀度
为了保证检测结果的准确性，磁体 系统需要提供高均匀度的磁场环境 。
射频系统
发射器
射频系统中的发射器负责 产生高频电磁波，用于激 发人体内的氢原子核。
接收器
接收器负责接收氢原子核 返回的信号，并将其转换 为可供计算机系统处理的 电信号。
射频线圈
射频线圈是发射和接收电 磁波的重要部件，其设计 和性能对信号质量和成像 质量有重要影响。
研究和发展分子成像技术，实现从分子水平上对疾病进行早期诊断 和疗效评估。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
磁共振的发展历程
1946年，美国科学家Bloch和Purcell 共同获得了诺贝尔物理学奖，因为他 们发现了核磁共振现象。
1977年，美国科学家Mansfield和 Maudsley开发出了基于快速扫描的 磁共振成像技术，大大缩短了成像时 间。
1971年，美国科学家Damadian发明 了第一台核磁共振成像仪，并获得了 专利。
无害。
高软组织分辨率
磁共振成像能够清晰地显示软组织结构， 对于脑、关节、肌肉等部位的病变诊断具
有优势。
多参数成像
磁共振成像可以获取多种参数，如T1、T2 、质子密度等，从而提供丰富的诊断信息 。
功能成像
除了结构成像外，磁共振还可以进行功能 成像，如灌注成像和弥散成像，有助于疾 病的早期诊断和预后评估。
05 磁共振的优势与局限性
优势
无电离辐射
磁共振成像技术利用磁场和射频脉冲，而 不是X射线，因此没有电离辐射，对病人
磁场均匀度
为了保证检测结果的准确性，磁体 系统需要提供高均匀度的磁场环境 。
射频系统
发射器
射频系统中的发射器负责 产生高频电磁波，用于激 发人体内的氢原子核。
接收器
接收器负责接收氢原子核 返回的信号，并将其转换 为可供计算机系统处理的 电信号。
射频线圈
射频线圈是发射和接收电 磁波的重要部件，其设计 和性能对信号质量和成像 质量有重要影响。
研究和发展分子成像技术，实现从分子水平上对疾病进行早期诊断 和疗效评估。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
磁共振的发展历程
1946年，美国科学家Bloch和Purcell 共同获得了诺贝尔物理学奖，因为他 们发现了核磁共振现象。
1977年，美国科学家Mansfield和 Maudsley开发出了基于快速扫描的 磁共振成像技术，大大缩短了成像时 间。
1971年，美国科学家Damadian发明 了第一台核磁共振成像仪，并获得了 专利。
无害。
高软组织分辨率
磁共振成像能够清晰地显示软组织结构， 对于脑、关节、肌肉等部位的病变诊断具
有优势。
多参数成像
磁共振成像可以获取多种参数，如T1、T2 、质子密度等，从而提供丰富的诊断信息 。
功能成像
除了结构成像外，磁共振还可以进行功能 成像，如灌注成像和弥散成像，有助于疾 病的早期诊断和预后评估。
磁共振成像(MRI)解剖PPT课件
局限性
检查费用较高、检查时间长、对 金属植入物敏感、部分患者不适 宜进行检查等。
02 MRI解剖学基础
头部MRI解剖
脑干与小脑
脑室与脑池
展示脑干和小脑的MRI图像，解释其 结构与功能。
介绍脑室和脑池的MRI表现，阐述其 临床意义。
脑皮质与髓质
通过MRI图像展示脑皮质和髓质的解 剖特点，解释其在神经系统中的作用。
信号产生与接收
通过施加射频脉冲，使原子核发生 能级跃迁并释放出能量，被探测器 接收并转化为电信号，再经过计算 机处理形成图像。
成像原理
利用不同组织对射频脉冲的吸收和 散射程度不同，通过测量磁场中原 子核的共振频率和相位信息，重建 出人体内部结构的图像。
MRI技术发展历程
1971年
第一台医用核磁共振成像仪问 世。
腹部MRI解剖
腰椎与肾脏
展示腰椎和肾脏的MRI图像，解释其在腹部结构中的功能。
肝脏与脾脏
