MRI基本概念
磁共振临床应用培训
磁共振临床应用培训
磁共振成像（MRI）是一种重要的医学成像技术，广泛应用于辅助医生诊断和治疗疾病。
以下是磁共振临床应用培训的一些基本知识点：
1. MRI的原理：MRI利用强磁场和变幅和变频的电磁场，将
人体内的原子核排列重新定向，然后通过检测这些原子核发出的信号，生成图像。
2. MRI的影像质量：MRI图像的清晰度和细节呈正比例关系，一些影像质量因素如噪声、伪影、畸变等都会影响图像的清晰度。
3. MRI的临床应用：MRI可以用于肿瘤筛查、脑损伤检测、
心血管疾病诊断、骨骼及关节疾病诊断等领域。
4. MRI的预备工作：在进行MRI检查前需要排除身体内的金
属/铁制品，如心脏起搏器、人工心脏瓣膜、人工器官、铁片等。
如果检查部位需要进食磁性药片，则需要在进食前几小时内禁食。
5. MRI的注意事项：磁共振检查过程中需要患者保持完全静止，呼吸深而缓慢，避免消耗过多氧气。
以上是磁共振临床应用培训的一些基本知识点，需要进一步的学习和实践。
MRI的基本原理和概念
磁场均匀性好;
冷头消耗;1 万/月
稳定性好.
维修,维护困难,需要
稳定的低温技术.
•按磁体的外形可分为
•开放式磁体 •封闭式磁体 •特殊外形磁体
•MR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）
磁共振基础知识 MRI = Magnetic Resonance Imaging
MRI = 磁-共振-成像(装置)
旧称 NMRI(核磁共振成像装置), 其中N=Nuclear(核)
MRI的历史
➢ 1946年由美国斯坦福大学的Felix Bloch和哈 佛大学的Edward Purcell发现核磁共振现象， 为此获得1952年诺贝尔奖。
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
加快信号采集速度 提高图像的SNR
梯度、梯度磁场
梯度磁场的产生
Z轴方向梯度磁场的产 生
X、Y、Z轴上梯度磁场的产生
•梯度线圈性能指标
–梯度场强 25-60mT/m –切换率 120-200mT/m.s
OPER-0.35T
高斯（gauss, G）。 Gauss (1777-1855)
德国著名数学家，于1832年首次测量了地球的磁场。
1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处检测到的 磁场强度
5安培
1厘米
1高斯
地球的磁场强度分布图
特斯拉（Tesla,T）
Nikola Tesla (18571943), 奥地利电器 工程师，物理学家 ，旋转磁场原理及 其应用的先驱者之 一。
磁共振成像(MRI)
这是第几肋？
右第一肋哪 去了？怎么 还有软组织
影？
MRI？
肺上沟瘤
分析病变
病变部位分布 大小、数目 形态 边缘 密度、信号 邻近器官、组织变化 器官功能改变 动态变化
结合临床
骨折
病理骨折？ 原因？
问病史： 鼻塞鼻血涕数月
还有骨破坏
综合诊断
最后诊断： 鼻咽癌、股 骨大粗隆转 移致病理性
骨折
NMR现象： 1946年
Bloch（斯坦福大学） Purcell（哈佛大学） 1952年：诺贝尔物理学奖
Bloch（1905~1983）
Purcell（1912~）
1950‘s NMR已成为研究物质分子结构的一项重要的化 学分析技术
1960‘s 用于生物组织化学分析，检测生物体内H、P、 N的NMR信号
第三章 磁共振成像（MRI）
中山大学中山医学院医学影像学系 中大一院放射科 孟悛非
第一节 磁共振成像（MRI）的基本原理 The basic principle of MRI
磁共振成像显示的是物质的化学成分和分子的结 构及状态，而不是显示物质的密度
