MRI磁共振成像基本原理

MRI磁學(xué)量子力學(xué)高等數(shù)學(xué)一、MRIMRI123MR45片機(jī)等二、MRI的軸旋轉(zhuǎn),,自旋(Spin)通常狀況下人體內(nèi)氫質(zhì)子的核磁狀態(tài)把人體放進(jìn)大磁場2、人體進(jìn)入主磁體發(fā)生了什么,沒有外加磁場的狀況下，質(zhì)子自旋產(chǎn)生核磁，每個氫質(zhì)子都是一個0。指南針與地磁、小磁鐵與大磁場進(jìn)入主磁場后磁化矢量的影子含量的不同，宏觀磁化矢量也不同磁共振不能檢測出縱向磁化矢量3、什么叫后，人體內(nèi)宏觀磁場偏轉(zhuǎn)了90度，MRI可以檢測到人體發(fā)出的信號氫質(zhì)子含量高的組織縱向磁化矢量大，90度脈沖后磁化矢量偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的宏觀橫向矢量，MR信號強(qiáng)度越高。此時的MR圖像可區(qū)分質(zhì)子密度不同的兩種組織4、射頻線圈關(guān)閉后發(fā)生了什么,橫向弛豫也稱為T2弛豫，簡潔地說，T2弛豫就是橫也稱為T1弛豫，是指90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場的作用下，縱向磁化矢量開頭恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過程。重要提示弛豫速度縱向(T1)弛豫速度這是MRI顯示解剖構(gòu)造和病變的根底何為加權(quán),,,所謂的加權(quán)就是“重點突出”的意思T1加成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差異T2加權(quán)成像(T2WI) 突出T2(PD),突出組織氫質(zhì)子含量差異T2加權(quán)成像(T2WI)T2值小?橫向磁化矢量削減快?殘留的橫向磁化矢量小?MR號低(黑)T2值大?橫向磁化矢量削減慢?殘留的橫向磁化矢量大?MRT21600毫秒?MRT2100毫秒?MRT2WIT1加權(quán)成像(T1WI)T1值越小?縱向磁化矢量恢復(fù)越快?已經(jīng)恢復(fù)的縱向磁化矢量大?MRT1化矢MRT1250MRT13000毫秒?MR信號低(黑)T1WI重要提示!!!人體大多數(shù)病變的T1值、T2值均較相應(yīng)的正常組織大，因而在T1WI上比正常組織“黑”，在T2WI上比正常組織“白”。6、MRI180MR信號K空間的特性矩陣為256*256256KKKKKKKMR成像的過程把T1、T2MR信號?計算機(jī)處理(付立葉轉(zhuǎn)換)?顯示圖像反映組織橫向弛豫的快慢～平衡狀態(tài)90織縱向弛豫的快慢～脂水平衡狀態(tài)90縱向弛豫90MRIXY軸、Z軸三維空間定位層面層厚選擇頻率編碼相位編碼由于地球磁場存在從赤道到南北極漸漸減弱的梯度在地球上可依據(jù)所處位置的磁場強(qiáng)度來確定其位置MRI的三維空間定位也通過三個梯度場強(qiáng)來實現(xiàn)層面層厚選擇放射的射頻脈沖不行能寬)CT的層面選擇和層厚掌握靠床位和準(zhǔn)直器層面層厚選擇第一個梯度場1mHZ/cm64,65mHZ1cm1mHZ/cm64,2mHZ/cm64,65mHZ0.5cm63.5-64.5MHZG064.5-65.5MHZG063.75-64.25MHZG063.5-64.5MHZG0的位置和層厚層面內(nèi)的空間定位體素(Voxel),像素(Pixel)MR采集到的每一個信號均含有全層信息必需進(jìn)展層面內(nèi)的空間定位編碼才能把整個信息安排到各個MR信號，通過付立葉轉(zhuǎn)換可以區(qū)分64mHZ64mHZ64mHZ其次個梯度MR180MR256*256256256條相位編碼線7、K及其特性K空間為MR圖像原始數(shù)據(jù)的填充儲存空間格式，填充后的資料經(jīng)傅立葉MR圖像。