通过MRI图像展示肝脏和脾脏的解剖特点，阐述其在消化系统中的作用。
03 正常MRI解剖图像展示
正常头部MRI解剖图像
总结词
展示大脑、脑干、小脑等结构
详细描述
正常头部MRI解剖图像可以清晰地展示大脑、脑干和小脑等重要结构，以及它们 之间的相互关系。这些结构包括灰质、白质、脑室和脑池等，对于诊断神经系统 疾病具有重要意义。
疗效评估
手术后或放化疗后，MRI 可用于评估肿瘤缩小或消 退的情况，监测疗效。
血管疾病的诊断与评估
动脉粥样硬化
MRI能够检测动脉粥样硬化的早期病变，对预防 心血管事件具有重要意义。
血管狭窄与阻塞
MRI能够评估血管狭窄和阻塞程度，为治疗方案 的选择提供依据。
检查费用较高、检查时间长、对 金属植入物敏感、部分患者不适 宜进行检查等。
02 MRI解剖学基础
头部MRI解剖
脑干与小脑
脑室与脑池
展示脑干和小脑的MRI图像，解释其 结构与功能。
介绍脑室和脑池的MRI表现，阐述其 临床意义。
脑皮质与髓质
通过MRI图像展示脑皮质和髓质的解 剖特点，解释其在神经系统中的作用。
信号产生与接收
通过施加射频脉冲，使原子核发生 能级跃迁并释放出能量，被探测器 接收并转化为电信号，再经过计算 机处理形成图像。
成像原理
利用不同组织对射频脉冲的吸收和 散射程度不同，通过测量磁场中原 子核的共振频率和相位信息，重建 出人体内部结构的图像。
MRI技术发展历程
1971年
第一台医用核磁共振成像仪问 世。
腹部MRI解剖
腰椎与肾脏
展示腰椎和肾脏的MRI图像，解释其在腹部结构中的功能。
肝脏与脾脏
通过MRI图像展示肝脏和脾脏的解剖特点，阐述其在消化系统中的作用。
03 正常MRI解剖图像展示
正常头部MRI解剖图像
总结词
展示大脑、脑干、小脑等结构
详细描述
正常头部MRI解剖图像可以清晰地展示大脑、脑干和小脑等重要结构，以及它们 之间的相互关系。这些结构包括灰质、白质、脑室和脑池等，对于诊断神经系统 疾病具有重要意义。
疗效评估
手术后或放化疗后，MRI 可用于评估肿瘤缩小或消 退的情况，监测疗效。
血管疾病的诊断与评估
动脉粥样硬化
MRI能够检测动脉粥样硬化的早期病变，对预防 心血管事件具有重要意义。
血管狭窄与阻塞
MRI能够评估血管狭窄和阻塞程度，为治疗方案 的选择提供依据。
《磁共振成像》课件
穿着要求
穿着舒适、无金属纽扣或拉链的衣 服进行检查。
检查中的安全问题
保持静止
在检查过程中，需要保持静止不动，以免影 响成像效果。
遵循医生指导
在检查过程中，需要遵循医生的指导，如保 持正常呼吸、不要憋气等。
观察身体反应
在检查过程中，需要观察身体是否有不适反 应，如有异常应及时告知医生。
避免携带电子设备
02
磁共振成像系统
磁体系统
01
磁体类型
磁体系统是磁共振成像的核心 部分，主要分为永磁型、超导
型和脉冲型三种类型。
02
磁场强度
磁场强度是衡量磁体性能的重 要指标，通常在0.5-3.0特斯拉
之间。
03
磁场均匀性
为了获得高质量的图像，磁场 的均匀性必须得到保证，通常
要求在±0.01ppm之内。
梯度系统
• 技术挑战：高场强磁共振成像技术需要更高的技术和资金投入，同时还需要解决磁场均匀性、信噪比和安全性等问题。
快速成像技术
总结词
快速成像技术能够缩短成像时间，提高成像效率 ，减轻患者的痛苦和不适感。
发展趋势
随着快速成像技术的不断改进和完善，其应用范 围也将不断扩大，未来可能会成为磁共振成像技 术的主流之一。
02
详细描述
多模态成像技术是当前研究的 热点之一，它能够综合利用多 种成像模式的信息，如磁共振 成像、超声成像、X射线成像 等，从而提供更加全面和准确
的诊断结果。
03
发展趋势
多模态成像技术的应用范围将 不断扩大，未来可能会成为医
学影像技术的主流之一。
04
技术挑战
多模态成像技术需要解决不同 模态之间的兼容性和同步性问 题，同时还需要进一步提高图
