磁共振成像(医学影像成像原理)PPT参考课件
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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
磁共振成像原理课件
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THANKS
磁场均匀性
为了获得高质量的图像， 磁体系统需要提供高均匀 性的磁场环境。
射频系统
发射器
射频系统中的发射器负责 产生射频脉冲，激发人体 内的氢原子核。
接收器
接收器负责接收来自人体 内的射频信号，并将其传 输给计算机系统进行处理 。
射频脉冲序列
射频脉冲序列是影响成像 质量的关键因素之一，不 同的脉冲序列对应不同的 成像效果和应用范围。
超高场强磁共振成像
总结词
超高场强磁共振成像技术能够进一步提高图像的分辨 率和信噪比，为医学影像诊断提供更加精准的信息。
详细描述
随着医学影像技术的不断发展，超高场强磁共振成像技 术逐渐成为研究的热点。与高场强磁共振成像技术相比 ，超高场强磁共振成像具有更高的分辨率和信噪比，能 够提供更加清晰、准确的影像信息。这使得医生能够更 加准确地判断疾病的性质、程度和范围，为医学影像诊 断提供更加精准的信息。未来，超高场强磁共振成像技 术有望在神经、心血管、肿瘤等多个领域发挥更大的作 用，推动医学影像技术的不断进步。
磁共振成像原理课件
目录
• 磁共振成像原理简介 • 磁共振成像系统组成 • 磁共振成像技术 • 磁共振成像应用 • 磁共振成像的未来发展
01
磁共振成像原理简介
磁共振成像的基本概念
磁共振成像是一种基于原子核 磁矩的生物医学影像技术。
它利用外加磁场和射频脉冲使 人体内的氢原子核发生共振， 并测量共振信号以重建图像。
磁共振成像的优点与限制
优点
高分辨率、高对比度、无创、无 辐射、多参数成像等。
限制
检查时间长、对金属植入物敏感 、对磁场稳定性要求高等。
02
磁共振成像系统组成
MRI成像原理及序列概述PPT课件
MRI成像原理及序列概 述
放射科 王岩
1
MRI的来源与发展
Nuclear magnetic resonance， NMR(核磁共振)是一种核物理现象， 1946年Bloch与Purcell报道了这种 现象，并应用于波谱学。1973年 Lauterbur发表了MRI技术，应用 于医学领域。 广泛使用较晚，原因：太慢
2
磁共振：具有磁性的原子核处在外界静磁 场中，并用一个适当频率的射频电磁波 来激励这些原子核，从而使原子核产生 共振，向外界发出电磁信号的过程。
磁共振成像：利用磁共振原理探测人体内 不同部位的信号，并形成图像。
3
影像诊断方式对比
普通X线：主要以形态学变化来诊断疾病 CT：以形态学和密度差异来诊断疾病 MRI：以形态学、多种信号差异、密度 差异来诊断
32
个人观点供参考，欢迎讨论！
加权分类 T2WI（城里人花样繁多） T1WI（乡下人稳重可靠） PDWI（城乡结合部忽视）
11
化妆品
附加功能 Fsat、STIR、探针技术、水抑制 这些都是用来化妆的，不论如何，人还 是那个人 乱花渐欲迷人眼 提纲挈领，把握关键
12
我院使用的诊断序列：
常规序列
T2WI：SE序列T2加权成像 T1WI：SE序列T1加权成像 FLAIR序列：快速液体衰减反转恢复序列 MRA：血管成像 EPI-T2*WI:FE序列为基础的T2加权序列
13
选用序列
T1-FLAIR：质子密度加权为基础的水抑制 DWI：弥散加权成像 PWI：灌注成像（超急性脑梗塞专用） 重T2 水成像:显示第七八对颅神经及脑室水 成像 脂肪抑制序列（STIR、 FatSat）
14
没有购买及安装的序列
放射科 王岩
1
MRI的来源与发展
Nuclear magnetic resonance， NMR(核磁共振)是一种核物理现象， 1946年Bloch与Purcell报道了这种 现象，并应用于波谱学。1973年 Lauterbur发表了MRI技术，应用 于医学领域。 广泛使用较晚，原因：太慢
2
磁共振：具有磁性的原子核处在外界静磁 场中，并用一个适当频率的射频电磁波 来激励这些原子核，从而使原子核产生 共振，向外界发出电磁信号的过程。
磁共振成像：利用磁共振原理探测人体内 不同部位的信号，并形成图像。
3
影像诊断方式对比
普通X线：主要以形态学变化来诊断疾病 CT：以形态学和密度差异来诊断疾病 MRI：以形态学、多种信号差异、密度 差异来诊断
