磁共振成像的基本原理优秀课件
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《磁共振成像》课件
缺点
• 扫描时间较长 • 设备和维护成本较高 • 对金属患者和患有心脏起搏器等设备的
患者不适用
结语
磁共振成像在医学领域起着重要的作用，为临床诊断和科学研究提供了宝贵 的工具。我们期待磁共振成像的未来发展，带来更多的创新和突破。
3
频率编码
4
使用不同的频率编码来识别不同的组
织类型。
5
重建图像
6
通过计算和处理信号数据，将图像重 建出来。
静态磁场
通过产生强大的静态磁场对人体进行 磁化。
感应信号
检测和记录由磁共振现象引发的细微 信号。
空间编码
通过空间编码技术将信号对应到具体 的图像位置。
磁共振成像的应用
临床应用
磁共振成像在临床诊断中广泛应用，用于检测和诊断各种疾病。
《磁共振成像》PPT课件
# 磁共振成像PPT课件 ## 一、概述 - 磁共振成像是一种非侵入性的医学影像学技术，通过利用核磁共振现象获取人体内部的详细图像。 - 本课件将介绍磁共振成像的基本原理、应用领域、发展前景以及与其他影像学的对比。
磁共振成像的基本步骤
1
平行磁场
2
施加额外的平行磁场来磁化人体组织。
1 磁共振成像并发症
2 安全风险
虽然磁共振成像是一项相对安全的检查技 术，但仍可能出现一些并发症，如过敏反 应或晕厥。
由于磁共振成像使用强大的磁场，对于携 带金属和电子设备的患者，可能存在引起 伤害的安全风险。
磁共振成像与其他影像学对比
优点
• 无辐射，对人体无害 • 能提供高分辨率的图像 • 可以观察软组织和细节
科学研究
磁共振成像为科学研究提供了非常有价值的工具，帮助了解人体结构和功能。
磁共振成像原理课件
感谢您的观看
THANKS
磁场均匀性
为了获得高质量的图像， 磁体系统需要提供高均匀 性的磁场环境。
射频系统
发射器
射频系统中的发射器负责 产生射频脉冲，激发人体 内的氢原子核。
接收器
接收器负责接收来自人体 内的射频信号，并将其传 输给计算机系统进行处理 。
射频脉冲序列
射频脉冲序列是影响成像 质量的关键因素之一，不 同的脉冲序列对应不同的 成像效果和应用范围。
超高场强磁共振成像
总结词
超高场强磁共振成像技术能够进一步提高图像的分辨 率和信噪比，为医学影像诊断提供更加精准的信息。
详细描述
随着医学影像技术的不断发展，超高场强磁共振成像技 术逐渐成为研究的热点。与高场强磁共振成像技术相比 ，超高场强磁共振成像具有更高的分辨率和信噪比，能 够提供更加清晰、准确的影像信息。这使得医生能够更 加准确地判断疾病的性质、程度和范围，为医学影像诊 断提供更加精准的信息。未来，超高场强磁共振成像技 术有望在神经、心血管、肿瘤等多个领域发挥更大的作 用，推动医学影像技术的不断进步。
磁共振成像原理课件
目录
• 磁共振成像原理简介 • 磁共振成像系统组成 • 磁共振成像技术 • 磁共振成像应用 • 磁共振成像的未来发展
01
磁共振成像原理简介
磁共振成像的基本概念
磁共振成像是一种基于原子核 磁矩的生物医学影像技术。
它利用外加磁场和射频脉冲使 人体内的氢原子核发生共振， 并测量共振信号以重建图像。
磁共振成像的优点与限制
优点
高分辨率、高对比度、无创、无 辐射、多参数成像等。
限制
检查时间长、对金属植入物敏感 、对磁场稳定性要求高等。
02
磁共振成像系统组成
磁共振成像基本原理课件
MRI发展历史
• 1930年代，物理学家伊西多•拉比发现在磁场中的原子核会 沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之 后，原子核的自旋方向发生翻转。
• 1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个 核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特 定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象， 这就是人们最初对磁共振现象的认识。
核磁驰豫
T2值：横向磁化矢量衰减到最大值的37%所用 的时间；
不同组织由于质子受周围微观磁环境影响不 同，T2值不同，即T2弛豫速度不一样；不同 的场强下，T2值也会发生变化。
核磁驰豫
纵向弛豫