穿着舒适、无金属纽扣或拉链的衣 服进行检查。
检查中的安全问题
保持静止
在检查过程中，需要保持静止不动，以免影 响成像效果。
遵循医生指导
在检查过程中，需要遵循医生的指导，如保 持正常呼吸、不要憋气等。
观察身体反应
在检查过程中，需要观察身体是否有不适反 应，如有异常应及时告知医生。
避免携带电子设备
02
磁共振成像系统
磁体系统
01
磁体类型
磁体系统是磁共振成像的核心 部分，主要分为永磁型、超导
型和脉冲型三种类型。
02
磁场强度
磁场强度是衡量磁体性能的重 要指标，通常在0.5-3.0特斯拉
之间。
03
磁场均匀性
为了获得高质量的图像，磁场 的均匀性必须得到保证，通常
要求在±0.01ppm之内。
梯度系统
• 技术挑战：高场强磁共振成像技术需要更高的技术和资金投入，同时还需要解决磁场均匀性、信噪比和安全性等问题。
快速成像技术
总结词
快速成像技术能够缩短成像时间，提高成像效率 ，减轻患者的痛苦和不适感。
发展趋势
随着快速成像技术的不断改进和完善，其应用范 围也将不断扩大，未来可能会成为磁共振成像技 术的主流之一。
02
详细描述
多模态成像技术是当前研究的 热点之一，它能够综合利用多 种成像模式的信息，如磁共振 成像、超声成像、X射线成像 等，从而提供更加全面和准确
的诊断结果。
03
发展趋势
多模态成像技术的应用范围将 不断扩大，未来可能会成为医
学影像技术的主流之一。
04
技术挑战
多模态成像技术需要解决不同 模态之间的兼容性和同步性问 题，同时还需要进一步提高图
磁共振成像(MRI)的基本原理PPT演示课件
磁共振成像(MRI)的基本原理 Magnetic Resonance Imaging
同济医科大学附属协和医院MR室 刘定西
1
磁共振现象的发现及发展
1924年pauli在进行电在子波谱 试验中发现了许多原子核象带电的 自旋粒子一样具有角动量和磁动量。
1946年美国物理学家Block和 Purcell分别测出了在均匀物质中磁 共振的能量吸收，进一步证实了核 自旋的存在，并为此获得了1952年 诺贝尔物理学奖。
• 影响M的因素：静磁场强度、温度、自 旋密度（单位体积的自旋数）。
• 纵向磁化：平行于磁场方向的磁化矢量 • 横向磁化：垂直于磁场方向的磁化矢量
30
31
磁共振成像中的坐标系统
Z
Y X
32
第四节 核磁共振现象
• 单摆共振 • 核磁共振
33
单摆共振的条件
• 系统与激发源的固有频率相同 • 系统吸收能量内能增加
10
3
11
净自旋
• 原子核的运动:自旋 • 净自旋：具有自旋磁动量的自旋。 • 零自旋/非零自旋：净自旋为零/净自旋不
为零 • 净自旋产生的条件:奇数质子和/或奇数中
子 • 净自旋的意义：是磁共振信号来源的基
础。 • 自旋系统：磁场中所有自旋的集合。
12
1H的原子核结构及特性
1H原子核仅有一个质子，无中子。 其磁化敏感度高，在人体的自然 丰 富度很高，是很好的磁共振靶核。
21
M1
M2
22
Z
M0 B1 X
Y
23
24
自旋在磁场中的运动
• 进动（旋进）：自旋轴绕磁场方 向的圆周运动。遵循 lamor 定理， w=rB0
• 影响进动频率的因素：磁场强度。 • 进动的方向：上旋态与下旋态。
同济医科大学附属协和医院MR室 刘定西
1
磁共振现象的发现及发展
1924年pauli在进行电在子波谱 试验中发现了许多原子核象带电的 自旋粒子一样具有角动量和磁动量。
1946年美国物理学家Block和 Purcell分别测出了在均匀物质中磁 共振的能量吸收，进一步证实了核 自旋的存在，并为此获得了1952年 诺贝尔物理学奖。
• 影响M的因素：静磁场强度、温度、自 旋密度（单位体积的自旋数）。
• 纵向磁化：平行于磁场方向的磁化矢量 • 横向磁化：垂直于磁场方向的磁化矢量
30
31
磁共振成像中的坐标系统