32
个人观点供参考，欢迎讨论！
加权分类 T2WI（城里人花样繁多） T1WI（乡下人稳重可靠） PDWI（城乡结合部忽视）
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化妆品
附加功能 Fsat、STIR、探针技术、水抑制 这些都是用来化妆的，不论如何，人还 是那个人 乱花渐欲迷人眼 提纲挈领，把握关键
12
我院使用的诊断序列：
常规序列
T2WI：SE序列T2加权成像 T1WI：SE序列T1加权成像 FLAIR序列：快速液体衰减反转恢复序列 MRA：血管成像 EPI-T2*WI:FE序列为基础的T2加权序列
13
选用序列
T1-FLAIR：质子密度加权为基础的水抑制 DWI：弥散加权成像 PWI：灌注成像（超急性脑梗塞专用） 重T2 水成像:显示第七八对颅神经及脑室水 成像 脂肪抑制序列（STIR、 FatSat）
14
没有购买及安装的序列
MRI磁共振成像基本原理及读片139页精品PPT课件
梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施 加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象
信号接收装置：各种线圈 计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处
理等
磁共振成像的过程
人体内的H核子可看作
是自旋状态下的小星球。
自然状态下， H核进动 杂乱无章，磁性相互抵消
进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互 抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础
时间
1946 1971 1973 1974 1976 1977 1980 2003
磁共振发展史
发生事件
作者或公司
发现磁共振现象
Bloch Purcell
发现肿瘤的T1、T2时间长 Damadian
做出两个充水试管MR图像 Lauterbur
活鼠的MR图像
Lauterbur等
人体胸部的MR图像
tomography,ECT） 20世纪90年代正电子发射体层成像（positron emission
tomography,PET)
20世纪70年代以后兴起介入放射学(interventional radiology) 21世纪初出现CT-PET
医学影像学各种技术涉及：
X线源 体外放射源（核素） 声能 磁场 微电子技术 计算机技术
Communication System, PACS)
影像科管理、quality control,QC、quality assurance,QA.
全新的医学影像学在医学领域的应用包括：
★ 影像诊断学：X线、CT、DSA、MRI、US、 ECT等。
★ 影像介入性治疗学：DSA、超声、CT、MR等。
信号接收装置：各种线圈 计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处
理等
磁共振成像的过程
人体内的H核子可看作
是自旋状态下的小星球。
自然状态下， H核进动 杂乱无章，磁性相互抵消
进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互 抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础
时间
1946 1971 1973 1974 1976 1977 1980 2003
磁共振发展史
发生事件
作者或公司
发现磁共振现象
Bloch Purcell
发现肿瘤的T1、T2时间长 Damadian
做出两个充水试管MR图像 Lauterbur
活鼠的MR图像
Lauterbur等
人体胸部的MR图像
tomography,ECT） 20世纪90年代正电子发射体层成像（positron emission
tomography,PET)
20世纪70年代以后兴起介入放射学(interventional radiology) 21世纪初出现CT-PET
医学影像学各种技术涉及：
X线源 体外放射源（核素） 声能 磁场 微电子技术 计算机技术
Communication System, PACS)
影像科管理、quality control,QC、quality assurance,QA.
