MRI基础-1
头颅MRI基础知识1-硬件结构
三、正常磁共振图像的特征
脑组织结构完整 脑组织界面清晰 中线及中线旁结构居中 脑室系统的形态、大小及位臵完好 脑沟、脑池的形态、大小无改变 各扫描序列中脑内未见异常信号 正常血管流空现象存在 颅骨结构无破坏与增生 脑内无异常强化
正常 轴位 T1WI
正常 轴位 T2WI
– 外磁场强度与均匀
氢质子密度 氢质子运动速 度 T1弛豫 T2弛豫
性 – 射频脉冲序列 – 序列定时参数 – 信号叠加次数
影响扫描时间的 参数有TR、矩阵、 激励次数
磁共振图像的基本参数
在一定的TR 时间内层数 与时间无关
TR、TE构成T1WI、T2WI 图像参数 成像参数 TR＞1000 TE ＞ 50 T2WI ＜MRI 500 编号（ TE ＜50 T1WI –TR 1、 MRI 号） 1、重复时间TR ＞1000 TE ＜Ex 50） PdWI –TR 2、系统编号（ 2、回波时间TE TI 构成反转恢复序列 – 3 、序列号（ Se号） 层厚与间隔 3、反转时间TI 构成分辨率 – 4、图像号（Im号） 4、层面厚度 – 5、姓名、性别、年龄 5、层间距 FOV– 构成 6、日期、时间 6、重建野 图像大小 – 7、窗宽、窗位
量纲：每小时磁场的变化，单位是ppm/ h 。通
常短时间（ 1-2 小时）漂移不能大于 5 ppm ，长
时间（8小时）不能大于10 ppm。
③
热稳定性：即B0和它的均匀度还随工作温度变化 而发生漂移。热稳定性不好同样会使图像质量 变差。
4)符合需要的有效孔径
用于检测不同物体或人体的不同部位的MRI设备，主磁 体的孔径也不相同。
磁共振基础知识(一)
常规SE序列的特点
• • • • 最基本、最常用的脉冲序列。 得到标准T1 WI 、 T2 WI图像。 T1 WI观察解剖好。 T2 WI有利于观察病变，对出血较敏感。伪 影相对少（但由于成像时间长，病人易产 生运动）列图像上，信号采集时刻横向的 磁化矢量越大，MR信号越强。 • T1加权像 短TR、短TE——T1加权像，T1 像特点：组织的T1越短，恢复越快，信号 就越强；组织的T1越长，恢复越慢，信号 就越弱。
• T2加权像 长TR、长TE——T2加权像， T2像 特点：组织的T2越长，恢复越慢，信号就越 强；组织的T2越短，恢复越快，信号就越弱。 • 质子密度加权像 长TR、短TE——质子密度加 权像，图像特点：组织的 rH 越大，信号就越 强； rH 越小，信号就越弱。脑白质：65 % 脑灰质：75 % CSF：97 %
磁共振基础知识一t1加权成像t2加权成像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
磁共振基础知识（一）
T1加权成像、T2加权成像
• 所谓的加权就是“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。
MRI基础常识复习
核磁共振原理：磁共振成像是利用电磁波（RF）对置于磁场中的含有自旋不为零的原子核的物质进行激发，发生磁共振，用感应线圈采集磁共振信号，经处理建立数字图像。
（核与磁相互作用产生共振，需具备原子核，外磁场，电磁波）原子核：中子和质子数均为奇数；中子为奇数，质子为偶数；中子为偶数，质子为奇数外磁场：电磁波（射频脉冲）：核磁弛豫：1.自旋-晶格弛豫时间（纵向弛豫时间）T1弛豫2.自旋-自旋弛豫时间（横向弛豫时间）T2弛豫一、磁共振成像的物理基础将物质中具有磁矩的自旋原子核置于静磁场（外磁场、主磁场，用B表示）中并受到特定频率的射频脉冲作用时，原子核将吸收射频脉冲的能量而在它们的能级之间发生共振跃迁，这就是磁共振现象。
磁共振信号的产生必须满足三个条件：①具有磁矩的自旋原子核；②稳定的静磁场；③特定频率的射频脉冲。