Z
Y X
32
第四节 核磁共振现象
• 单摆共振 • 核磁共振
33
单摆共振的条件
• 系统与激发源的固有频率相同 • 系统吸收能量内能增加
10
3
11
净自旋
• 原子核的运动:自旋 • 净自旋：具有自旋磁动量的自旋。 • 零自旋/非零自旋：净自旋为零/净自旋不
为零 • 净自旋产生的条件:奇数质子和/或奇数中
子 • 净自旋的意义：是磁共振信号来源的基
础。 • 自旋系统：磁场中所有自旋的集合。
12
1H的原子核结构及特性
1H原子核仅有一个质子，无中子。 其磁化敏感度高，在人体的自然 丰 富度很高，是很好的磁共振靶核。
21
M1
M2
22
Z
M0 B1 X
Y
23
24
自旋在磁场中的运动
• 进动（旋进）：自旋轴绕磁场方 向的圆周运动。遵循 lamor 定理， w=rB0
• 影响进动频率的因素：磁场强度。 • 进动的方向：上旋态与下旋态。
核磁共振成像课件
202尔0/3和/2英8 国科学家曼斯菲尔德，以表彰他们在核磁共振成像技术领域的突破性成就
4
斯特恩
1943年 诺贝尔物理学奖授予 美国科学家斯特恩
1944年 诺贝尔物理学奖授予
美国科学家拉比
1991年 诺贝尔化学奖授予 瑞士物理学家艾斯特
2002年 诺贝尔化学奖授予美日瑞士三国科学家
芬恩 （图左），田中耕一（图中），维特里希（图右）
• 核磁共振成像学（MRI）
全称：Nuclear Magnetic Resonance Imaging
2020/3/28
3
核磁共振发展史
迄今为止众多科学家因核磁共振领域的研究获得诺贝尔奖
1924年： Pauli 预言了NMR 的基本理论（有些核同时具有自旋和磁量子数，这些核在磁场中 会发生分裂）
斯特恩和盖拉赫在原子束实验中观察到了锂原子和银原子的磁偏转。随后斯特恩等人测量了质 子的磁距,斯特恩于1943年获得诺贝尔物理奖。
• 1968年 Jockson 试制全身磁共振
• 1971年 美国纽约州立大学的 R.Damadian 利用磁共振波谱仪对小 鼠研究发现，癌变组织的T1，T2弛豫时间比正常组织长
• 1973年 美国纽约州立大学的 Lauterbur 利用梯度磁场进行空间定位， 获得两个充水试管的第一幅磁共振图像
• 1978年 英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像
M N h mI I
m B0h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N
2h2 I (I 3kT
1)
B0
e kT
mI
常温，I=1/2，T=300K，B0 =0.53T，平衡时：
核磁共振成像
Magnetic Resonance Imaging
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B0
z
y
x
y
x
河南科技大学物理工程学院
核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
如图给出了射频脉冲、层面选择梯度、频率编码梯度、相位编码 梯度和接收信号之间的时间顺序。
RF
Gz
Gy
Gx
MR
TE
y
0
cos0t cos 0t
前面我们以 3 矩3 阵为例介绍了相位编码的过程，需要进行3次相位编码， 而每次相位编码都是在激励脉冲后进行的，同时还要进行频率编码，得到 3个MR信号。其相位编码数为3，频率编码数也是3。对于的nn 层面矩阵 来说，要进行 n 次相位编码，每次相位编码后要进行一次频率编码。因此 ，对于n矩n 阵来说，频率编码数为 ，n 相位编码数也为 ，共n 接收个 n MR信号。对于非对称层面矩阵，如nm来说，它有 列n 行m ，需要对它 进行 m 次相位编码，每次相位编码进行一次频率编码，接收个 Mm R信号.
