MRI基础-1

激励
采集信号
流空效应
流空效应
磁共振成像的优势
多种成像参数 软组织分辨能力高
多方位成像
血管成像
功能成像
多种成像参数
Gd+
T1
T2
软组织分辨能力高
多方位成像
血管成像
预置饱和的作用
预置饱和的作用
fMRI 功能磁共振成像
DIFFUSION 弥散成像 PERFUSION 灌注成像 BOLD 血氧水平成像 （blood oxygen level dependent)
阶梯状变化，其中心值为标记的磁 场强度。
磁共振成像需要三个互相垂直的梯
度磁场，分别称为Z,X,Y 方向磁场。
梯度磁场
相应的共振频率
选层激励
Z轴场为主磁场方向，选层为横断图
像。 以不同的共振频率针对相应的梯度 场，以选择要激励的层次，层厚取 决与梯度场的斜度。
选 层 激 励
相位编码
定义:射频场停止发射后磁矩恢复原
位置的过程。 弛豫分为： 纵向弛豫 横向弛豫
纵向弛豫与T1
射频脉冲停止作用后，纵向磁场强
度由0恢复到原来最大的过程，称为
纵向弛豫，又称自旋-晶格弛豫。
纵向弛豫
Z
磁 场 强 度
0
时间
时
纵向弛豫
纵向弛豫时间
纵向弛豫中，磁场强度恢复到原强
度的63%时所需要的时间称为纵向弛
T2 Flair
T2 DW
Perfusion
BOLD
语言成像
酒后情绪变化
活动成像
MRI对比剂
钆 Gadolinium 螯和物 Gadolinium-DTPA Gd-DTPA 作用：缩短纵向弛豫时间（T1） 在T1WI中使信号强度增加

增强前
增强后
。
XY
37%
T2 0
横向弛豫时间
影响弛豫时间的因素
质子性质（种类）
静磁场强度：强度越高，纵向弛豫
速度越慢，T1越长。
质子周围的环境：脂肪、水等。
弛豫差别是成像基础
由于不同组织中环境的不同，其中
氢质子的弛豫也产生差别，是磁共
振成像பைடு நூலகம்基础。
脂肪
肝
水
不同组织纵向弛豫的差别
三. 磁共振信号的产生
豫时间，又称 T1。
Z
63%
T1
0
纵向弛豫时间
横向弛豫与T2
射频脉冲停止作用后，横向磁场强
度由最大恢复到原来0位置的过程，
称为横向弛豫，又称自旋-自旋弛豫。
横向弛豫
XY 磁 场 强 度
0
时间 横向弛豫
横向弛豫时间
横向弛豫中，磁场强度恢复到原强
度的37%时所需要的时间称为横向弛
豫时间，又称 T2
单数质子原子核的特点



原子核——质子、中子 单数质子的原子核 具有自旋特性 ——即具有磁性， 如1H 、31P 、 23Na。 只有具有磁性的原子核 才能产生磁共振现象
1H作为人体磁共振成像的基础
具有磁性 人体内组织浓度高、 灵敏性强， 目前磁共振成像主要用

磁共振成像基础 BASIC OF MRI
山东省医学影像学研究所 柳 澄
磁共振成像 MRI
M:magnetic R:resonance I:imaging 磁 共振 成像
一.核磁共振现象
单数电子原子核的特点 H作为人体成像的基础
质子的运动方式与进动频率
静磁场和射频磁场
核磁共振现象
1H
质子的运动方式与进动频率
运动方式：自旋
进动 进动频率取决于: 元素种类和 外加磁场强度

进动
自旋
质子的进动频率
1H
元素
磁场强度
(tesla，T)
进动频率
(MHz)
0.3 1.0 1.5 31P 1.0 23Na 1.0 注：1 tesla=10,000高斯
置入静磁场的氢质子
射频场与共振频率
射频场（电磁波）的频率必须与人体磁 场的进动频率一致，（称之为共振频 率），才能影响人体的磁矩使磁矩发生 偏转。 停止射频场的发射，发生偏转的磁矩恢 复原位置。

磁共振现象
磁共振现象
核自旋系统 在静磁场和射频场的作用下 吸收和释放能量的过程。
二. 弛豫(relaxation)

三 维 编 码
磁共振机器构造
磁体（永磁、常导、混合、超导） 产生静磁场 梯度线圈 产生梯度磁场 射频线圈 发生射频脉冲 接收线圈（体线圈、表面线圈） 接收MR信号 操作台 完成各种操作 计算机 计算数据、成像、存储

磁体（包括梯度线圈、体线圈和射频线圈）
头 线 圈 表 面 线 圈
[ ]
膝 线 圈
磁共振图像
T1 加权图像：以纵向弛豫差别为主的图 像，即此种图像的亮度差别取决于不同 组织的纵向弛豫差别。 T2 加权图像：以横向弛豫差别为主的图 像，即此种图像的亮度差别取决于不同 组织的横向弛豫差别。

T1 加权图像
T2 加权图像
磁共振图像

流空效应：由于血液在不停地流动，采 集信号时受到激励的血液已经离开原来 层面，新流入的血液未受激励，不会产 生信号，因而流动的血液无论在T1 WI还 是T2 WI上均为无信号区，称之为流空效 应，由于T2WI的回波时间长，流空效应 明显。
以Y轴方向作为相位编码，梯度场使
Y轴方向产生相位差别，形成相位编 码。
相 位 编 码
频率编码
以X轴方向为频率编码，磁场强度的
变化使X轴方向产生频率的差别，形
成频率编码。
频 率 编 码
磁共振成像
Z轴梯度场选层 Y轴梯度场进行相位编码，决定‘行’ X轴梯度场进行频率编码，决定‘列’ 以上三个梯度场对象素进行定位 测出相应象素的信号强度 完成数字矩阵，进而数模转换为灰阶图 像
12.774 42.58 63.87 17.24 11.27
正常人体内的磁场
由于氢质子的排列无序，
虽然具有若干氢质子， 人体并无磁场存在
0
无磁矩形成
杂乱无章的氢质子
置入静磁场内的人体磁场
将人体置入一个强大的静磁场内
人体内氢质子随之整齐排列
形成磁矩（有方向有强度的磁场）
磁矩形成
在弛豫过程中，磁场强度和方向连
续变化，根据电磁感应定律，接收 线圈（可以与射频线圈为同一个线 圈）两端产生电压降， 记录下磁共振信号的强度。 信号强度的差别代表 弛豫时间的差别。
四、磁共振成像过程
梯度场
选层激励
相位编码
频率编码
梯度磁场
从线圈一端到另一端的磁场强度呈