磁共振是利用电磁波成像，而不是利用电离辐射 （如X线、γ射线）或机械波（超声波）
铁流出，分布不均匀→ 均匀 3，血肿内的水 由于红细胞破裂、血红蛋白流
出血肿内渗压增高，水分增加
急性血肿（＜3d）
T1WI 等信号 T2WI 低信号 亚急性（3~15d）慢性（＞15d）
T1WI 高信号 T2WI 高信号
亚急性出血, RBC未破裂
亚急性出血, RBC基本上已完全破裂
脑出血的结局：脑软化灶+亚铁血黄素沉着
由于血流的流空效应，一般表现为无信 号或极低信号，但应用顺磁性对比剂或用
mri的基本概念
MRI（磁共振成像）是一种非侵入性的医学影像技术，通过利用核磁共振现象来生成人体内部的高质量图像。
它已经成为临床诊断和研究中不可或缺的工具之一。
本文将介绍MRI的基本概念，包括其原理、构成、影像生成过程以及应用领域。
一、MRI的原理MRI基于核磁共振现象，该现象是指在恒定磁场中，一部分原子核在外加射频脉冲的作用下发生共振吸收和辐射能量。
具体来说，MRI使用强大的磁场将患者放置在其中，使得患者的原子核（如氢原子核）在磁场的作用下自旋预cession。
通过施加射频脉冲和观察原子核释放的信号，可以获得组织所特有的信号，从而生成图像。
二、MRI的构成MRI系统主要由磁场系统、射频系统和计算机控制系统三个部分组成。
1. 磁场系统：MRI使用超导磁体产生强大的静态磁场，通常为1.5T或3T。
磁场系统还包括脉冲梯度线圈，用于产生空间梯度磁场，以便在图像生成过程中定位和编码。
2. 射频系统：射频系统负责产生射频脉冲，用于激发患者体内的原子核，并接收原子核释放的信号。
射频线圈是射频系统的核心部件，根据不同的扫描部位和目的，可采用不同类型的线圈。
3. 计算机控制系统：计算机控制系统负责对磁场和射频系统进行控制，同时处理和重建原始数据，最终生成高质量的MRI图像。
三、MRI的影像生成过程MRI的影像生成过程包括激发、回波信号采集、数据处理和图像重建。
1. 激发：首先，通过射频脉冲激发患者体内的原子核。
不同类型的组织具有不同的共振频率，因此需要根据需要选择不同的激发参数。
2. 回波信号采集：激发后，原子核开始释放能量，产生回波信号。
射频线圈接收这些信号，并将其转换为电信号。
同时，脉冲梯度线圈产生空间梯度磁场，用于定位和编码。
3. 数据处理：采集到的原始数据包含了组织的空间分布和信号强度。
计算机对这些数据进行处理，包括去除噪声、校正估计的误差等。
4. 图像重建：最后，计算机将经过处理的数据进行图像重建，生成高质量的MRI图像。
磁共振成像的影像知识，你了解哪些
磁共振成像的影像知识，你了解哪些一、磁共振成像的基本概念核磁共振成像（MRI）是一种通过采集由核磁共振现象所发出的信号来重构图像的一种成像技术。
MRI能显影一些 CT无法发现的病灶，这是医学成像技术的一个重要进展。
这是一项新的影像诊断技术，在80年代初期才被用于临床。
核磁共振是一种很抽象的技术，在医学上，核磁共振是由核磁共振设备产生的磁场，也就是人体组织和器官中的氢气。
在强磁场的作用下，各个组织和器官中的氢原子都会发生共鸣，用仪器记录下氢原子的谐振过程，再由电脑进行重构，就可以得到非常清晰的影像。
人体是由许多原子组成，而每一个原子的振动频率都是相同的。
人体的水分最大，而水中含有氢气，核磁共振成像主要依赖于氢气。
正常来说，氢气是一种无规则的振动，因为磁场被各个方向的磁场相互抵消，人体本身就没有磁力。
在外部磁场强度较大的情况下，氢原子仍然会以自身的频率振动，只不过方向与外部磁场相同。
在这种情况下，如果再加上一个高频脉冲，那么同样频率的氢原子就会产生共鸣，而氢原子的振动幅度和方向也会随之改变，而其他的氢原子则不会因为共振而发生共鸣。
