磁共振成像物理学基础.ppt
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磁共振成像基本知识PPT课件
波谱成像（Spectroscopic Imaging）：通过分析组 织中的化学成分来提供分子层面的信息，有助于肿瘤 和代谢性疾病的诊断。
靶向成像（Targeted Imaging）：通过使用特异性 标记的分子探针，对特定分子或细胞进行成像，为个 性化医疗和精准诊断提供了可能。
04 磁共振成像应用
医学诊断
成本与普及
磁共振成像设备成本较高，限制了其 在基层医疗机构的普及。未来需要降 低设备成本，提高可及性。
磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）：利用组织磁敏感性 的差异进行成像，能够显示脑部微出血、铁沉积等病理变化。
分子成像技术
化学交换饱和转移成像（Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST）：利用特定频率的射频 脉冲来检测组织中特定化学物质的变化，对肿瘤和炎 症等疾病的诊断具有潜在价值。
。
快速扫描技术
研究更快的扫描序列和算法，缩短 成像时间，提高检查效率，减轻患 者长时间处于扫描腔内的压力。
多模态成像融合
结合磁共振成像与其他影像技术（ 如CT、PET等），实现多模态成像 融合，提供更全面的医学影像信息 。
新应用活动和功能连接，深入 了解神经系统和认知科学领域。
磁共振成像的优势与局限性
高软组织分辨率
MRI对软组织结构有高分辨率，能够清晰显示脑、关节、肌 肉等组织的细微结构。
无骨伪影干扰
MRI不受骨骼的影响，能够清晰显示周围软组织的结构。
磁共振成像的优势与局限性
01
02
03
检查时间长
由于MRI需要采集大量数 据，检查时间相对较长。
金属植入物限制
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。
磁共振成像的物理学基础
磁共振成像的物理学基础磁共振成像的物理学基础1.1概述1.1.1磁共振成像的起源及定义磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是利用射频（radio frequency，RF）电磁波对置于磁场中的含有自旋不为零的原子核的物质进行激发，发生核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR），用感应线圈采集磁共振信号，按一定数学方法进行处理而建立的一种数字图像。
1946年美国加州斯坦福大学Bloch和哈佛大学的Purcell教授同时发现了核磁共振现象，由于这一发现在物理、化学、生物化学、医学上具有重大意义。
此两人于1952年获得诺贝尔物理奖。
1946～1972年NMR主要用于有机化合物的分子结构分析，即磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）。
1971年美国纽约州立大学的达曼迪恩Damadian 教授在《科学》杂志上发表了题为“NMR信号可检测疾病”和“癌组织中氢的T1、T2时间延长”等论文。
1973年美国人Lauterbur用反投影法完成了MRI的实验室的模拟成像工作。
1978年英国第一台头部MRI设备投入临床使用，1980年全身的MRI研制成功。
1.1.2磁共振成像特点及其局限性1.1.2.1磁共振影像的特点·多参数成像，可提供丰富的诊断信息；·高对比成像，可得出祥尽的解剖图谱；·任意层面断层，可以从三维空间上观察人体成为现实；·人体能量代谢研究，有可能直接观察细胞活动的生化蓝图；·不使用对比剂，可观察心脏和血管结构；·无电离辐射，一定条件下可进行介入MRI治疗；·无气体和骨伪影的干扰，后颅凹病变等清晰可见。
1.1.2.2磁共振成像的局限性·呈像速度慢；·对钙化灶和骨皮质症不够敏感；·图像易受多种伪影影响；·禁忌证多；·定量诊断困难。
