磁共振成像素材

Damadian的工作直接启发了Lauterbur对成像技术 的研究，他在认识到这一发现的医学价值的同时， 也敏锐地意识到若不能进行空间上的定位，核磁共 振在临床应用的可能性微乎其微（1972年《自 然》）
第一台MRI装置
1977
世界上第一张 MRI 图像
Damadian的“用于癌组织检测的 设备和方法”


空间分辨率不及CT
常规扫描信号采集时间较长，成像速度慢，不利于为昏迷、 危重病人及躁动病人、儿童等做检查
禁忌较多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不 宜进行MRI 检查 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能像CT 那样在图 像上进行定量分析和诊断。 对含氢质子较少的组织，如钙化组织、致密骨骼以及含气 的肺部等部位的显示远不如CT，难以对以病理性钙化为特 征的病变作诊断； 设备成本昂贵，检查费用较高

1980：推出世界上首台NMR成像商品机。为与放射 性核素检查相区别，改称为磁共振成像 (magneticresonancelmaging，MRl)。
1983～1984：美国仪器与药物管理局（FDA）批准 了4家公司生产的MRI机器上市，标志着核磁共振成 像技术的基本成熟和MRI商品阶段的开始。 1985：第—军医大学南方医院引进了第一台磁共振 成像机

Mansfield, Nottingham University
(1973) J. Phys. C 6,L422

1976年实现了人体手部成像，得到第一张人体的 MR图像（活体手指），1978年获取第一幅人体头 部MR图像
2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine


MRI成像的条件

射频脉冲（激发原子核） 外加静磁场 具有自旋不为零的原子核（受检体） 感应线圈 梯度磁场 计算机
检测和接收磁共振信号 实现空间定位 完成重建，生成图像 产生磁共振
MRI与CT的比较

成像机理

衰减成像 VS 共振成像

图像中像素的含义

衰减系数 VS 共振信号的强度
现核磁共振成像。

MRI利用射频（Radio Frequency，RF）电磁波 对置于静磁场B中的含有自旋不为零的原子核 （1H）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应 线圈检测技术获得组织弛豫信息和质子密度信息 （采集共振信号）用梯度磁场进行空间定位，通 过图像重建，形成磁共振成像的方法和技术 医学MRI图像中，每个像素代表该位置上的磁共 振信号的强度
MRI成像特点

矢状面 冠状面
较高的组织对比度和组织分辨力

解剖成像，并含有比CT更丰富、更 深层次的生物信息，对脑和膀胱、 直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌 肉等软组织分辨率极佳
能对被检查的部位进行横断面、冠 状面、矢状面以及任何斜面成像， 且不必变动病人的体位，不会产生 CT检测中的伪影；不需注射造影剂
Edward Mills Purcell 1912-1997
MIT

1973年，美国纽约州立大学石溪分校教授 P.C.Lauterbur提出二维核磁共振成像(MRI)方法， 利用磁场梯度解决了空间信息获取的问题

Lauterbur, State University of New York (1973) Nature 242,736
Lauterbur, 1929
Mansfied 1933
Paul C. Lauterbur – Prize Award Photo
Sir Peter Mansfield – Prize Award Photo
10/6,2003

实事求是地讲，Damadian应该算是最早把核磁共 振用于生物医学研究的人之一。早在1970年他便 把从人身上切除的肿瘤移植到老鼠身上，并观察到 携带肿瘤的老鼠的核磁共振信号发生了变化 （1971年《科学》）
横断面

多方位成像

人体平面

多参数成像

获取T1加权像（T1WI）、 T2加权像（T2WI）、质子密 度加权像（PDWI），在影像上取得组织之间、组织与病 变之间在T1、T2、T2*和PD上的信号对比，对显示解剖 结构和病变敏感
脑白质 脑灰质 中等，灰 肌肉 中等，灰 脑脊液和水 低，黑 高，白 脂肪 高，白 骨皮质 骨髓质 瓣膜

Bloch Stanford 大学
（1946）Physics Review 69, 127

Purcell MIT,
（1946）Physics Review 69, 37
1952 Nobel Prize for Physics
Felix Bloch
1905-1983
Stanford University
T1WI 较高，白灰 T2WI
中等，灰
低，黑 高，白 低，黑
较高，白灰 中等，灰
较高，白灰 低，黑 中等，灰 低，黑
多参数成像方法便于区分脑中的灰质与白质，对组织坏死、 恶性疾患和退化性疾病的早期诊断效果有极大优越性，其 软组织的对比度也更为精确

多种特殊成像

如各种血管影像、水成像、脂肪抑制成像、血管影像可以显示颅 内的大多数血管，可无创性地做出血管性疾病的诊断
磁共振成像
要点

Biblioteka Baidu
MRI发展的背景、历史和现状 MRI的特点 核磁共振的物理基础 MRI的成像原理 MRI成像系统的构成 其他磁共振成像技术
发展历史

1946年，E.M.Purcell(哈佛大学)和F.Bloch(斯坦福
大学) 2 个独立小组在几天内各自独立发现核磁共振
现象，1952年两人共同获得诺贝尔物理奖

以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体 安全，无创 功能成像


弥散成像（DI）


灌注成像（PI）
血氧水平依赖成像（BOLD）
MRI能从分子水平上反映出人体器官失常和早期病变，既具有 解剖成像的特点，又反映了组织内部的功能变化，具有功能成像的 特点，用于疾病早期诊断
MRI 的主要局限 MR技术代替 CT技术？



1989：第一台国产核磁共振仪器由中科院安科公司 开发成功
什么是磁共振成像技术？

磁共振成像(MRI)：把核磁共振原理同空间编码技
术结合起来，采用磁场使人体组织成像。

成像原理：用一定方法使空间各点磁场强度有规
律地变化，核磁共振信号中的不同频率分量即可
同一定的空间位置对应，通过一定的数学变换实