MR基本原理及图像观察
MR成像原理
--- 质子的运动方式与一个旋转着的陀螺受到撞
击时的运动相似。 这种运动为进动。
--- 进动频率依赖外磁场的场强（它们之间的关
系用Larmor 方程表示）场强越强，进动频
率越高。方向相反的质子，它们的磁力互相
抵消。
a
23
小结
--- 因为有较多的质子是沿着与外磁场平 行的方向排列，因此凈磁矩纵向于外磁 场。
的作用下，纵向磁化甚至可完全消失﹝c﹞
a
15
---当我们把病人放人MR 机时，质子平
行或反平行于MR 机的磁场，结果使病
人的磁场纵向于外磁场（图a）。
---施加与质子进动频率相同的RF 脉冲，
则引起两种效应：
(1)一些质子吸收能量后使纵向磁化减少
(2)质子同步化，开始以同相进动，其矢
量也在横向于外磁场的方向上迭加起来，
产生横向磁化。
---总之，RF 脉冲引起纵向磁化减少，
产生一个新的横向磁a 化
16
弛 豫 现 象（relaxation）
RF 脉冲一旦中止，由脉冲引起的系 统改变，很快就回到原来静止时的 状态， 即发生弛豫。新建立起来的 横向磁化开始消失此过程称为横向 弛豫, 纵向磁化恢复到原来的大小 这一过程称为纵向弛豫
a
19
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。
a
20
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
a
12
当 施 加
RF 脉 冲 后， 质 子 会 发 生 什 么 变 化 呢？
MR原理
当射频停止，质子几乎在同一相位
相位编码
施加的相位梯度改变了磁场强度，进而改变了进动的频 率，质子以不同频率进动。
相位编码后
如果梯度关断，质子又会以相同频率进动。
90° pulse
相位记忆
梯度开启 梯度关断
a,b, c,d
“相位记忆 ”
d c b a d c a a bcd
time
b a
a,b, c,d
永磁型磁体
由永磁材料组成。 优点：造价及维护费用低，不耗电，也无需制冷 剂消耗；杂散磁场少，对周围环境的影响小；磁 体多为开放式，有利于消除幽闭恐惧症，便于介 入的开展。 缺点：场强低，一般小于0.5T；重量大；磁场稳 定性差，受室温影响大；磁场无法关闭
超导磁体
利用超导材料（铌钛合金）在低温环境（8K）下的零 电阻特性，在很小的截面上可以通过大电流，产生强 磁场。 利用液氦提供低温环境。绝对温度0K=-273℃,液氦温 度4.2K。 优点：场强高，磁场稳定而且均匀；紧急情况下可以 关闭； 缺点：需要消耗制冷剂；制造工艺复杂，造价高。
C
D
E time
回顾
射频脉冲使磁化矢量翻转
当射频线圈停止发射射频时，它相当于一个接收线 圈。
磁共振信号实际上是磁化矢量所感生的电流 当射频脉冲关断后，感应的电流变弱，信号开始衰 减 (FID)
五、梯度系统
静磁场 脉冲序列
主磁体线圈 匀场线圈 梯度线圈 RF 线圈
磁体内孔
Bo
RF线圈－体线圈 梯度线圈 匀场线圈 主磁体线圈
失相 Loss of “in phase” 射频脉冲停止后
原子核进动（从上面）
MR成像原理PPT课件
它不能被直接测得。
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8
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。
9
当质子频率与射频脉冲频率相同时
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20
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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21