MRI成像原理及序列概述PPT课件
MRI成像原理及序列概 述
放射科 王岩
1
MRI的来源与发展
Nuclear magnetic resonance， NMR(核磁共振)是一种核物理现象， 1946年Bloch与Purcell报道了这种 现象，并应用于波谱学。1973年 Lauterbur发表了MRI技术，应用 于医学领域。 广泛使用较晚，原因：太慢
2
磁共振：具有磁性的原子核处在外界静磁 场中，并用一个适当频率的射频电磁波 来激励这些原子核，从而使原子核产生 共振，向外界发出电磁信号的过程。
磁共振成像：利用磁共振原理探测人体内 不同部位的信号，并形成图像。
3
影像诊断方式对比
普通X线：主要以形态学变化来诊断疾病 CT：以形态学和密度差异来诊断疾病 MRI：以形态学、多种信号差异、密度 差异来诊断
32
个人观点供参考，欢迎讨论！
加权分类 T2WI（城里人花样繁多） T1WI（乡下人稳重可靠） PDWI（城乡结合部忽视）
11
化妆品
附加功能 Fsat、STIR、探针技术、水抑制 这些都是用来化妆的，不论如何，人还 是那个人 乱花渐欲迷人眼 提纲挈领，把握关键
12
我院使用的诊断序列：
常规序列
T2WI：SE序列T2加权成像 T1WI：SE序列T1加权成像 FLAIR序列：快速液体衰减反转恢复序列 MRA：血管成像 EPI-T2*WI:FE序列为基础的T2加权序列
13
选用序列
T1-FLAIR：质子密度加权为基础的水抑制 DWI：弥散加权成像 PWI：灌注成像（超急性脑梗塞专用） 重T2 水成像:显示第七八对颅神经及脑室水 成像 脂肪抑制序列（STIR、 FatSat）
14
没有购买及安装的序列
放射科 王岩
1
MRI的来源与发展
Nuclear magnetic resonance， NMR(核磁共振)是一种核物理现象， 1946年Bloch与Purcell报道了这种 现象，并应用于波谱学。1973年 Lauterbur发表了MRI技术，应用 于医学领域。 广泛使用较晚，原因：太慢
2
磁共振：具有磁性的原子核处在外界静磁 场中，并用一个适当频率的射频电磁波 来激励这些原子核，从而使原子核产生 共振，向外界发出电磁信号的过程。
磁共振成像：利用磁共振原理探测人体内 不同部位的信号，并形成图像。
3
影像诊断方式对比
普通X线：主要以形态学变化来诊断疾病 CT：以形态学和密度差异来诊断疾病 MRI：以形态学、多种信号差异、密度 差异来诊断
32
个人观点供参考，欢迎讨论！
加权分类 T2WI（城里人花样繁多） T1WI（乡下人稳重可靠） PDWI（城乡结合部忽视）
11
化妆品
附加功能 Fsat、STIR、探针技术、水抑制 这些都是用来化妆的，不论如何，人还 是那个人 乱花渐欲迷人眼 提纲挈领，把握关键
12
我院使用的诊断序列：
常规序列
T2WI：SE序列T2加权成像 T1WI：SE序列T1加权成像 FLAIR序列：快速液体衰减反转恢复序列 MRA：血管成像 EPI-T2*WI:FE序列为基础的T2加权序列
13
选用序列
T1-FLAIR：质子密度加权为基础的水抑制 DWI：弥散加权成像 PWI：灌注成像（超急性脑梗塞专用） 重T2 水成像:显示第七八对颅神经及脑室水 成像 脂肪抑制序列（STIR、 FatSat）
14
没有购买及安装的序列
磁共振物理基础PPT课件
2
核——磁共振现象所涉及原子核 磁——磁共振过程发生强大磁体内，并用射频 场进行激励产生共振，用梯度场进行空间定位 并控制成像。 共振——原子核间能量吸收和释放可发生共振。
3
6
7
磁共振成像的英文全称正确的是
A．Magnetic Resonance Image B．MagneticResorbent Image C．Magnetic Resonance Imaging D．Magnetic Resorbent Imaging E．Magnestat Resorbent Imaging
定义
1
• 磁共振成像（magnetic resonance imaging，