1.原子核的自旋与磁矩任何存在奇数质子、中子或者质子数与中子数之和为奇数的原子核均存在磁矩。
这种自旋运动能够产生核磁的原子核才能产生磁共振现象。
在临床工作中常选择氢原子核内只有质子没有中子，因此氢原子又称为氢质子，人体的磁共振成像又称为质子成像。
2.静磁场在Z轴上合成一个净磁化矢量：即纵向磁化矢量Mz。
Mz稳定的指向B方向。
质子在自旋的同时，也绕B的轴进行旋转，这样的运动状态称之为“进动”或称为“旋进”。
表示），它在3.射频脉冲射频脉冲(RF)是一种交变电磁波（磁场分量用B1MR中仅做短暂的发射，称为射频脉冲。
如果向人体发射一个90o射频脉冲，Mz被翻转到XY平面，形成M。
如果我XY们在XY平面内设置一个线圈，进动的M将在线圈内产生电流，这就是磁共振信XY号。
导致质子绕Z轴的快速进动，逐步的螺旋向下翻转到XY平面，这种运动方式为“章动”。
二、磁共振信号的产生弛豫就是指自旋质子的能级由激发态恢复到稳定态的过程。
它包括同步发生但彼此独立的两个过程，即纵向弛豫和横向弛豫。
1.纵向弛豫射频脉冲停止以后，纵向磁化矢量Mz由最小恢复到原来大小的过程称纵向弛豫。
mri基本知识总结
mri基本知识总结
MRI，即磁共振成像，是一种非侵入性的医学影像技术，利用强磁场和射频脉冲使人体组织产生共振，从而产生信号，这些信号经过处理后可以形成人体的解剖结构和病变的图像。
以下是MRI的基本知识总结：
1. 工作原理：MRI利用的是磁矩不为零的原子核（如氢原子）在强磁场中
的共振现象。
当外部磁场作用于人体内的氢原子时，这些原子核会以特定的频率产生共振，这种共振信号被接收并转化为图像。
2. 灰阶成像：MRI图像以灰阶形式显示，类似于X线和CT图像的黑白灰度，但不表示密度，而是信号的强度。
3. 流空效应：由于流动的液体中的氢原子核无法“记住”其磁矩方向，因此流动的液体在MRI中显示为无信号，与周围组织形成对比。
这一特性在血管、脑脊液等流动液体的成像中特别重要。
4. 多方位、多层面成像：MRI能够从多个角度获取人体的图像，并可以在
不同的层面上对解剖结构进行展示。
这种能力使其不仅适用于定位诊断，对定性诊断也有重要价值。
5. 多种成像技术：MRI除了最基本的质子密度像、T1加权像、T2加权像外，还有多种成像技术，如血流成像、血管造影、水成像、脂肪抑制成像等。
这些技术提供了丰富的信息，是其他影像技术无法比拟的。
6. 不需要使用造影剂：大部分情况下，MRI检查不需要使用造影剂。
然而，某些特定的检查可能需要使用造影剂来增强图像对比度。
7. 适应症：MRI适用于多种疾病的诊断，包括但不限于神经系统疾病、心
血管系统疾病、肿瘤等。
总的来说，MRI是一种强大的医学影像技术，它通过无创的方式提供了高分辨率的人体解剖结构和病变的图像，对疾病的诊断和治疗具有重要价值。
磁共振基础知识教学教材
多核磁共振（Multi-nuclear MRI）：利用不同原子核的磁共 振特性，可以提供更多关于组织 成分的信息。例如，利用氢、碳 和磷的磁共振信号，可以提供关 于脂肪、蛋白质和水含量的信息。
功能和代谢成像：随着磁共振技 术的不断发展，未来将更加关注 功能和代谢成像。这包括利用磁 共振波谱（MRS）技术测量组织 代谢物，以及利用fMRI技术研究 大脑功能活动。
MRI图像的解读技巧
熟悉正常解剖结构
掌握人体各部位的正常 MRI表现，以便更好地识 别异常病变。
观察病变形态和信号
注意观察病变的形态、大 小、边缘和信号特点，与 正常结构进行对比。
结合临床病史
综合患者的临床病史、症 状和体征，对MRI图像进 行综合分析和诊断。
动态观察
对于需要观察病变演变过 程的病例，进行动态MRI 检查，以便更好地评估病 情。
感谢观看
常见病变的MRI表现
01
02
03
脑部病变
