磁共振基础知识及3.0T磁共振
MRI基础知识
自旋回波（SE）：采用90º -180º 脉冲组 合形式构成。该序列为MRI的基础序 列。其中又包括2D/3D快速、超快速 自旋回波序列，单次激发半傅里叶采 集快速自旋回波。
SET1WI
FSET2WI
矢状面3DSET1
冠状面3DSET1
流空效应产生的条件
血液在血管内流动，在脉冲序列的激发和回 波收集的时间过程中，血液将因为流动而发生位 置的变化，这种位置的变化就会对 MR 信号产生 影响，原因是曾经在某一个层面中(成像层面总 是有厚度的)被激发的血液，在等待回波收集的 过程中将部分或全部流出原来的成像层面，新流 入的血液因没有被激发的经历，因此，收集不到 信号，这时，流空效应就产生了。由以上描述可 知，流空效应的产生，其先决条件是在等待回波 时间内，原已被激发的血液已经流出成像层面， 与血流速
4、分子生物学和组织学诊断的提高。
利用磁共振的波谱分析可以在不同程度 上反映正常和异常区域的分子生物学和 组织学特征，在影像诊断向分子生物学 和组织学方向迈出重要的一步。
5、无骨骼伪影的干扰。CT检查常遇到
骨骼伪影对病变区域的干扰，而磁共振 检查不存在这一弊端，有利于临床检查 的扩展。 6、无损伤的安全检查，这也是MRI的 最大特点。
属异物 （4） 换有人工金属心脏瓣膜者 （5）金属关节、假肢 （6）内置神经刺激器者。 （7）妊娠3个月以内者。
我院GE0.5T磁共振机
计算机控制系统
磁共振成像的基本原理：从人体进入强
大的外磁场（Bo），到获得清晰的MR 图像，人体组织的受检部位的每一个氢 质子都经历一系列复杂的变化。 ①氢质子群体的平时状态：无外磁场 Bo的作用，人体氢质子杂乱排列，磁 矩方向不一，相互抵消。
磁共振3.0优势
•
在一定时间内MR系统发射的RF脉冲越多，产热越高，RF脉冲多
的序列包括FSE, FRFSE, SSFSE, FIESTA
•
当扫描这些序列时系统的SAR值会增高。为了减少SAR，西门子 采用的方法是限制扫描层数。GE采用实时监控的方法，SAR值 累积到一定程度，扫描暂停，SAR值降低后，扫描继续进行
3.0T与1.5T比较：磁敏感效应(Susceptibility)
f B0
•△f是由于磁敏感效应导致的频率变化 •是磁化率 •B0是场强 可以看出随B0增加，△f越大，磁敏感效应表现的越突出
For GE Internal Use Only. Not for External Distribution.
1
3.0T磁共振安全问题
• 静态磁场 (B0)
• 射频能量特异性吸收率（SAR）
• 梯度切换率（dB/dt）和噪声
• 安全措施
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3.0T磁共振静态磁场范围加大
2.48m
Magnet
5.0m 3.0T and 1.5T Same Footprint 2.8m 4.0m
• 同样扫描条件下，3.0T的SAR值是1.5T的4倍
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3.0T磁共振射频场
•最大幅度 (mT/m)
–马力 •切换率 (T/m/sec) –速度
快速的梯度切换能诱导产生感应电流，引起 周围神经刺激症状PNS（dB/dt）
飞利浦全新Achieva 3.0T TX多源发射磁共振特点介绍
21世纪超高场磁共振成像的重大革命---- 飞利浦Achieva 3.0T TX多源发射磁共振特点介绍在2008年北美放射年会上飞利浦率先推出了磁共振界最激动人心的伟大变革的产品---业界首台多源发射磁共振Achieva 3.0T TX，将3.0T的临床表现提升到了全新的高度，堪称开创3.0T的里程碑。
众所周知，顺应磁场强度的不断提升，核磁共振的未来发展趋势之一是多源发射系统。
随着磁场强度的提高，在带来更高信噪比的同时，也出现了诸如射频场分布不均匀、快速扫描序列受特殊射频吸收率SAR制约的负面影响。
TX系列的首创并行多源射频发射系统可以很好地解决上述的问题，其技术特点包括：●业界首台独有的多源发射3.0T核磁共振临床扫描仪。
●并行多个独立射频源，具有对应的多个独立射频放大器。
●对不同患者和检查部位进行自动优化射频发射。
为什么要在3.0T磁共振中应用多源射频发射技术？多源射频发射技术多源射频发射技术可以根据不同患者和检查部位进行自动优化射频发射（即基于个体差异的射频管理），因此可以从源头上解决介电效应问题。
另外，使用多源发射技术，可以自动优化SAR的分布并减少沉积，使快速序列得以应用，因此加快成像速度。
