MRI成像原理
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• Ｔ１加权像、Ｔ２加权像、质子密度加权像。
２、质子密度加权像—PDW
• 如何设置参数才能得到质子密度加权像？ 通过抑制组织的Ｔ１和Ｔ２加权特性，就可以 得到质子密度加权像。 ①ＴＲ﹥﹥Ｔ１ ②ＴＥ＜＜Ｔ２
ＭＺ＝Ｍ０[１－e -t/T1]
• 当t无穷大时，ＭＺ 只与Ｍ０有关，而 与T1无关。也就是 说长TR降低了组织 之间T1的差异。
7.Ｋ空间
• 伴随数据区域的空 间编码，必须有一 个解码方法来获得 具有一定空间分辨 率的ＭＲ图像。不 同的编码方法，图 像品质有很大差异。
Lauterbur等
Damadian Mallard Lauterbur Mansfierd
电磁波谱图
1.核磁
• 永磁体：所有物质具有不同程度的磁性 （如铁、镍、钴、钆等），在其周围产 生磁场。 • 电磁：电子流过环形线圈，产生类似磁 铁棒的磁场。
• 质子、中子或质子 和中子数不成对的 原子核，高速自旋 （相当于正电荷在 环形线圈流过）时 产生磁场，称为核 磁。
一、物理学基础
Байду номын сангаас
MRI发展重大事件
时间
1946
1971 1973
发生事件
发现磁共振现象
发现肿瘤的T1、T2时间延长 做出两个充水试管的MR图像
作者或公司
Bloch，Purcell
Damadian Lauterbur
1974
1976 1977 1980 2003
活鼠的MR图像
人体胸部的MR图像 初期的全身MR图像 磁共振装置商品化 诺贝尔奖
编码，在Ｇｘ方向上进行频率编码。
6.成像过程
• 由A原始数据(正 弦信号)经过 2DFT 后 成 为 B-2D 频 谱 ， 最 终 图像C是B的亮 度灰阶描述。
•由于对每个体素进行了相位（行）和频率（列）编码， 各个体素的不同值构成一个矩阵，各个体素由不同的相 位和频率组合，在矩阵中有其特有的位置，再经过计算 机处理得到每个体素的灰阶值，形成一帧MR图像。
长TR 短TE 短TR
短TE
抑制 抑制 提高
抑制
T 1W T 2W T 1W
PDW
T1WI
T 2W
4、T2加权像
• 如何设置参数才能得到T2加权像？ 通过抑制组织的质子密度和Ｔ1加权特性， 就可以得到T2加权像。
长TR 短TE 短TR 短TE 长TR 长TE 抑制 抑制 提高 抑制 抑制 提高 T 1W T 2W T 1W T 2W T 1W T 2W
的90°脉冲构成。
• 反转恢复脉冲序列：先施加以180°脉冲，
再给一个90°脉冲。
磁共振信号强度
三、磁共振成像的基本原理
• 根据larmor定律，在均匀的强磁场中，生物体内的 质子群旋进频率由场强决定且一致的。在主磁场中 附加一个线性梯度磁场，被检体各部位质子群的旋 进频率可因磁场强度不同而有区别，这样可对被检 体某一部位行MR成像；因此，MRI空间定位靠的是梯 度磁场。 • 用于MRI的梯度磁场有三种： ⑴横轴位（GZ）自上至下场强不同的梯度磁场 ⑵矢状位（GX）自右至左场强不同的梯度磁场 ⑶冠状位（GY）自后至前场强不同的梯度磁场
2.磁化（原子核在外加磁场中）
• 磁场用磁矩（m）来表示，磁场有其强度、 方向和方位。 • 主或静磁场：外加磁场，用矢量Ｂ０表示。