射频脉冲关闭后，在主磁场的作用下，宏观纵向磁化矢量 将逐渐恢复到平衡状态，这一过程称为纵向弛豫，即T1 弛豫。
• 纵向磁化分矢量产生一个与主磁场同向的宏观纵向磁化矢 量。
• 横向磁化分矢量相互抵消，因而没有宏观横向磁化矢量产 生。
进入主磁场前后质子核磁状态对比
磁共振现象
• 磁共振现象：给处于主磁场中的人体组织一个射频 脉冲，射频脉冲的频率与质子的进动频率相同，射 频脉冲的能量将传递给处于低能级的质子，处于低 能级的质子获得能量后将跃迁到高能级。
骨折骨挫伤骨软骨损伤肌腱损伤腱鞘及腱鞘周围炎距腓前韧带损伤部分撕裂距腓前韧带损伤完全断裂外侧韧带损伤关节腔积液跟腓韧带损伤部分撕裂腓骨长短肌腱鞘积液腓骨肌腱撕裂腱鞘积液跟腓韧带损伤骨挫伤外侧韧带损伤距骨挫伤骨软骨损伤踝关节外侧韧带急性损伤的mri表现腓骨长短肌腱鞘积液或肌腱撕裂常是诊断跟腓韧带损伤的辅助征象韧带损伤常伴有其他邻近组织或结构的异常改变包括
T1值：宏观纵向磁化矢量恢复到最大值的63%所用的时间。 不同的组织由于质子周围的分子自由运动频率不同，其纵
核磁共振基本原理-PPT课件
核磁共振
一 核磁共振现象
核——原子核 磁——磁场 核磁共振（NMR）——原子核在磁场中
的响应 为什么原子核在磁场中会发生响应呢？ （核有磁性）
（一）核有磁性
核由质子和中子组成； 质子带正电，中子不带电； 所以，原子核带正电的。 另外，有些核具有内秉角动量（自旋）。 奇数核子 奇数原子序数，偶数核子 因而核有磁性。
Mz是以1/T1的
速率按指数恢复 到Z方向的初值。
t T 1
M t)M 1 e ) z( 0(
2 横向弛豫/T2
非平衡态磁化矢量的水
平分量Mxy衰减至零 的过程 弛豫速率1/T2 弛豫时间T2 磁化矢量进动相位从有 序分布趋向无规则分布， 自旋体系内部相互作用， 自旋与晶格不交换能量， 又称自旋-自旋弛豫。
（1）射频脉冲法
用一个90度射频脉冲使原来沿 静磁场方向的磁化矢量扳转90度， 然后进行磁测井仪器 采用此种方法）
（2）预极化法
在稳定磁场B0的垂直方向上加一较强的预极化 磁场Bp，由于极化磁场很强，最初沿稳定磁场建 立起来的平衡态磁化强度M0会发生偏转而沿总 场的方向取向。(Mp) 如果极化时间足够长，Bp>>B0，所以Mp近似 与M0方向垂直。这时突然撤去Bp，因时间很短， Mp绕B0进动（w0),由于驰豫，在进动的同时， 纵向分量恢复到平衡态的M0，而横向分量将按 有效横向驰豫时间T2*确定的速率衰减。
2 自旋回波法
现代核磁信号的测量采用（CMR,MRIL,MREx） CPMG脉冲
(90 )x (180 )y ECHO (180 )y ECHO 测量过程：极化-扳倒 - 失相 - 重聚 - 测量 -再失相-再重聚-再测量 ．．．
一 核磁共振现象
核——原子核 磁——磁场 核磁共振（NMR）——原子核在磁场中
的响应 为什么原子核在磁场中会发生响应呢？ （核有磁性）
（一）核有磁性
核由质子和中子组成； 质子带正电，中子不带电； 所以，原子核带正电的。 另外，有些核具有内秉角动量（自旋）。 奇数核子 奇数原子序数，偶数核子 因而核有磁性。
Mz是以1/T1的
速率按指数恢复 到Z方向的初值。
t T 1
M t)M 1 e ) z( 0(
2 横向弛豫/T2
非平衡态磁化矢量的水
平分量Mxy衰减至零 的过程 弛豫速率1/T2 弛豫时间T2 磁化矢量进动相位从有 序分布趋向无规则分布， 自旋体系内部相互作用， 自旋与晶格不交换能量， 又称自旋-自旋弛豫。
（1）射频脉冲法
用一个90度射频脉冲使原来沿 静磁场方向的磁化矢量扳转90度， 然后进行磁测井仪器 采用此种方法）
（2）预极化法
在稳定磁场B0的垂直方向上加一较强的预极化 磁场Bp，由于极化磁场很强，最初沿稳定磁场建 立起来的平衡态磁化强度M0会发生偏转而沿总 场的方向取向。(Mp) 如果极化时间足够长，Bp>>B0，所以Mp近似 与M0方向垂直。这时突然撤去Bp，因时间很短， Mp绕B0进动（w0),由于驰豫，在进动的同时， 纵向分量恢复到平衡态的M0，而横向分量将按 有效横向驰豫时间T2*确定的速率衰减。
2 自旋回波法
现代核磁信号的测量采用（CMR,MRIL,MREx） CPMG脉冲
(90 )x (180 )y ECHO (180 )y ECHO 测量过程：极化-扳倒 - 失相 - 重聚 - 测量 -再失相-再重聚-再测量 ．．．
最全的医学成像原理磁共振成像PPT课件