传统的单射频发射多源发射临床优势●提高图像信号的均匀性（特别是腹部，乳腺）●更好的组织对比●更一致的检查结果●加快扫描速度高达40% 多源发射磁共振有效地解决了介电伪影，甚至是肝硬化和腹水病人（3.0T的难点）。
大图：多源发射磁共振，插图：传统3.0T磁共振。
多源发射磁共振可以确保始终如一的优异图像质量，帮助医生作出有信心的诊断，图中显示不同病人的2D T1W梯度回波高分辨率图像。
左图：传统3.0T磁共振。
右图：多源发射磁共振多源发射磁共振可以显著降低脑脊液流动伪影。
此结果的获得是由于多源发射可以真正采用180度重聚脉冲，而不是单射频源的120度重聚脉冲。
左图：传统3.0T磁共振。
右图：多源发射磁共振此外该设备还拥有如下特点：0液氦消耗：飞利浦Achieva 3.0T 磁共振拥有业界领先的零液氦消耗的磁体技术。
磁共振知识点总结
磁共振知识点总结一、磁共振成像（MRI）基本原理。
1. 原子核特性。
- 许多原子核都具有自旋特性，例如氢原子核（单个质子）。
当置于外磁场中时，这些自旋的原子核会发生能级分裂，产生两种不同的能量状态（平行和反平行于外磁场方向）。
- 两种状态的能量差与外磁场强度成正比，公式为Δ E = γℏ B_0，其中γ是旋磁比（不同原子核有不同的旋磁比），ℏ是约化普朗克常数，B_0是外磁场强度。
2. 射频脉冲（RF）的作用。
- 当施加一个频率与原子核进动频率相同（拉莫尔频率，ω_0=γ B_0）的射频脉冲时，原子核会吸收能量，从低能级跃迁到高能级，处于激发态。
- 射频脉冲停止后，原子核会释放能量回到低能级，这个过程产生磁共振信号。
3. 弛豫过程。
- 纵向弛豫（T1弛豫）- 也称为自旋 - 晶格弛豫。
是指处于激发态的原子核将能量传递给周围晶格（分子环境），恢复到纵向平衡状态的过程。
- T1值反映了组织纵向弛豫的快慢，不同组织的T1值不同。
例如，脂肪组织的T1值较短，水的T1值较长。
- 横向弛豫（T2弛豫）- 也称为自旋 - 自旋弛豫。
是指激发态的原子核之间相互作用，导致横向磁化矢量衰减的过程。
- T2值反映了组织横向弛豫的快慢，一般来说，纯水的T2值较长，固体组织的T2值较短。
二、MRI设备组成。
1. 磁体系统。
- 主磁体。
- 产生强大而均匀的外磁场B_0，是MRI设备的核心部件。
常见的磁体类型有永磁体、常导磁体和超导磁体。
- 永磁体：不需要电源，磁场强度相对较低（一般小于0.5T），维护成本低，但重量大。
- 常导磁体：通过电流产生磁场，磁场强度一般在0.2 - 0.5T，需要大量电力供应，产生热量多。
- 超导磁体：利用超导材料在超导状态下的零电阻特性，通过强大电流产生高磁场（1.5T、3.0T甚至更高），磁场均匀性好，但需要液氦冷却，设备成本和维护成本高。
- 梯度磁场系统。
- 由X、Y、Z三个方向的梯度线圈组成，用于在主磁场基础上产生线性变化的梯度磁场。
磁共振，1.5T、3.0T……什么意思
磁共振，1.5T、3.0T……什么意思磁共振检查过程中，大家可能会问为什么我要做3.0T的核磁共振，1.5T的不行吗？特别是膝关节损伤患者的，都会选择做磁共振进行检查，从而判断膝关节内部情况。
可是，同样是核磁共振，为什么有的是1.5T，有的是3.0T呢。
两者之间价格相差一倍，到底区别在哪里呢？下面本文就带领大家了解下磁共振相关知识，解答到底什么是1.5T、什么是3.0T.一、1.5T、3.0T中的“T”是什么意思？大家核磁共振检查过程中会出现上述疑问，“1.5T、3.0T是什么意思呢？”1.5T、3.0T中的T是指磁场强度单位—--Tesla(特斯拉)的首字母。
1.5T 就是1.5特斯拉，3.0T就是3.0特斯拉。
磁共振成像原理简单来讲，就是强磁场下的质子驰豫，磁场越高成像各方面指标也就越高，最终图像分辨率和图像质量也就越高，相比于传统医学检查，磁共振空间分辨率可达0.2mm。
20年前，1.5T 核磁共振刚普及，成像速度、图像质量等方面都好于1.0T以下的机型，这也造成核磁共振收费标准逐渐提升。
随着医学技术水平的不断提升，3.0T核磁共振检查成为临床检查中较为常见的机型，具有成像清晰、成像速度快等优势。
同时，经过研究表明，3.0T核磁共振对人体不会产生不良影响。
二、3.0T是什么意思？1.5T和3.0T都是指核磁共振检查中静磁场强度的高低，核磁共振检查中可以将核磁共振分为不同的场强，1.5T、3.0T都属于核磁共振检查中较为常见的场强，还包括以下几种场强：0.2T、0.35T、0.5T、1.0T等。
核磁共振中强调的1.5T和3.0T，最大的区别就是磁场强度不同，1.5T代表磁场强度偏低，3.0T磁场强度与1.5T相比会更高。