• 将生物组织置于主磁场中，则质子磁矩方 向发生变化，结果是较多的质子磁矩指向 与主磁场方向相同，而较少的质子与B0方 向相反，与B０方向相反的质子具有较高 的位能。常温下，顺主磁场排列的质子数 目较逆主磁场排列的质子稍多（约10-6） 因此，出现与主磁场B０方向一致的净宏 观磁矩Ｍ（宏观磁化矢量，MRI研究和讨 论的主要是其变化规律）
９０°射频脉冲的作用
• 处于平衡状态的净磁 矩 , 并不能产生ＭＲ信 号，该磁矩Ｍ在具有 拉莫尔频率的90º RF脉 冲的激励下旋进到XY 平面 , 也即垂直于主磁 场的方向，产生横向 的宏观磁化矢量。（） Ｍ的方向和大小的变 化取决于射频脉冲的 强度和时间。
180°射频脉冲的作用
• 施加180°射 频脉冲后，质 子群的宏观磁 化矢量与B0平 行，方向相反， 横向磁化矢量 MＸＹ为零。
５、核磁弛豫
• 射频脉冲停止后,已 吸收能量发生共振的 质子群磁矩释放能量 , 回到原平衡状态的过 程称核磁弛豫（固 有）。弛豫过程用两 个时间来表示，即纵 向弛豫Ｔ１ 、横向弛 豫Ｔ２ 。弛豫过程表 现为一种指数曲线。
• Ｔ１弛豫是质子群通过释放已吸收的能量以恢 复到原来平衡状态的过程。 • ９０°射频脉冲的一个作用是激励质子群使之 在同一方位、同步旋进（相位一致），横向磁 化矢量最大；射频脉冲停止后，质子群同步旋 进变为异步，横向磁化矢量由最大减小到零， 称为去相位。 • 各种正常组织和病变组织的Ｔ１、Ｔ２是不同的。 正常组织和病变组织氢原子的Ｔ１、Ｔ２受周围 环境（化学环境或磁环境）的影响，而改变了 氢质子的行为，进而改变了组织所发出的射频 波。
⑴频率编码
• 启动Ｇｚ选出被激励的横轴层面后，再启动 Ｇｘ，频率编码梯度使得信号共振频率沿Ｘ 轴增加，经ＦＴ，各点的信号强度描点连线 成沿Ｘ轴方向的一维轮廓线，Ｇｘ也称读出 梯度。由于人体X轴的各质子群相对位置不 同，在频率编码梯度上有不同的位置，则可 在X轴上分出不同频率质子群的位置。
⑵相位编码
4.共振
• 共振现象为能量传递 过程，当驱动者能源 频率与被激励者固有 频率相一致时，就发 生共振现象。 • 在MR成像中，被激励 者是氢质子团，激励 者是射频脉冲。 • 在主磁场中顺主磁场 方向的质子处于低能 态，逆主磁场方向的 质子处于高能态。
M
• 在主磁场中，以larmor频率施加射频脉冲，被 激励的质子从低能态跃迁至高能态，出现核磁 共振(只有射频脉冲的频率与质子群的旋进频 率一致时，才能出现共振)。
PDW
T1WI T2WI
TR PDW T1WI 长 短
TE 短 短
T2WI
长
短
长
长
FA（翻转角）
• 在梯度回波使用的 是小角度激励。 • MZ（小）＞MZ（大） • 小角度激励等效于 长TR。
5、其它序列
• 对比逆转 • 多回波序列：90°脉冲后，连续施加180°脉
冲。
• 部分饱和脉冲序列：有两个以一定时间间隔
质子密度 (%)
9.6 10.6 10.6 10.8 9.3
７、核磁共振的量子物理学简介
• 低能态的质子被激励跃迁为高能态，以 及高能态衰减为低能态均为量子过程。 • 激励射频光子的频率为质子的larmor频 率，后者由主磁场的场强决定，因此高、 低能态的差别与场强成正比。
N
8.磁共振信号
• 90º RF 脉冲使质子群净磁矩 旋进到 XY 平面 , 脉冲停止后 , 横向磁化矢量的变化使得 RF 线圈产生感应电动势 ， 这个感应电流即 MR 信号。 由于受到Ｔ １ 、Ｔ ２ 的影响， 该信号以指数曲线形式衰 减 , 称为自由感应衰减 (FID)
１.层面选择