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• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
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• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
第19页/共81页
第20页/共81页
二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）
• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
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• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）
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。
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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
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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。
《MRI基本原理》课件
《MRI基本原理》PPT课 件
MRI（磁共振成像）是一种非侵入性的医学成像技术，利用核磁共振原理来 观察人体内部组织结构和功能。
MRI的基本原理
1 磁共振现象
物质中的原子核在强磁场作用下发生共振现象。
2 核磁共振原理
核磁共振利用原子核的自旋和磁矩来获取图像信息。
3 MRI的物理基础
通过梯度磁场和脉冲序列对核磁共振信号进行探测和编码。
3 对患者的限制
部分人群如心脏起搏器患者不能接受MRI检查。
MRI的未来
MRI技术的发展趋势
MRI技术不断发展，未来可能 实现更高的分辨率和更短的扫 描时间。
MRI在医疗领域的前景
MRI将继续在临床诊断和治疗 中发挥重要作用，改善医疗水 平。
MRI在科学研究中的作用
MRI技术可用于研究大脑功能、 心脏病理和神经退化等科学领 域。
科学上的应用
MRI被用于研究人体生理和病理过程，以及大脑功能和结构的探索。
工业上的应用
MRI技术在材料科学和非破坏性测试中起着重要作用，如检测材料缺陷和分析材料结构。
MRI的局限性
1 对金属的敏感性
MRI无法应用于患有金属假体或金属植入物的患者。
2 对运动的敏感性
患者在拍摄过程中需保持静止，运动会导致图像模糊。
总结
1 MRI的优点
MRI提供非侵入性、高 分辨率的图像，适用于 检查不同器官和病理。
2 MRI的局限性
MRI在金属、运动和部 分人群方面存在限制， 需谨慎应用。
3 MRI的未来发展前景
MRI技术将不断发展， 有望提供更准确、便捷 的医学成像服务。
MRI的成像技术
1
MRI的成像过程
通过对人体施加磁场、射频脉冲和梯度磁场的控制，获取详细的图像信息。
MRI（磁共振成像）是一种非侵入性的医学成像技术，利用核磁共振原理来 观察人体内部组织结构和功能。
MRI的基本原理
1 磁共振现象
物质中的原子核在强磁场作用下发生共振现象。
2 核磁共振原理
核磁共振利用原子核的自旋和磁矩来获取图像信息。
3 MRI的物理基础
通过梯度磁场和脉冲序列对核磁共振信号进行探测和编码。
3 对患者的限制
部分人群如心脏起搏器患者不能接受MRI检查。
MRI的未来
MRI技术的发展趋势
MRI技术不断发展，未来可能 实现更高的分辨率和更短的扫 描时间。
MRI在医疗领域的前景
MRI将继续在临床诊断和治疗 中发挥重要作用，改善医疗水 平。
MRI在科学研究中的作用
MRI技术可用于研究大脑功能、 心脏病理和神经退化等科学领 域。
科学上的应用
MRI被用于研究人体生理和病理过程，以及大脑功能和结构的探索。
工业上的应用
MRI技术在材料科学和非破坏性测试中起着重要作用，如检测材料缺陷和分析材料结构。
MRI的局限性
1 对金属的敏感性
MRI无法应用于患有金属假体或金属植入物的患者。
