mri的概述与发展应用.pptx

MRI原理及进展目录MRI扫描仪的基本硬件构成MRI的基本原理、基本概念MRI进展方向MRI的基本技术和新技术MRI的优点和缺点安全注意事项 核磁共振成像技术发展简史核磁共振现象发现 Purcell等, Bloch等（ 1945）; Physical Review: 核磁共振现象引入医学界 Damadian（1971 ）; Science, 171: 1151 -1153 核磁共振成像 Lauterbur（1973） ; Nature, 242: 190 -191 是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像 的一种影像技术MRI扫描仪的基本硬件构成 得到图像所需要用到的工具…一般的MRI仪由以下几部分组成主磁体梯度线圈脉冲线圈计算机系统其他辅助设备主磁体(Magnet) 磁共振最基本的构造 产生磁场的装置 最重要的指标为磁场强度和均匀度0.35T 永磁磁体1.5T 超导磁体MRI按磁场产生方式分类永磁permanent magnet主磁体常导resistive magnet电磁超导superconducting magnetMR按主磁场的场强分类MRI图像信噪比与主磁场场强成正比低场: 小于0.5T中场：0.5T－1.0T高场: 1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）梯度线圈(gradient coil)作用：空间定位产生信号梯度线圈性能的提高 ? 磁共振成像速度加快没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术射频系统(radio-frequence system, RF )作用：如同无线电波的天线激发人体产生共振（广播电台的发射天线）采集MR信号（收音机的天线）脉冲线圈的分类 激发并采集MRI信号（体线圈） 仅采集MRI信号，激发采用体线圈进行（绝大多数表面线圈）利用2.3cm显微线圈采集的指纹MR图像3D-FFEMatrix 512×512FOV 2.5cm计算机系统及谱仪数据的运算控制扫描显示图像其他辅助设备空调检查台激光照相机液氦及水冷却系统自动洗片机等MRI的基本原理、基本概念电子：负电荷中子：无电荷质子：正电荷人体MR成像的物质基础原子的结构自旋与核磁地球自转产生磁场原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生自旋 ( Spin )原子核的质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为核磁，因而以前把磁共振成像称为核磁共振成像（NMRI）。地磁、磁铁、核磁示意图何种原子核用于人体MRI成像？用于人体MRI的为1H（氢质子），原因有：1、1H的磁化率很高；2、1H占人体原子的绝大多数。通常所指的MRI为氢质子的MR图像。Top viewX’y’人体组织内的质子存在状态质子的运动：进动频率?0 = ??0把人体放进大磁场不同种类的原子核对应的旋磁比不同不同的原子核? (MHz/T)1H42.5831P17.2523Na11.2713C10.7114N3.08进入主磁场前后人体组织质子的核磁状态处于高能状态太费劲，并非人人都能做到处于低能状态的略多一点什么叫共振，怎样产生磁共振？共振：能量从一个震动着的物体传递到另一个物体，而后者以前者相同的频率震动。体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢？？给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高能状态，即核磁共振。塞曼效应其中mI只能取I、I-1、I-2、…-I+1、-I等共2I+1个值。若无外加磁场，自旋核保持其基态E0的能量状态，且核自旋的取向是随机的；将自旋核置入外磁场中，自旋核的能量在E0的基础上出现量子化的特征。这种基态能级在外磁场中发生分裂的现象称为塞曼效应（Zeeman effect）。磁共振现象磁共振发生的射频频率必须为进动角频率相等。磁共振现象 射频脉冲的角频率与原子核进动角频率相等时，射频脉冲能量才能被自旋核吸收，从低能级跃迁到高能级。 为了使得磁共振发生，可以采用扫频法、扫场法、脉冲法。 扫描法：改变频率； 扫场法：改变场强； 脉冲法：包含各种频率成分的宽带脉冲去激励特定目标区域； 外磁场B0确定后，具有不同磁旋比的原子核其磁共振频率不同。意味着一种频率的射频脉冲仅能激发一种原子核。 对于同一种原子核，外磁场强度越高，进动频率越高，磁共振产生的共振拉莫尔频率越高。8-100 MHz的射频对人体无伤害。 可以用来测量磁旋比，从而确定原子核的种类，即NMR怎样才能使低能氢质子获得能量，产生共振，进入高能状态？RF pulsez’z’射频脉冲B0射频脉冲作用包括：由低能级向高能级跃迁，同时使得质子同相位。 在B0和B1的共同作用下，质子系统的纵向磁化强度M0减小到Mz，横向磁化强度由零增加到Mxy，质子系统总磁化矢量M为Mz和Mxy的矢量和，其宏观表现就是最大纵向强度M0由B0方向向xoy平面翻转，当射频脉冲停