全新的医学影像学在医学领域的应用包括：
★ 影像诊断学：X线、CT、DSA、MRI、US、 ECT等。
★ 影像介入性治疗学：DSA、超声、CT、MR等。
MRI成像原理ppt课件
46
典型病例介绍
• 脑膜瘤
47
典型病例介绍
• 脑膜瘤 同一病例 ＋C
48
典型病例介绍
• 脑膜瘤
Hale Waihona Puke 49典型病例介绍• 脑膜瘤 同一病例 ＋C
50
典型病例介绍
• 脑膜瘤
51
典型病例介绍
• 脑膜瘤 同一病例 ＋C
52
典型病例介绍
• 脑膜瘤
53
典型病例介绍
• 脑膜瘤
54
典型病例介绍
• 小结：脑膜瘤系脑外肿瘤，特点：（1）、 略呈长T1WI/T2WI较均匀性信号改变，有 钙化时可见斑点状无信号区。（2）、脑组 织有“扣压征”。（3）、可有或无水肿， 多数无水肿。（4）、强化后呈均匀性明显 强化。（5）、宽基底与脑膜相连。（6）、 可见脑膜“尾征”。
23
怎样看磁共振图像
• • • • • • • （2）、根据TR、TE长短区别： △短TR、短TE、 T1WI加权像。 （TR<500、TE<30），高场可变。 △、长TR、长TE、 T2WI加权像。 （TR>500、TE>30），高场可变。 △长TR，短TE质子密度加权像。 （TR>500、TE<30），高场可变。
63
典型病例介绍
• 垂体腺瘤
64
典型病例介绍
• 垂体腺瘤
65
典型病例介绍
• 垂体腺瘤 同一病例 ＋C
66
典型病例介绍
• 垂体腺瘤征象小结 • 1、瘤体直径大于1CM。 • 2、瘤体多呈等T1WI略长T2WI信号改变； 囊变时呈长T1WI、 T2WI信号改变；出血 时呈短T1WI、 T2WI信号改变。 • 3、瘤体多有“卡腰征”。 • 4、强化呈均匀性强化，囊变者呈环状强化 • 5、向上推压视神经，向下突入蝶窦。
最全的医学成像原理磁共振成像PPT课件
第26页/共81页
• （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。
第29页/共81页
• 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。
第30页/共81页
• 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
第19页/共81页
第20页/共81页
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。
第30页/共81页
• 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
第19页/共81页
第20页/共81页
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）
磁共振成像基本原理PPT课件
射频脉冲与磁化矢量
射频脉冲
向样品发射特定频率的射频脉冲，使磁化矢量发生旋 转。
磁化矢量旋转
射频脉冲使磁化矢量从一个静息态旋转到另一态，产 生能量变化。
信号的产生
磁化矢量回到静息态时释放能量，被探测器接收并转 换为可测信号。
信号的接收与处理
接收线圈
环绕在样品周围的接收线圈用于接收磁共振信号。
信号处理
超高场强磁共振成像
超高场强磁共振成像技术使用大于或等于7 特斯拉（T）的磁场进行成像。超高场强设 备在图像质量和分辨率方面具有显著优势， 能够提供更深入的生理和病理信息，有助于 疾病的早期诊断和精准治疗。
功能与分子影像学在技术利用磁场变化 来研究大脑和其他器官的功能活动。通过测 量血液氧合状态的变化，fMRI可以揭示大脑 在执行特定任务时的活动模式。此外，fMRI 还可以用于研究其他器官的功能和疾病进程。
射频电磁场安全
射频电磁场是磁共振成像过程中产生的另一种能量形式， 需要确保其强度符合国际和国家安全标准，避免对患者的 健康造成潜在影响。
热安全
在磁共振成像过程中，设备会向人体发射射频脉冲，这些 脉冲会产生热量。因此，需要监测和限制患者的体温升高， 确保热安全。
磁共振成像质量控制
01
图像分辨率
图像分辨率是磁共振成像质量的重要指标之一。为了获得高质量的图像，
参数优化
根据不同的扫描目标和需求，优化扫描序列中的参数，如磁场强度、射频脉冲的频率和持续时间等，以提高图像 质量和分辨率。
04
磁共振成像设备
磁体系统
01
02
03
磁体类型
超导磁体、永磁磁体和常 导磁体等。
磁场强度
磁场强度决定了成像质量， 通常在0.5-3.0特斯拉之间。
磁共振成像的基本原理ppt课件
4
•磁场中的原子核：如图 平行方向（低能级） 反平行方向（高能级）
磁共振成像的基本原理
5
• 1H的原子核结构及特性
• 1H原子核仅有一个质子，无中子 • 其磁化敏感度高，在人体的自然 丰富度很
高，是很好的磁共振靶核
磁共振成像的基本原理
6
• 拉摩进动： f(进动频率)=R（磁旋比）B`（主磁场矢量）
62
磁共振成像的基本原理
63
磁共振成像的基本原理
64
磁共振成像的基本原理
65
磁共振成像的基本原理
66
磁共振成像的基本原理
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磁共振成像的基本原理