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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MR常用序列成像基本原理
3 重建算法
使用先进的重建算法抑制 或减少运动伪影的影响。
梯度磁场在空间中创建线性磁场梯度，用于定 位信号的来源位置。
磁共振信号识别原理
通过检测原子核释放的信号，得到组织的磁共 振信号。
原子核磁矩和自旋共振
原子核磁矩的作用
原子核磁矩对外磁场具有自旋力矩，使其与外磁场 相互作用。
自旋共振与磁共振
自旋共振是原子核磁矩在外磁场作用下产生共振现 象，而磁共振是检测这种共振现象并形成图像。
脉冲序列的构成
1
激发脉冲
发射短脉冲使原子核翻转。
梯度脉冲
2
在特定时间和特定梯度条件下，产生空
间编码。
3
回波信号
接收原子核释放信号。
快速成像技术
探测阵列
使用多通道同步采集技术， 提高图像的时间分辨率和空 间分辨率。
平行成像技术
以加速成像为目标，减少扫 描时间，提高成像效率。
并行成像技术
在多通道中同时激励和接收 信号，实现多条同时成像。
T1加权成像和T2加权成像
1 T1加权成像原理
T1加权成像利用不同组织 T1弛豫时间的差异产生对 比，从而揭示组织的解剖 信息。
2 T2加权成像原理
T2加权成像利用不同组织 T2弛豫时间的差异产生对 比，突出病变区域和水分 布。
3 T1加权与T2加权的区
别
T1加权成像在脑脊液中呈 现暗信号，而T2加权成像 中呈现亮信号。
平扫与增强扫描的原理
平扫成像
通过选择不同的脉冲序列参数，获取ຫໍສະໝຸດ 织的基本信 号信息。增强扫描
通过注射对比剂，改变组织信号强度，增强病变显 示。
MR成像图像的格式
1 矢状面（Sagittal） 2 冠状面（Coronal） 3 轴状面（Axial）
MR波谱分析
第八节MR波谱分析MR波谱（MRspectroscopy，MRS）是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法。
MRI提供的是正常和病理组织的形态信息，而MRS则可提供组织的代谢信息。
大家都知道，在很多疾病的发生和发展过程中，代谢改变往往早于形态学改变，因此MRS所能提供的代谢信息无疑有助于疾病的早期诊断。
但是目前在临床应用方面还处于研究和摸索阶段。
一、MRS的原理MRS的原理比较复杂，这里仅作简单介绍。
（一）化学位移现象在MRI原理中我们知道，磁性原子核在外磁场中的进动频率取决于两个方面：（1）磁性原子核的磁旋比；（2）磁性原子核所感受的外磁场强度。
对于一个确定的磁性原子核，其磁旋比是不变的。
而磁性原子核所感受的外磁场强度除了受外加静磁场影响外，还受原子核周围的电子云和周围其他原子电子云的影响，这些电子云将会对磁场起屏蔽作用，使磁性原子核所感受的磁场强度略低于外加静磁场的强度，因而其进动频率也略有降低。
同一种磁性原子核如果处于不同的分子中，由于分子化学结构的不同，电子云对磁性原子核的磁屏蔽作用的大小也存在差别，因而将表现出其进动频率的差别。
这种由于所处的分子结构不同造成同一磁性原子核进动频率差异的现象被称为化学位移现象。
（二）MRS的简要原理下面以1H为例简述MRS的原理。
通过对某组织的目标区域施加经过特殊设计的射频脉冲，这种射频脉冲往往带宽较宽，其频率范围必须含盖所要检测代谢产物中质子的进动频率。
然后采集该区域发出的MR信号（可以是FID信号或回波信号），该MR 信号来源于多种代谢产物中质子，由于化学位移效应，不同的代谢产物中质子进动频率有轻微差别，通过傅里叶转换可得到不同物质谱的信息，通常采用谱线来表示。
谱线包括一系列相对比较窄的波峰。
其横坐标表示不同物质中质子的进动频率，通常用PPM表示（以标准物的质子进动频率为基准，其他代谢物中质子进动频率与标准物中质子进动频率的差别，以百万分几（PPM）来表示）。