2cos0t 0
cos 0t
y
0
cos(0t) cos(0t)
cos 0t 2 cos0t 0
相邻两行体素 之间产生的相 位差
3600 /n
2cos(0t)
0
cos(0t )
河南科技大学物理工程学院
核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
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核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
对于33层面来说，需要进行3次强度不同的相位编码，且有一
次相位编码梯度为零。具体实施如图所示：
TR
TR
TR
RF
Gz
Gy
Gx
MR
TE
TE
TE
共发射4个射频脉冲，接收3个信号。所需要成像时间为4×TR。
2cosωt
0
-2cosω-t 0
cosω+t
-2cos
0
(ω-t-120°)
cos (ω+t-120°)
-2cos (ω-t-240°)
0
cos (ω+t-240°)
完成相位编码后，就可以用相位编码所采集的信号进行成像。
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核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 五、成像时间（采集时间）
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核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
进行相位编码时需要注意： ①相位编码不需要进行反向磁场补偿。 ②在整个成像过程中，层面选择梯度、频率编码梯度都是保持不变，而 相位编码梯度在每个TR内都不相同。 ③在进行相位编码时，施加的顺序是任意的。可以从梯度为零开始，也 可以从正向最大开始。 ④每个层面成像时间就是相位编码所需时间。不考虑预备脉冲，对于 33层面，成像时间为
核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
通过频率编码，我们可以知道各列产生磁共振信号的大小。但是，仍然不 能区分每个体素产生的磁共振信号，这就需要相位编码来解决。
在射频脉冲作用后和接收信号前这段时间内，沿y轴施加一线性梯度场 Gy, 使各行体素所产生MR信号具有不同的相位，这一过程称为相位编 码。 Gy称相位编码梯度，y轴也称为相位轴。
TR
TR
TE
TE
TE
0 cosωt cosωt cosωt 2cosωt
0
-2cosωt 0
cosωt
0
cosωt cosω+t
cosω-t 2cosωt 0
0 cosω-t
cos
cos
(ωt+120°) (ω+t+120°)
2cosωt
0
0 cosω-t
cos
cos
(ωt+240°) (ω+t+240°)
co s 0t 2 cos0t 0
2cos0t 0
cos 0t
x
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核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
当相位编码剃度作用就是当其关闭后各行之间出现了永久性的相位差异。
最上面一行旋转频率加快，中间一行保持不变，最下面一行旋转角频 率变慢。由于相位编码梯度作用时间很短，此时我们并没有接收信号， 相位编码梯度作用完毕后，各行体素又处在相同的均匀外磁场中，因 此对接收信号频率无影响。
t3TRN E X
⑤当使用相位编码梯度为零时，接收信号强度最大，相位编码梯度强度 越大，接收信号的强度越弱。 ⑥对于不同层面成像时，使用的相位编码梯度相同。
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TR
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核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
用层面选择梯度选定层面后，进行一次相位编码和频率编码，从理论 上我们可以通过傅里叶变换获得各个体素的MR， 就可以用此信号进 行成像，但实际上不行。为了能进行二维快速傅里叶变换，在对一个 层面成像时，需要进行多次相位编码！究竟进行多少次相位编码呢？ 每次使用的相位编码梯度都相同吗？ 进行相位编码的次数取决于层面的行数。层面的行数称为相位编码数。 例如：对于256256的层面来说，第一个256表示层面的列数，也就是 频率编码数，第二256是层面的行数，即相位编码数，也就是要进行 256次相位编码，且每次相位编码所用梯度磁场的强度是不同的。 例如：9 9层面矩阵来说，要进行9次强度不同的相位编码，且必须有 一次相位编码梯度为零。
y
0
cos0t cos 0t
co s 0t 2 cos0t 0
2cos0t 0
cos 0t
x
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0
cos0t cos 0t
co s 0t 2 cos0出现了永久性的相位差异。
RF
Gz
Gy
Gx MR
y
0
cos(0t) cos(0t )
co s 0t 2 cos0t 0
2cos(0t)
0
cos(0t )
x
TE y
0
cos(0t) cos(0t )
c
o
s
0
t
2 cos0t
0
2cos(0t)
0
cos(0t )
x
z
y
x
y
x
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如图给出了射频脉冲、层面选择梯度、频率编码梯度、相位编码 梯度和接收信号之间的时间顺序。
RF
Gz
Gy
Gx
MR
TE
y
0
cos0t cos 0t
前面我们以 3 矩3 阵为例介绍了相位编码的过程，需要进行3次相位编码， 而每次相位编码都是在激励脉冲后进行的，同时还要进行频率编码，得到 3个MR信号。其相位编码数为3，频率编码数也是3。对于的nn 层面矩阵 来说，要进行 n 次相位编码，每次相位编码后要进行一次频率编码。因此 ，对于n矩n 阵来说，频率编码数为 ，n 相位编码数也为 ，共n 接收个 n MR信号。对于非对称层面矩阵，如nm来说，它有 列n 行m ，需要对它 进行 m 次相位编码，每次相位编码进行一次频率编码，接收个 Mm R信号.
