医学影像学课件：第四节 磁共振成像
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《磁共振成像》课件
缺点
• 扫描时间较长 • 设备和维护成本较高 • 对金属患者和患有心脏起搏器等设备的
患者不适用
结语
磁共振成像在医学领域起着重要的作用，为临床诊断和科学研究提供了宝贵 的工具。我们期待磁共振成像的未来发展，带来更多的创新和突破。
3
频率编码
4
使用不同的频率编码来识别不同的组
织类型。
5
重建图像
6
通过计算和处理信号数据，将图像重 建出来。
静态磁场
通过产生强大的静态磁场对人体进行 磁化。
感应信号
检测和记录由磁共振现象引发的细微 信号。
空间编码
通过空间编码技术将信号对应到具体 的图像位置。
磁共振成像的应用
临床应用
磁共振成像在临床诊断中广泛应用，用于检测和诊断各种疾病。
《磁共振成像》PPT课件
# 磁共振成像PPT课件 ## 一、概述 - 磁共振成像是一种非侵入性的医学影像学技术，通过利用核磁共振现象获取人体内部的详细图像。 - 本课件将介绍磁共振成像的基本原理、应用领域、发展前景以及与其他影像学的对比。
磁共振成像的基本步骤
1
平行磁场
2
施加额外的平行磁场来磁化人体组织。
1 磁共振成像并发症
2 安全风险
虽然磁共振成像是一项相对安全的检查技 术，但仍可能出现一些并发症，如过敏反 应或晕厥。
由于磁共振成像使用强大的磁场，对于携 带金属和电子设备的患者，可能存在引起 伤害的安全风险。
磁共振成像与其他影像学对比
优点
• 无辐射，对人体无害 • 能提供高分辨率的图像 • 可以观察软组织和细节
科学研究
磁共振成像为科学研究提供了非常有价值的工具，帮助了解人体结构和功能。
磁共振成像基本知识PPT课件
波谱成像（Spectroscopic Imaging）：通过分析组 织中的化学成分来提供分子层面的信息，有助于肿瘤 和代谢性疾病的诊断。
靶向成像（Targeted Imaging）：通过使用特异性 标记的分子探针，对特定分子或细胞进行成像，为个 性化医疗和精准诊断提供了可能。
04 磁共振成像应用
医学诊断
成本与普及
磁共振成像设备成本较高，限制了其 在基层医疗机构的普及。未来需要降 低设备成本，提高可及性。
磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）：利用组织磁敏感性 的差异进行成像，能够显示脑部微出血、铁沉积等病理变化。
分子成像技术
化学交换饱和转移成像（Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST）：利用特定频率的射频 脉冲来检测组织中特定化学物质的变化，对肿瘤和炎 症等疾病的诊断具有潜在价值。
。
快速扫描技术
研究更快的扫描序列和算法，缩短 成像时间，提高检查效率，减轻患 者长时间处于扫描腔内的压力。
多模态成像融合
结合磁共振成像与其他影像技术（ 如CT、PET等），实现多模态成像 融合，提供更全面的医学影像信息 。
新应用活动和功能连接，深入 了解神经系统和认知科学领域。
磁共振成像的优势与局限性
高软组织分辨率
MRI对软组织结构有高分辨率，能够清晰显示脑、关节、肌 肉等组织的细微结构。
无骨伪影干扰
MRI不受骨骼的影响，能够清晰显示周围软组织的结构。
磁共振成像的优势与局限性
01
02
03
检查时间长
由于MRI需要采集大量数 据，检查时间相对较长。
金属植入物限制
简易磁共振成像原理课件
Direction of applied magnetic field
Larmor频率
磁共振现象
在垂直于磁场B0方向施加与质子进动频率相同的 射频脉冲，射频脉冲的能量将传递给低能级的质 子，低能级的质子将跃迁到高能级。这个过程成 为磁共振。
共振条件为：射频脉冲频率与质子进动频率相等 ω0=γB0
5. 释放的电磁能转化为磁共振信号；
6. 经梯度磁场做层面选择和相位编码及频率编码；
7. 经傅立叶转换和计算机处理形成MRI图像。
人体磁化
before transmittБайду номын сангаасng RF
RF Transceiver
person in magnetic field
magnet
transmitting RF
核磁共振
person in magnetic field
RF Transceiver
RF Pulse
after transmitting RF
person in magnetic field
RF Transceiver
MR Signal
磁共振成像原理
一、概论 二、核磁共振原理 三、弛豫 四、磁共振信号 五、图像的重建
磁共振成像的基本过程
1. 人体进入静磁场前，体内氢质子群磁矩自然无规律排列；
2. 进入静磁场后，所有自旋的氢质子重新定向排列，磁矩与主磁
场方向平行 3. 通过施加射频脉冲，使受检部位氢质子吸收能量并向一个方向
偏转和自旋；
4. 射频脉冲停止，核磁弛豫开始，氢质子释放吸收的能量重新回 到原来自旋的方向；
原子核自旋
原子核由质子和中子组成，统称为核子，具有自 旋的特性。
Larmor频率
磁共振现象
在垂直于磁场B0方向施加与质子进动频率相同的 射频脉冲，射频脉冲的能量将传递给低能级的质 子，低能级的质子将跃迁到高能级。这个过程成 为磁共振。
