脑肿瘤MRI要点分析.ppt

磁共振成像的基本原理 孝感市中心医院 鲁国卫 磁共振现象的发现及发展 1924年pauli发现了原子核象带电的自旋粒子一样具有角动量和磁动量。 1939年Rabi等人发现了分子束的共振现象。 1946年美国物理学家Block和Purcell分别测出了在均匀物质中磁共振的能量吸收，进一步证实了核自旋的存在。 1967年Jasper Jackson首先获得了活体组织NMR信号。 1973年英国学者Lauterbur得到了2个水试管的第一幅NMR图像。 1978年英国诺丁汉大学和阿伯丁大学的物理学家得到了第一幅人体头部的NMR图像。 1980年Ackerman等首先使用NMR表面线圈进行成像。 磁共振的应用 物理化学：利用磁共振波谱测定物质的化学结构。 医学影象：磁共振成像及化学物质含量测定。 1H的原子核结构及特性 1H原子核仅有一个质子，无中子。 其磁化敏感度高，在人体的自然 丰富度很高，是很好的磁共振靶核。 磁场的核自旋 原子核的组成：质子 + 中子（不带电） 原子核的特性 : 自旋(角动量)杂乱无章 拉摩进动： f(进动频率)=R（磁旋比）B`（主磁场矢量） R：1.0T = 42.57MHZ 1.5T = 63.85MHZ 0.5T = 21.28MHZ 宏观磁化矢量：与主磁场B`方向一致的宏 观磁矩。(纵向磁化） 磁矩（磁场，有强度、方位和方向） 矢量（某一方向上一定量的力） 净磁化矢量：相互抵消后剩余磁矩的叠 加。如图 磁共振的条件 激发磁场的频率与自旋系统的进动频率相等。 自旋系统吸收激发磁场能量内能增加。 二．共振现象 射频脉冲效应 1.1:量子物理学角度： 射频(AF) = 电磁波 + 光子.能级差 .跃进（拉摩频率相同） 1.2:经典物理学角度： （横向磁化） 三、磁共振信号 　 　　　　　　　　　　　　　　　　 信号的产生：AF →净磁化矢量绕 B0 进　　　 　　　　 动 (拉摩频率)→ 感应交变电　　 　　　　流 →接收线圈感应信号 → 　　 　　　　随时间衰减（自由感应衰减） 磁共振信号的测定只能在垂直于主磁场的ＸＹ平面（横向磁化矢量）进行． 四、弛豫 弛豫概念：磁化矢量恢复到平衡态的过程 1.横向弛豫：横向磁化矢量从最大衰减到零 的过程。 （T2弛豫或自旋—自旋弛豫） T2*是磁化矢量衰减到初始值37%的时间。 横向弛豫的机理 由于磁场的不均匀性，自旋的进动频率不同，当RF 停止后，横向磁矩间很快出现相位弥散（相位不相干、去相位）进动，使横向磁化矢量逐渐消失。 横向磁化对比 由于各种组织的T2不同，在横向弛豫过程中，不同时刻各种组织在横向磁化中的比例不同，因而产生了不同组织间的横向磁化对比。也称为T2对比。 人体正常组织的T2值 影响横向弛豫的因素 组织特异性：小分子Ｔ２长，大分子Ｔ２短。 晶格的物理状态：液态慢、固态快。 晶格的温度：低快，高慢。 周围大分子结构：加快。 无磁场强度依赖性。 2.纵向弛豫：纵向磁化矢量从零恢复到最大 值的过程。 （T1弛豫或自旋—晶格弛豫） T1是纵向磁化矢量从零增长到最大值63%的时间点。 纵向弛豫的机理 波动的晶格磁场是一个连续频率的波动磁场，Lamor 频率的晶格磁场可以吸收激发态自旋所释放的量子化能量，恢复其平衡态。晶格磁场的频率越接近 Lamor 频率，纵向弛豫的速度越快。人体各种不同类型组织的晶格磁场频率有差异。纵向弛豫速度不同。 纵向磁化对比 由于各种组织的T1不同，在纵向弛豫过程中，不同时刻各种组织在纵向磁化中的比例不同，因而产生了不同组织间的纵向磁化对比。也称为T1对比。 人体正常组织的T1值 影响纵向弛豫的因素 组织特异性：中等大小分子快，小分子及大分子慢。 晶格的物理状态：液态快、固态慢。 晶格的温度：低快，高慢。 周围大分子结构：加快。 磁场强度：低场快，高强慢。 五、空间定位 1．梯度磁场：不改变主磁场的方向但可改变 局部磁场的强度