MRI）是利用射频（radio frequency，RF）电 磁波对置于磁场中含有自旋不为零的原子核的 物 质 进 行 激 发 ， 发 生 核 磁 共 振 （ nuclear magnetic resonance，NMR），用感应线圈采 集磁共振信号，按一定数学方法进行处理而建 立的一种数字图像。
47
48
处于高能级太费劲，并非人人能做到
49
四、进动和进动频率： 1、进动（precession） ： 处于主磁场的质子，除了自旋运动外，还绕着 主磁场轴进行旋转摆动，称为进动。
11
布洛赫 (Felix Bloch)
帕塞尔 (Edward Purcell)
12
1973年——Lauterbur用反投影法完成MRI实 验室成像的工作。
1974年—Lauterbur 做出活鼠MR像。 1977年—英国阿伯丁大学的Hinshow和 Bottomley取得了第一幅人手腕关节剖面MR像。 Damadian 获得胸部 MR 像。 1978年——英国阿伯丁大学Mallard取得了人 体头部的磁共振图像。
核——磁共振现象所涉及原子核 磁——磁共振过程发生强大磁体内，并用射频 场进行激励产生共振，用梯度场进行空间定位 并控制成像。 共振——原子核间能量吸收和释放可发生共振。
3
6
7
磁共振成像的英文全称正确的是
A．Magnetic Resonance Image B．MagneticResorbent Image C．Magnetic Resonance Imaging D．Magnetic Resorbent Imaging E．Magnestat Resorbent Imaging
定义
1
• 磁共振成像（magnetic resonance imaging，
MRI）是利用射频（radio frequency，RF）电 磁波对置于磁场中含有自旋不为零的原子核的 物 质 进 行 激 发 ， 发 生 核 磁 共 振 （ nuclear magnetic resonance，NMR），用感应线圈采 集磁共振信号，按一定数学方法进行处理而建 立的一种数字图像。
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48
处于高能级太费劲，并非人人能做到
49
四、进动和进动频率： 1、进动（precession） ： 处于主磁场的质子，除了自旋运动外，还绕着 主磁场轴进行旋转摆动，称为进动。
11
布洛赫 (Felix Bloch)
帕塞尔 (Edward Purcell)
12
1973年——Lauterbur用反投影法完成MRI实 验室成像的工作。
1974年—Lauterbur 做出活鼠MR像。 1977年—英国阿伯丁大学的Hinshow和 Bottomley取得了第一幅人手腕关节剖面MR像。 Damadian 获得胸部 MR 像。 1978年——英国阿伯丁大学Mallard取得了人 体头部的磁共振图像。
MRI成像原理ppt课件
46
典型病例介绍
• 脑膜瘤
47
典型病例介绍
• 脑膜瘤 同一病例 ＋C
48
典型病例介绍
• 脑膜瘤
Hale Waihona Puke 49典型病例介绍• 脑膜瘤 同一病例 ＋C
50
典型病例介绍
• 脑膜瘤
51
典型病例介绍
• 脑膜瘤 同一病例 ＋C
52
典型病例介绍
• 脑膜瘤
53
典型病例介绍
• 脑膜瘤
54
典型病例介绍
• 小结：脑膜瘤系脑外肿瘤，特点：（1）、 略呈长T1WI/T2WI较均匀性信号改变，有 钙化时可见斑点状无信号区。（2）、脑组 织有“扣压征”。（3）、可有或无水肿， 多数无水肿。（4）、强化后呈均匀性明显 强化。（5）、宽基底与脑膜相连。（6）、 可见脑膜“尾征”。
23
怎样看磁共振图像
• • • • • • • （2）、根据TR、TE长短区别： △短TR、短TE、 T1WI加权像。 （TR<500、TE<30），高场可变。 △、长TR、长TE、 T2WI加权像。 （TR>500、TE>30），高场可变。 △长TR，短TE质子密度加权像。 （TR>500、TE<30），高场可变。