共振条件为：射频脉冲频率与质子进动频率相等 ω0=γB0
5. 释放的电磁能转化为磁共振信号；
6. 经梯度磁场做层面选择和相位编码及频率编码；
7. 经傅立叶转换和计算机处理形成MRI图像。
人体磁化
before transmittБайду номын сангаасng RF
RF Transceiver
person in magnetic field
magnet
transmitting RF
核磁共振
person in magnetic field
RF Transceiver
RF Pulse
after transmitting RF
person in magnetic field
RF Transceiver
MR Signal
磁共振成像原理
一、概论 二、核磁共振原理 三、弛豫 四、磁共振信号 五、图像的重建
磁共振成像的基本过程
1. 人体进入静磁场前，体内氢质子群磁矩自然无规律排列；
2. 进入静磁场后，所有自旋的氢质子重新定向排列，磁矩与主磁
场方向平行 3. 通过施加射频脉冲，使受检部位氢质子吸收能量并向一个方向
偏转和自旋；
4. 射频脉冲停止，核磁弛豫开始，氢质子释放吸收的能量重新回 到原来自旋的方向；
原子核自旋
原子核由质子和中子组成，统称为核子，具有自 旋的特性。
《磁共振成像》PPT课件
• Targeted contrast agents usually have higher relaxivities when interacting with the target due to the restriction of the rotational motion upon binding.
• The challenge is to prepare complexes that do not release the toxic metal ion in vivo and yet are efficient contrast agents.
2、Experimental Section
• The affinity of hydrophobic compounds with HSA is an ongoing topic in modern MRI research since both relaxivity and pharmacokinetics can be controlled by noncovalent binding of contrast agents to HSA.
• Aggregation
• Variable-temperature 17O NMR measurements
• Within the experimental error, the hyperfine coupling constant is identical to commonly observed values for oxygen atoms directly coordinated to Gd.
• We also performed NMRD measurements at 37℃ on a solution containing 4% HSA (0.6mm) and 1 (arameters are in the same range as those of the micellar aggregates and of the monomer.
• The challenge is to prepare complexes that do not release the toxic metal ion in vivo and yet are efficient contrast agents.
2、Experimental Section
• The affinity of hydrophobic compounds with HSA is an ongoing topic in modern MRI research since both relaxivity and pharmacokinetics can be controlled by noncovalent binding of contrast agents to HSA.
• Aggregation
• Variable-temperature 17O NMR measurements
• Within the experimental error, the hyperfine coupling constant is identical to commonly observed values for oxygen atoms directly coordinated to Gd.
• We also performed NMRD measurements at 37℃ on a solution containing 4% HSA (0.6mm) and 1 (arameters are in the same range as those of the micellar aggregates and of the monomer.