• 由于共振频率是磁场强 度的函数，在人体长轴 方向上附加一梯度磁场 Ｇｚ，则每一横断面的 共振频率均不一样，层 面厚度取决于磁场梯度 和射频带宽（射频脉冲 其频率并非完全一致， 有一个频率范围）。 梯度场强越高，层厚越 薄 射频脉冲越短，带越宽， ＭＲＩ层厚有一定限度，一般为３－2０mm 层厚越厚
•人体组织中含有1H、13C、19F、23Na等元素， 有磁性的元素约百余种。 • 现今MRI中研究和使用最多的为1H（氢质 子），原因有：
–1、1H的磁化最高的原子核； –2、1H占人体原子数量的2/3（大部分位于水 和脂肪中）。
• 通常所指的MRI为氢质子的MR图像（或称 质子像）。
不同原子核的MRI特性
６、人体部分组织Ｔ１、Ｔ２值
几种常见组织在不同场强下的T1，T2及质子密度值 组织 脂肪 白质 灰质 脑脊液 肌肉
T1
0.2T 240 390 490 1400 370 1.0T --620 810 2500 730 1.5T --718 998 3000 860
T2 60 76 91 140 50
①从微观角度来说，磁共振现象是低能级的质子获得
能量跃迁到高能级。 ②从宏观的角度来说，磁共振现象的结果是使宏观纵 向磁化矢量发生偏转。偏转的角度与射频脉冲的能量 有关，能量越大偏转角度越大；而射频脉冲能量的大 小与脉冲强度及持续时间有关
• 在MRI技术中使用较多的是90°、180°射频脉 冲，在梯度回波脉冲序列时使用的是＜90°射 频脉冲。
2.相位离散与相位重聚
• 由于断层面有一定的 厚度，将脉冲波形中 心频率作为断层平面 的位置，其上下质子 群的旋进频率有快有 慢，并呈螺旋楼梯的 台阶状散开，引起信 号减弱，为了获得最 大信号强度，采用一 相反极性的梯度磁场， 使该层自旋磁矩相位 重聚。
３.断层平面信号的编码
• 为区别断层面空间一个点的信号需在选 择二维定位，目前MRI用的是频率和象棋 两个编码方法。
M
3.拉莫尔进动
• 氢质子自旋的同时， 又沿主磁场B0方向作 圆周运动，将质子磁 矩的这种运动称为进 动或旋进。 • 在主磁场中宏观磁矩 像单个质子磁矩那样 作旋进运动，其频率 用larmorg公式表示。
方程
• ｆ＝ｒ· Ｂ０/２π ｆ：进动的频率 Ｂ０：主磁场强度 ｒ：旋磁比（对于每一种原子核 是恒定的常数）
空间定位及傅立叶转换
GZ----某一层面产生MXY GX----MXY旋进频率不同 GY----MXY旋进相位不同 （不影响MXY大小） ↓ 某一层面不同的体素，有不 同频率、相位 MRS（FID）
5.3Ｄ傅里叶变换
• 采用3D—FT时，激励射频脉冲频谱十分 宽，为非层面选择形式，是被检体整个 节段被激励，而不是每一层面被激励， 然后在ＧZ和Ｇｙ两个方向进行相位
• ＭＲＩ与ＣＴ一样，是人体剖面的数字图像。 • ＭＲＩ是多参数成像，每个体素的亮度灰阶值 与Ｔ１、Ｔ２、质子密度以及流动液体参数有关， 而ＣＴ只与组织的Ｘ线衰减有关。 • 人体不同组织有其各自的Ｔ１、Ｔ２、质子密度， 这是ＭＲＩ区分正常与异常以及诊断疾病的基 础。
• 加权像：人们通过调节重复时间ＴＲ和 回波时间ＴＥ，以得到突出某个组织特 征参数的图像，这种图像被称为加权像 ＷＩ。
Fo
FT
0
Time
Fo
t
Fo Fo+1/ t
Frequency FT
Fo
t
DF= 1/ t
二、自旋回波序列－ＳＥ
180 90 回波 90 180 回波
TE TR
TE：回波时间 TR：重复时间
1、自旋回波序列成像理论