68
磁共振成像的基本原理
69
磁共振成像的基本原理
70
磁共振成像的基本原理
71
二 .颅脑肿瘤 (一 ). 颅脑肿瘤MRI诊断要点: . 肿瘤的部位,数目. . 肿瘤的信号特点. . 肿瘤的边缘. . 肿瘤的血供. . 肿瘤的水肿情况. . 肿瘤的增强情况
2级：成星形细胞瘤，系偏良性。在1级的 基础上向周围组织浸润，界限不清肿 瘤生长较快。
磁共振成像的基本原理
74
3、4级：为多形性胶质母细胞瘤，恶性度 高。病灶位置较深，易越过中线 白质联合到对侧。肿瘤一般较大 边界尚清，但无包膜。
磁共振成像的基本原理
72
一、胶质瘤
• 胶质瘤起源于脑神经胶质细胞，习惯上将 其分为星形细胞瘤、少突神经胶质瘤和室 管膜瘤。
• （一）、星形细胞瘤：是中枢神经最常见 的肿瘤，占胶质瘤 40%。
• 病理：起源于星形神经胶质细胞，分为四 级。
磁共振成像的基本原理
73
1级：纤维性星形细胞瘤及原浆性星形细胞 瘤，为良性。病灶多较表浅，只侵犯 大脑皮层和皮质下脑白质很少累及大 脑深部，通常局限于半球一侧。
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480*480*480（23/87）大视野扫描 400*400*350（40/150）小视野精细快速扫描
•32
MRI的组成：
• 1.主磁体 • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统 • 5.其他辅助设备
•33
3、射频系统
• 组成：
• 射频放大器 • 射频通道 • 脉冲线圈
• 发射线圈 • 接收线圈
•开放式磁体 •封闭式磁体 •特殊外形磁体
OpenMark 3000
•12
MRI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）
•8
1、主磁体
（1）主磁体的分类 （2）磁场强度的概念 （3）磁场均匀度的概念
•9
• （1）主磁体的分类
• MRI按磁场产生方式分类 • MRI按磁体的外形分类 • MR按主磁场的场强分类
•10
MRI按磁场产生方式分类：
主
永磁
磁
体
电磁
常导 超导
0.35T 永磁磁体
1.5T 超导磁体 •11
MRI按磁体的外形分类：
•Resorbent：再吸收 •Resonance：共振 •Magnestat：磁调节器 •磁共振成像 •磁共振图像
答案：C
•2
• 获得第一幅人体头部的磁共振图像的国家与年份 • A．美国，1978年 • B．英国，1978年 • C．美国，1946年 • D．英国，1946年 • E．德国，1971年
按与检查部位的关系分
体线圈
表面线圈
第一代为线性极化表面线圈
第二代为圆形极化表面线圈
第三代为圆形极化相控阵线圈
第四代为一体化全景相控阵线圈
•36
3D-FFE Matrix 512×512 FOV 2.5cm
•利 用 2.3cm 显微线圈采 集的指纹MR 图像
•37
•38
•39
4、计算机系统及谱仪
•20
频率半高宽
–50厘米球表面均匀度应该控制在<3 PPM –45厘米球体均匀度可控制在<1 PPM
•21
MRI的组成：
• 1.主磁体 • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统 • 5.其他辅助设备
•22
2、梯度系统
• 组成：梯度线圈、梯度放大器 • 作用：
• 空间定位 • 产生信号 • 其他作用
•44
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
•27
•梯度线圈性能指标
–梯度场强 25 ~60mT/m
–切换率
120 ~200mT/m.s
•28
梯度场强（mT/M）＝梯度场两端的磁场强度差值/梯度场的长度
1010mT
梯度两端磁 场强度差值
990mT
1000mT
梯度场中点
1000mT
有效梯度场长度 50 cm
梯度场强＝（1010mT-990mT）/ 0.5 M= 40 mT/M •29
• 时钟 • 频率 • 数据的运算 • 控制扫描 • 显示图像
•40
5、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
•41
二、MRI的物理学原理
•42
1、人体MR成像的物质基础
• 原子的结构
电子：负电荷 中子：无电荷 质子：正电荷
•43
原子核总是绕着自身的轴旋转－－自旋 ( Spin )
梯度场强
爬升时间
切换率＝梯度场预定强度/爬升时间
•30
作用时间 梯度场强
作用时间 梯度场强
爬升时间
切换率越高，所需的爬升时间越短，成像速度越快。 梯度场强越高，所需的作用时间越短，成像速度越快。
•31
梯度模式
•单梯度模式 X、Y、Z一套三个线圈，一套梯度放大器。 •双梯度模式
一套梯度放大器 两套六组线圈 梯度场强 切换率
Nikola Tesla (1857-1943), 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。
1 T = 10000G
•18
（3）磁场均匀度的概念
•19
•主磁场的均匀度
•MRI要求磁场高度均匀，???