63
典型病例介绍
• 垂体腺瘤
64
典型病例介绍
• 垂体腺瘤
65
典型病例介绍
• 垂体腺瘤 同一病例 ＋C
66
典型病例介绍
• 垂体腺瘤征象小结 • 1、瘤体直径大于1CM。 • 2、瘤体多呈等T1WI略长T2WI信号改变； 囊变时呈长T1WI、 T2WI信号改变；出血 时呈短T1WI、 T2WI信号改变。 • 3、瘤体多有“卡腰征”。 • 4、强化呈均匀性强化，囊变者呈环状强化 • 5、向上推压视神经，向下突入蝶窦。
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。
磁共振成像原理 ppt课件
T2*弛豫——有效横向弛豫
T2′弛豫效应——由于磁场不均匀性所 致横向弛豫效应
T2*弛豫——由T2弛豫效应和T2′弛豫效 应共同作用所产生的横向弛豫
1/ T2*=1/ T2′+1/ T2
T2 、 T2′和 T2* 衰减的关系
T2*加权又称磁敏感加权 磁敏感对比
MRI常采集T2*产生T2*加权图象，用于 发现具有磁化率不同的病灶
180度脉冲的作用：使去相位状态（dephase)变为 在相位状态(inphase)
I KB0 e
考虑自旋核运动 （如血流）时
TE T2
(1 e
TR T1
) (1 e
TR T1
I KB0 f (v) e
TE T2
)
I KB0 e
讨论：
TE T2
(1 e
N (1 / 2) / N (1/ 2) e
-23 -1
E / kT
k— 波尔兹曼常数， 1.38 Jk E ( 1 / 2) B E E ( 1 /× 210 ) 0 T—绝对温度
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
旋进过程中Z轴矢量方向不变 X-Y平面矢量绕Z轴方向不断变化 X-Y平面矢量相位随机 不形成宏观磁化矢量
在静磁场中，核磁矩围绕0进动， 运动轨迹为圆锥 进动的特征频率——拉莫频率0 (Larmor frequency)
0=0
拉莫进动——核磁矩的进动
0取决于：原子核种类
外加磁场强度
二、磁共振现象
分子、原子或原子核能级在外磁场中劈裂后，当外界电 磁场（电磁波）的频率适当（光子能量适当）时，处于低能 态的分子、原子或原子核等吸收电磁波的能量跃迁至高能态， 这种现象称为磁共振现象。
磁共振基础知识ppt课件
16
磁共振检查技术
平扫（T1WI，T2WI，PDWI) 增强（TIWI） 动态增强（Dynamic MR） 磁共振血管造影（MRA） 脂肪抑制成像（STIR） 水抑制成像（FLAIR） 水成像（MRCP、MRU） 灌注成像（Perfusion) 弥散成像（Diffusion） 功能成像（Function MR）
9
纵 向 弛 豫 过 程
a、射频结束瞬间，纵向磁化为零，横向磁化最大 b、反平行质子释放能量跃迁回平衡态，纵向磁化逐渐增大 c、最后回归原始状态，纵向磁化恢复到最大
10
横 向 弛 豫 过 程
a、射频结束瞬间，横向磁化达到最大,进动相位一致 b、c、内部小磁场的不均匀性使得进动相位分散，横向磁化矢量逐渐减小 d 、最终相位完全分散，横向磁化矢量为零
28
正常胸部MRI表现 SE序列（黑血技术）
正常胸部MRI表现 GRE序列（亮血技术）
29
MR脑血管成像 （MRA)
30
正常肝脏增强动态MRA (DE-MRA)
31
怎样阅读常规检查的MR图像
1、熟悉图像上的常用标记：姓名、年龄、日期、左右、层厚以 及增强的标记等
2、仔细观察每一帧图像，目的在于发现疾病或异常的征象 3、当发现病变后，应看其病变在T1加权、T2加权上的信号特
核磁共振成像（MRI）基础知识
1
磁共振成像基本原理 定义：利用人体内固有的原子核（氢质子），在外加磁场作用下产生共振现象，
产生振荡磁场，并形成感应电流（电信号），将其采集并作为成像源，经计 算机处理后，形成人体 MR图像。
2
3
磁共振成像基本原理
