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磁共振成像(MRI)诊断学

陈燕萍

第一军医大学南方医院影像中心

第一章总论

第一节磁共振成像基本原理

第二节磁共振成像技术

第三节磁共振成像机结构

第四节磁共振成像图像特点第五节磁共振成像临床应用第六节磁共振成像进展

第一章总论

发展概况：

1946年美国斯坦福大学Bloch与哈佛大学

Purcell同时发现核磁共振现象(NMR)

1952年获诺贝尔物理学奖

1952~研究物质分子结构的化学分析技术

70年代~NMR与医学诊断联系起来

1976年首先实现人体手部成像

1980年第一台MRI机问世

1985年第一军医大学南方医院引进第一台MRI机

1989年国内开始生产MRI机并投入临床应用

第一章总论

名词：

核磁共振：NMRnuclearmagnetic

resonance

磁共振成像：MRImagnetic

resonance

imaging

第一节磁共振成像基本原理

定义：利用人体内固有的原子核，在外加磁场作用下产生共振现象，吸收能量并释放MR信号，将其采集并作为成像源，经计算机处理，形成人体MR图像。

第一节磁共振成像基本原理

成像条件：

人体内原子核—氢质子(H)

外加磁场一主磁场(B0)

梯度磁场(GyGx

Gz)

交变磁场(RF)

中心控制系统—计算机

第一节磁共振成像基本原理

自旋质子：

任何一个原子核，只要其所含质子或

中子任何一个为奇数时，原子核带有“净电荷”,有绕着自旋轴自旋的特性，具备磁性，1H只有一个质子，没有中子，称为自旋质子。

第一节磁共振成像基本原理

氢原子磁矩进动学说(经典力学理论)

一、氢原子核磁矩平时状态----杂乱无章

二、氢原子置于磁场的状态----磁矩按磁

力线方向排列

三、施加射频脉冲----原子核获得能量

四、射频脉冲停止后----产生MR信号

原子核的能级跃迁学说(量子力学理论)

第一节磁共振成像基本原理

弛豫过程：

射频脉冲去除后，在静磁场作用下，质

子从高能量状态(与磁场垂直位置)到低能量状态(与磁场平行位置)的恢复过程

弛豫时间：

射频脉冲去除后，有静磁场作用下，质子恢复到平衡位置所需时间为弛豫时间。

第一节磁共振成像基本原理

一、纵向弛豫：90°射频脉冲停止后，磁化分量Mz逐渐增大到最初值，呈指数规律缓慢增长，

由于是在Z轴上恢复，称为纵向弛豫。

T1弛豫时间(纵向弛豫时间)规定为Mz达到

其最终平衡状态63%的时间

二、横向弛豫：90°射频脉冲停止后，磁化分

量Mxy很快衰减到零，呈指数规律衰减，称为横向弛豫。

T2弛豫时间(横向弛豫时间)是指磁化分量

Mxy衰减到原来值的37%的时间。

第一节磁共振成像基本原理

决定成像因素

1组织内质子密度

2T1值

3T2值

4流空效应

第一节磁共振成像基本原理

信号强度与成像因素的关系

与组织内质子密度成正比

与T1值成反比

与T2值成正比

MR信号空间定位

1、MR空间定位靠的是梯度磁场

)磁场达到选层目的，称选层梯

2、为了完成同一层面内不同区域质子信

号的空间定位，需借助于与选层梯度垂直的另外两个梯度：

频率编码梯度：Gf

相位编码梯度：Gp

s

度

第二节MRI的基本结构

主线圈射频线圈

梯度线图

显示与操作数据处理

第三节MRI的基本结构

一、磁体系统

主磁体：产生静磁场

永磁磁体—永久带有磁体，造价低场强较低

常导磁体—制造简单，耗电量大，场强稍高超导磁体—场强高稳定，费用高，消耗液氮

梯度系统：扫描层面的空间定位

射频系统：发射射频脉冲，产生MR信号并接收

二、谱仪系统：包括梯度场、射频场的发生和控制，

MR信号接收和控制等部分

三、计算计图像处理系统

第三节磁共振成像技术

扫描序列

自旋回波序列(快速自旋回波序列)

SpinEchoSequence,SE(TSE,FSE)

梯度回波序列

GradientEchoSequence,GRE

FISP,FAST,GRASS,SSFP,FLASH,

反转恢复序列

InversionRecoverySequence,IR

OT

第三节磁共振成像技术

磁共振成像参数选择(SE序列)

TR—重复时间RepetitionTime,TR

两个90°脉冲之间的时间为重复时间

TE—回波时间EchoTime,TE

90°脉冲至测量回波时间称回波时间

第三节磁共振成像技术

T1WI:T1加权像T1WeightedImaging

在MRI成像中，两