2 对运动的敏感性
患者在拍摄过程中需保持静止，运动会导致图像模糊。
总结
1 MRI的优点
MRI提供非侵入性、高 分辨率的图像，适用于 检查不同器官和病理。
2 MRI的局限性
MRI在金属、运动和部 分人群方面存在限制， 需谨慎应用。
3 MRI的未来发展前景
MRI技术将不断发展， 有望提供更准确、便捷 的医学成像服务。
MRI的成像技术
1
MRI的成像过程
通过对人体施加磁场、射频脉冲和梯度磁场的控制，获取详细的图像信息。
《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。
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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。
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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
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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
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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
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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
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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。
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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。
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M1
M2
22
Z
M0 B1 X
Y
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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。
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自由感应衰减信号(FID)
弛豫概念：磁化矢量恢复到平衡态的过程 1.横向弛豫：横向磁化矢量从最大衰减到零
的过程 （T2弛豫或自旋—自旋弛豫） T2*是磁化矢量衰减到初始值37%的时间
• 横向弛豫的机理
• 由于磁场的不均匀性，自旋的进动频率不 同，当RF 停止后，横向磁矩间很快出现相 位弥散（相位不相干、去相位）进动，使 横向磁化矢量逐渐消失
磁共振成像检查
一、自旋回波（SE）序列：最基本，最常用 的脉冲序列。自旋回波信号（SE）
TE（回波时间） TR（重复时间） 1．T1加权像：
短TR（500ms左右）和短TE（10 - 25ms） 2． T2加权像：
长TR(1500-2500ms) 和长TE(80-120ms) 3．质子密度加权像：长TR和短TE
ห้องสมุดไป่ตู้高，是很好的磁共振靶核
• 拉摩进动： f(进动频率)=R（磁旋比）B`（主磁场矢量）
R：1.0T = 42.57MHZ 1.5T = 63.85MHZ 0.5T = 21.28MHZ
• 宏观磁化矢量：与主磁场B`方向一致的宏 观磁矩。(纵向磁化）
磁矩（磁场，有强度、方位和方向） 矢量（某一方向上一定量的力）
二. 反转恢复（IR）序列 三. 短时反转恢复（STIR）序列：
主要用于抑制脂肪信号。 四．自由水抑制反转恢复（FLAIR）序列 五．梯度回波序列
一、时间飞越(TOF)法： 二维(2D)和(3D)TOF法 对慢血流敏感，背景抑制较差。
