磁共振原理图
MR成像原理PPT课件
它不能被直接测得。
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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 2021/3/9 脉冲。
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当质子频率与射频脉冲频率相同时
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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
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小结
--- 质子像小磁棒。
--- 在外磁场里，质子的排列方式是平行或反平
行于外磁场。
-- 低能状态（平行）的排列方式占优势，因此
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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。
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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
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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
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磁共振(MRI)成像原理
横向弛豫
七、横向弛豫
横向弛豫
七、横向弛豫 由于受磁场不均匀的影响，实际上90°射频脉冲关闭后，宏观横向磁化矢量将呈指数式
的快速衰减，我们把宏观横向磁化矢量的这种衰减称为自由感应衰减也称T2※弛豫。 利用180°聚焦脉冲可以剔除主磁场不均匀造成的宏观横向磁化矢量衰减，组织由于质
子群周围磁场微环境随机波动造成的宏观横向磁化矢量的衰减才是真正的横向弛豫，即T2弛 豫。T2弛豫的能量传递发生于质子群内部，即质子与质子之间，因此T2弛豫也称自旋一自 旋弛豫（spin-spin弛豫）。
横向弛豫
七、横向弛豫 90°脉冲关闭后，组织中的宏观横向磁化矢量将逐渐减小，最后将衰减到零。90°脉冲
使组织中原来相位不一致的质子群处于同相位进动，质子小磁场的横向磁化分矢量相互叠加， 从而产生旋转的宏观横向磁化矢量。
90°脉冲关闭后，宏观横向磁化矢量衰减的原因与之相反，同相位进动的质子群逐渐失 去了相位的一致，其横向磁化分矢量的叠加作用逐渐减弱，因此宏观横向磁化矢量逐渐减小 直至完全衰减。
子核中的质子数是相同的，所不同的是中子数，这种同一元素的不同原子 核被称为同位素，如元素氢的同位素就有H（氢核）、H（氘核）和H（氚 核），一般标为1H（氢核）、H（氘核）和3H（氚核）即可。
物质基础
一、物质基础：自旋和核磁共振 原子核具有一定大小和质量，可以视作一个球体，所有磁性原子核都有一个特性，就
弛豫
六、核磁弛豫
A.在激发前平衡状态下，组织中只有宏观纵向磁化矢量（向上空白 粗箭）； B.90°脉冲激发后即刻，组织中宏观纵向磁化矢量消失，产生一 个旋转（带箭头圆圈）的宏观横向磁化矢量（水平空白粗箭）； C.等待一段时间后，组织中的宏观横向磁化矢量有所缩小，宏观纵 向磁化矢量有所恢复； D.再等待一段时间后，组织中的宏观横向磁化矢量进一步缩小，宏 观纵向磁化矢量恢复更多； E.再过一段时间，组织中的宏观横向磁化矢量已经完全衰减，而宏 观纵向磁化矢量进一步恢复； F.到最后，组织中的宏观纵向磁化矢量已经完全恢复到平衡状态。
MRI成像原理及序列概述PPT课件
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。
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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
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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）
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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
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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
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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）
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没有购买及安装的序列
(医学课件)MRI磁共振扫描技术PPT幻灯片
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。
7
TR为重复时间， 越长图像对比度越高 TE 为回波时间 在自旋回波和梯度回波中二者共同决定图像
对比度。
T1、T2 是组织固有属性，在相同磁场不同 组织表现不同T1、T2 ，在磁共振图像上出 现不同的像素亮度。
8
根据弛豫值T1、T2定义，90˚射频脉冲停止后， 纵向磁化矢量增长到原值的63%所需时间为T1 值； 长T1组织，磁化矢量恢复慢，在短TR序列 中，有效TE时间点采集的磁化矢量没有恢复到 足够大，处于低值水平，所以长T1组织为低信 号，短T1组织为高信号。
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病变在MRI上通常有四种信号强度的改变：
①等信号强度：指病变与周围组织呈相同灰度，平 扫MRI上无法识别病灶，有时需借助MRI对比剂的 顺磁性效应以增加病变信号强度，使之与周围组 织产生对比差别；
②低信号强度：MRI片上病灶信号强度不及周围组 织亮；
③高信号强度：MRI片上病变组织的信号强度高于 周围组织；
流动血液：信号强度与流速有关，射 频脉冲和采集信号的时间差，出现流 空信号，涡流、层流可出现信号差别。
气体：质子密度最小，信号趋向零。 水：质子密度极高，具有长T1和长T2
弛豫特点。
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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
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
