磁共振成像的课程教学.pptx

医学影像成像原理;第七章　磁共振成像;第一节　磁共振成像工作流程 第二节　磁共振成像原理 第三节　磁共振成像序列 第四节 血流的磁共振信号特点 第五节 磁共振图像质量 第六节 磁共振成像新技术;学习目标;第一节　磁共振成像工作流程;一、磁共振成像定义及特点 ;磁共振成像的特点;磁共振成像的局限性 ;二、磁共振成像基本硬件 ;三、磁共振成像工作流程 ;第二节　磁共振成像原理 ;一、发生MR现象的基本条件;（一）原子核的自旋与磁矩 1.原子核的自旋和电磁场 自旋：原子核总以一定的频率绕着自己的轴进行高速旋转。 带有正电荷的原子核自旋产生的磁场称为核磁。 自旋运动能够产生核磁的原子核称为磁性原子核。 磁性原子核需要符合以下条件： （1）中子和质子均为奇数； （2）中子为奇数，质子为偶数； （3）中子为偶数，质子为奇数。 ;带有正电荷的质子自旋产生一个与自旋同轴的电磁场，具有大小和方向。 磁场的方向可由环形电流的法拉第右手螺旋法则确定。;2.原子核的磁矩 磁矩是一个矢量，有大小和方向。 只有具备磁矩不为零的原子核才能在一定的条件下发生磁共振现象。 任何存在奇数质子、中子或者质子数与中子数之和为奇数的原子核均存在磁矩。 氢（1H）原子核内只有一个质子，因而氢原子核具有磁矩。 人体含有丰富的氢原子，人体的磁共振成像又称为质子成像。 ;（二）静磁场 1.静磁场的作用 把人体放入一个强大的静磁场(B0)中将会出现下述现象： ①质子将沿着B0的方向排列，产生净磁化矢量； ②质子在自旋的同时，以B0的磁力线为轴进行“进动”或称为“旋进”。 ;2.静磁场的类型 （1）根据磁体的设计分类 ①常导型磁体；②超导型磁体；③永磁型磁体 （2）根据磁体的场强分类 ①超高场(4.0～7.OT)；②高场(1.5～3.0T)； ③中场（0.5～1.4T)；④低场(0.2～0.4T)； ⑤超低场(0.2T)。;（三）射频脉冲 射频脉冲(RF) 属于电磁波谱内无线电波的频率范围，它在磁共振中仅做短暂的发射。 1.射频脉冲的作用 （1）翻转纵向磁化矢量　　 （2）形成横向磁化矢量 2.射频脉冲的特征 （1）频率　使进动频率与RF脉冲频率相同的质子发生磁共振。 （2）带宽　频率的范围，决定扫描时的层面厚度及预饱和。 （3）强度和作用时间　决定Mz的翻转角度。;人体置于静磁场(B0)中，体内的氢质子将会沿B0的方向排列，且绕B0轴进行进动产生纵向磁化矢量Mz。如果向人体发射一个90°射频脉冲，Mz被翻转到XY平面，形成MXY。如果我们在XY平面内设置一个线圈，进动的MXY将在线圈内产生电流，这就是磁共振信号;二、磁共振信号的产生 （一）相位的概念 1.相位：平面内旋转的矢量与某一参照轴的夹角称为相位。 多个矢量在空间的方向一致时称同相位； 多个矢量在空间的方向不一致时称离相位； 由不同相位达到同相位的过程称聚相位； 由同相位变成不同相位的过程称失相位;2.磁场中自旋之间的相位　　 自旋质子的磁矩在Z轴的矢量将始终指向同一方向（即同相位）。 自旋质子的磁矩在XY平面内的矢量随机分布处于不同的方向（即离相位）。;（二）自旋质子弛豫 1.弛豫的概念　　 指自旋质子的能级由激发态恢复到它们稳定态（平衡态，平衡态定义为可能达到的最低状态）的过程。 弛豫过程： ①纵向弛豫，即纵向磁化矢量Mz逐步恢复的过程； ②横向弛豫，即横向磁化矢量MXY逐步消失的过程。 ;2.纵向弛豫　　 （1）纵向弛豫机制 （2）纵向弛豫时间　　 T1＝纵向磁化矢量从最小恢复到平衡态磁化矢量63％的时间 不同组织的T1值是不同的。静磁场(B0)强度不同，同一组织的T1值也不同。B0场强越大，组织的T1值越大。 　　;3.横向弛豫　　 （1）横向弛豫机制 （2）横向弛豫时间　　 　　 T2＝横向磁化矢量衰减至最大值37%的时间 （3）T2＊弛豫： T2＊称为准T2或有效弛豫时间。指在不均匀的B0中的横向弛豫称为T2＊弛豫。 （三）自由感应衰减信号 　　;三、磁共振信号的空间定位 （一）梯度磁场的概念 梯度磁场是个随位置并以线性方式变化的磁场，与静磁场(B0)叠加后，可以暂时造成磁场的不均匀，使沿梯度方向的自旋质子具有不同的磁场强度，产生不同的共振频率，因此获得关于位置的信息。;梯度磁场是由置于磁体内的额外线圈所产生的，这种线圈叫做梯度线圈。 位于磁体内的梯度线圈一般为成对线圈。每对线圈内的电流大小相等，但极性相反。一对线圈在一个方向上产生一个强度呈线性变化的梯度磁场。 在X、Y、Z方向上分别施加一个梯度称为：①层面选择梯度(GZ)；②频率编码或读出梯度(GX)；③相位编码梯度(GY)。习惯上取层面选择方向为Z，频率编码方向为X，相位编码方向为Y。对于不同的成像平面，X、Y、Z的取向是不同的。;