MRI扫描仪ppt课件

质子处于主磁场B0中，氢核的磁矩就与主磁场 发生相互作用，而处一个稳定的状态，氢核不能随
意取向，它的能量是量化的：
平行状态原子核：
E1


1 2
hB0
平行状态原子核：
MRI的应用基础为NMR——物质磁性和磁场 有关的共振现象，射频波与有磁矩的核系统在外磁 场中相互作用表现出来的共振特性，本质为一种能 级间跃迁的量子效应，用于研究物质的微观结构。
MRI扫描仪
MRI特点
MRI无损伤性 MRI能提供组织化学信息、生理环境参数 MRI有鲜明的软组织对比、多参数成像 无骨骼伪影干扰，在脑、骨骼系统成像优于CT 常规扫描以轴位为主，可选用矢状和冠状位 可进行扩散与灌注成像
应用范围 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
胎儿及孕妇检查
水的显示
生化及代谢测定 功能成像 化学位移 造影剂类型
MRI 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)
具有磁性的原子核，必须满足以下的条件：
Z
N
A
偶
偶偶
奇
奇偶
奇/偶 偶/奇 奇
I 零 整数(1, 2, 3, 4, 5, 6,7,) 半整数(1/2, 3/2, 5/2, 7/2, 9/2)
核的质子数或中子数为奇数，如：
1H
P 31
15
23 11
Na
而无磁性核如：
16 8
O
12 6
C
原子核在外磁场中磁化
连续 X 射线 3x1010——3x1014MHz
10-10m (1A) 无 NaI、BGO(Bi4Ge3O12)、氙 Xe 与体轴垂直 机械 多方向投影 仅与衰减系数有关 反投影、2DFT、卷积反投影、迭代法 有 X 线辐射，约 104eV，有生物效应 高 螺旋 CT 达 0.5mm 1s 左右(高速 CT 达 10ms) 已达到
MRI特点
T1像对不同软组织结构有良好的对比度 T2像用于显示病变组织 无需用造影剂就可以显示血管、心腔 空间分辨率较CT差，成像速度慢、运动性器官成 像质量不如CT 体内有金属异物，早期孕妇(任娠前三个月之内) 不能进行MR成像
MRI历史
1946-51 发现NMR现象，奠定理论和实验基础 1951-60 连续波谱仪，测定化学物质波谱 1960-73 FT-NMR脉冲波谱仪，可测量13C谱 1971年 Damadian (纽约卅立大学)发现恶性组织
性能特点 信息载体 体内信息源
采用电磁波 电磁波频率
电磁波波长 使用磁场 探测器及方法 断层方向 扫描机构 数据采集方式 测量值 图像重建方法 电离辐射 空间分辨率 层厚 层面成像时间 实时成像功能
MRI NMR 信号(放出吸收的射频能量) 质子密度、T1、T2 弛豫时间及液体 流速 射频波 特定磁场下质子共振频率
<100MHz 3m 以上 静磁场与梯度场叠加 接收线圈中的感应电流 任意方向 电子 多方向或单方向投影 多参数，不同机器无法比较 以 2DFT 为主 仅有射频辐射，约 10-7eV，安全 与 CT 接近 3D 成像可达 1mm 以下 因扫描序列而异(EPI 可达 30ms) 已达到
CT 透过组织的 X 线 X 线的减弱程度或透射 X 线强度分布
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/13
原子核在外磁场中的运动
原子核在磁场中运 动像“陀螺”，除了自 身的旋转外，还绕外磁 场作旋转“进动”。
原子核的磁矩
磁矩就是指磁性，用 表示。并非所有的核都 具有磁性。
=h/2
为旋磁比，1H的
=42.58 MHz/T
原子核的磁性
关，能反映组织解剖学信息
超声：组织界面处的不同声阻反射 核医学：利用组织对放射示踪剂不同吸收能力，
显示其空间分布情况，用于显示糖代谢、血流量、 结合受体、氧代谢情况
MRI：原子核的弛豫特性，反映原子核密度、运
动状态、生理环境
MRI
MRI是根据生物体磁性核(氢)在磁场中的表 现特性而进行成像的技术。
B=0
B0
无外磁场时，原子核排列是无序的，总体 并不显示磁性。若存在外磁场时，原子核(H)只能 按两个方向进行定向排列，总体体现磁性。
B=0
B
沿着磁场方向排列的原子核称：平行状态原子核
逆着磁场方向排列的原子核称：反平行状态原子核
顺磁场排列原子的能量比逆磁场排列原子能量小。
原子核在外磁场中量化
极明显
能 能 能 顺磁性物质
CT 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，且只能 显示心肌、心脏轮廓 一般不进行
明显
不能 能 不能 碘剂
备注 MRI 可行乳腺成像
MRI 可行无创伤血管造影 MRI 可示胎儿及母体子 宫、胎盘等结构 MRI 可行水成像、扩散和 灌注成像 需 MRI/MRS 一体化系统 MRI 需高场强系统 需 MRI/MRS 一体化系统
的T1 延长
1973年 Lauterbur(纽约卅立大学)提出梯度场
理论并获得第一幅水管MR像
MRI历史
1974-78年 英国诺丁汉Nottingham与阿伯丁大学
Aberdeen研制MRI，78年5月获人颅脑像和获腹部像
1981-82 临床应用 1982年 MRI商品化GE、Piker、Siemens、Philips 1983-84 美国FDA获准进入市场
NMR——Nuclear Magnetic Resonance
此现象由Standford 的 F.Bloch 和 Harvard 的E.M.Purcell于1946年同时发现，由于 NMR在物理与化学应用中具有重大意义，他们于1952 年获得诺贝尔物理奖。
Hale Waihona Puke Baidu
医学图像种类与成像特点
CT: 与组织的原子序数、电子密度及组织密度有
MRI扫描仪
Magnetic Resonance Imaging Scanner
NMR——Nuclear Magnetic Resonance
NMR: 处于静磁场中的原子核系统受到一定 频率的电磁波作用时，将在它们的磁能级间产生共 振跃迁，形成共振。然后将所吸收的能量以电磁波 形式释放能量，能量释放的速度与原子核所处的环 境有关。