基本过程： 一、自然状态下的原子核（磁矩、自旋） 二、外加磁场（主磁场和射频磁场）后的原子
磁共振检查技术
平扫（T1WI，T2WI，PDWI) 增强（TIWI） 动态增强（Dynamic MR） 磁共振血管造影（MRA） 脂肪抑制成像（STIR） 水抑制成像（FLAIR） 水成像（MRCP、MRU） 灌注成像（Perfusion) 弥散成像（Diffusion） 功能成像（Function MR）
9
纵 向 弛 豫 过 程
a、射频结束瞬间，纵向磁化为零，横向磁化最大 b、反平行质子释放能量跃迁回平衡态，纵向磁化逐渐增大 c、最后回归原始状态，纵向磁化恢复到最大
10
横 向 弛 豫 过 程
a、射频结束瞬间，横向磁化达到最大,进动相位一致 b、c、内部小磁场的不均匀性使得进动相位分散，横向磁化矢量逐渐减小 d 、最终相位完全分散，横向磁化矢量为零
28
正常胸部MRI表现 SE序列（黑血技术）
正常胸部MRI表现 GRE序列（亮血技术）
29
MR脑血管成像 （MRA)
30
正常肝脏增强动态MRA (DE-MRA)
31
怎样阅读常规检查的MR图像
1、熟悉图像上的常用标记：姓名、年龄、日期、左右、层厚以 及增强的标记等
2、仔细观察每一帧图像，目的在于发现疾病或异常的征象 3、当发现病变后，应看其病变在T1加权、T2加权上的信号特
核磁共振成像（MRI）基础知识
1
磁共振成像基本原理 定义：利用人体内固有的原子核（氢质子），在外加磁场作用下产生共振现象，
产生振荡磁场，并形成感应电流（电信号），将其采集并作为成像源，经计 算机处理后，形成人体 MR图像。
2
3
磁共振成像基本原理
基本过程： 一、自然状态下的原子核（磁矩、自旋） 二、外加磁场（主磁场和射频磁场）后的原子
《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。
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质子发生共振现象
12
2021/3/20
核磁驰豫过程
驰豫过程分：
1，纵向驰豫（自旋-晶格驰豫） 2，横向驰豫（自旋-自旋驰豫）
纵向驰豫磁距分量设为MZ 横向驰豫磁距分量设为MXY
13 2021/3/20
纵向驰豫（自旋-晶格驰豫）
纵向驰豫时间也叫 T1时间
纵向磁距恢复到原 来的63%时所需的
时间为T1时间
MRI技术培训
王志康
1 2021/3/20
11月29日（上午）--- 11月30日（上午）
第一章 第二章 第三章 第四章
磁共振成像物理学基础 射频脉冲与脉冲序列 磁共振成像系统组成 磁共振成像质量及其控制
2 2021/3/20
磁共振成像的定义:
磁共振成像(MRI)——是利用射频(radio frequency,RF)电磁波对置于磁场中的含有自 旋量子数不为零的原子核的物质进行激发, 发生核磁共振(NMR),用感应线圈采集磁共 振信号,按一定数学方法进行处理而建立的 一种数字图像
管的结构 任意层面成像 无电离辐射 可检查代谢物或功能成像等等
5 2021/3/20
磁共振成像的局限性：
成像速度相对较慢 禁忌症较多（起搏器，植入性支架，幽闭恐惧症
等)
对钙化灶和骨皮质不够敏感，对肺的检 查也较差
图像易受多种伪影影响 定量诊断难
6 2021/3/20
原子核共振特性
例题：关于组织磁化的叙述，错误的
是：
A．无外加磁场时，原子核的磁矩方向是随机 分布的
B．处于磁场中的质子，磁矩较多地处于磁场 方向
C．自旋磁矩与磁场方向相同的质子处于低能 态
D．自旋磁矩与磁场方向相反的质子处于稳态 E．通常情况下，低能态和高能态的质子群的
比例处于热平衡状态
26 2021/3/20
14 2021/3/20
横向驰豫（自旋-自旋驰豫）
横向驰豫时间也叫T2 时间
横向磁距减少到最大值 的37%时所需的时间为
T2时间
15 2021/3/20
通常生物组织的T1值大于T2值 T1大约为300-2000毫秒，T2大约为30-150毫秒
16 2021/3/20