2cos0t 0
cos 0t
y
0
cos(0t) cos(0t)
cos 0t 2 cos0t 0
相邻两行体素 之间产生的相 位差
3600 /n
2cos(0t)
0
cos(0t )
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对于33层面来说，需要进行3次强度不同的相位编码，且有一
次相位编码梯度为零。具体实施如图所示：
TR
TR
TR
RF
Gz
Gy
Gx
MR
TE
TE
TE
共发射4个射频脉冲，接收3个信号。所需要成像时间为4×TR。
2cosωt
0
-2cosω-t 0
cosω+t
-2cos
0
(ω-t-120°)
cos (ω+t-120°)
-2cos (ω-t-240°)
0
cos (ω+t-240°)
完成相位编码后，就可以用相位编码所采集的信号进行成像。
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进行相位编码时需要注意： ①相位编码不需要进行反向磁场补偿。 ②在整个成像过程中，层面选择梯度、频率编码梯度都是保持不变，而 相位编码梯度在每个TR内都不相同。 ③在进行相位编码时，施加的顺序是任意的。可以从梯度为零开始，也 可以从正向最大开始。 ④每个层面成像时间就是相位编码所需时间。不考虑预备脉冲，对于 33层面，成像时间为
核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
通过频率编码，我们可以知道各列产生磁共振信号的大小。但是，仍然不 能区分每个体素产生的磁共振信号，这就需要相位编码来解决。
在射频脉冲作用后和接收信号前这段时间内，沿y轴施加一线性梯度场 Gy, 使各行体素所产生MR信号具有不同的相位，这一过程称为相位编 码。 Gy称相位编码梯度，y轴也称为相位轴。
TR
TR
TE
TE
TE
0 cosωt cosωt cosωt 2cosωt
0
-2cosωt 0
cosωt
0
cosωt cosω+t
cosω-t 2cosωt 0
0 cosω-t
cos
cos
(ωt+120°) (ω+t+120°)
2cosωt
0
0 cosω-t
cos
cos
(ωt+240°) (ω+t+240°)
co s 0t 2 cos0t 0
2cos0t 0
cos 0t
x
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核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
当相位编码剃度作用就是当其关闭后各行之间出现了永久性的相位差异。
最上面一行旋转频率加快，中间一行保持不变，最下面一行旋转角频 率变慢。由于相位编码梯度作用时间很短，此时我们并没有接收信号， 相位编码梯度作用完毕后，各行体素又处在相同的均匀外磁场中，因 此对接收信号频率无影响。
t3TRN E X
⑤当使用相位编码梯度为零时，接收信号强度最大，相位编码梯度强度 越大，接收信号的强度越弱。 ⑥对于不同层面成像时，使用的相位编码梯度相同。
河南科技大学物理工程学院
核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
TR
河南科技大学物理工程学院
核磁共振成像技术 第八讲 脉冲序列 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 四、相位编码
用层面选择梯度选定层面后，进行一次相位编码和频率编码，从理论 上我们可以通过傅里叶变换获得各个体素的MR， 就可以用此信号进 行成像，但实际上不行。为了能进行二维快速傅里叶变换，在对一个 层面成像时，需要进行多次相位编码！究竟进行多少次相位编码呢？ 每次使用的相位编码梯度都相同吗？ 进行相位编码的次数取决于层面的行数。层面的行数称为相位编码数。 例如：对于256256的层面来说，第一个256表示层面的列数，也就是 频率编码数，第二256是层面的行数，即相位编码数，也就是要进行 256次相位编码，且每次相位编码所用梯度磁场的强度是不同的。 例如：9 9层面矩阵来说，要进行9次强度不同的相位编码，且必须有 一次相位编码梯度为零。
y
0
cos0t cos 0t
co s 0t 2 cos0t 0
2cos0t 0
cos 0t
x
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0
cos0t cos 0t
co s 0t 2 cos0出现了永久性的相位差异。
RF
Gz
Gy
Gx MR
y
0
cos(0t) cos(0t )
co s 0t 2 cos0t 0
2cos(0t)
0
cos(0t )
x
TE y
0
cos(0t) cos(0t )
c
o
s
0
t
2 cos0t
0
2cos(0t)
0
cos(0t )
x