•空间定位需要
•频谱分析（各种代谢物之间的共振频率 相差极小）
•脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共 振频率很接近）
磁共振成像
•
•1
• 磁共振成像的英文全称正确的是 A．Magnetic Resonance Image B．Magnetic Resorbent Image C．Magnetic Resonance Imaging D．Magnetic Resorbent Imaging E．Magnestat Resorbent Imaging
•13
•14
（2）磁场强度的概念 高斯、特斯拉
•15
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
•16
地球的磁场强度分布图
•17
特斯拉（Tesla,T）
•答案：B
•3
•MRI基本原理 •非常重要 •难以理解
•4
学习MRI前应该掌握的知识
• 电学 • 磁学 • 量子力学 • 高等数学
• ……
• 高中数学 • 高中物理 • 加减乘除 • 平方开方
•5
第一节 磁共振成像基本原理
•
•6
一、MRI的基本 硬件构成
•7Βιβλιοθήκη MRI的组成：• 1.主磁体 • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统 • 5.其他辅助设备
• 作用（如同天线）
• 激发人体产生共振（发射） • 采集MR信号（接受）
•34
•射频线圈按作用分两类：
– 激发并采集MRI信号
体线圈 头颅正交线圈
–仅采集MRI信号（激发采用体线 圈进行）
绝大多数表面线圈 相控阵线圈
•35
接收线圈与MRI图像SNR密切相关
接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强 线圈内体积越小，所接收到的噪声越低
• 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
•23
梯度、梯度磁场
•24
梯度磁场的产生
Z轴方向梯度磁场的产 生
•25
X、Y、Z轴上梯度磁场的产生
•26
•梯度系统
•梯 度 系 统 的 发 展 对 MR 快 速 、 超 快 速成像至关重要。 •没 有 梯 度 系 统 的 进 步 就 不 可 能 有 超快速序列。
•32
MRI的组成：
• 1.主磁体 • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统 • 5.其他辅助设备
•33
3、射频系统
• 组成：
• 射频放大器 • 射频通道 • 脉冲线圈
• 发射线圈 • 接收线圈
•开放式磁体 •封闭式磁体 •特殊外形磁体
OpenMark 3000
•12
MRI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）
•8
1、主磁体
（1）主磁体的分类 （2）磁场强度的概念 （3）磁场均匀度的概念
•9
• （1）主磁体的分类
• MRI按磁场产生方式分类 • MRI按磁体的外形分类 • MR按主磁场的场强分类
•10
MRI按磁场产生方式分类：
主
永磁
磁
体
电磁
常导 超导
0.35T 永磁磁体
1.5T 超导磁体 •11
MRI按磁体的外形分类：
•Resorbent：再吸收 •Resonance：共振 •Magnestat：磁调节器 •磁共振成像 •磁共振图像
答案：C
•2
• 获得第一幅人体头部的磁共振图像的国家与年份 • A．美国，1978年 • B．英国，1978年 • C．美国，1946年 • D．英国，1946年 • E．德国，1971年
按与检查部位的关系分
体线圈
表面线圈
第一代为线性极化表面线圈
第二代为圆形极化表面线圈
第三代为圆形极化相控阵线圈
第四代为一体化全景相控阵线圈
•36
3D-FFE Matrix 512×512 FOV 2.5cm
•利 用 2.3cm 显微线圈采 集的指纹MR 图像
•37
•38
•39
4、计算机系统及谱仪
•20
频率半高宽
–50厘米球表面均匀度应该控制在<3 PPM –45厘米球体均匀度可控制在<1 PPM
•21
MRI的组成：