MR成像基本原理
通常情况下，耗能少的、处于低能态的质子占多数。
在主磁场内的H质子除了自旋外，还在不停地，绕着 主磁场轴进行旋转摆动，我们把质子的这种旋转摆 动称为进动（precession） 。进动是磁性原子核自 旋产生的小磁场与主磁场相互作用的结果。
处于平行或反平行两个方向的质子所产生的磁力可相 互抵消。但通常情况下，处于低能态、耗能少的质子 占多数。
T1WI
PDWI
T2WI
以常见的成像序列自旋回波（SE）序列为例， 各种加权成像是由调整重复时间（TR）和回波 时间（TE）来实现的。
加权成像 TR（ms） TE（ms）
T1WI
T2WI PdWI
短= <500
长= >2000 长= >2000
短= <30
长= >60 短= <30
自 旋 回 波 序 列
核磁共振成像技术发展简史
• 核磁共振现象发现
Purcell等, Bloch等（ 1945）; Physical Review:
• 核磁共振现象引入医学界
Damadian（1971 ）; Science, 171: 1151 -1153
• 核磁共振成像
Lauterbur（1973） ; Nature, 242: 190 -191
选用具有一定频率带宽的射频脉冲通过层面选择我们可以将该层面所有质子的与其它平面质子区别开来接下来的任务是将该平面各个质子的不同位置加以区别经过层面选择后该层面所有质子进动频率一致使用频率编码梯度磁场使质子在y轴上进动频率各不相同产生不同信号垂直于频率方向施加相位编码梯度磁场在x轴产生以不同进动频率进动使其失相位可测得信号通过计算机以傅立叶转换一种数学方法可以得到每一层面中不同频率及相位的质子密度信号强度
磁共振成像的原理详解演示文稿
接受线圈能够检测到的是旋转的宏观横向磁化矢量，因为 旋转的宏观横向磁化矢量可以切割接收线圈产生电信号。
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MR 只能采集旋转的横向磁化矢量
N
S
MR不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到旋转的横向磁化矢量
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进入主磁场后人体被 磁化了，产生纵向宏 观磁化矢量
不同的组织由于氢质 子含量的不同，宏观 磁化矢量也不同
磁共振不能检测出纵 向磁化矢量
小结
进入主磁场后，质子自旋产生的核磁
与主磁场相互作用发生进动
进动使每个质子的核磁存在方向稳定的纵向 磁化分矢量和旋转的横向磁化分矢量
由于相位不同，只有宏观纵向磁化矢量产生， 并无宏观横向磁化矢量产生
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某一组织（或体素）产生的宏观矢量的大小与其含有 的质子数有关，质子含量越高则产生宏观纵向磁化矢 量越大。
产生核磁
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用于人体MRI的为1H（氢质子），原因有：
1、1H的磁化率很高； 2、1H占人体原子的绝大多数。
通常所指的MRI为氢质子的MR图像。
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人体元素
1H
14N
31P
13C 23Na
39K 17O 2H
19F
氢 质 子 多
氢 质 子 少
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(医学课件)mr水成像
04
MR水成像技术的优势与不足
技术优势
无创性
任意方位成像
MR水成像技术是一种非侵入性的检查方法 ，与传统的有创检查相比，对患者的伤害 更小，更加安全可靠。