二、相位对比(PC)法： 2D - PCA和3D - PCA
背景抑制好有较高的血管对比。
激发态自旋所释放的量子化能量，恢复其
平衡态。晶格磁场的频率越接近 Lamor 频
率，纵向弛豫的速度越快。人体各种不同
类型组织的晶格磁场频率有差异。纵向弛
豫速度不同
• 纵向磁化对比
• 由于各种组织的T1不同，在纵向弛豫过程 中，不同时刻各种组织在纵向磁化中的比 例不同，因而产生了不同组织间的纵向磁 化对比。也称为T1对比
短
• 晶格的物理状态：液态慢、固态快 • 晶格的温度：低快，高慢 • 周围大分子结构：加快 • 无磁场强度依赖性
2.纵向弛豫：纵向磁化矢量从零恢复到最大 值的过程
（T1弛豫或自旋—晶格弛豫） T1是纵向磁化矢量从零增长到最大值63%的
时间点
• 纵向弛豫的机理
•
波动的晶格磁场是一个连续频率的波
动磁场，Lamor 频率的晶格磁场可以吸收
Y
X
MXY
射频激发使自旋的横向磁矩相位一致 （相位相干），产生一个大的横向磁 化矢量MXY。相位是矢量与参照轴间 的夹角
信号的产生：AF →净磁化矢量绕 B0 进 动 (拉摩频率)→ 感应交变电 流 →接收线圈感应信号 → 随时间衰减（自由感应衰减）
磁共振信号的测定只能在垂直于主磁场的 ＸＹ平面（横向磁化矢量）进行．
• 净磁化矢量：相互抵消后剩余磁矩的叠 加。如图
• 磁共振的条件
• 激发磁场的频率与自旋系统的进动频率相 等。
• 自旋系统吸收激发磁场能量内能增加
• 射频脉冲效应
1.1:量子物理学角度：
射频(AF) = 电磁波 + 光子.能级差 .跃进 （拉摩频率相同）
Z
1.2:经典物理学角度：
B1
（横向磁化）
3．频率编码和相位编码：对被激发层面内的 信息进行编码．启动频率编码和相位编码 梯度场，使每一个象素具有特定相位和频 率的特征性信号．
4．二维傅立叶变换图像重建方法：傅立叶变换 将时间——强度的信号关系变换为频率——
强度的信号关系。这种数学变换模式称为傅立 叶（Fourier transform)变换。将一个信号的 频率（读出）和相位成份区分开，可得到该面 每个体素的信息。 5．多层采集技术。 6．三维傅立叶成像．
• 一． MRI常用对比剂 • Gd-DTPA(钆或磁显葡胺)，顺磁性造影剂 特点：１、弛豫性强，缩短T1和T2弛豫时间.
２、细胞外间隙分布，迅速由肾脏排 泄，毒性小，安全系数大。
３、生物相容性好，结构稳定，具有较高的 溶解度．
• 二.适应证
• 肿瘤、炎性疾病、血管性疾病、寄生虫、血管成 像等 。
• 磁共振的应用
• 物理化学：利用磁共振波谱测定物质的化 学结构
• 医学影象：磁共振成像及化学物质含量测 定
• 原子核的组成：质子 + 中子（不带电） • 原子核的特性 : 自旋(角动量)杂乱无章
•磁场中的原子核：如图 平行方向（低能级） 反平行方向（高能级）
• 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
磁共振成像的基本原理优秀课 件
• 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
五、空间定位
1．梯度磁场：不改变主磁场的方向但可改变 局部磁场的强度和质子的旋进 频率。
（１）横轴位：自上至下场强不同的梯度磁场． （２）矢状位：自右至左场强不同的梯度磁场． （３）冠状位：自后至前场强不同的梯度磁场．
2．层面层厚选择：梯度磁场选定后调节射频冲 的中心频率（带宽）。层厚 与带宽成正比。增加梯度磁 场强度可减薄断层的厚度．
• 横向磁化对比
• 由于各种组织的T2不同，在横向弛豫过程 中，不同时刻各种组织在横向磁化中的比 例不同，因而产生了不同组织间的横向磁 化对比。也称为T2对比
• 人体正常组织的T2值
1400 1200 1000
800 600 400 200
0 T2
脂肪 肌肉 脑白质 脑灰质 脑脊液
• 影响横向弛豫的因素 • 组织特异性：小分子Ｔ２长，大分子Ｔ２
• 人体正常组织的T1值
3000 2500 2000 1500 1000
500 0 0.2T
1.0T
1.5T
脂肪 肌肉 脑白质 闹灰质 脑脊液
• 影响纵向弛豫的因素 • 组织特异性：中等大小分子快，小分子及
大分子慢
• 晶格的物理状态：液态快、固态慢 • 晶格的温度：低快，高慢 • 周围大分子结构：加快 • 磁场强度：低场快，高强慢