• 由于磁场的不均匀使 90º 脉冲后的宏观净 磁矩很快相位离散, 即去相位；在 TE/2 后 , 施加 180º RF 脉冲使质 子群离散的相位又相 互趋向一致，称为相 位重聚,并出现可测 量的MR信号。
• 90º RF 脉冲停止后 , 因Ｔ １ 、Ｔ ２ 的作用引 起的信号衰减，称为自由感应衰减(FID) FID代表在横向测到的的振荡信号的 演变，将自旋-自旋相互作用及磁场不均 匀所引起的信号衰减时间称作T2*。
9.信号与MR波谱
• 在一个窄频率带的范围内， FID 信号代表叠加 到一起的正玄振荡，用数学方法（傅里叶变换） 可把振幅随时间而变化的函数变成振幅随频率 变化的函数，即 MR 波谱。钟形波的波峰高度 （信号强度）代表质子密度。
• 施加垂直于Ｇｘ的相位 编码梯度Ｇｙ，９０º Ｒ Ｆ停止时，所有核磁处 于同一相位及频率旋进， 此时施加Ｇｙ，Ｙ轴上， 不同位置的核磁旋进频 率各异，关闭Ｇｙ，各 核磁又以同频旋进，然 而，位置却发生了变化， 并记忆了此时的位置。
4.２Ｄ傅里叶变换
• ９０º 脉冲后，施加频率编码梯度和相位 编码梯度，即可完成被选层面的空间编 码，Ｇｘ和Ｇｙ是２Ｄ傅里叶变换的基 础。 • 傅里叶变换可将一个混合的FID信号区分 出不同的其不同的频率成分，可将一个 信号的频率（读出）和相位成分区别开。 这样，沿着一个平面的两个垂直方向进 行相位（行）和频率（列）编码，可得 到该层面每个体素的信息。
①ＴＲ﹥﹥Ｔ１
②ＴＥ＜＜Ｔ２
ＭXY＝Ｍ０e -t/T2
• 当t无穷小时， ＭXY只与Ｍ０有 关，而与T2无 关。也就是说 短TE降低了组 织之间T2的差 异。
• 长TR • 短TE
抑制 抑制
T 1W T 2W
3、T1加权像
• 如何设置参数才能得到T1加权像？ 通过抑制组织的质子密度和Ｔ２加权特性， 就可以得到T1加权像。
２、质子密度加权像—PDW
• 如何设置参数才能得到质子密度加权像？ 通过抑制组织的Ｔ１和Ｔ２加权特性，就可以 得到质子密度加权像。 ①ＴＲ﹥﹥Ｔ１ ②ＴＥ＜＜Ｔ２
ＭＺ＝Ｍ０[１－e -t/T1]
• 当t无穷大时，ＭＺ 只与Ｍ０有关，而 与T1无关。也就是 说长TR降低了组织 之间T1的差异。
7.Ｋ空间
• 伴随数据区域的空 间编码，必须有一 个解码方法来获得 具有一定空间分辨 率的ＭＲ图像。不 同的编码方法，图 像品质有很大差异。
Lauterbur等
Damadian Mallard Lauterbur Mansfierd
电磁波谱图
1.核磁
• 永磁体：所有物质具有不同程度的磁性 （如铁、镍、钴、钆等），在其周围产 生磁场。 • 电磁：电子流过环形线圈，产生类似磁 铁棒的磁场。
• 质子、中子或质子 和中子数不成对的 原子核，高速自旋 （相当于正电荷在 环形线圈流过）时 产生磁场，称为核 磁。
一、物理学基础
Байду номын сангаас
MRI发展重大事件
时间
1946
1971 1973
发生事件
发现磁共振现象
发现肿瘤的T1、T2时间延长 做出两个充水试管的MR图像
作者或公司
Bloch，Purcell
Damadian Lauterbur
1974
1976 1977 1980 2003
活鼠的MR图像
人体胸部的MR图像 初期的全身MR图像 磁共振装置商品化 诺贝尔奖
编码，在Ｇｘ方向上进行频率编码。
6.成像过程
• 由A原始数据(正 弦信号)经过 2DFT 后 成 为 B-2D 频 谱 ， 最 终 图像C是B的亮 度灰阶描述。