MR水成像技术可以获取任意方位的图像， 能够清晰地显示病变的位置、大小和形态 ，提高诊断的准确性。
软组织分辨率高
无辐射
MR水成像技术可以提供高分辨率的软组织 图像，能够清晰地显示器官和组织的细节 ，对疾病的诊断和治疗具有重要意义。
扫描参数
01
02
03
04
磁场强度
高场强MRI（1.5T及以上）可 提供更好的图像质量和更丰富
的诊断信息。
扫描层厚
层厚越薄，图像越清晰，但需 要更长的扫描时间和更多的信
号处理时间。
扫描视野
视野大小可根据检查部位和诊 断需求进行调整。
信号强度
信号强度越高，图像越明亮， 但过高的信号强度可能导致图
像失真。
MR水成像技术无需使用放射性物质，对患 者和医务人员均无辐射损伤，更加安全可 靠。
技术不足
检查费用高
01
MR水成像技术的设备成本和维护费用较高，导致检查费用相对
较高，可能会增加患者的经济负担。
检查时间长
02
MR水成像技术的检查时间相对较长，需要患者配合保持不动，
对于一些不耐受的患者可能存在一定的困难。
图像特点
高清晰度
MR水成像技术可以提供非常清 晰、高分辨率的图像，能够清晰
地显示解剖结构和病理变化。
对比度高
通过MR水成像技术，可以获得 对比度较高的图像，不同组织之 间的差异更加明显，有利于疾病
的诊断。
无创性
MR水成像是一种非侵入性的检 查方法，对患者的身体没有创伤
(医学课件)MR水成像
包括扩散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）等，用于评估水分子在组织中的扩散和流动性。
功能扫描技术
扫描技术
2D图像重建
利用多个层面上的信号数据，通过计算机重建出组织的二维图像。
3D图像重建
利用多个层面上的信号数据，通过计算机重建出组织的三维立体图像。
图像重建技术
临床应用范围
Байду номын сангаас
心血管系统
MR水成像在脊髓疾病诊断中的应用
04
脊髓肿瘤的MR水成像表现
脊髓肿瘤在MR水成像上表现为脊髓局部增粗，信号异常，且增强扫描明显强化。
脊髓肿瘤的MR水成像评估对于手术的意义
MR水成像有助于判断肿瘤与周围组织的关系，指导手术切除范围，有助于提高手术效果和患者预后。
脊髓肿瘤的MR水成像评估
脊髓炎的MR水成像评估
评估骨骼肿瘤与骨折的MR水成像技术
常规SE序列、脂肪抑制技术、化学位移成像技术等。
骨骼肿瘤与骨折的MR水成像评估
脊柱畸形的MR水成像表现
脊柱弯曲、椎体旋转和脊髓变形等。
评估脊柱畸形的MR水成像技术
常规SE序列、薄层扫描技术、化学位移成像技术等。
脊柱畸形的MR水成像评估
MR水成像技术新发展与未来趋势
脊髓空洞症的MR水成像评估对于治疗的意义
MR水成像有助于判断脊髓空洞症的范围和程度，指导治疗方案的选择，有助于患者预后。
脊髓空洞症的MR水成像评估
脊髓发育异常的MR水成像表现
脊髓发育异常在MR水成像上表现为脊髓形态、位置、信号异常，如脊髓纵裂、终丝增粗等。
要点一
要点二
脊髓发育异常的MR水成像评估对于手术的意义
MR水成像在神经系统疾病诊断中的应用
MR磁敏感加权成像(共62张PPT)
转移癌
• 平扫及增强可见数个 点状强化的转移性病灶
• SWI 可见在皮层和灰
质核团区域有无数的异 常低信号影像
• 结合临床病史，考虑均 为转移病灶
SWI临床应用
微小出血灶的显示 脑外伤 脑血管畸形及隐匿性血管疾病的显示 脑肿瘤内部结构的评估 铁沉积与相关疾病评价 钙化
氧化应激反应和自由基损害学说是许多神经退行性病
50%脑外伤病人影像学表现为正常，外伤性脑损伤很常 见，弥漫性轴索损伤（DAI）是其主要形式。DAI是导致脑外
伤患者植物生存状态和死亡的重要原因。成人及儿童的DAI研究 结果均显示，合并有出血灶的DAI预后较单纯白质受损的DAI预后