虽然核磁共振检查过程中，磁场强度不是唯一决定图像清晰度的主要因素，但是磁场强度属于较为重要的影响因素，磁场强度越大核磁成像就越清晰。
三、3.0T非常清楚吗？3.0T经常在膝关节检查中应用，但是大家会产生一些疑问，为什么膝关节检查中会选择3.0T的核磁共振呢？因为膝关节检查的主要目的是清楚膝关节组织内部结构，如韧带关节液、半月板情况等。
MRI基本知识
90度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转 横向磁化矢量，这种旋转的横向磁化矢量切割接 收线圈，MR 仪可以检测到。
氢 质 子 多
氢 质 子 少
此时的MR 图像仅仅区分氢质子密度不同的两种组织，所以 要在射频脉冲关闭后等待一定时间并对信号进行干预和采集
无线电波激发使磁场偏转90度，射频脉冲停 止后，在主磁场的作用下，横向宏观磁化矢量逐 渐缩小到零，纵向宏观磁化矢量从零逐渐回到平
“ ”
磁共振成像基本知识
1
核磁共振成像
• 发展历史
• 基本原理
目
• 扫描仪的基本硬件构成
录
• 脉冲序列及其临床应用
• MRI 特点以及禁忌证
• 总结
2
Nuclear Magnetic Resonance Imaging
首字母缩写:
NMRI
为了和原子核及射线的放射性危害区分开 来，临床医生建议去掉N，简称为磁共振成像
• 所谓的加权就是“重点突出”的意思
– T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别 – T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别 – 质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含量差别
34
•在任何序列图像上，信号采集时刻旋转横 向的磁化矢量越大，MR信号越强
➢ 主磁场场强
场强越高，磁化率越高，场强几乎与磁化率成 正比
➢ 质子含量
质子含量越高，与主磁场同向的质子总数增加 （磁化率不变）
15
在主磁场中质子的磁化矢量方向与主
磁场方向不平行——进动
进动
场相互作用
核磁（小磁场）与主磁
陀螺
进动使每个质子的核磁存在方向稳 定的纵向磁化分矢量和旋转的横向
01.3.0T.腰椎规范化扫描方案
磁共振规范化扫描方案（3.0T）---中华磁共振应用学院系列教材腰椎Lumbar使用限制和提醒：1.磁共振临床应用的建议扫描方案，并不对诊断结果承担任何责任。
2.扫描方案仅用于内部学习目的，其中涉及的任何内容不作为机型性能、图像质量的判断依据。
3.由于磁共振系统配置上的差异，扫描方案中的内容并不作为系统所具有功能的具体实现。
4.扫描方案中涉及的任何图像内容、姓名等信息均认为以教学为目的，不涉及任何私有信息的泄露。
5.扫描方案中任何内容有不恰当或有疑问，请及时给予反馈，我们将尽快更正，同时，我们保留更改和解释的权利。
6.任何一个版面均有相关内部使用界限提醒，请勿外传。
患者摆位：1.首先将线圈中心置于床左右的中心，腰椎亦位于线圈左右的中心，不能躺偏。
2.定位中心点位于脐上两指。
3.头部扫描必须配带耳塞，听力保护。
4.膝关节下使用大三角垫垫高，可以稳定腰椎防止运动。
摆位照片：腰椎规范化扫描方案：1 3-pl T2* Loc 三平面定位2 OSag T2FSE 矢状面T23 OSag T1Flair 矢状面T1Flair4 OSag STIR/OSag fs T2FSE 矢状面脂肪抑制STIR或脂肪抑制T2FSE5 OAx T2FSE 横断面T26 OAx/OSag/OCor T1+C 增强扫描序列3-pl T2* Loc，三平面定位图像：定位线说明：•定位中心位于及脐上两指。
•扫描结束后，观察图像，检查腰部位置是否合适，图像信号与线圈位置是否良好匹配。
如果病人身高较低，有时需要将线圈改为CTL345。
•三平面定位图像，冠状面图像比较多，要包括椎体和椎管。
•请注意，观察盆腔有无避孕环金属伪影，观察胸椎位置有无胸罩金属伪影。
定位线说明：•在三平面冠状面定位像上，平行于腰椎定位矢状面，一般9-11层。
矢状面定位像调整上下和前后位置，横断面定位像上调整旋转角度。
•FOV中心位于椎体后缘，中心点越靠前，进入腹部，则受呼吸运动伪影的影响越大。
磁共振3.0优势PPT演示课件
•3.0T与1.5T比较：电介质效应（Dielectric Effects
•电介质效应存在于所有场强的磁共振 •场强越高，电介质效应越明显 •电介质效应原因是射频脉冲在人体内分布不均匀
•3.0T与1.5T比较：电介质效应（Dielectric Effects