磁共振成像
•避免患者穿戴任何金属物品带入MRI检查室，包括钱币，手机， 磁卡(电话卡、银行卡等)，钥匙，手表、打火机、金属皮带、 金属项链、金属耳环、金属纽扣、胸罩及其他金属饰品； 影响磁场均匀性，干扰图像、形成伪影，不利于病变显示； 强磁场可将金属物品吸附至MR机上，造成MR机损坏，甚至伤 害到受检者； 手机、磁卡、手表等贵重物品可因强磁场的作用而损坏，造 成个人财物的损失。
•幽闭恐惧症患者不适于此项检查，对他们而言，身处核磁共 振成像机器中是一种非常可怕的体验。
3.临床应用
3.1 优势
(1)无电离辐射危害； (2)多方位成像（横断面、冠状面、矢状面和任意斜面）； (3)显示解剖细节更好； (4)对组织结构的细微病理变化更敏感（如骨髓浸润，非移位
性轻微骨折，脑水肿等）； (5)通过信号可确定组织类型（如脂肪，血液和水）； (6)软组织分辨率高、对比好。
➢ 曾用名：核磁共振成像、核磁共振体层成像、核磁共振 CT等；日本学者提出去掉“核”字，称为“磁共振成 像”，该提法被采纳。
➢ 学术成就：几十年期间（1952～2003），MRI相关研究 已在物理、化学、生理学/医学3领域、6获诺贝尔奖。
1.2 MRI设备构成
➢ 由磁体系统、梯度磁场系统、射频系统、计算机系统及其它辅 助设备构成。
2.2 检查前询问及பைடு நூலகம்查
（3）对体内有金属弹片、术后银夹，金属内固定板、假关节等 的患者，MRI检查要持慎重态度，必需检查时要严密观察，患者 如有局部不适，应立即中止检查。 ✓金属异物在高磁场中发生移动可致邻近大血管和重要组织损 伤，如眼睛内的金属片移动可导致患者眼睛受伤甚至失明； ✓磁场可使动脉瘤夹、金属支架移位，导致它们所修补的动脉 发生破裂(材质不同影响不同，不锈钢材质的危险较大，镍钛合 金相对较安全)。 ✓有些假牙也具有铁磁性，如允许尽量摘掉后再行检查； ✓大多数整形外科植入品，即使属于铁磁性，一般也不会出现 问题，因为它们已经牢牢嵌入到骨骼中。 ✓体内多数部位的金属不会引发问题：在体内时间达到数周(＞6 周) 即可形成足够多的疤痕组织使其固定在原位。
•幽闭恐惧症患者不适于此项检查，对他们而言，身处核磁共 振成像机器中是一种非常可怕的体验。
3.临床应用
3.1 优势
(1)无电离辐射危害； (2)多方位成像（横断面、冠状面、矢状面和任意斜面）； (3)显示解剖细节更好； (4)对组织结构的细微病理变化更敏感（如骨髓浸润，非移位
性轻微骨折，脑水肿等）； (5)通过信号可确定组织类型（如脂肪，血液和水）； (6)软组织分辨率高、对比好。
➢ 曾用名：核磁共振成像、核磁共振体层成像、核磁共振 CT等；日本学者提出去掉“核”字，称为“磁共振成 像”，该提法被采纳。
➢ 学术成就：几十年期间（1952～2003），MRI相关研究 已在物理、化学、生理学/医学3领域、6获诺贝尔奖。
1.2 MRI设备构成
➢ 由磁体系统、梯度磁场系统、射频系统、计算机系统及其它辅 助设备构成。
2.2 检查前询问及பைடு நூலகம்查
（3）对体内有金属弹片、术后银夹，金属内固定板、假关节等 的患者，MRI检查要持慎重态度，必需检查时要严密观察，患者 如有局部不适，应立即中止检查。 ✓金属异物在高磁场中发生移动可致邻近大血管和重要组织损 伤，如眼睛内的金属片移动可导致患者眼睛受伤甚至失明； ✓磁场可使动脉瘤夹、金属支架移位，导致它们所修补的动脉 发生破裂(材质不同影响不同，不锈钢材质的危险较大，镍钛合 金相对较安全)。 ✓有些假牙也具有铁磁性，如允许尽量摘掉后再行检查； ✓大多数整形外科植入品，即使属于铁磁性，一般也不会出现 问题，因为它们已经牢牢嵌入到骨骼中。 ✓体内多数部位的金属不会引发问题：在体内时间达到数周(＞6 周) 即可形成足够多的疤痕组织使其固定在原位。
磁共振成像与应用PPT课件
利进行和结果的准确解读。
THANK YOU
发展历程
从1970年代的初期研究，到1980年代初期的初步应用，再到现在的广泛应用 ，MRI技术不断发展。
未来趋势
随着技术的进步，MRI将更加快速、高分辨率、高灵敏度，并有望与其他医学 影像技术结合，提高疾病的诊断准确率。
02
MRI系统构成与技术
MRI系统的硬件组成
01
02
03
04
磁体系统
产生静磁场，是MRI系统的核 心部分。
关节病变
MRI能够观察关节的结构 和病变，有助于诊断关节 炎、关节损伤等疾病。
肿瘤的诊断与分期
肿瘤定位
MRI能够准确地定位肿瘤的位置 ，有助于医生制定手术或治疗方
案。
肿瘤分期
MRI可以评估肿瘤的侵犯范围和分 期，为医生提供制定治疗计划的依 据。
肿瘤疗效评估