核磁共振信号
1、由于纵向磁化分量MZ和 静磁场B0重合,无法检测
7 2021/3/20
通常情况,总 磁化矢量为
零
在静磁场中,能量低的 顺着外磁场方向,且总 磁化矢量和外磁场同
向
8 2021/3/20
质子的自旋和进动
类似地球的自转和围绕太阳的公转
9 2021/3/20
图中黄色箭头代表宏观磁化矢量（磁距） 10 2021/3/20
质子的进动频率Lamor(拉莫)频率
22 2021/3/20
例题：发现核磁共振物理现象，并 获得诺贝尔物理奖的是
A．Bloch和Lauterbur B． Bloch和Damadian C．Mansfield和Purcell D．Bloch和Purcell E．Damadian和Lauterbur
23 2021/3/20
例题：不能用于MRI成像的参数是：
质子的进动频率和静磁场B0有关 F=γ. B0 或 ω= γ. B0/2π γ为磁旋比
氢质子的γ为42.58MHz 1、0.5T 时为21.29MHz 2、1.0T时为42.58 MHz 3、1.5T时为63.87 MHz
11 2021/3/20
核磁共振物理现象
当外一个频率和进动频率相同的射频场B1时，
2、磁共振检查中主要检测 横向磁化分量MXY
3、驰豫过程根据法拉第定 律，交变磁场在线圈中感应
出电流，即为MR信号
17 2021/3/20
自由衰件信号(FID)
由于弛豫过程中MXY的幅 度按指数方式不断衰减， 因此在线圈中感应出的电 流为随时间ຫໍສະໝຸດ 期性不断衰 减的振荡电流，称之为自
由衰件信号(FID)
2、每次回波检测到的MR信号放入K空间 的不同位置上， K空间中每一点的信号 都来自整个激发层面。
3、 K空间中每一点数据信号对图像的贡 献不一样，中心主要决定图像的对比， 边缘决定图像的分辨率
21 2021/3/20
K空间填充技术
K空间排列的原始数据包含了相位、频率和强度的信息，通过傅里叶变换可重建MR图像
的时间 C．横向磁化矢量从最大值达到50%所需要
的时间 D．横向磁化矢量从最大值达到37%所需要
的时间 E．横向磁化矢量完全散相所需要的时间
28 2021/3/20
例题： MRI信号的空间定位，必须 具有：
A．选层梯度 B．频率编码梯度 C．相位编码梯度 D．RF脉冲 E．以上所有选项
29 2021/3/20
例题：相位编码的作用是：
A．相位编码作用期间，使相位编码方向的质 子具有同样的相位
A．T1、T2 B．质子密度 C．血流速度 D．线性衰减系数 E．弥散运动
24 2021/3/20
例题：关于进动的叙述，错误的是
A．没有外界的作用力，也可以发生进动过程 B．是一种复合运动 C．自身的转轴围绕静磁场方向做回旋运动 D．旋转半径受外力的影响 E．旋转半径受旋转速度的影响
25 2021/3/20
3 2021/3/20
核磁共振现象的发现
1946年由美国加州斯坦福大学的布洛赫 （ Bloch)和哈佛大学的珀塞尔（Purcell) 两位教授同时发现。
此二位于1952年获得诺贝尔物理奖
4 2021/3/20
磁共振成像的特点：
多参数成像（T1、T2、质子像，血流等） 高对比，不用对比剂也可观察心脏和血
18 2021/3/20
磁共振成像的空间定位
三个梯度磁场来定位，相当于空间三维坐标
用GX、GY、GZ 选层梯度、相位编码梯度、频率编码梯度
19 2021/3/20
选层梯度
相位编码 梯度
频率编 码梯度
20 2021/3/20
K空间的概念
1、“K空间”即傅里叶频率空间，是一 个抽象的频域空间，由相位和频率两个 坐标组成
例题：关于纵向弛豫的叙述，错误 的是：
A．纵向弛豫即T1弛豫 B．纵向弛豫又称自旋-晶格弛豫 C．外界静磁场的不均匀性会引起纵向弛豫 D．纵向弛豫过程是由于原子核系与其周围的
晶格相互作用交换能量所致 E．纵向弛豫过程中，能量向周围的环境转移
27 2021/3/20
例题： T2弛豫时间指：
A．横向磁化矢量完全衰减所需要的时间 B．横向磁化矢量从最大值达到63%所需要