磁共振成像原理与检查技术(医学影像技术).ppt

雅安职业技术学院非直管附属医院:市医院MRI室 谢应朗 本章学习目标 1. 掌握弛豫与磁共振信号的产生原理、常用磁共振成像序列类型、MRI检查新技术、 常用部位的检查。 2．熟悉磁共振的物理基础、 MRI应用的质量控制。 3．了解K空间概念、磁共振快速成像技术、磁共振成像参数、MR灌注加权成像、MR波谱、特殊部位的检查。 核磁共振成像(NMRI),现称为磁共振成像(MRI)。 1924年发现电子除对原子核绕行外,还可高速自旋,有角动量和磁矩。 1946年发现磁共振现象并可接收到核子自旋的电信号。 1946年用于生物实验及物理学、化学方面。 1971年发现良恶性细胞的MR信号有所不同。 1972年产生一幅试管的MR图像。 1974年第一幅动物的肝脏图像。 第一节 磁共振的物理基础 一、原子核自旋与磁矩 磁：永磁 电磁 核磁 自旋 绕自身轴旋转产生小磁场,为核磁. 物体旋转有二种形式：循轨道旋转和自旋。自旋的能量称为“自旋角动量”，具有方向和大小。 物质、分子、原子、原子核+电子。 原子核自旋产生一个与自旋轴同轴的磁场，称为核磁，具有方向、大小。 组织磁化：自旋体在外加磁场中被磁化，其方向趋向磁场方向，为顺磁场或逆磁场方向。 具有磁矩的原子核放在外磁场中，磁场对核磁矩有一个作用力，使核的自旋轴向与外磁场方向成一个角度Ф，此时原子核在自身旋转的同时还以B0为轴作进动。 二、静磁场的产生与核子进动 （一）磁体与磁场强度 磁体是产生磁场的装置，分为永磁型磁体和电磁型磁体。 永磁型用磁性材料制造。 电磁型由导线绕制线圈构成，分为常导型磁体和超导型磁体，现应用的高场都是超导型磁体。 磁场强度单位:特斯拉（T）或高斯（G）, 1T＝10000G。 低场:0.1T以下，低场:0.15～0.3T，中场:0.35～0.7T，高场:1.0～2.0T，超高场:3.0T以上。 （二）核子的进动与进动频率 核子置于外磁场中，以外磁场磁力线的方向为轴作旋进，称核进动。 （二）核子的进动与进动频率 核子置于外磁场中，以外磁场磁力线的方向为轴作旋进，称核进动。 核子进动的频率称为“拉莫尔频率”,与核子种类有关. 不同的核子在相同场强下有不同的频率，据此分辨出不同的核子。 相同的核子在不同场强中频率不同。 MR成像中，体内不同部位的同类核子受到不同强度的磁场作用，具有不同的进动频率。据此判断出释放信号核子的部位。 三、核磁共振现象和磁共振条件 磁共振:原子核在进动中吸收外界能量在相邻两个能级间产生的一种能量跃迁现象。 外界能量:一个激励电磁场（射频磁场）. 三、核磁共振现象和磁共振条件 原子核处于自旋和进动中，在垂直于B0平面的射频作用下，当射频频率=进动频率时就发生磁共振现象。 即当射频能量正好等于两能量差?E 时，处于低能量级的原子核就吸收能量而跃迁到高能量级，该现象称“磁共振吸收”。 四、射频脉冲产生的微观与宏观效应 人体进入磁场后，自旋质子沿主磁场方向以特定的频率绕行或自旋，称纵向磁化矢量。 磁场外发射一个相同频率的射频脉冲，使人体组织或部位饱和，微观上是低能态的质子从射频脉冲获取能量，跃迁到高能级,宏观上是纵向磁化矢量接受射频脉冲能量,以主磁场方向发生偏转，偏转角度与射频脉冲能量有关，能量越大偏转角度越大。 用一个正交三维坐标X、Y、Z表示，Z轴为主磁场方向，当发射一个90°脉冲时，则磁化矢量偏转至X、Y平面（横向磁场）。 射频脉冲最大可发射180°，将磁化矢量偏转至反方向。 低于90°称为小角度脉冲。 90°脉冲特点： ①产生的横向（X、Y）磁化矢量最大。 ②可使各不同组织中的质子在横向磁场的失相位转为聚相位。 ③90°脉冲停止后聚相位的磁化矢量转入失相位，开始组织的T2弛豫。 ④将所有的纵向磁化矢量转到横向磁场，便于接收线圈在横向磁场上接收 。 五、饱和现象 间隔短的连续90°脉冲，质子偏转至横向磁场没有时间弛豫（恢复）至纵向方向，后续射频脉冲能量很少或不能吸收，很少或不能产生磁共振信号，称为饱和现象。 不能产生组织间纵向磁化量的对比（T1）和组织间横向磁化量的对比（T2），磁共振信号很弱。 如果我们使90°脉冲的时间间隔稍加长，使得纵向磁化矢量能够有部分弛豫，产生一定的T1组织的对比度，我们称为部分饱和。 第二节 弛豫与磁共振信号的产生 弛豫:核子受到外部能量激励后,在激发态下恢复至初始状态的过程。 一、核磁弛豫（一）自旋驰豫过程 平衡状态: 磁化矢量M在B0方向，z轴分量Mz= M，xy平面分量