MRI可以监测肿瘤治疗的效果，为 医生调整治疗方案提供参考。
磁共振成像与应用ppt课件
汇报人：可编辑 2024-01-11
目录
• 磁共振成像（MRI）概述 • MRI系统构成与技术 • MRI在医学诊断中的应用 • MRI在科研领域的应用 • MRI的安全与防护 • 案例分析与实践经验分享
01
磁共振成像（MRI）概述
MRI的定义与原理
定义
磁共振成像（MRI）是一种利用 磁场和射频脉冲来检测人体内部 结构的非侵入性成像技术。
梯度系统
用于空间定位，产生不同的磁 场强度。
射频系统
发射和接收射频信号，实现信 号的激发和接收。
计算机系统
处理和显示图像，实现数据采 集、重建和显示等功能。
MRI的扫描序列与参数
自旋回波序列（Spin Echo）：最常 用的序列，通过90度和180度脉冲组 合获取信号。
医学影像学ppt课件
xx院
第一章 X 线成像
第一节 普通X线成像
X线成像基本原理与设备
xx院
一、 X 线的产生和特性 X线的产生 是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生 的。X线的特性 X线属电磁波。成像波长0.031~ 0.008nm，是不可 见光 · 穿透性 X线具有强穿透力，其穿透力和电压与物体密度有关。
是X线成像的基础。 ·荧光效应 X线激发荧光物质，转变成可见的荧光，称荧光效应。 · 感光效应 X线照射涂有溴化银的胶片，感光而产生潜影，经化 学处理，将银离子转化成金属银。是X线摄影的基础 。 · 电离效应 X线通过任何物质都可产生电离效应。X线射入人体， 可引起生物学改变，即生物效应。
xx院 二、 数字X线荧光屏成像
digital fluorography,DF
光电转换快所以成像速度快、 有透视功能、图像较好
IITV
xx院
二、数字X线摄影平板探测器
Digital Detector Radiography，DDR
用平板探测器将X线信息 转换成电信号，在进行数字化，
全过程都在平板内进行。
合理的选择应用 CT诊断在各系统中的优势
xx院
第四章 磁共振成像
MRI是利用原子核在磁场内发生共振所产生的信号 经图像重建的一种成像技术
Felix Bloch 美国物理学家
Edward Purcell 美国物理学家
Damadian
MRI装置的创始 人
Lauterbur 美国纽约大学
英国科学家 彼得· 曼斯菲尔德
xx院 灰阶处理
xx院
窗位处理
xx院
减影处理： • X线吸收率减影处理 • 数字减影血管造影处理
最全的医学成像原理磁共振成像PPT课件
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• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
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• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）
• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到 静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中， 每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
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• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行 驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
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• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低 与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨 力较低。
• 2．成像速度慢 不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多 装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析 因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态 （平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立 的两个过程：①纵向驰豫 （longitudinal relaxation）；②横 向驰豫（transverse relaxation）
