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(chǎng)2、人體進(jìn)入主磁體發(fā)生了什么,沒(méi)有外加磁場(chǎng)的狀況下，質(zhì)子自旋產(chǎn)生核磁，每個(gè)氫質(zhì)子都是一個(gè)0。指南針與地磁、小磁鐵與大磁場(chǎng)進(jìn)入主磁場(chǎng)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(cè)出縱向磁化矢量3、什么叫后，人體內(nèi)宏觀磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)了90度，MRI可以檢測(cè)到人體發(fā)出的信號(hào)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(hào)強(qiáng)度越高。此時(shí)的MR圖像可區(qū)分質(zhì)子密度不同的兩種組織4、射頻線(xiàn)圈關(guān)閉后發(fā)生了什么,橫向弛豫也稱(chēng)為T(mén)2弛豫，簡(jiǎn)潔地說(shuō)，T2弛豫就是橫也稱(chēng)為T(mén)1弛豫，是指90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場(chǎng)的作用下，縱向磁化矢量開(kāi)頭恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過(guò)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(diǎn)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(hào)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(hào)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(hào)K空間的特性矩陣為256*256256KKKKKKKMR成像的過(guò)程把T1、T2MR信號(hào)?計(jì)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(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度來(lái)確定其位置MRI的三維空間定位也通過(guò)三個(gè)梯度場(chǎng)強(qiáng)來(lái)實(shí)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(gè)梯度場(chǎng)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(gè)信號(hào)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(gè)信息安排到各個(gè)MR信號(hào)，通過(guò)付立葉轉(zhuǎn)換可以區(qū)分64mHZ64mHZ64mHZ其次個(gè)梯度MR180MR256*256256256條相位編碼線(xiàn)7、K及其特性K空間為MR圖像原始數(shù)據(jù)的填充儲(chǔ)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(dòng)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(xiàn)圈，MR90MR信號(hào)采集。格外重要無(wú)線(xiàn)電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90Relaxation零漸漸回到平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為核磁弛豫。核磁弛豫又可分解為兩個(gè)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(chǎng)暴露在大磁場(chǎng)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(shí)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(hào)采集時(shí)刻旋轉(zhuǎn)橫向MRSpin核磁，因而以前把磁共振成像稱(chēng)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(duì)磁化率1.00.0830.0660.0160.0930.00050.0290.0960.833×1022)每個(gè)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(chǎng)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(chǎng)中質(zhì)子的磁化矢量方Precessing磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果進(jìn)動(dòng)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(dòng)頻率Larmor頻率?:磁旋比42.5/TB:主磁場(chǎng)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