在射频脉冲结束后，这些谐振的氢气会缓慢地回到最初的方向和幅度。
当氢原子复原时，会发出一个信号，我们把它记录下来，就能得到清晰的影像。
二、磁共振成像设备基本构件1、磁铁部件磁铁主要由主磁铁（产生强力静磁场）、补偿线圈（校正线圈）、射频线圈和梯度线圈等构成。
主要磁铁是用来产生强磁场的，同时也需要更大的空间（可容纳患者），并维持高密度的磁场。
磁铁的特性有四个方面：磁场强度，时间稳定性，均匀性，孔径大小。
增大静磁场可以提高探测的灵敏度，缩短扫描时间，提高空间分辨率。
但是，它也会降低射频场的穿透深度。
在0.35 T的磁场强度下，其空间分辨率高，目前在临床应用的高磁场强度是1.5 T。
补偿线圈的功能是对主磁场进行补偿，从而使其产生的静态磁场接近于理想的均匀磁场。
由于测量精度高、标定工作复杂，通常采用计算机进行，需要多次测量、多次计算和校正。
mri检查技术名词解释
MRI检查一般指磁共振成像检查，这是临床上一种安全性高、无辐射的成像检查方式。
磁共振成像检查的原理如下：
氢原子是人体内数量最多的原子，正常情况下人体内的氢原子会处于无规律的进动状态。
当人体进入强大且均匀的磁体空间内，在外加静磁场作用下，原来杂乱无章的氢原子会一同按外磁场方向排列并继续进动。
当立即停止外加磁场磁力后，人体内的氢原子将在相同组织、相同时间回到原状态，这一过程称为弛豫。
而处于病理状态下的人体组织的弛豫时间与正常下不同，通过计算机系统采集这些信息，再经由数字重建技术转换成图像，就能够为临床和研究提供科学的诊断结果。
磁共振成像检查的适应症主要如下：
1、颅脑外伤、颅脑畸形等；
2、脊柱退行性病变、炎性病变、外伤等；
3、纵膈胸膜及肺部、心脏疾病；
4、肝胆肿瘤或肿瘤病变；
5、胆道炎症、结石、扩张等；
6、胰腺的炎症、肿瘤等；
7、肾脏疾病；
8、骨盆及生殖肿瘤、炎症；
9、各关节外伤等。
mri的基本概念
MRI是磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging）的缩写，是一种利用核磁共振现象获取人体组织结构和功能信息的医学影像技术。
本文将从MRI的基本原理、影像生成过程以及临床应用等方面进行介绍，希望能够为您提供全面的了解。
一、MRI的基本原理MRI的基本原理建立在核磁共振现象之上。
核磁共振是指原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振吸收和辐射的现象。
在MRI中，主要利用水素原子核的核磁共振特性来获取人体组织的影像信息。
当被放置在强静态磁场中时，人体组织中的水分子会产生特定的共振信号，通过对这些信号的检测和分析，可以得到高分辨率的影像信息。
二、MRI的影像生成过程1. 磁场建立：首先，患者被置于强静态磁场中，这个磁场可以使体内的水分子的原子核朝向发生变化，使其产生共振信号。
2. 射频激射：在静态磁场的作用下，通过向人体施加射频脉冲，可以激发体内的水分子原子核，使其发出特定的共振信号。
3. 信号检测：接收体内产生的共振信号，并将其转化为电信号进行处理。
4. 影像重建：通过计算机对接收到的信号进行处理和重建，生成图像。
三、MRI的临床应用1. 诊断性应用：MRI在临床上广泛应用于各种疾病的诊断，如脑部肿瘤、脊柱疾病、关节损伤等。
由于其高分辨率和无辐射的优势，MRI成为了很多病症的首选影像学检查方法。
2. 术前评估：在外科手术前，MRI可以提供准确的解剖结构信息，帮助医生进行手术方案的制定和评估，降低手术风险。
3. 研究应用：MRI在医学研究领域也有着广泛的应用，例如在神经科学、心血管疾病等方面发挥着重要作用。
四、MRI的发展趋势1. 高场强技术：随着MRI设备技术的不断进步，高场强MRI 技术的应用越来越广泛，可以提供更高分辨率的影像信息。