•由于对每个体素进行了相位（行）和频率（列）编码， 各个体素的不同值构成一个矩阵，各个体素由不同的相 位和频率组合，在矩阵中有其特有的位置，再经过计算 机处理得到每个体素的灰阶值，形成一帧MR图像。
长TR 短TE 短TR
短TE
抑制 抑制 提高
抑制
T 1W T 2W T 1W
PDW
T1WI
T 2W
4、T2加权像
• 如何设置参数才能得到T2加权像？ 通过抑制组织的质子密度和Ｔ1加权特性， 就可以得到T2加权像。
长TR 短TE 短TR 短TE 长TR 长TE 抑制 抑制 提高 抑制 抑制 提高 T 1W T 2W T 1W T 2W T 1W T 2W
的90°脉冲构成。
• 反转恢复脉冲序列：先施加以180°脉冲，
再给一个90°脉冲。
磁共振信号强度
三、磁共振成像的基本原理
• 根据larmor定律，在均匀的强磁场中，生物体内的 质子群旋进频率由场强决定且一致的。在主磁场中 附加一个线性梯度磁场，被检体各部位质子群的旋 进频率可因磁场强度不同而有区别，这样可对被检 体某一部位行MR成像；因此，MRI空间定位靠的是梯 度磁场。 • 用于MRI的梯度磁场有三种： ⑴横轴位（GZ）自上至下场强不同的梯度磁场 ⑵矢状位（GX）自右至左场强不同的梯度磁场 ⑶冠状位（GY）自后至前场强不同的梯度磁场
2.磁化（原子核在外加磁场中）
• 磁场用磁矩（m）来表示，磁场有其强度、 方向和方位。 • 主或静磁场：外加磁场，用矢量Ｂ０表示。
• 将生物组织置于主磁场中，则质子磁矩方 向发生变化，结果是较多的质子磁矩指向 与主磁场方向相同，而较少的质子与B0方 向相反，与B０方向相反的质子具有较高 的位能。常温下，顺主磁场排列的质子数 目较逆主磁场排列的质子稍多（约10-6） 因此，出现与主磁场B０方向一致的净宏 观磁矩Ｍ（宏观磁化矢量，MRI研究和讨 论的主要是其变化规律）
９０°射频脉冲的作用
• 处于平衡状态的净磁 矩 , 并不能产生ＭＲ信 号，该磁矩Ｍ在具有 拉莫尔频率的90º RF脉 冲的激励下旋进到XY 平面 , 也即垂直于主磁 场的方向，产生横向 的宏观磁化矢量。（） Ｍ的方向和大小的变 化取决于射频脉冲的 强度和时间。
180°射频脉冲的作用
• 施加180°射 频脉冲后，质 子群的宏观磁 化矢量与B0平 行，方向相反， 横向磁化矢量 MＸＹ为零。
５、核磁弛豫
• 射频脉冲停止后,已 吸收能量发生共振的 质子群磁矩释放能量 , 回到原平衡状态的过 程称核磁弛豫（固 有）。弛豫过程用两 个时间来表示，即纵 向弛豫Ｔ１ 、横向弛 豫Ｔ２ 。弛豫过程表 现为一种指数曲线。
• Ｔ１弛豫是质子群通过释放已吸收的能量以恢 复到原来平衡状态的过程。 • ９０°射频脉冲的一个作用是激励质子群使之 在同一方位、同步旋进（相位一致），横向磁 化矢量最大；射频脉冲停止后，质子群同步旋 进变为异步，横向磁化矢量由最大减小到零， 称为去相位。 • 各种正常组织和病变组织的Ｔ１、Ｔ２是不同的。 正常组织和病变组织氢原子的Ｔ１、Ｔ２受周围 环境（化学环境或磁环境）的影响，而改变了 氢质子的行为，进而改变了组织所发出的射频 波。
⑴频率编码
• 启动Ｇｚ选出被激励的横轴层面后，再启动 Ｇｘ，频率编码梯度使得信号共振频率沿Ｘ 轴增加，经ＦＴ，各点的信号强度描点连线 成沿Ｘ轴方向的一维轮廓线，Ｇｘ也称读出 梯度。由于人体X轴的各质子群相对位置不 同，在频率编码梯度上有不同的位置，则可 在X轴上分出不同频率质子群的位置。