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• （2）纵向弛豫时间与横向弛豫时间：纵向磁化由零恢复到原数值的 63%时所需时间，称为纵向弛豫时间，简称T1；横向磁化由最大衰减 到原来值的37%时所需的时间，称为横向弛豫时间，简称T2。
• (3) T1和T2反映物质特征，而不是绝对值。T1的长短同组织成分、结 构和磁环境有关，与外磁场场强也有关系；T2的长短与外磁场和组织 内磁场的均匀性有关。人体正常与病变组织的T1和T2值是相对恒定的， 而且相互之间有一定的差别，这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI 的成像基础。
纵向磁化。
2．进动 在静磁场中，有序排列的质子不是静止的，而是作快速的锥形旋 转，称为进动。进动速度用进动频率表示，即每秒进动的次数。 外磁场场强越强，进动频率越快。
3．磁共振现象与横向磁化 当向静磁场中的人体发射与质子进动频率相同的RF脉冲时，质 子才能吸收RF脉冲的能量，即受到激励，由低龟能级跃迁到高 能级，从而使纵向磁化减少，与此同时，RF脉冲还使质子处于 同步同速进动，即处于同相位，这样，质子在同一时间指向同 一方向，其磁矢量也在该方向叠加起来，产生横向磁化。
第四节 磁共振成像
• 一、磁共振成像基本原理 • 磁共振成像(MRI)检查技术是在发现核磁共振现象的基
础上，于20世纪70年代继CT之后，借助电子计算机技术 和图像重建数学的进展与成果而发展起来的一种新型医学 影像检查技术。 • MRI是通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频 (RF)脉冲，使人体组织中的氢质子受到激励而发生磁共振 现象，当终止RF脉冲后，质子在弛豫过程中感应出MR信 号；经过对MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理 过程，即产生MR图像。人体内氢核丰富，而且用它进行 磁共振成像的效果最好，因此目前MRI常规用氢核来成像。
• 二、MRI图像特点
• （一）多参数成像
• MRI是多参数成像，其成像参数主要包括T1、T2和质子密度等，可分 别获得同一解剖部位或层面的T1WI、T2 WI和PD等多种图像：而包 括CT在内的X线成像，只有密度一个参数，仅能获得密度对比一种图 像。在MRI中，T1WI上的影像对比主要反映的是组织间T1的差别； T2WI上的影像对比主要反映的是组织间T2的差别；而PDWI上的影像 对比主要反映的是组织间质子密度的差别。
• 4．弛豫与弛豫时间 终止RF脉冲后，宏观磁化矢量并不立即停止转 动，而是逐渐向平衡态恢复，此过程称为弛豫，所用的时间称为弛豫 时间。弛豫的过程即为释放能量和产生MR信号的过程，
• (l)纵向弛豫与横向弛豫：中断RF脉冲后，质子释放能量，逐一从高能 状态返回到低能状态，因此纵向磁化逐渐增大，直至缓慢恢复到原来 的状态，此过程呈指数规律增长，称为纵向弛豫；与此同时，质子不 再被强制处于同步状态（同相位），由于每个质子处于稍有差别的磁 场中，开始按稍有不同的频率进动，指向同一方向的质子散开，导致 横向磁化很快减少到零，此过程亦呈指数规律衰减，称为横向弛豫。
•
二、基本概念
•
1．质子的纵向磁化 氢原子核只有一个质子，没有中子。质子带
正电荷，并作自旋运动，因此产生磁场，每个质子均为一个小磁
体，其磁场强度和方向用磁矩或磁矢量来描述。在人体进入静磁
场以前，体内质子的磁矩取向是任意和无规律的，因此磁矩相互
抵消，质子总的净磁矢量为零。如果进入一个强度均匀的静磁场 （即外磁场），则质子的磁矩按外磁场的磁力线方向呈有序排列， 其中平行于外磁场磁力线的质子处于低能级状态，数目略多，而 反平行于外磁场磁力线的质子处于高能级状态，数目略少，相互 抵消的结果产生一个与静磁场磁力线方向一致的净磁矢量，称为
1946年Purcell和Bloch发现磁共振现象 1952年获诺贝尔物理学奖
Damadian
Paul C. Lauterbur
Peter Mansfield