脑梗塞、脑肿瘤、脑炎等 疾病的MRI图像，分析其 病变形态、信号特点和扩 散方式。
脊柱病变
椎间盘突出、椎管狭窄、 脊柱骨折等疾病的MRI图 像，描述其病变部位、程 度和对脊髓的影响。
骨关节病变
骨关节炎、骨折、骨髓炎 等疾病的MRI图像，解释 其病变信号、骨质破坏和 关节积液情况。
05
磁共振成像的伪影与校正
伪影的产生与分类
伪影的产生
磁共振成像过程中，由于多种因素影响，如磁场 不均匀、射频脉冲激发不充分等，会导致图像质 量下降，形成伪影。
伪影的分类
根据产生原因和表现形式，伪影可分为多种类型， 如运动伪影、截断伪影、化学位移伪影等。
伪影的校正方法
1 2
硬件校正
MRI基础知识
缩短扫描时间
快速MRI技术通过优化扫描序列和参数，减少扫描时间，使检查 过程更快捷。
实时成像
快速MRI技术可以实时获取图像，便于医生即时了解病变情况， 有助于及时诊断和治疗。
适应紧急情况
快速MRI技术可用于紧急情况，如急性卒中或创伤，为患者争取 宝贵的治疗时间。
功能MRI技术
脑功能成像
功能MRI可以非侵入性地观察大脑活动，帮助研究大脑的功能和 神经连接。
疾病诊断
功能MRI可以用于诊断和评估神经系统疾病，如癫痫、多发性硬 化和阿尔茨海默病等。
手术导航
功能MRI可以用于手术导航，引导医生精确地定位病变组织，提 高手术精度。
感谢您的观看
THANKS
穿着要求
患者需穿着无金属装饰、无纽扣的衣服， 同时需去掉身上的金属物品。
病史询问
医生会询问患者的病史，以确定是否适合 进行MRI检查。
饮食与禁食
根据检查部位和医生要求，可能需要禁食 或控制饮食。
患者进入扫描室
扫描室介绍
患者进入扫描室前，工作人员 会介绍扫描室内的设备和注意
事项。
安全检查
进入扫描室前，患者需通过安 全检查，以确保身上没有携带
05
MRI技术的优势与局限
MRI技术的优势
无创性
MRI技术不需要侵入人体，因此可 以避免创伤和感染。
高分辨率
MRI可以提供高分辨率的图像，能 够清晰地显示人体内部结构和病变 。
多种序列成像
MRI技术可以提供多种序列的图像 ，如T1、T2、扩散加权等，有助于 更好地诊断疾病。
安全性
MRI使用磁场和射频脉冲，不涉及 电离辐射，相对安全。
06
MRI技术的未来发展
头颅MRI-—基础知识(1)
头颅MRI-—基础知识(1)
头颅MRI-—基础知识
MRI技术是一种基于核磁共振原理的成像技术，可以在不使用辐射的情况下生成高分辨率的图像，在医学领域得到了广泛应用。
头颅MRI是
其中的一个应用，可以非常详细地获取人脑内部的构造，为神经系统
疾病的诊断和治疗提供了可靠的依据。
头颅MRI需要在一定的环境中进行，具体如下：
1. 磁场：MRI扫描需要强大的磁场支持，常用的磁场强度为1.5特斯
拉或3.0特斯拉，通常由大型的超导磁体产生。
强大的磁场使得人体
内部的原子核排列产生方向性变化，可以用于成像。
2. 放射波：在磁场的作用下，成像区域的原子核会产生共振，这时需
要通过向身体内部发射放射波的方式刺激原子核，进而产生成像信号。
3. 接收系统：发射的放射波会被人体内部物质吸收、反射和散射，最
后通过接收线圈获得成像信号，这些线圈需要在身体周围放置。
对于头颅MRI，具体需要注意以下几个方面：
1. 头部准确定位：MRI需要在特定位置上成像，头颅区域需要放置有
一个可移动的头架，定位准确，以确保成像的准确性。
2. 静止：MRI需要对静止物体成像，所以在扫描过程中需要保持静止，以免图像模糊。
3. 安全性：由于磁场很强，MRI不能随便进行，使用需要注意安全性，像患者在体内的金属物品，如植入物、牙齿和耳环等，会产生干扰，
应戴上特定的安全装置。
总之，头颅MRI是一项高精度、高分辨率的医学成像技术，除了上述
技术要求外，医生的经验和判断力也对诊断产生关键作用。
MRI基础知识交流课件