2. 功能性MRI：功能性磁共振成像（fMRI）可以观察大脑在特定任务下的代谢活动，对认知科学研究具有重要意义。
3. 分子成像：分子成像技术的发展，使得MRI可以在细胞水平上观察生物分子的活动和分布，对疾病的早期诊断有着重要意义。
核磁共振的基本概念
核磁共振的基本概念
核磁共振的基本概念：核磁共振，一般指的是一种检查手段，缩写叫MRI，是一种比较常见的影像检查方式，主要用于发现病变以及肿瘤。
核磁共振是一种新型医学影像技术，对于人体的大脑、甲状腺、肝脏、肾脏、脾脏、子宫以及前列腺等实质器官，还有心脏以及大血管具有良好的诊断功能；
还可以用于对颅脑以及脊髓等疾病进行一个有效的影像诊断，可以早期发现肿瘤、脑出血以及脑梗死，还可以确定脑积水的类型以及诱发原因。
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.1.1 脉冲序列的概念MR图像的信号强度取决于射频脉冲的发射方式、梯度磁场的引入方式和MR信号的读取方式等。
为不同成像目的而设计的一系列射频脉冲、梯度脉冲和信号采集按一定时序排列称作脉冲序列。
2.1.2 脉冲序列的构成一般脉冲序列的一个周期中包括射频脉冲、梯度脉冲和MR信号采集。
射频脉冲包含用以激发氢质子的激发脉冲、使质子群相位重聚的复相脉冲以及反转恢复序列等；梯度脉冲包括层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度（也称读出编码），用以空间定位；形成的MR信号也称为回波。
完成一个层面的扫描和信号数据采集需要重复多个周期。
2.1.3 脉冲序列的基本参数在一个脉冲序列中有许多的变量，这些变量统称为序列成像参数。
在成像中选用不同的成像参数可以得到不同类型的图像，这里我们介绍几个主要的序列成像参数。
2.1.3.1重复时间（repetition time；TR）重复时间是指脉冲序列的一个周期所需要的时间，也就是从第一个RF 激发脉冲出现到下一周期同一脉冲出现时所经历的时间间隔。
在单次激发序列中，由于只有一个激发射频脉冲，TR等于无穷大。
TR时间影响被RF激发后质子的弛豫恢复情况，TR长、恢复好。
TR延长，信噪比提高，可允许扫描的层数增多，T2权重增加，T1权重减少，但检查时间延长；TR时间缩短，检查时间缩短，T1权重增加，信噪比降低，可允许扫描的层数减少，T2权重减少。
2.1.3.2回波时间（echo time；TE）回波时间是指从激发脉冲与产生回波之间的间隔时间。
在多回波序列中，激发RF脉冲至第1个回波信号出现的时间称为TE1，至第2个回波信号的时间叫做TE2，依次类推。
在MRI成像时，回波时间与信号强度成反相关，TE延长，信噪比降低，但T2权重增加。
TE缩短，信噪比增加，T1权重增加，T2对比减少。
2.1.3.3有效回波时间(effective echo time；ETE)有效回波时间是指与最终图像对比最相关的回波时间。
对于具有多个回波的快速成像序列，不同回波分别填充到k空间的不同位置，每个回波的TE值是不同的，填充到k空间中央的回波决定图像的对比，其TE值为ETE。
2.1.3.4反转时间（inversion time；TI）反转时间是指反转恢复类脉冲序列中，180°反转脉冲与90°激励脉冲之间的时间间隔。
2.1.3.5翻转角(flip angle)在射频脉冲的激发下，质子磁化矢量方向将发生偏转，其偏离的角度称为翻转角或激发角度。
翻转角的大小是由RF能量所决定的。
常用的翻转角有90°和180°两种，相应的射频脉冲分别被称为90°和180°脉冲。
在快速成像序列中，经常采用小角度激励技术，其翻转角小于90°。