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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。
《MRI基本原理》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。
磁共振成像(MRI)的基本原理PPT演示课件
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
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磁共振成像中的坐标系统
Z
Y X
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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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3
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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。
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。
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M1
M2
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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。
磁共振的原理
磁共振的原理固体在恒定磁场和高频交变电磁场的共同作用下，在某一频率附近产生对高频电磁场的共振吸收现象。
在恒定外磁场作用下固体发生磁化，固体中的元磁矩均要绕外磁场进动。
由于存在阻尼，这种进动很快衰减掉。
但若在垂直于外磁场的方向上加一高频电磁场，当其频率与进动频率一致时，就会从交变电磁场中吸收能量以维持其进动，固体对入射的高频电磁场能量在上述频率处产生一个共振吸收峰。
若产生磁共振的磁矩是顺磁体中的原子（或离子）磁矩，则称为顺磁共振；若磁矩是原子核的自旋磁矩，则称为核磁共振。
若磁矩为铁磁体中的电子自旋磁矩，则称为铁磁共振。
核磁矩比电子磁矩约小3个数量级，故核磁共振的频率和灵敏度比顺磁共振低得多；同理，弱磁物质的磁共振灵敏度又比强磁物质低。
从量子力学观点看, 在外磁场作用下电子和原子核的磁矩是空间量子化的，相应地具有离散能级。
当外加高频电磁场的能量子hv等于能级间距时，电子或原子核就从高频电磁场吸收能量，使之从低能级跃迁到高能级，从而在共振频率处形成吸收峰。
利用顺磁共振可研究分子结构及晶体中缺陷的电子结构等。
核磁共振谱不仅与物质的化学元素有关，而且还受原子周围的化学环境的影响，故核磁共振已成为研究固体结构、化学键和相变过程的重要手段。
核磁共振成像技术与超声和X射线成像技术一样已普遍应用于医疗检查。
铁磁共振是研究铁磁体中的动态过程和测量磁性参量的重要方法。
磁共振基本原理射频振荡器 探测器图5调磁场核磁共振翅示意图磁共振（回旋共振除外）其经典唯象描述是：原子、电子及核都具有角动量，其磁矩与相应的角动量之比称为磁旋比 Y 磁矩M 在磁场B 中受到转矩MBsin B （ 0 为M 与B 间夹角）的作用。
此转矩使磁矩绕磁场作进动运动，进动的角频率3二丫， 3 0称为拉莫尔频率。
由于阻尼作用，这一进动运动会很快衰减掉，即 M 达到与B 平行，进动就停止。
但是，若在磁场 B 的垂直方向再加一高频磁场b （3）（角频率 为3，则b（3）作用产生的转矩使M 离开B ，与阻尼的作用相反。
核磁共振成像原理
第三节核磁共振成像原理一、磁共振信号在弛豫过程中通过测定横向磁化矢量Ｍｘｙ可得知生物组织的磁共振信号。
横向磁化矢量Ｍｘｙ垂直并围绕主磁场Ｂ０以Larmor频率旋进，按法拉第定律，磁矢量Ｍｘｙ的变化使环绕在人体周围的接收线圈产生感应电动势，这个可以放大的感应电流即ＭＲ信号。
90°脉冲后，由于受Ｔ１、Ｔ２的影响，磁共振信号以指数曲线形式衰减，称为自由感应衰减（ free induction decay，ＦＩＤ），如图5-14。
图5-14 自由感应衰减信号磁共振信号的测量只能在垂直于主磁场的ＸＹ平面进行。
由于脉冲发射和接收生物组织原子核的共振信号不在同一时间，而射频脉冲和生物组织发生的共振信号的频率又是一致的，因此,可用一个线圈兼作发射和接收。
由于Ｍｘｙ指向或背向接收线圈，ＭＲ信号或正或负，横向磁化矢量转动，在接收线圈中出现周期性电流振荡，这些振荡为正弦波并逐渐阻尼（阻尼指信号幅度随时间减弱），幅度的变化可用信号演变来表示。
由于质子和质子的相互作用（spin-spin），自由感应衰减的时间为Ｔ２，质子和质子间的相互作用以及磁场不均匀性的影响，自由感应衰减的时间为Ｔ′2，Ｔ′２显著短于Ｔ２。
在一个磁环境中，所有质子并非确切地有同样的共振频率。
在一个窄频率带，自由感应衰减信号代表叠加到一起的正弦振荡，用数学方法（傅里叶变换）可把这一振幅随时间而变化的函数变成振幅按频率分布而变化的函数，后者即ＭＲ波谱，见图5-15。
图5-15 傅立叶变换振幅随时间而降低的正弦信号经傅里叶变换后用窄细的钟形波为代表。
由于振幅演变的起始值取决于横向磁矩，而该磁矩又取决于特定组织体素（voxel）中受激励原子核的数目，因此波峰高度（信号强度）代表质子密度Ｎ（Ｈ），如质子群为纯水且主磁场又很均匀，则质子群共振频率只有１个，钟形波为一直线。
如由于质子群的自旋－自旋作用及磁场不均匀性的影响，在频率域座标上就不是一直线，而表现为一钟形波，其宽度与Ｔ′２成反比，即钟形波越宽，Ｔ′２越短，而钟形波最宽处为其共振频率。
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磁共振原理图
射频线圈用于发射射频脉冲和接收MR信号。
射频线圈根据结构和用途可分为以下几种类型。
1 、QD正交线圈可用于发射和接收。
正交线圈的两个线圈正交放置，彼此独立不会引起相互干扰，可同时获取图像信号，使信息量增加，图像质量提高，扫描视野加大。
如头线圈、体线圈、膝关节线圈等。
2 、表面线圈只用于接收MR信号，需配相应的发射线圈使用，如体线圈。
表面线圈可以近距离放置于受检部位，局部信号增强，但扫描视野较小。
如颈椎线圈、胸椎线圈、TMJ线圈等。
3 、特殊用途线圈用于磁共振频谱测定的特定元素频谱线圈和全脊柱检查的相控阵线圈等。
核磁共振仪的基本结构★
核磁共振仪的示意图如图所示：
仪器的核心部分为探头，置于磁铁的两极之间。
测试的样品放在此处。
磁体提供一定强度的磁场，使核磁矩发生空间量子化。
永久磁铁和电磁铁的磁场强度的上限约为2.5T（即100MHz）。
要想提高场强，必须使用低温超导磁体，低温是通过液氮来维持。
仪器的主要部件是三组线圈：
R为照射线圈，提供一定频率的电磁波；Helmholtz线圈为扫场线圈，其通直流电所产生的附加磁场用以调节磁场的强度；D为接收线圈，与放大器和记录系统相连。
这三组线圈互相垂直，互不干扰。
若所提供的照射频率和磁场强度满足某种原子核的共振条件时，则该核发生能级跃迁，核磁矩方向改变，在接收线圈D中产生感应电流（不共振时无感应电流）。
感应电流被放大、记录，即得核磁共振信号。