•3.0T与1.5T比较：化学位移效应(Chemical Shift)
•由于化合物周围都围绕 着电子云，电子云对外 界施加磁场有屏蔽作用 ，所以实际到达化合物 氢质子的磁场强度要小 于外界所施加的磁场。
•3.0T与1.5T比较：化学位移效应(Chemical Shift)
• 由于不同的化合物 周围的电子云浓密不一样 ，真正到达在不同化合物 中的氢质子的磁场强度是 不一样的，所以不同的化 合物中氢质子的进动频率 是不一样的。
射频脉冲－RF 是一种间断性发射的电磁波 主要的危害是产热 RF的累及被称为Specific Absorption
Rate (SAR) 影响SAR的因素包括
物理因素 生理因素 环境因素
•SNR
•0.2T •1.0T •1.5T •3.0T
•3.0T磁共振射频场
•SAR值的影因素
• RF 的多少 — 包括exciting RF和rephasing
•At 1.5T (63.86 MHz) : 0 4.68 m Tissue r 80
t 52 cm
•At 3.0T (127 MHz) :
0 2.34 m Tissue r 60
t 30 cm
•Permittivity is also a function of frequency !
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图2：DWI在体部肿瘤诊断中的价值
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图3：全身类PET
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图4：DTI图像显示脑白质纤维素的走行方向
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九、磁共振灌注加权成像技术
• 脑部疾病的灌注成像临床应用 • 1.脑卒中 • 2.脑肿瘤 • 3.脑功能的研究 • 4.其他应用
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DWI+PWI显示缺血半暗带
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PWI显示急性脑缺血
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十、脑功能成像技术及磁敏感加权 成像技术
提。场强对脉冲序列的发展和应用起决定 性作用。
•
髙场磁.共振
四、磁共振成像快速采集技术
• 快速采集是当今磁共振技术发展的主流， 合理利用快速采集技术不但可以缩短MRI的
检查时间，还可大大提高检查质量。起决 定性作用的是软、硬件的发展与提高。
•
髙场磁共振
.
五、临床磁共振成像常用技术
• 1.脂肪抑制技术:图1、2
• 1.fMRI的临床应用研究 • 2.SWI成像技术及其临床应用
.
fMRI
fMRI－－ 躯体运动，感觉，视觉. ，语言，针灸镇痛
SWI显示微出血
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.
.
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十一、磁共振波普技术
• 1.MRS在神经系统的临床应用 • 2.MRS在前列腺的临床应用研究 • 3.MRS在乳腺的临床应用研究
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脑胶质瘤波普分析图
西门子1.5T磁共振
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西门子3.0T磁共振
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二、磁共振成像物理学原理
• 1.磁共振成像的物质基础： • 人体由很多分子组成，分子由原子组成； • 所有原子的核心都是原子核；
–带正电带正电荷， 它们象地球一样 在不停地绕轴旋 转，并有自身的 磁场。
• 2.化学位移成像及Dixon技术：图3、4
• 3.空间饱和及空间标记技术：图5
• 4.磁化传递技术：用于增加TOR MRA
• 5.倾斜优化非饱和激励技术：用于减少血流饱和
• 6.流动补偿技术：用于减少血液、脑脊液流动伪影
• 7.磁共振增强检查技术：缩短局部组织T1弛豫时间，所以增强图像均 为T1WI
• 1.MR胰胆管成像 • 2.MR尿路成像 • 3.MR内耳水成像 • 4.其他水成像技术
.
.