2010年6月23
交流目标
• 1）了解MRI的基本概念和基本成像原理 ； • 2）了解MRI领域的几个图像后处理方向; • 3）了解MRI的发展趋势;
目录
• 基本概念和基本原理 • 后处理方向 • 发展趋势
1. 磁共振成像原理
1.1 MR 信号的产生 1.1.1 自旋
1/ T2＊=1/T2＋1/T2inhomo
1.1.11 在旋转坐标系中的磁化强度Mz和Mxy
定义一个绕Z轴以拉莫尔频率旋转的参照系是很方便的，用X和Y上加 撇号将旋转系和固定系区分开。在旋转系中Mz弛豫到它的平衡值看起
来与在固定系中的弛豫是相同的，从最大变到0，再从0变到最大。绕Z
轴以旋转系相同速度旋转的Mxy在旋转系中看起来是固定的。比旋转 系移动快的磁化强度矢量绕Z轴顺时针方向旋转，比旋转系移动慢的磁
• Mz begins to recover
-Exponential recover of Mz -Time constant is called T1
- Longitudinal or Spin-Lattile Relaxation • Spins (Mxy) begin to dephase
- Exponential decay of signal - Time constant is called T2 or T2* -Transverse or Spin-Spin Relaxation
T2=80
100
200
300
400
500
t,msec
两个因素对横向磁化强度的衰减有贡献：
1、自旋相互作用导致称为纯T2的分子效应： 2、 Bz的变化导致称为非均匀的T2inhomo效应。 实际上横向磁化强度的衰减是有这两个因素共同作用 的结果，联合作用的时间常数叫做T2星，用T2＊表示。 T2、T2inhomo和T2＊三者 之间的关系由下式决定：
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山东省医学影像学研究所 柳 澄
磁共振成像 MRI
M:magnetic R:resonance I:imaging 磁 共振 成像
一.核磁共振现象
单数电子原子核的特点 H作为人体成像的基础
质子的运动方式与进动频率
静磁场和射频磁场
核磁共振现象
[ ]
膝 线 圈
磁共振图像
T1 加权图像：以纵向弛豫差别为主的图 像，即此种图像的亮度差别取决于不同 组织的纵向弛豫差别。 T2 加权图像：以横向弛豫差别为主的图 像，即此种图像的亮度差别取决于不同 组织的横向弛豫差别。
T1 加权图像
T2 加权图像
磁共振图像
流空效应：由于血液在不停地流动，采 集信号时受到激励的血液已经离开原来 层面，新流入的血液未受激励，不会产 生信号，因而流动的血液无论在T1 WI还 是T2 WI上均为无信号区，称之为流空效 应，由于T2WI的回波时间长，流空效应 明显。
豫时间，又称 T1。
Z
63%
T1
0
纵向弛豫时间
横向弛豫与T2
射频脉冲停止作用后，横向磁场强
度由最大恢复到原来0位置的过程，
称为横向弛豫，又称自旋-自旋弛豫。
横向弛豫
XY 磁 场 强 度
0
时间 横向弛豫
横向弛豫时间
横向弛豫中，磁场强度恢复到原强
度的37%时所需要的时间称为横向弛
豫时间，又称 T2
12.774 42.58 63.87 17.24 11.27
正常人体内的磁场
由于氢质子的排列无序，
虽然具有若干氢质子， 人体并无磁场存在
0
无磁矩形成
杂乱无章的氢质子
置入静磁场内的人体磁场
将人体置入一个强大的静磁场内
人体内氢质子随之整齐排列
形成磁矩（有方向有强度的磁场）
磁矩形成
阶梯状变化，其中心值为标记的磁 场强度。
磁共振成像需要三个互相垂直的梯
度磁场，分别称为Z,X,Y 方向磁场。
梯度磁场
相应的共振频率
选层激励
