MRI成像原理PPT教学课件

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图2－1质子的自旋、进动和宏观磁矩的产生
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图2－2宏观磁矩的进动
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2.核磁弛豫
加的子M态当1M现Hzz的跃作在能M吸的以z力迁用与吸收弛螺减矩到而B的收豫旋小z（为高能绕和这方为zM能量zM种式零轴轴zx态释能×y，倒）进弛上放量BM向垂动豫1，出。。xx直，y都达-来同它在y方进呈平到，时使B向动指面z最M随M和上的数（z大着z恢B偏（拉形图1时M复共离x莫式2x，轴，y同-z分频2轴所）M）作量率。x有加。用y加ω衰偏的一在0下大=减离质个γ量，，B，z子射z轴子在。说这同频后水实如明个（相的平验果质过R。M上室B子程Fz1一），要坐的进称旦场受有标频动为RB到的系率相“F1，力场质中等位核B矩B子宏于趋磁11对M被观从ω于弛0zM关磁低同，豫×z掉相矩施能”质Bz，。。 Mz（t）=M0（1－e-t/T1） Mxy（t）=M0 cosωte-t/T2 核间由时磁考T自2弛（虑旋豫图到与过2磁晶-3程场格）用的相。两不互纵个均作向时匀用弛间性决豫常，定是数横的核描向。磁述弛T矩2，豫是把纵时由能向间自量变M旋传z为弛与递T豫自2给﹡时旋。周间相围T互环1和作境横用的向决过M定程xy的弛，，豫T1是同时
胎儿及孕妇检查
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高
不使用造影剂，清 晰 清晰 极明显 可显示 不敏感 不敏感 无
不使用造影剂，可 区别心肌、心脏轮 廓和大血管
可进行（妊娠三月 内慎用）
低
使用造影剂，不清 晰 困难 一般明显 高度敏感 敏感 敏感 有
使用造影剂，只能 显示心肌和心脏轮 廓 一般loch
第一台MR机建成
Damadian
磁共振设备商品化
商家参与
0.15T国产永磁机问世 安科公司
0.23T永磁开放MRI问世 东软数字医疗
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1.2 MRI成像特点
优点： • 多参数成像，可提供丰富的诊断信息 • 高对比度成像，可得出详尽的解剖学图谱 • 任意方位断层，使医学界从三维空间上观察人体成为
磁共振成像的物理基础为核磁共振（nuclear magnetic resonance,NMR）理论，是指 与物质磁性和磁场有关的共振现象，也可以说，它是低能量的电磁波，即射频波， 与既有角动量又有磁矩的核系统在外磁场中相互作用所表现出的共振特性，实验 结果表明，利用这一现象可以研究物质的微观结构。据此，人们以不同的射频脉 冲序列对生物组织进行激励，并用线圈技术检测组织的弛豫和质子密度信息，就 出现了MRI技术。因而，磁共振成像曾被称为核磁共振成像（NMRI）。
MRI成像原理和功能介绍
• MRI概况
MRI发展历程 MRI MRICT的比较
• MRI基本原理
磁共振的物理学 磁共振成像方法
• MRI产品结构功能介绍
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1.MRI概况
• 1.1 MRI发展历程
磁共振成像（magnetic resonance imaging , MRI）是根据生物体磁性核（氢核）在 磁场中的表现特性成像的高新技术。近20年来，随着磁体技术、超导技术、低温 技术、电子技术和计算机技术等相关技术的进步，MRI技术得到飞速发展。如今， 已广泛应用于临床，成为现代医学影像领域中不可缺少的一员。MRI的应用，不 仅代表医院现代化程度的提高，而且标志其诊断水平的飞跃。
MRI可行无创伤血 管造影
MRI可展示胎儿及
母体等结构
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2.MRI基本原理
2.1 磁共振物理学
1.核的自旋和拉莫进动
人体的75％是水，水中1H（一个质子）核的分布可因疾病而发生变化 ，可以利 用1H的核磁共振进行诊断。 氢核1H具有自旋和磁矩，如氢核1H在一个均匀外磁场Bz中，自旋的小磁矩绕Bz 作拉莫进动，进动频率ω0=γBz。一部分小磁矩沿着Bz方向，处于低能态；另一部 分与Bz方向相反，处于高能态（图2-1）。当用频率为ω0的电磁波照射1H时，它 会吸收电磁波从低能态跃迁到高能态，这叫做核磁共振。幸运地是，在平衡态下 沿着Bz的1H数目稍微多于反方向的1H，在平衡态下，质子处于不停的热运动中， 拉莫进动的相位是异相的（图2-1），质子磁矩总和表现为宏观磁矩Mz。
从NMR现象的发现，到成像技术的实现，经历了半个世纪的技术飞跃，完成了从
物理研究到化学应用、生物应用、临床应用之路，凝聚了科学家的智慧和创造性。 先后有14位科学家因此获得了诺贝尔奖。
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发展主要阶段列表
年代 1946 1977 1980 1989 2000
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研究进展 发现NMR现象
伪影、流动伪影、静电伪影、非铁磁性伪影、铁磁性金属伪影等）
• 禁忌症多 • 定量诊断困难
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1.3 MRI与CT的比较
性能对比
性能特点 MRI
CT
信息载体 体内信息源
采用的电磁波 电磁波频率
使用的磁场 断层方向 扫描机构 测量值 有无电离辐射
每层面成像时间
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NMR信号（放出吸收的射频能量） 质子密度，T1,T2弛豫及液体的流 动等 射频波（无线电波） 特定磁场下氢原子核的拉莫尔频率 （小于100MHz） 静磁场和梯度磁场的叠加 任意方向 电子 可多参数成像 仅有射频辐射，约10-7eV,十分安全
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
• 不使用造影剂，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治疗 • 无骨伪影干扰，后颅凹病变清晰可辨
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局限性：
• 成像速度慢（不适用于运动性器官及危重病人的检查） • 对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感 • 图像易受多种伪影的影响（化学位移伪影、运动
因扫描序列而定
透过组织的X射线 X射线的减弱程度或透射X射线的强 度分布 连续X射线（窄束） 3×1010－3×1014MHz
无 一般与体轴垂直 机械 仅与线衰减系数对应 有X射线辐射，约104eV，可能引起生 物效应 1S左右。
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临床比较
应用范围 MRI
CT
备注
软组织对比度 半月板、肌腱、软 骨及椎间盘 脊髓显示 白质和灰质 出血 钙化灶 骨皮质病变 骨伪影 心血管