差。与DAI相关的出血灶常位于脑组织较深的部位，CT及常规 MRI序列难以显示。大部分的血液产物如脱氧血红蛋白、细胞内高
小静脉及微静脉
静脉血管畸形
隐匿性血管疾病是一类很难发现的血管病变，有时甚在注入对比剂后都不能显示。 此处，在未使用对比剂的SWI上，我们能很清楚的观察到一个小的血管瘤呈蜘蛛样 改变。
静脉畸形
SWI清晰显示树根样静脉畸形以及粗大引流静脉
动静脉畸形
T1FLAIR
T2FSE
T1+C
动静脉畸形
MRA
MR磁敏感加权成像
(susceptibility weighted imaging,SWI)
磁敏感加权成像(SWl)是利用不同组织间磁 敏感性差异而产生对比增强机制的新成像技术。 它是一种3D梯度回波序列，可以获得相位图像 和幅度图像，具有三维、高分辨力、高信噪比 (SNR)的特点。
基本原理
只要造成局部磁场不均匀，就会产生磁敏感效应，
SWI显示脑肿瘤
改善脑肿瘤对比，更好的显示肿瘤边界 对肿瘤的发现更加灵敏 从微血管增生和微小出血两个方面显示肿
mr成像的基本原理与应用
MR成像的基本原理与应用1. 前言磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种非侵入性的医学成像技术，广泛应用于临床医学、疾病诊断和科学研究等领域。
本文将介绍MR成像的基本原理，并探讨其在医学和科学研究中的各种应用。
2. MR成像的基本原理MR成像通过测量人体组织中的原子核在强磁场和射频场的作用下产生的信号，并根据这些信号来重建图像。
以下是MR成像的基本原理：•磁共振现象：核磁共振是指在强磁场中，原子核会吸收辐射并重新发射能量的现象。
人体中丰富的水分子含有氢原子核，因此MR成像主要通过对水分子中的氢原子核进行探测。
•强磁场作用：MR成像使用强磁场（通常是1.5特斯拉或3特斯拉）来定向水分子中氢原子核的旋转轴，使其与磁场方向保持一致。
强磁场会使氢原子核的旋转速度发生改变，为后续成像提供基础。
•射频场作用：通过向人体中加入辅助磁场，即射频场，磁共振激发水分子中的氢原子核。
射频场的频率通常在无线电波范围内，与氢原子核的共振频率相匹配。
•信号检测与处理：当激发的氢原子核恢复到基态时，会产生一种电压信号。
这些信号通过接收线圈收集，并由计算机进行处理和分析。
计算机可以根据信号的强度和时间信息重建出图像。
3. MR成像的应用MR成像具有很高的空间分辨率和对软组织的良好分辨能力，因此在医学和科学研究中有广泛的应用。
以下是MR成像的常见应用：3.1 医学诊断•脑部成像：MR成像在脑部疾病的诊断和治疗规划中起着重要的作用。
如脑卒中、脑肿瘤、多发性硬化等。
•胸腹部成像：MR成像可以用于检测和定位肿瘤、炎症、器官病变等。
如肝脏、肾脏、胰腺等疾病的诊断。
•骨骼成像：MR成像可用于检测骨骼系统中的骨折、骨肿瘤、关节炎等疾病。
•心血管成像：MR心血管成像可以提供心脏和血管的详细结构和功能信息，对心血管疾病的诊断和治疗有重要意义。
3.2 科学研究•神经科学研究：MR成像在研究大脑结构和功能方面具有独特的优势。
一--磁共振成像原理及结构
（三〕电磁感应现象
•电流通过金属导线可以产生磁场 •金属导线切割磁力线产生电流 •变化磁场强度在金属导线（线圈〕内可 以产生感应电压和感应电流
（四〕射频脉冲
电场和磁场随时间而变化称为电磁辐射。 射频（RF〕脉冲是一种无线电波，也是电磁波 的一种，它的主要作用是扰乱沿外加磁场方向 进动的质子的进动。只有RF脉冲与自旋质子的 进动频率相同时，才能向质子传递能量。
四、磁共振图像
磁共振脑功能成像
四、磁共振图像
冠状位心脏MR图像
四、磁共振图像
心脏MR图像
四、磁共振图像
下肢血管造影MRA 三维重建图像
四、磁共振图像
椎、基底动脉MRA三维重建图像
有的线圈可在不同的时期分别完成发射和接收任务，如体线圈；而有的只能用 于接收信号，如大部分表面线圈。
发
RF
功 率
射
放
器
大 器