6.1.3.6信号激励次数(number of excitations；NEX)信号激励次数又叫信号采集次数(number of acquisitions；NA)。
它是指每一个相位编码步级采集信号的重复次数。
NEX增大，有利于增加图像信噪比和减少图像伪影，但是所需的扫描时间也相应延长。
2.1.3.7回波链长度(echo train length；ETL)回波链长度是指每个TR时间内用不同的相位编码来采样的回波数。
ETL 是快速成像序列的专用参数。
对于传统序列，每个TR中仅有一次相位编码，在快速序列中，每个TR时间内可进行多次相位编码，使数据采集的速度成倍提高。
2.1.3.8回波间隔时间(echo spacing；ES)回波间隔时间是指快速成像序列回波链中相邻两个回波之间的时间间隔。
ES长短影响TE时间的长短。
2.1.3.9视野（FOV）视野由图像水平和垂直两个方向的距离确定的。
最小FOV是由梯度场强的峰值和梯度间期决定的。
2.1.3.10图像采集矩阵代表沿频率编码和相位编码方向采集的像素数目，图像采集矩阵=频率编码次数×相位编码次数，例如频率编码次数为256，相位编码次数为192，则矩阵为256×192。
2.1.3.11接收带宽序列的接收带宽是指接收信号的频率范围，即读出梯度采样频率的范围。
采用低频率编码梯度和延长读出间期可获得窄的带宽。
2.2自旋回波脉冲序列2.2.1自旋回波脉冲序列（spin echo，SE）自旋回波序列简称SE序列，是目前磁共振成像最基本的脉冲序列。
SE 序列采用90°激发脉冲和180°复相脉冲进行成像。
SE序列的过程是先发射一个90° RF脉冲，Z轴上的纵向磁化矢量M0被翻转到XY平面上；在第一个90°脉冲后，间隔TE/2时间后再发射一个180°RF脉冲，可使XY平面上的磁矩翻转180°，产生重聚焦的作用，此后再经过TE/2时间间隔就出现回波信号。
从90° RF脉冲到接受回波信号的时间称回波时间，即TE时间，两个90°RF脉冲之间的时间称重复时间，即TR时间。
2.2.2 T1加权像T1加权图像主要反映组织T1值差异，简称为T1WI。
在SE序列中，T1加权成像时要选择较短的TR和TE值，一般TR为500ms左右，TE为20ms 左右，能获得较好的T1加权图像。
2.2.3 T2加权像主要反映组织T2值不同的MRI图像称为T2加权图像，简称为T2WI。
在SE序列中，T2加权成像时要选择长TR和长TE值，具体地说，TR为2500ms 左右，TE为100ms左右。
2.2.4质子密度加权像N（H）加权像质子密度反映单位组织中质子含量的多少。
在SE序列中，一般采用较长TR和较短TE时可获得质子密度加权图像，一般TR为2 500ms左右，TE为20ms左右时，SE序列成像可获得较好的质子密度加权图像。
各种软组织的质子密度差别大多不如其T1或T2值相差大，所以目前许多情况下医生更重视T1或T2加权图像。
在具体工作中，可采用双回波序列，第一个回波使用短TE，形成质子密度加权图像，第二个回波使用长TE，形成T2加权图像。
2.3反转恢复脉冲序列2.3.1反转恢复脉冲序列的理论基础反转恢复序列（inversion recovery，IR）包括一个180°反转脉冲、一个90°激发脉冲与一个180°复相脉冲组成。
第一个180°脉冲激发质子，使质子群的纵向磁化矢量M0由Z轴翻转至负Z轴。
当RF停止后磁化矢量将逐渐恢复，之后，使用一个90°脉冲对纵向磁矩进行90°翻转，180°脉冲与此90°脉冲之间的时间间隔为反转时间TI。
90°脉冲后就和SE序列一样在TE/2时间再使用一个180°脉冲实现横向磁矩再聚焦和信号读出。
IR序列的成像参数包括TI、TE、TR。
TI是IR序列图像对比的主要决定因素，尤其是T1对比的决定因素。