⑵相位编码
4.共振
• 共振现象为能量传递 过程，当驱动者能源 频率与被激励者固有 频率相一致时，就发 生共振现象。 • 在MR成像中，被激励 者是氢质子团，激励 者是射频脉冲。 • 在主磁场中顺主磁场 方向的质子处于低能 态，逆主磁场方向的 质子处于高能态。
M
• 在主磁场中，以larmor频率施加射频脉冲，被 激励的质子从低能态跃迁至高能态，出现核磁 共振(只有射频脉冲的频率与质子群的旋进频 率一致时，才能出现共振)。
PDW
T1WI T2WI
TR PDW T1WI 长 短
TE 短 短
T2WI
长
短
长
长
FA（翻转角）
• 在梯度回波使用的 是小角度激励。 • MZ（小）＞MZ（大） • 小角度激励等效于 长TR。
5、其它序列
• 对比逆转 • 多回波序列：90°脉冲后，连续施加180°脉
冲。
• 部分饱和脉冲序列：有两个以一定时间间隔
质子密度 (%)
9.6 10.6 10.6 10.8 9.3
７、核磁共振的量子物理学简介
• 低能态的质子被激励跃迁为高能态，以 及高能态衰减为低能态均为量子过程。 • 激励射频光子的频率为质子的larmor频 率，后者由主磁场的场强决定，因此高、 低能态的差别与场强成正比。
N
8.磁共振信号
• 90º RF 脉冲使质子群净磁矩 旋进到 XY 平面 , 脉冲停止后 , 横向磁化矢量的变化使得 RF 线圈产生感应电动势 ， 这个感应电流即 MR 信号。 由于受到Ｔ １ 、Ｔ ２ 的影响， 该信号以指数曲线形式衰 减 , 称为自由感应衰减 (FID)
１.层面选择
• 由于共振频率是磁场强 度的函数，在人体长轴 方向上附加一梯度磁场 Ｇｚ，则每一横断面的 共振频率均不一样，层 面厚度取决于磁场梯度 和射频带宽（射频脉冲 其频率并非完全一致， 有一个频率范围）。 梯度场强越高，层厚越 薄 射频脉冲越短，带越宽， ＭＲＩ层厚有一定限度，一般为３－2０mm 层厚越厚
•人体组织中含有1H、13C、19F、23Na等元素， 有磁性的元素约百余种。 • 现今MRI中研究和使用最多的为1H（氢质 子），原因有：
–1、1H的磁化最高的原子核； –2、1H占人体原子数量的2/3（大部分位于水 和脂肪中）。
• 通常所指的MRI为氢质子的MR图像（或称 质子像）。
不同原子核的MRI特性
６、人体部分组织Ｔ１、Ｔ２值
几种常见组织在不同场强下的T1，T2及质子密度值 组织 脂肪 白质 灰质 脑脊液 肌肉
T1
0.2T 240 390 490 1400 370 1.0T --620 810 2500 730 1.5T --718 998 3000 860
T2 60 76 91 140 50
①从微观角度来说，磁共振现象是低能级的质子获得
能量跃迁到高能级。 ②从宏观的角度来说，磁共振现象的结果是使宏观纵 向磁化矢量发生偏转。偏转的角度与射频脉冲的能量 有关，能量越大偏转角度越大；而射频脉冲能量的大 小与脉冲强度及持续时间有关
• 在MRI技术中使用较多的是90°、180°射频脉 冲，在梯度回波脉冲序列时使用的是＜90°射 频脉冲。
2.相位离散与相位重聚
• 由于断层面有一定的 厚度，将脉冲波形中 心频率作为断层平面 的位置，其上下质子 群的旋进频率有快有 慢，并呈螺旋楼梯的 台阶状散开，引起信 号减弱，为了获得最 大信号强度，采用一 相反极性的梯度磁场， 使该层自旋磁矩相位 重聚。
３.断层平面信号的编码
• 为区别断层面空间一个点的信号需在选 择二维定位，目前MRI用的是频率和象棋 两个编码方法。