发 射 线 圈
人 MR 接
体
收
组
线
织
圈
接 收 器
射频（RF）线圈
Ø 射频线圈的敏感容积越小，则信噪比越高； Ø 线圈与人体检查部位的距离越近，则信号越强，信 噪比越高。
这两者直接决定着图像的质量，所以需根据人体 各个部位的不同形状、大小，制成不同尺寸和类型的 线圈，以取得最佳图像质量。
此过程中，横向磁化矢量逐步抵消而变小直至为零。 实际中把横向磁化矢量衰减至其最大值的37%的时间 定义为横向弛豫时间，简称T2 。
T2与人体组织的固有小磁场有关,如大分子比小分 子快,结合水比游离水快。
（六〕核磁共振弛豫
（六〕核磁共振弛豫
（六〕核磁共振弛豫
小结： 这 种 组 织 间 弛 豫 时 间 上 的 差 别 ， 是 MRI 的 成
摄影mr的名词解释
摄影mr的名词解释摄影MR（Mixed Reality）是一种结合了现实世界和虚拟世界元素的摄影技术。
它利用计算机视觉和增强现实技术，让摄影师能够在拍摄过程中将虚拟的图像和物体融入到真实的场景中，创造出独特且令人惊叹的视觉效果。
摄影MR技术的原理基于头戴式显示器（Head-Mounted Display，HMD）和追踪设备的结合。
摄影师通过佩戴HMD来观察实时的虚拟场景，并通过看似透明的显示器与现实场景进行互动。
同时，追踪设备能够精确地捕捉摄影师的头部和身体的运动，实现对虚拟图像和物体的准确定位和移动。
摄影MR技术的引入为摄影师带来了更加广阔的创作空间和表现手法。
通过虚拟现实技术，摄影师可以在拍摄现场直接预览虚拟图像的效果，调整和完善构图、光影和色彩。
此外，摄影MR还使拍摄过程更加灵活自由，摄影师可以通过操作追踪设备在现实场景中实时添加、移动或删除虚拟物体，实现独特的创意和想象。
在商业摄影领域，摄影MR技术被广泛应用于产品拍摄，广告制作和虚拟场景搭建等方面。
通过虚拟现实和增强现实技术，摄影师可以在实际拍摄前就预先在真实场景中体验和设计产品展示、广告宣传等效果，提高拍摄效率和质量。
同时，摄影MR还能够为摄影师创造更多的商业机会，例如为客户提供定制的虚拟现实产品展示和沉浸式广告体验。
在艺术摄影领域，摄影MR技术也被用于创作出独特的梦幻或奇幻效果。
摄影师可以将虚拟图像和物体与现实场景相结合，创造出令人叹为观止的视觉冲击力。
通过摄影MR技术，摄影师能够在摄像机镜头和虚拟现实的联动下，捕捉到一幅幅鲜活生动的画面。
除了商业和艺术领域，摄影MR技术在教育、旅游和娱乐等领域也有广泛的应用。
利用摄影MR技术，教育机构能够为学生创造出更加互动和沉浸式的学习环境；旅游机构可以通过摄影MR技术来呈现虚拟旅游景点，让人们在家中就能够体验全球各地的风土人情；娱乐产业则可以通过摄影MR技术为观众打造出更加真实和刺激的娱乐体验，在电影院或游戏中感受身临其境的视觉感受。
医学概论课件mr
1946年，美国哈佛大学的Purcell和斯坦福 大学的Bloch发现了物质的核磁共振现象
1973年，纽约州立大学Lauterburg利用磁 场和射频相结合获得第一幅磁共振图像
1978年取得人体头部磁共振图像，1980年 取得了第一幅胸、腹部图像。1982年底 在临床开展应用。
Magnetic Resonance Imaging MRI 只 限 于 1H 成 像
MRI检查 成像原理
➢图 像 分 辨 率 影 响 因 素：
1、主磁场强度（B0） B0越大，纵向磁化越大，翻转到 XY平面的横向磁化越大，信号强 度越大，SNR越大。
MRI检查 成像原理
➢图 像 分 辨 率 影 响 因 素： •2、接收线圈的功能
线圈距被检部位越近，MR信号强度越大。 线圈敏感区包含的组织越多，噪声越大。 要提高信噪比，必须选择合适的线圈： 尽量贴近被检部位； 线圈敏感区包含的组织尽可能的少。
磁共振成像基本原理
基本原理： 将人体置于外加磁场（B0）中； 用射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢
原子核共振； 在停止射频脉冲后，氢原子核发出电信号
，并被体外的接受器收录； 经电子计算机处理获得图像。
MRI检查 成像原理
➢黑白灰阶成像： 高信号------白色 等信号------灰色 低信号----------黑色
MRI检查 正常MRI表现
体液（游离水）：T1WI低、T2WI高
T1WI
T2WI
MRI检查 正常MRI表现
实质性脏器：T1WI中等信号,明显低于脂肪； T2WI因不同脏器有所变化，但低于体液信 号。
T1WI
T2WI
MRI检查 正常MRI表现
流动血液：T1WI、T2WI流空信号（无信号） 骨皮质、肺/空气：T1WI、T2WI低信号
MR常用序列成像基本原理
MR常用序列成像基本原理MR（Magnetic Resonance，磁共振）成像是一种非侵入性的医学成像技术，通过利用磁共振现象对人体进行断层成像。
下面将介绍MR常用序列成像的基本原理，主要包括磁共振现象、脉冲序列和图像重建方法。
1.磁共振现象：MR成像利用了原子核的磁共振现象。
在磁场中，原子核具有自旋，一部分原子核的自旋朝向与磁场方向一致，另一部分原子核的自旋朝向与磁场方向相反。
当外加一个RF脉冲磁场时，自旋的朝向会发生偏离，并且当RF脉冲作用结束后，自旋会重新回到平衡状态。
在这个过程中，原子核会产生瞬态电流，这个电流会在接收线圈中被检测出来，从而生成信号。
2.脉冲序列：为了获取高质量的MR图像，需要设计一系列脉冲序列，这些序列分别用于激发、改变自旋状况和接收信号。
常用的脉冲序列包括激发序列、脉冲重复时间（TR）和回波时间（TE）。
激发序列：激发序列用于改变自旋的朝向，一般使用90°或180°的RF脉冲。
当自旋被激发后，它们会开始预处理并自发地发出信号。
TR时间：TR时间是指两次激发脉冲之间的时间间隔。
较长的TR时间可以增加信号强度，但同时会使成像时间延长。
TE时间：TE时间是指激发脉冲到回波信号的时间间隔。
不同的组织具有不同的T1和T2弛豫时间，通过调整TE时间可以使不同组织在图像中有不同的对比度。
3.图像重建方法：在脉冲序列激发后，接收到的信号会经过放大、滤波和数字化处理，然后进行图像重建。
K空间：在图像重建之前，信号会先经过傅里叶变换，转换到K空间。
K空间是频域中的一个空间，其中信号是由一系列频率组成。
傅里叶变换将信号由时间域转换到频域，从而可以将信号表示为K空间中的一系列频率成分。
图像重建：图像重建是将K空间转换为空间域的过程。
常见的图像重建方法有基于筛选技术的回波图像和基于逆傅里叶变换的图像重建。
基于筛选技术的回波图像是通过选择特定频率分量的信号并进行加权平均来构建图像。
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
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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磁共振加权成像
所谓的加权就是 的意思
“重点突出”
T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵 向弛豫）差别 T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横 向弛豫）差别 质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含 量差别
T1、T2与图像灰度间关系
长T1——低信号，黑影
MRA
MR水成像
MR血管成像（MRA）
不用造影剂的MRA（常规MRA）：
适用于头颈部。
对比增强MRA：适用于其他部位。
MRA
股动脉狭窄及闭锁
MR水成像