• 1.主磁体 • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统 • 5.其他辅助设备
•22
2、梯度系统
• 组成：梯度线圈、梯度放大器 • 作用：
• 空间定位 • 产生信号 • 其他作用
•44
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
•27
•梯度线圈性能指标
–梯度场强 25 ~60mT/m
–切换率
120 ~200mT/m.s
•28
梯度场强（mT/M）＝梯度场两端的磁场强度差值/梯度场的长度
1010mT
梯度两端磁 场强度差值
990mT
1000mT
梯度场中点
1000mT
有效梯度场长度 50 cm
梯度场强＝（1010mT-990mT）/ 0.5 M= 40 mT/M •29
• 时钟 • 频率 • 数据的运算 • 控制扫描 • 显示图像
•40
5、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
•41
二、MRI的物理学原理
•42
1、人体MR成像的物质基础
• 原子的结构
电子：负电荷 中子：无电荷 质子：正电荷
•43
原子核总是绕着自身的轴旋转－－自旋 ( Spin )
梯度场强
爬升时间
切换率＝梯度场预定强度/爬升时间
•30
作用时间 梯度场强
作用时间 梯度场强
爬升时间
切换率越高，所需的爬升时间越短，成像速度越快。 梯度场强越高，所需的作用时间越短，成像速度越快。
•31
梯度模式
•单梯度模式 X、Y、Z一套三个线圈，一套梯度放大器。 •双梯度模式
一套梯度放大器 两套六组线圈 梯度场强 切换率
Nikola Tesla (1857-1943), 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。
1 T = 10000G
•18
（3）磁场均匀度的概念
•19
•主磁场的均匀度
•MRI要求磁场高度均匀，???
•空间定位需要
•频谱分析（各种代谢物之间的共振频率 相差极小）
•脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共 振频率很接近）
磁共振成像
•
•1
• 磁共振成像的英文全称正确的是 A．Magnetic Resonance Image B．Magnetic Resorbent Image C．Magnetic Resonance Imaging D．Magnetic Resorbent Imaging E．Magnestat Resorbent Imaging
•13
•14
（2）磁场强度的概念 高斯、特斯拉
•15
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
•16
地球的磁场强度分布图
•17
特斯拉（Tesla,T）
•答案：B
•3
•MRI基本原理 •非常重要 •难以理解
•4
学习MRI前应该掌握的知识
• 电学 • 磁学 • 量子力学 • 高等数学
• ……
• 高中数学 • 高中物理 • 加减乘除 • 平方开方
•5
第一节 磁共振成像基本原理
•
•6
一、MRI的基本 硬件构成
•7Βιβλιοθήκη MRI的组成：• 1.主磁体 • 2.梯度系统 • 3.射频系统 • 4.计算机系统 • 5.其他辅助设备
• 作用（如同天线）
• 激发人体产生共振（发射） • 采集MR信号（接受）
•34
•射频线圈按作用分两类：
– 激发并采集MRI信号
体线圈 头颅正交线圈
–仅采集MRI信号（激发采用体线 圈进行）
绝大多数表面线圈 相控阵线圈
•35
接收线圈与MRI图像SNR密切相关
接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强 线圈内体积越小，所接收到的噪声越低
• 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
•23
梯度、梯度磁场
•24
梯度磁场的产生
Z轴方向梯度磁场的产 生
•25
X、Y、Z轴上梯度磁场的产生
•26
•梯度系统
•梯 度 系 统 的 发 展 对 MR 快 速 、 超 快 速成像至关重要。 •没 有 梯 度 系 统 的 进 步 就 不 可 能 有 超快速序列。