医学影像诊断学总论003

（一）核磁共振原理
在MRI坐标系中，顺主磁场方向为Z轴或 纵轴垂直于Z轴为XY平面。平衡态宏观 磁化矢量M0绕Z轴以Lamor频率自旋。
（一）核磁共振原理
当我们外加一个射频脉冲(RF)，而脉冲的频 率又恰好等于Larmor频率，那么处于静磁场中 的氢原子就会产生共振。
它吸收能量从低能级跃迁到高能级，当停止 射频脉冲时，氢质子又会从高能状态降到低能 状态，将其吸收的能量以Larmor频率的电磁波 形式释放出来，这时就可将这种电磁波接收下 来，利用计算机制作形成图像。
（一）核磁共振原理
图1-7 RF射脉脉冲 额外施加一个以Lamor频率的射频脉冲，使之共振，此时 M0就会偏离Z轴向XY平面进动，从而形成横向。
（二）T1弛豫时间(T—one relaxation time)
T1弛豫时间又称纵向弛豫时间，由零恢复 到原来数值的63%所需的时间。
当停止射频脉冲后，激发到高能态的质 )
子就要释放能量而回到低能态，相位也恢复 到激发前状态，这个过程称弛豫，复原时间 称弛豫时间。
（二）T1弛豫时间(T—one relaxation time)
图1-8 纵向弛豫 中断RF脉冲，质子逐一 从高能状态，指向下， 返回到低能状态，重新 指向上，纵向磁化逐渐 增大，直至恢复到原来 的状态。
（三）T2弛豫时间(T—Two relaxation time)
活鼠NMR图像 人胸部NMR图像 初期的NMR全身图像 MRI装备商品化 国产永磁型0.15T装备商品化
作者或公司
Block，Purcell Damadian Lauterbur Lauterbur等 Damadian Mallard
安科公司
磁共振成像
磁共振成像
一、MRI成像基本原理
• 原理
MRI（magnetic resonance imaging） 是利用原子核在强磁场内发生共振所产生的信 号经图像重建的一种成像技术。
（四）质子密度(protonDensity)
是指给定的组织区域中发生共振的质 子数目；游离质子的浓度主要与水含量和 脂肪含量有关反映质子密度的图像称为质 子图像；空气和皮质骨因为含游离质子少 信号强度低，MR显示为黑色。
（五）流空效应(Flow void effect)
它是指给定的组织区域中发生共振的质 子数目；游离质子的浓度主要与水含量和 脂肪含量有关反映质子密度的图像称为质 子图像；空气和皮质骨因为含游离质子少， 信号强度低，MR显示为黑色。
表3 病理组织信号强度
组织
水肿
含水囊肿
瘤节 亚急性血
肿
T1WI
低 低 低 高
T2WI
高 高 高 高
组织
钙化
脂肪
胆固醇 三酸甘油
酯
T1WI
低 高 中、高 高
T2WI
低 中高 高 低
三、MRI图像的特点
四、MRI诊断的临床应用及优势
在神经系统应用较为成熟。三维成像使 病变定位诊断更为准确，血流成像则可观 察病变与血管的关系。对脑干、幕下区、 枕大孔区、脊髓与椎间盘的显示明显优于 CT。
又称横向弛豫时间。由最大减小到最大 值的37%所需时间。
T1弛豫时间与T2弛豫时间为各特定组织 的固有特征，各特定组织有其固定的Tl与 T2值
（三）T2弛豫时间(T—Two relaxation time)
图1-9 横向弛豫
中断RF脉冲，质子不再被强制于同步状态（同相位），由于质子有各自的 不同频率，指向同一方向的质子散开（失去同相位），导致横向磁化减小。
脂肪
骨皮质 骨髓质
脑膜
T1WI
白
灰
黑
白
黑
白
黑
T2WI
白
灰
白 白灰 黑
灰
黑
三、MRI图像的特点
信号 Fra Baidu bibliotek织
流动血液 大血管壁
心肌 心包 心包脂肪
表2 心、大血管信号强度特征
T1WI 黑 黑灰 灰 灰 白
质子密度 黑 灰 灰 灰 白
T2WI 黑 灰 灰白 灰白 白灰
三、MRI图像的特点
三、MRI图像的特点
• 进动
人体中氢核处于静磁场中时，氢核沿外加 磁场方向排列，产生净磁化，即自转的氢原子 虽然在不停地自旋，但自旋轴则沿着外加静磁 场方向不停地作陀螺样旋转，这一运动被称为 进动。
（一）核磁共振原理
（一）核磁共振原理
（一）核磁共振原理
Larmor频率，也是氢原子核的共振频率 如果知道B就可计算出ω： ω=γ×B 静磁场恒定时，Larmor频率也是恒定的。
磁共振成像
军医训练大队医学影像教研室
贾景磊 教授
主要内容
一、MRI的成像基本原理 二、磁共振成像系统 三、MRI图像的特点 四、MRI诊断的临床应用及优势
时间
1946 1971 1973 1974 1976 1977 1980 1989
简介
事项
核磁共振现象的发现 肿瘤T1T2时间延长 两个充水试管的NMR图像
二、磁共振成像系统
磁共振成像扫描机，包括五个系统： (1)主磁体(Mainmagnet)； (2)梯度磁场(Gradient system)； (3)射频发射线圈(RF coils)； (4)接收线圈(Receive coils)； (5)计算机图像重建系(Recon struction system)。
四、MRI诊断的临床应用及优势
MRI的成像的优势 1.主要有高的软组织对比分辨力，无 骨伪影干扰。 2.参数成像，便于比较对照。 3.多方位成像，可获得冠状、矢状和横断面像。 4.利用流空现象，血流成像。 5.由于质子弛豫增强效应，使一些物质如脱氧血红 蛋白和正铁血红蛋白于MRI上被发现。 6.用顺磁性物质可行对比增强检查，效果好。 7.具有显示病变敏感、确定病变位置与定量诊断准 确等优势。
二、磁共振成像系统
从人体进入静磁场到获得清晰的磁共振图像， 经历了五个阶段的变化； (1)氢质子杂乱无章地自旋运动； (2)净磁化； (3)外加射频脉冲(RF)后氢核吸收能量； (4)外加RF停止后氢核释放能量； (5)释放的电磁波转化为磁共振信号。
三、MRI图像的特点
多参数成像 ：MRI的图像虽然和CT图像一 样也以不同灰度显示，但反映的是弛豫时间T1 与T2的长短。
同一层面就有T1WI、T2WI和PWI三种图像。 因此，MRI是多参数成像，而CT成像只有密度 一个参数。
分别获得T1WI、T2WI和PWI有助于显示 正常组织与病变组织
三、MRI图像的特点
三、MRI图像的特点
三、MRI图像的特点
表1 人体不同组织T1WI和T2WI上的灰度
组织 信号
脑白质 脑灰质 脑脊液