1971年 Damadian发现癌组织中氢原子的T1/T2弛豫时间延长，提 出了利用MR诊断癌症、进入临床的可能性。 2003年 诺贝尔生理医学奖授予美国Paul C. Lauterbur和英国 Peter Mansfield，因为他们发明了磁共振成像技术(MRI)。“该项技术可 以使 人们能够无损伤地从微观到宏观系统地探测生物活体的结构和 功能，为医疗诊断和科学研究提供了非常便利的 手段。”
• （二）方位成像
• MRI可获得人体轴位、冠状位、矢状位及任意倾斜层面的图像，有利 于解剖结构和病变的三维显示和定位。
• （三）流动效应 • 体内流动的液体中的质子与周围处于静止状态的质子相
比，在MR图像上表现出不同的信号特征，称为流动效应。 血管内快速流动的血液，在MR成像过程中虽然受到RF脉 冲激励，但在终止RF脉冲后采集MR信号时已经流出成像 层面，因此接收不到该部分血液的信号，呈现为无信号黑 影，这一现象称为流空现象。血液的流空现象使血管腔不 使用对比剂即可显影，是MRI成像中的一个特点。 • 流动血液的信号还与流动方向、流动速度以及层流和湍 流有关。在某些状态下，流动液体还可表现为明显的高信 号。 • （四）质子弛豫增强效应与对比增强 • 一些顺磁性和超顺磁性物质使局部产生磁场，可缩短周 围质子弛豫时间，此效应称为质子弛豫增强效应，这一效 应是MRI行对比剂增强检查的基础。
• 5．脉冲序列与信号加权 MRI是通过一定的脉冲序列实现的。 • (l)脉冲序列：施加RF脉冲后，纵向磁化减少、消失，横向磁化出现。
使纵向磁化倾斜90°的脉冲为90°脉冲，而倾斜180°的脉冲则为180° 脉冲。施加90°脉冲后，等待一定时间，施加第二个90°脉冲或180° 脉冲，这种连续施加脉冲即为脉冲序列。脉冲序列决定着将从组织获 得何种信号。 • (2)重复时间：指在脉冲序列中，两次RF激励脉冲之间的间隔时间。 TR的长短决定着能否显示出组织间T1的差别，使用短TR可获得T1信 号对比，而长TR则不能。 • (3)回波时间：指从RF激励脉冲开始至获得回波的时间。TE决定T2加 权，使用长TE可获得T2信号对比。 • (4) T1、T2和质子密度：自旋回波脉冲序列是临床最常用的脉冲序列 之一。在SE序列中，选用短TR(通常小于500ms)、短TE（通常小于 30ms）所获图像的影像对比主要由T1信号对比决定，此种图像称为 T1加权像；选用长TR(通常大于1500ms)、长TE(通常大于80ms)所获 图像的影像对比主要由T2信号对比决定，此种图像称为T2加权像；选 用长TR、短TE所获图像的影像对比，既不由T1也不由T2信号对比决 定，而主要由组织间质子密度差别所决定，此种图像称为质子密度加 权像。
• (3) T1和T2反映物质特征，而不是绝对值。T1的长短同组织成分、结 构和磁环境有关，与外磁场场强也有关系；T2的长短与外磁场和组织 内磁场的均匀性有关。人体正常与病变组织的T1和T2值是相对恒定的， 而且相互之间有一定的差别，这种组织间弛豫时间上的差别，是MRI 的成像基础。
纵向磁化。
2．进动 在静磁场中，有序排列的质子不是静止的，而是作快速的锥形旋 转，称为进动。进动速度用进动频率表示，即每秒进动的次数。 外磁场场强越强，进动频率越快。
3．磁共振现象与横向磁化 当向静磁场中的人体发射与质子进动频率相同的RF脉冲时，质 子才能吸收RF脉冲的能量，即受到激励，由低龟能级跃迁到高 能级，从而使纵向磁化减少，与此同时，RF脉冲还使质子处于 同步同速进动，即处于同相位，这样，质子在同一时间指向同 一方向，其磁矢量也在该方向叠加起来，产生横向磁化。
第四节 磁共振成像
• 一、磁共振成像基本原理 • 磁共振成像(MRI)检查技术是在发现核磁共振现象的基
础上，于20世纪70年代继CT之后，借助电子计算机技术 和图像重建数学的进展与成果而发展起来的一种新型医学 影像检查技术。 • MRI是通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频 (RF)脉冲，使人体组织中的氢质子受到激励而发生磁共振 现象，当终止RF脉冲后，质子在弛豫过程中感应出MR信 号；经过对MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理 过程，即产生MR图像。人体内氢核丰富，而且用它进行 磁共振成像的效果最好，因此目前MRI常规用氢核来成像。
• 二、MRI图像特点
• （一）多参数成像
• MRI是多参数成像，其成像参数主要包括T1、T2和质子密度等，可分 别获得同一解剖部位或层面的T1WI、T2 WI和PD等多种图像：而包 括CT在内的X线成像，只有密度一个参数，仅能获得密度对比一种图 像。在MRI中，T1WI上的影像对比主要反映的是组织间T1的差别； T2WI上的影像对比主要反映的是组织间T2的差别；而PDWI上的影像 对比主要反映的是组织间质子密度的差别。