SE序列常規(guī)K能狀態(tài)，即核磁共振。怎樣才能使低能氫質(zhì)子獲得能量，產(chǎn)生共振，進(jìn)入高能狀的，這種射頻脈沖的頻率必需與氫質(zhì)子進(jìn)動頻率一樣，低能的質(zhì)子獲能進(jìn)入高能狀態(tài)微觀效90產(chǎn)生的宏觀和微觀效應(yīng)低能的超出局部的氫質(zhì)子有一半獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，高能和低能質(zhì)子數(shù)相等，縱向磁化矢量相互抵消而等于零使質(zhì)子處于同相位，質(zhì)子的微觀橫向磁化矢量相加，產(chǎn)生宏觀橫向磁化矢量90度脈沖激發(fā)使質(zhì)子發(fā)生共振，產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)橫向磁化矢量，這種旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量切割接收線圈，MR90MR信號采集。格外重要無線電波激發(fā)使磁場偏轉(zhuǎn)90Relaxation零漸漸回到平衡狀態(tài)，這個過程稱為核磁弛豫。核磁弛豫又可分解為兩個局部:橫向弛豫縱向弛豫90度脈沖T2弛豫的緣由自旋質(zhì)子磁場暴露在大磁場與接近LamorT2T2T2(T29090獲能進(jìn)入高能狀態(tài)縱向弛豫高能的質(zhì)子釋放能量晶格震驚頻率低于質(zhì)子進(jìn)量傳遞快,,脂肪，含中小分子蛋白質(zhì)高能的質(zhì)子把能量釋放給四周的晶格(分子)T1T1T1T1豫時間人體各種組織的T2T1弛豫快得多T1T25、磁共振“加權(quán)成像”T1WIT2WIPDMR量MR只能采集旋轉(zhuǎn)的橫向磁化矢量在任何序列圖像上，信號采集時刻旋轉(zhuǎn)橫向MRSpin核磁，因而以前把磁共振成像稱為核磁共振成像(NMRI)。自旋與核磁地磁、磁鐵的原子核都可產(chǎn)生核磁嗎,質(zhì)子為偶數(shù)，中子為偶數(shù)質(zhì)子為奇數(shù)，中子為奇數(shù)質(zhì)子為奇數(shù)，中子為偶數(shù)質(zhì)子為偶數(shù)，中子為奇數(shù)產(chǎn)生核磁不產(chǎn)生核磁用于人MRI1H(氫質(zhì)子)，緣由有:1、1H2、1H絕大多數(shù)。通常所指的MRIMRMR人體1H14N31P13C23Na39K17O2H19F摩爾濃度99.01.60.350.10.0780.0450.0310.0150.0066相對磁化率1.00.0830.0660.0160.0930.00050.0290.0960.833×1022)每個氫質(zhì)子都自旋產(chǎn)生核007率成正比質(zhì)子含量質(zhì)子含量越高，與主磁場同向的質(zhì)子總數(shù)增加(磁化率不變)處于低能狀態(tài)的質(zhì)子到底比處于高能狀態(tài)的質(zhì)子多多少,,,室溫下(300k)0.2T:1.3PPM0.5T:4.1PPM1.0T:7.0PPM1.5T:9.6PPMPPM于低能狀態(tài)的氫質(zhì)子僅略多于處于高能狀態(tài)的質(zhì)子在主磁場中質(zhì)子的磁化矢量方Precessing磁場相互作用的結(jié)果進(jìn)動的頻率明顯低于質(zhì)子的自旋頻率，但比后者更為重要。?.B?:進(jìn)動頻率Larmor頻率?:磁旋比42.5/TB:主磁場態(tài)的質(zhì)子略多于處于高能狀態(tài)的質(zhì)子，因而產(chǎn)生縱向