MRCP MRU MRM MR迷路成像 MR鼻泪管成像 MR胃肠道成像
MRCP
MRU
图像伪影
图像处理伪影
短T1——高信号，白影
长T2——高信号，白影
短T2 ——低信号，黑影
代表性组织
液体/水——长T1（低信号）长
T2（高信号）
脂肪——短T1（高信号）中等
T2（中等信号）
水/液体
T1WI
T2WI
脂肪
T1WI
SE T2WI
FSE T2WI
T1WI
T2WI
脉冲序列
SE（Spin echo,自旋回波） FSE/TSE（快速自旋回波） IR（Inversion recovery，反转回复） —STIR、FLAIR GRE/GE(gradient echo，梯度回波) EPI(echo planar imaging，平面回波 成像)—DWI
MRI组成及作用
• 主磁体 • 梯度线圈 • 脉冲线圈 • 计算机系统 • 其他辅助设备
磁体
超低场：＜0.2T 低场：0.2~0.4T 中场：0.5~1.4T 高场：1.5~3.0T 超高场：＞3.0T
1H自旋
纵向磁化
纵向磁化
共振 ：能量从一个震动着的物体传递到另一
个物体，而后者以前者相同的频率震动。
MR基本原理及图像观察
安医大一附院放射科 钱银锋
概 述
最初称为NMR。 1946年哈佛大学的Purcell和斯坦福 大学的Bloch各自独立地发现了核磁 共振现象，并于1952年获得诺贝尔 物理学奖。 1978年获得了第一幅人体NMR图像。 1980年商品MRI机开始用于临床。
MRI优点
MRI安全注意事项
体内有心脏起搏器者为绝对禁忌 体内有铁磁性物质者不易行MRI检查 高热患者不能行MRI检查 怀孕3个月以内者不宜接受MRI检查或从 事MRI工作
所有人员包括病人、家属及医务人员， 进入MR扫描室前，应去除所有金属物
软组织分辨率较CT高 大多数病变不用对比剂就能较好显示 不用对比剂就可较好显示血管 没有骨和金属硬化伪影
多参数成像，能为病变检出和鉴别诊断提 供更多信息 无放射线损伤 任意方位成像
缺 点
钙化和骨皮质改变的显示不及CT 空间分辨率低于CT 不适用于危重病人 价格比较昂贵 成像时间较长
MRI对比剂
最常用的是钆贲酸葡甲胺（Gd-DTPA）。 作用机理：缩短组织的T1值；表现为有 增强的组织“变白”。 增强代表的意义：脑组织：血脑屏障的 破坏。其他组织：血供丰富。
和CT增强扫描比较的优点
对比好，病变检出率高（颅脑、肝脏）
更为安全 使用剂量更小可用于碘过敏者 肾毒性明显低于碘对比剂
（灰）
T2WI：低信号（黑）
T2WI
如何区分T1WI、T2WI
3、看其他结构
脑组织：
T1WI:白质比灰 质信号高 T2WI:白质比灰 质信号低
腹部：
T1WI:肝脏比脾 脏信号高 T2WI:肝脏比脾 脏信号低
T1WI
T2WI
T1WI
T2WI
流空效应
MRI常用的两种特殊技术
进动（Procession）
ω=γB0
γ=42.6MHZ/T
射频脉冲作用1
射频脉冲作用2
射频激励
激励
射频脉冲关闭后发生了什么？
纵向弛豫（T1弛豫）——纵向磁化 矢量恢复到原来大小的过程。 横向弛豫（T2弛豫）——新建立的
横向磁化矢量逐渐消失的过程。
T1弛豫过程
T1弛豫过程
T2弛豫过程
T2WI
FLAIR
STIR
梯度回波
同相位
反相位
DWI
如何区分T1WI、T2WI
1、看液体/水
T1WI： 水（如脑脊液、胃液、 肠液、尿液）呈低信号 （黑） T2WI：
T1WI
水呈很高信号（很白）
一清二白
T2WI
如何区分T1WI、T2WI
2、看肌肉
T1WI：中等偏低信号
T1WI
病人相关伪影 射频相关伪影 外磁场伪影
磁化率伪影
梯度相关伪影 数据错误 流动相关伪影
运动伪影
外磁场伪影
金属伪影
金属伪影
卷折伪影
截断伪影
磁敏感伪影
MR图像观察
判断图像扫描序列
判断是病变还是伪影
判断是病变还是正常解剖结构
结合临床资料 结合其它影像学检查资料