M
3.拉莫尔进动
• 氢质子自旋的同时， 又沿主磁场B0方向作 圆周运动，将质子磁 矩的这种运动称为进 动或旋进。 • 在主磁场中宏观磁矩 像单个质子磁矩那样 作旋进运动，其频率 用larmorg公式表示。
方程
• ｆ＝ｒ· Ｂ０/２π ｆ：进动的频率 Ｂ０：主磁场强度 ｒ：旋磁比（对于每一种原子核 是恒定的常数）
空间定位及傅立叶转换
GZ----某一层面产生MXY GX----MXY旋进频率不同 GY----MXY旋进相位不同 （不影响MXY大小） ↓ 某一层面不同的体素，有不 同频率、相位 MRS（FID）
5.3Ｄ傅里叶变换
• 采用3D—FT时，激励射频脉冲频谱十分 宽，为非层面选择形式，是被检体整个 节段被激励，而不是每一层面被激励， 然后在ＧZ和Ｇｙ两个方向进行相位
• ＭＲＩ与ＣＴ一样，是人体剖面的数字图像。 • ＭＲＩ是多参数成像，每个体素的亮度灰阶值 与Ｔ１、Ｔ２、质子密度以及流动液体参数有关， 而ＣＴ只与组织的Ｘ线衰减有关。 • 人体不同组织有其各自的Ｔ１、Ｔ２、质子密度， 这是ＭＲＩ区分正常与异常以及诊断疾病的基 础。
• 加权像：人们通过调节重复时间ＴＲ和 回波时间ＴＥ，以得到突出某个组织特 征参数的图像，这种图像被称为加权像 ＷＩ。
Fo
FT
0
Time
Fo
t
Fo Fo+1/ t
Frequency FT
Fo
t
DF= 1/ t
二、自旋回波序列－ＳＥ
180 90 回波 90 180 回波
TE TR
TE：回波时间 TR：重复时间
1、自旋回波序列成像理论
• 由于磁场的不均匀使 90º 脉冲后的宏观净 磁矩很快相位离散, 即去相位；在 TE/2 后 , 施加 180º RF 脉冲使质 子群离散的相位又相 互趋向一致，称为相 位重聚,并出现可测 量的MR信号。
• 90º RF 脉冲停止后 , 因Ｔ １ 、Ｔ ２ 的作用引 起的信号衰减，称为自由感应衰减(FID) FID代表在横向测到的的振荡信号的 演变，将自旋-自旋相互作用及磁场不均 匀所引起的信号衰减时间称作T2*。
9.信号与MR波谱
• 在一个窄频率带的范围内， FID 信号代表叠加 到一起的正玄振荡，用数学方法（傅里叶变换） 可把振幅随时间而变化的函数变成振幅随频率 变化的函数，即 MR 波谱。钟形波的波峰高度 （信号强度）代表质子密度。
• 施加垂直于Ｇｘ的相位 编码梯度Ｇｙ，９０º Ｒ Ｆ停止时，所有核磁处 于同一相位及频率旋进， 此时施加Ｇｙ，Ｙ轴上， 不同位置的核磁旋进频 率各异，关闭Ｇｙ，各 核磁又以同频旋进，然 而，位置却发生了变化， 并记忆了此时的位置。
4.２Ｄ傅里叶变换
• ９０º 脉冲后，施加频率编码梯度和相位 编码梯度，即可完成被选层面的空间编 码，Ｇｘ和Ｇｙ是２Ｄ傅里叶变换的基 础。 • 傅里叶变换可将一个混合的FID信号区分 出不同的其不同的频率成分，可将一个 信号的频率（读出）和相位成分区别开。 这样，沿着一个平面的两个垂直方向进 行相位（行）和频率（列）编码，可得 到该层面每个体素的信息。
①ＴＲ﹥﹥Ｔ１
②ＴＥ＜＜Ｔ２
ＭXY＝Ｍ０e -t/T2
• 当t无穷小时， ＭXY只与Ｍ０有 关，而与T2无 关。也就是说 短TE降低了组 织之间T2的差 异。
• 长TR • 短TE
抑制 抑制
T 1W T 2W
3、T1加权像
• 如何设置参数才能得到T1加权像？ 通过抑制组织的质子密度和Ｔ２加权特性， 就可以得到T1加权像。