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磁共振成像技术-基本原理概述._图文

磁共振成像技术 ——基本原理 EXCITE Technology Accelerator 什么是磁共振成像(MRI)? 1. 2. 磁 Magnetic 共振 3. Resonance 成像 Imaging 磁 人体 磁场 图像 人体富含 H2O—H+ 共振发生的地方 采集信号-形成图像 1.磁场 北极 磁 N S 南极 地球 1.5T超导磁体 磁 地磁、磁铁、核磁 磁 磁场强度 磁场强度 磁 磁 临床磁场强度: 0.05~3T 低场: ≤0.3T 中场: > 0.3T, ≤ 1.0T 高场: > 1.0T 广东医附院1.5T超导磁体 GE公司3.0T超导磁体 常见MR机 永 磁 体 0.2T 0.35T 0.7T 磁 3.0T 1.5T 1.0T 0.5T 2.共振的概念 发所检查的原子核将引起共振。 共振 共振:用一种频率与进动频率相同的射频脉冲激 G C D E F G A B G C D E F G A B 共振条件 质子 进动频率 磁场 射频 G G person in magnetic field 共振 magnet 共振 before transmitting RF person in magnetic field RF Transceiver magnet 共振 transmitting RF person in magnetic field RF Transceiver RF Pulse 共振 after transmitting RF person in magnetic field RF Transceiver MR Signal 什么是进动频率? 共振 人体MR成像的物质基础-原子核(1H) Electron电子 Proton质子 1H Billions of Hydrogen Atoms in the body 人体由大量氢原子构成 原子核的磁性 共振 含有单数质子、单数中子或两者均为单数的原 子核,其自旋可产生磁场,其方向的强度称为磁矩。 生物体内含1H、13C、19F、23Na、31P等有磁性的元 素,其中以1H的研究和使用最多。 进动频率 共振 1H 原子核在绕自身 在主磁场中, 轴旋转时,又沿主磁场方向做圆周运动,将质子 磁矩的这种运动称为进动或旋进。 宏观磁矩也做进动,其频率w ,可用Larmor 公式表示: w = g Bo B0 为主磁场强度,r 为磁旋比 42.5兆赫/T 陀螺 共振 陀螺进动 质子进动 共振 N Z 质子磁矩 X Y S 质子在磁场中:进动速度非常快,例如在场强1.0T的 磁场中,质子的进动频率为42.5MHz,即每秒围绕Z轴 进动四千二百多万次。 宏观磁矩 共振 质子带正电荷,具有自旋性(就像旋转中的地球), 并有自己的磁场,自然状态下,各个质子的磁场方向 (自旋轴方向)处于杂乱无章的排列状态,宏观磁矩 M=0。 共振 N 宏观磁矩 S 当质子进入强磁场,质子将重新排列,大多数质子 (低能态)自旋轴方向平行于磁场方向,少数质子 (高能态)反向,宏观磁矩为Mz。 射频脉冲 90°脉冲 Mz 共振 Mxy 90°RF的特点:Mxy衰减快,信号难以采集 ,自由感应衰减(FID) 180°脉冲 Mz 去相位 共振 复相位 Mxy 180°RF的特点:1、Mxy重聚焦,信号得以采集, 2、在TE/2激发 3、Mxy的衰减,是由于质子失相位 核磁驰豫 射频脉冲符合频率,被激励的质子群发 生共振,宏观磁化矢量(M)离开平衡状态, 当脉冲停止后,宏观磁化矢量又自发地回复 平衡状态, 这个过程称为“核磁驰豫”。 驰豫过程可用两个值描述: 纵向驰豫时间(T1) 横向驰豫时间(T2) 共振 核磁弛豫 T1(纵向弛豫时间):90°脉冲停止后,Mz达到其最终平 共振 衡状态63%的时间。 T2(横向弛豫时间): 90°脉冲停止后,Mxy衰减到原来值 的37%的时间。 Mz Mz,Mxy Mz T1 63% MXY Mxy T2 37 % 共振 弛豫时间(T1、T2)与MRI成像 ? 不同组织间的T1、T2值有差别,又相对 固定,这是MR的成像基础,用不同的灰 度表示。 ? MRI图像主要反映组织间的T1的差别,为 T1加权(T1 weighted imaging, T1WI)。 ? 主要反映组织间的T2的差别,为T2加权 (T1 weighted imaging, T2WI) 。 3.成像 序列 FSE IR 3DTOF 人体—受到射频脉冲—产生共振、 弛豫—接收信号—形成图像 4.总结磁共振成像名词 ① 磁场 ② 磁场强度 ③ 共振 ④ 质子(1H) ⑤ 进动或旋进 ⑥ 进动频率 ⑦ 宏观磁矩 ⑧ 射频脉冲: 90°脉冲,180°脉冲 ⑨ T1时间 ⑩ T2时间 谢谢!