Z轴场为主磁场方向，选层为横断图
像。 以不同的共振频率针对相应的梯度 场，以选择要激励的层次，层厚取 决与梯度场的斜度。
选 层 激 励
相位编码
。
XY
37%
T2 0
横向弛豫时间
影响弛豫时间的因素
质子性质（种类）
静磁场强度：强度越高，纵向弛豫
速度越慢，T1越长。
质子周围的环境：脂肪、水等。
弛豫差别是成像基础
由于不同组织中环境的不同，其中
氢质子的弛豫也产生差别，是磁共
振成像的基础。
脂肪
肝
水
不同组织纵向弛豫的差别
三. 磁共振信号的产生
三 维 编 码
磁共振机器构造
磁体（永磁、常导、混合、超导） 产生静磁场 梯度线圈 产生梯度磁场 射频线圈 发生射频脉冲 接收线圈（体线圈、表面线圈） 接收MR信号 操作台 完成各种操作 计算机 计算数据、成像、存储
磁体（包括梯度线圈、体线圈和射频线圈）
头 线 圈 表 面 线 圈
在弛豫过程中，磁场强度和方向连
续变化，根据电磁感应定律，接收 线圈（可以与射频线圈为同一个线 圈）两端产生电压降， 记录下磁共振信号的强度。 信号强度的差别代表 弛豫时间的差别。
四、磁共振成像过程
梯度场
选层激励
相位编码
频率编码
梯度磁场
从线圈一端到另一端的磁场强度呈
以Y轴方向作为相位编码，梯度场使
Y轴方向产生相位差别，形成相位编 码。
相 位 编 码
频率编码
以X轴方向为频率编码，磁场强度的
变化使X轴方向产生频率的差别，形
成频率编码。
频 率 编 码
磁共振成像
Z轴梯度场选层 Y轴梯度场进行相位编码，决定‘行’ X轴梯度场进行频率编码，决定‘列’ 以上三个梯度场对象素进行定位 测出相应象素的信号强度 完成数字矩阵，进而数模转换为灰阶图 像
1H
质子的运动方式与进动频率
运动方式：自旋
进动 进动频率取决于: 元素种类和 外加磁场强度
进动
自旋
质子的进动频率
1H
元素
磁场强度
(tesla，T)
进动频率
(MHz)
0.3 1.0 1.5 31P 1.0 23Na 1.0 注：1 tesla=10,000高斯
T2 Flair
T2 DW
Perfusion
BOLD
语言成像
酒后情绪变化
活动成像
MRI对比剂
钆 Gadolinium 螯和物 Gadolinium-DTPA Gd-DTPA 作用：缩短纵向弛豫时间（T1） 在T1WI中使信号强度增加
增强前
增强后
置入静磁场的氢质子
射频场与共振频率
射频场（电磁波）的频率必须与人体磁 场的进动频率一致，（称之为共振频 率），才能影响人体的磁矩使磁矩发生 偏转。 停止射频场的发射，发生偏转的磁矩恢 复原位置。
磁共振现象
磁共振现象
核自旋系统 在静磁场和射频场的作用下 吸收和释放能量的过程。
二. 弛豫(relaxation)
单数质子原子核的特点
原子核——质子、中子 单数质子的原子核 具有自旋特性 ——即具有磁性， 如1H 、31P 、 23Na。 只有具有磁性的原子核 才能产生磁共振现象
1H作为人体磁共振成像的基础
具有磁性 人体内组织浓度高、 灵敏性强， 目前磁共振成像主要用
激励
采集信号
流空效应
流空效应
磁共振成像的优势
多种成像参数 软组织分辨能力高
多方位成像
血管成像
功能成像
多种成像参数
Gd+
T1
T2
软组织分辨能力高
多方位成像
血管成像
预置饱和的作用
预置饱和的作用
fMRI 功能磁共振成像
DIFFUSION 弥散成像 PERFUSION 灌注成像 BOLD 血氧水平成像 （blood oxygen level dependent)
定义:射频场停止发射后磁矩恢复原
位置的过程。 弛豫分为： 纵向弛豫 横向弛豫
纵向弛豫与T1
射频脉冲停止作用后，纵向磁场强
度由0恢复到原来最大的过程，称为
纵向磁 场 强 度
0
时间
时
纵向弛豫
纵向弛豫时间
纵向弛豫中，磁场强度恢复到原强
度的63%时所需要的时间称为纵向弛