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八、DWI及DTI
• 1.DWI在神经系统的应用：图1 • 2.DWI在体部的临床应用：图2 • 3.全身DWI技术（类PET）：图3 • 4.扩散张量成像技术（DTI）：图4
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图1：DWI在早期脑梗塞中的应用
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前列腺癌波普分析图
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十二、磁共振成像对比剂
• 1.阳性对比剂：钆喷酸葡胺、钆贝普安 • 2.阴性对比剂：
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脑膜瘤平扫及增强
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脑转移瘤平扫及增强
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十三、MRI检查的注意事项及禁忌症
• （一）注意事项： • 1.病人进入检查室以前，必须取出身上的一
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• 与X线和CT成像的原理不同，MRI没有X线辐 射，而主要利用质子密度与质子的弛豫时 间（T1与T2）的差异成像，尤其是弛豫时间 更为重要。
• 因为质子在人体中的差异仅10％，但弛豫 时间可相差百分之数百。
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三、磁共振成像脉冲序列及临床应 用
• 磁共振成像是利用脉冲序列进行的，充分 理解各种脉冲序列的基本构建和特点是保 证MR图像技术质量和提高诊断准确率的前
• 8.磁共振成像生理门控及导航回波技术:心电门控、呼吸门控，用于减 少呼吸运动伪影
• 9.组织弛豫时间的测量：
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图1：压脂序列显示前列腺占位
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图2:压脂序列显示肝内占位
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图3：化学位移同反相位成像
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图4：Dixon技术水脂分离显示臂丛神经及淋巴结
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图5：空间预饱和技术显示静脉畸形
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六、磁共振血管成像技术
• 在进行人体磁共振成像时，信号的强度取 决于质于的数量，也即质子的密度。
• 脂肪、肌肉、血液以及骨胳中质子含量的 不同，决定磁共振图像中各种组织信号的 强弱和对比，这种图像即称为质于密度像。
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• 除了组织中质于含量的不同对成像起作用 以外，还有其他的组织特性对磁共振图像 的信号有更为重要的影响，这就是组织磁 化的弛豫时间。
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二、磁共振成像物理学原理
• 2.磁共振现象
• 共振是一种常见的现象。指南针是我们最熟悉 的磁体，地球是一个磁场。
• 指南针在地球表面作定向排列，即在静止状态 下指北。
• 如果我们用手指轻击指南针，使之来回摆动， 直到指南针从我们手指上得到的能量全部放出 后，又回到原来的位置，指北。这就是共振现 象。针摆动的频率为共. 振頻率。
.
一、磁共振成像仪硬件基本知识
• 磁共振设备的组成： • 1.主磁体：磁共振的分类的依据： • ①永磁型磁体(低场磁共振)：＜0.5T • ②电磁型磁体及超导型磁体（中高场磁共振）：
1.5T、3.0T • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统及其他辅助. 设备
西门子0.2T磁共振
.
• 1.时间飞跃法MRA
• 2.相位对比法MRA
• 3.对比增强MRA
• 4.其他MRA方法
• 除对比增强MRA需要造影剂外，其他方
法均不需要造影剂，无创、无辐射检查血
管情况
.
动脉瘤及血管狭窄
• 血管狭窄
.
正常颈部MRA
.
主动脉夹层MRA
.
腹部MRA
.
下肢MRA
.
全身血管成像
.
七、MR水成像及排泄性腔道MR成 像技术
郑州大学附属
郑州中心医院 磁共振室 张新明
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磁共振基础知识及相关临床应用
• 一、磁共振成像仪硬件基本知识 • 二、磁共振成像物理学原理 • 三、磁共振成像脉冲序列及临床应用 • 四、磁共振成像快速采集技术 • 五、临床磁共振成像常用技术 • 六、磁共振血管成像技术 • 七、MR水成像及排泄性腔道MR成像技术 • 八、DWI及DTI • 九、磁共振灌注加权成像技术 • 十、脑功能成像技术及磁敏感加权成像技术 • 十一、磁共振波普技术 • 十二、磁共振成像对比剂 • 十三、MRI检查的注意事项及禁忌症 • 十四、磁共振在临床各系统中的应用
二、磁共振成像物理学原理
• 3.磁共振成像
• 核即原子核，磁有两种含义：
–①外加静磁场B0；
–②由射频脉冲产生的激励磁场B1。
• B0与B1有以下方面的不同：首先，B0的场强大约是
B1的10000倍；其次，B0是恒定的，方向与磁体扫
描
膛
平
行
，
B1
磁
场
迅
速转 .
动
，
方向
总
是
与
B0
垂
直
。
• 用射频线圈做天线接收器，将释放出来的 能量转化为信号。