• 4．弛豫与弛豫时间 终止RF脉冲后，宏观磁化矢量并不立即停止转 动，而是逐渐向平衡态恢复，此过程称为弛豫，所用的时间称为弛豫 时间。弛豫的过程即为释放能量和产生MR信号的过程，
• (l)纵向弛豫与横向弛豫：中断RF脉冲后，质子释放能量，逐一从高能 状态返回到低能状态，因此纵向磁化逐渐增大，直至缓慢恢复到原来 的状态，此过程呈指数规律增长，称为纵向弛豫；与此同时，质子不 再被强制处于同步状态（同相位），由于每个质子处于稍有差别的磁 场中，开始按稍有不同的频率进动，指向同一方向的质子散开，导致 横向磁化很快减少到零，此过程亦呈指数规律衰减，称为横向弛豫。
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二、基本概念
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1．质子的纵向磁化 氢原子核只有一个质子，没有中子。质子带
正电荷，并作自旋运动，因此产生磁场，每个质子均为一个小磁
体，其磁场强度和方向用磁矩或磁矢量来描述。在人体进入静磁
场以前，体内质子的磁矩取向是任意和无规律的，因此磁矩相互
抵消，质子总的净磁矢量为零。如果进入一个强度均匀的静磁场 （即外磁场），则质子的磁矩按外磁场的磁力线方向呈有序排列， 其中平行于外磁场磁力线的质子处于低能级状态，数目略多，而 反平行于外磁场磁力线的质子处于高能级状态，数目略少，相互 抵消的结果产生一个与静磁场磁力线方向一致的净磁矢量，称为
1946年Purcell和Bloch发现磁共振现象 1952年获诺贝尔物理学奖
Damadian
Paul C. Lauterbur
Peter Mansfield
1971年 Damadian发现癌组织中氢原子的T1/T2弛豫时间延长，提 出了利用MR诊断癌症、进入临床的可能性。 2003年 诺贝尔生理医学奖授予美国Paul C. Lauterbur和英国 Peter Mansfield，因为他们发明了磁共振成像技术(MRI)。“该项技术可 以使 人们能够无损伤地从微观到宏观系统地探测生物活体的结构和 功能，为医疗诊断和科学研究提供了非常便利的 手段。”
• （二）方位成像
• MRI可获得人体轴位、冠状位、矢状位及任意倾斜层面的图像，有利 于解剖结构和病变的三维显示和定位。
• （三）流动效应 • 体内流动的液体中的质子与周围处于静止状态的质子相
比，在MR图像上表现出不同的信号特征，称为流动效应。 血管内快速流动的血液，在MR成像过程中虽然受到RF脉 冲激励，但在终止RF脉冲后采集MR信号时已经流出成像 层面，因此接收不到该部分血液的信号，呈现为无信号黑 影，这一现象称为流空现象。血液的流空现象使血管腔不 使用对比剂即可显影，是MRI成像中的一个特点。 • 流动血液的信号还与流动方向、流动速度以及层流和湍 流有关。在某些状态下，流动液体还可表现为明显的高信 号。 • （四）质子弛豫增强效应与对比增强 • 一些顺磁性和超顺磁性物质使局部产生磁场，可缩短周 围质子弛豫时间，此效应称为质子弛豫增强效应，这一效 应是MRI行对比剂增强检查的基础。
• 5．脉冲序列与信号加权 MRI是通过一定的脉冲序列实现的。 • (l)脉冲序列：施加RF脉冲后，纵向磁化减少、消失，横向磁化出现。
使纵向磁化倾斜90°的脉冲为90°脉冲，而倾斜180°的脉冲则为180° 脉冲。施加90°脉冲后，等待一定时间，施加第二个90°脉冲或180° 脉冲，这种连续施加脉冲即为脉冲序列。脉冲序列决定着将从组织获 得何种信号。 • (2)重复时间：指在脉冲序列中，两次RF激励脉冲之间的间隔时间。 TR的长短决定着能否显示出组织间T1的差别，使用短TR可获得T1信 号对比，而长TR则不能。 • (3)回波时间：指从RF激励脉冲开始至获得回波的时间。TE决定T2加 权，使用长TE可获得T2信号对比。 • (4) T1、T2和质子密度：自旋回波脉冲序列是临床最常用的脉冲序列 之一。在SE序列中，选用短TR(通常小于500ms)、短TE（通常小于 30ms）所获图像的影像对比主要由T1信号对比决定，此种图像称为 T1加权像；选用长TR(通常大于1500ms)、长TE(通常大于80ms)所获 图像的影像对比主要由T2信号对比决定，此种图像称为T2加权像；选 用长TR、短TE所获图像的影像对比，既不由T1也不由T2信号对比决 定，而主要由组织间质子密度差别所决定，此种图像称为质子密度加 权像。