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2025-07-21 发布于河南
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2025/07/07

医用磁共振成像设备原理

汇报人：

CONTENTS

磁共振成像基本原理

磁共振成像设备组成

磁共振成像过程

磁共振成像临床应用

磁共振成像技术发展

磁共振成像基本原理

核磁共振现象

自旋态与共振

原子核在磁场中自旋，当外部射频脉冲作用时，核磁矩与磁场共振，产生信号。

弛豫过程

射频脉冲停止后，核自旋系统回到平衡状态，此过程中释放出的信号被探测用于成像。

磁场与射频脉冲作用

磁场的极化效应

在强磁场中，人体内的氢原子核会排列成特定方向，为射频脉冲作用做准备。

射频脉冲的激发

射频脉冲使氢原子核吸收能量，从低能级跃迁到高能级，产生核磁共振信号。

弛豫过程中的信号变化

停止射频脉冲后，氢原子核释放能量，返回到初始状态，产生可被探测的信号。

梯度磁场的定位作用

通过改变磁场强度，实现对体内不同层面和位置的精确成像。

信号检测与图像重建

信号采集过程

通过接收线圈检测由核磁共振产生的微弱信号，为图像重建提供原始数据。

傅里叶变换的应用

利用傅里叶变换将采集到的信号从频域转换到空间域，为图像的形成奠定基础。

图像重建算法

采用特定算法如反投影或迭代重建，将处理后的信号数据转换成可视化的MRI图像。

磁共振成像设备组成

主磁体系统

超导磁体

超导磁体是MRI设备的核心，利用超导材料在低温下无电阻的特性产生强磁场。

梯度线圈

梯度线圈在主磁体中产生变化的磁场，用于空间定位和图像编码。

射频线圈

射频线圈负责发射和接收信号，通过射频脉冲激发核磁共振信号。

冷却系统

冷却系统维持超导磁体的低温环境，确保其正常稳定运行。

射频系统

射频发射器

射频发射器产生用于激发核磁共振的射频脉冲，是磁共振成像的关键部件。

射频接收器

射频接收器负责捕捉从体内发出的信号，转换成图像数据，对成像质量至关重要。

梯度系统

原子核的磁性

原子核在外部磁场中会表现出磁性，这是核磁共振现象的基础。

共振频率的产生

当外部射频脉冲与原子核的固有频率匹配时，会发生共振吸收现象。

控制与数据处理系统

射频发射器

射频发射器产生用于激发体内氢原子的射频脉冲，是磁共振成像的关键部分。

射频接收器

射频接收器捕捉氢原子释放的信号，转换为图像数据，对成像质量至关重要。

磁共振成像过程

患者准备与定位

磁场的极化效应

在强磁场中，人体内的氢原子核会沿磁场方向排列，形成极化状态。

射频脉冲的激发作用

施加特定频率的射频脉冲，使得氢原子核吸收能量，从低能态跃迁到高能态。

弛豫过程中的信号释放

射频脉冲停止后，氢原子核释放能量，返回到初始状态，产生可检测的信号。

梯度磁场的空间编码

通过改变磁场强度，对不同位置的氢原子核进行编码，实现图像的空间定位。

扫描序列选择

超导磁体

超导磁体是MRI的核心，利用超导材料在低温下无电阻特性产生强大且均匀的磁场。

梯度线圈

梯度线圈在主磁体基础上产生变化的磁场，用于空间定位和图像编码。

射频线圈

射频线圈负责发射和接收信号，通过精确控制射频脉冲激发体内氢原子产生信号。

冷却系统

冷却系统维持超导磁体的低温环境，确保其正常运行，通常使用液氦作为冷却剂。

图像采集与处理

自旋态与核磁共振

原子核在磁场中自旋，当外加射频脉冲时，核磁共振现象发生，产生信号用于成像。

弛豫过程

核磁共振后，原子核从激发态返回基态，释放能量，弛豫过程是成像信号采集的关键。

磁共振成像临床应用

常规检查项目

射频发射器

射频发射器产生用于激发核磁共振的射频脉冲，是磁共振成像的关键部分。

射频接收器

射频接收器捕捉由组织发出的信号，转换为图像数据，对成像质量至关重要。

特殊检查技术

信号采集过程

利用接收线圈捕捉由核磁共振产生的信号，这是图像重建的第一步。

傅里叶变换的应用

通过傅里叶变换将采集到的信号从频域转换为图像空间，形成原始图像数据。

图像后处理技术

应用各种算法对原始图像数据进行增强和优化，以提高图像质量和诊断准确性。

临床诊断价值

磁场的极化作用

磁场使人体内氢原子核排列有序，为射频脉冲作用创造条件。

射频脉冲的激发

射频脉冲使氢原子核吸收能量，从低能级跃迁到高能级状态。

核磁共振信号产生

激发后的氢原子核回到基态时释放能量，产生可检测的核磁共振信号。

信号的接收与成像

通过接收线圈收集信号，利用计算机处理后形成详细的组织图像。

磁共振成像技术发展

技术创新与进步

原子核的磁性特性

原子核在外部磁场中会表现出磁性，这是核磁共振现象的基础。

共振频率的确定

不同原子核在特定磁场强度下有特定的共振频率，这是核磁共振成像的关键。

高场与超高场MRI

超导磁体

超导磁体是MRI设备的核心，利用超导材料在低温下无电阻的特性产生强磁场。

梯度磁场线圈

梯度线圈在主磁

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