TI的作用类似于SE序列中的TR，而IR序列的TR对T1加权程度的作用相对要小，但TR必须足够长，才能容许在下一个脉冲序列重复之前，使M z的主要部分得以恢复。
由于IR序列对分辨组织的T1值极为敏感，所以传统IR序列一直采用长TR 和短TE来产生T1WI。
TE是产生T2加权的主要决定因素，近年来在IR SE 序列中应用长TE值也能获得T2WI。
尽管如此，IR序列主要还是用于产生T1WI和PDWI。
IR序列典型的参数为TI＝200~800ms，TR＝500~2500ms，TE＝20~50ms。
选TI值接近于两种组织的T1值，并尽量缩短TE，可获得最大的T1WI。
通常TR等于TI的3倍左右时SNR好。
IR序列可形成重T1WI，可在成像过程中完全除去T2的作用，可精细地显示解剖结构，如脑的灰白质，因而在检测灰白质疾病方面有很大的优势。
目前IR序列除用于重T1WI外，主要用于两种特殊的MR成像，即脂肪抑制和水抑制序列。
2.3.2短TI反转恢复脉冲序列（short TI inversion recocery，STIR）IR序列中，每一种组织处于特定的TI时（称为转折点），该种组织的信号为零。
组织的转折点所处的TI值依赖于该组织的T1值，组织的T1越长，该TI值就越大，即TI的选择要满足在90°脉冲发射时，该组织在负Z轴的磁化矢量恰好恢复到０值，因此也没有横向磁化矢量，图像中该组织的信号完全被抑制。
脂肪组织的T1值非常短，IR序列一般采用短的TI（≤300ms）值抑制脂肪的信号，该序列称为STIR序列。
STIR脉冲序列是短TI的IR脉冲序列类型，主要用途为抑制脂肪信号，可用于抑制骨髓、眶窝、腹部等部位的脂肪信号，更好地显示被脂肪信号遮蔽的病变，同时可以鉴别脂肪与非脂肪结构。
另外，由于脂肪不产生信号，STIR序列也会降低运动伪影。
STIR序列的TI值约等于脂肪组织T1值的69%，由于不同场强下，组织T1值不同，因此不同场强的设备要选用不同的TI抑制脂肪，例如，1.5T场强设备中TI设置在150～170ms。
2.3.3液体衰减反转恢复脉冲序列（FLAIR）另一种以IR序列为基础发展的脉冲序列称为液体抑制（也有称流动衰减）反转恢复（fluid-attenuated inversion-recovery，FLAIR）序列，该序列采用长TI和长TE，产生液体（如脑脊液）信号为零的T 2WI，是一种水抑制的成像方法。
选择较长的TI时间，可使T1较长的游离水达到选择性抑制的作用。
这时，脑脊液呈低信号，但脑组织中水肿的组织或肿瘤组织仍像T2加权一样呈高信号，在1.5T场强设备中FLAIR序列的TI大约为2000ms。
一旦脑脊液信号为零，异常组织、特别是含水组织周围的病变信号在图像中就会变得很突出，因而提高了病变的识别能力。
另外，由于普通SE序列T2WI中，延长TE会造成因脑脊液搏动引起的伪影和部分容积效应增加。
所以，设置的TE不能太长。
而在FLAIR 序列中，由于脑脊液信号为零，TE可以较长，因而可获得更重的T2WI。
目前FLAIR序列常用于脑的多发性硬化、脑梗死、脑肿瘤等疾病的鉴别诊断，尤其是当这些病变与富含脑脊液的结构邻近时。
2.4梯度回波脉冲序列2.4.1梯度回波脉冲序列的基础理论梯度回波（Gradient Echo，GRE）序列也称为场回波序列（Field Echo，FE）。
GRE序列是目前MR快速扫描序列中最为成熟的方法，不仅可缩短扫描时间，而且图像的空间分辨力和SNR均无明显下降。
GRE序列与SE序列主要有两点区别，一是使用小于90°（α角度）的射频脉冲激发，并采用较短的TR时间；另一个区别是使用反转梯度取代180°复相脉冲。
在GRE序列时就不用1800脉冲来重聚焦，而是用一个反方向梯度来重新使快速衰减的横向磁矩再现，获得一个回波信号，进行成像。