MRI基础知识
磁共振成像基础知识
IR序列M的变化过程
IR序列特点
IR序列具有强T1对比特性； • 可设定TI，饱和特定组织产生具有特征
性对 比图像(STIR、FLAIR)； • 短 TI 对比常用于新生儿脑部成像； • 采集时间长，层面相对较少。
STIR序列(Short TI Inversion Recovery)
在IR恢复过程中，组织的MZ都要过0点，但时间不 同。利用这一特点，对某一组织进行抑制。
超导型
优点：1.场强高(0.5-3.0T) ；2.磁场稳 定均匀；3.成像速度快，图象质量好。
缺点：1.造价高；2.需要补充液氦和 液氮；日常维护费用高。
梯度线圈
梯度线圈性能的提高 磁共振成像速度加 快
梯度线圈性能指标 梯度场强 20mT/m 切换率 50mT/m.s
脉冲线圈
作用：激发人体产 生共振；采集MR信 号
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 H 越大，信号就越强； H 越小，信号 就越弱。
脑白质：65 % 脑灰质：75 % CSF： 97 %
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
180- 90-{180-Echo}n
180°脉冲反转脉冲结束后，无MXY的存在，MZ开 始恢复，等MZ过了0点后，在时刻 t=TI (Time of In version反转时间)，再施加一个 90°脉冲(此后的脉 冲方式同SE)，再施加180°脉冲，就可以得到回波信 号。IR序列的TR一般为1800～2500ms，而TI=400～60 0ms。
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。
MRI图像基础知识
T1加权像高信号的产生机制一般认为，T1加权像上的高信号多由于出血或脂肪组织引起。
但近年来的研究表明，T1加权高信号尚可见于多种颅内病变中，包括肿瘤、脑血管病、代谢性疾病以及某些正常的生理状态下。
在射频脉冲的激发下，人体组织内氢质子吸收能量处于激发状态。
射频脉冲终止后，处于激发状态的氢质子恢复其原始状态，这个过程称为弛豫。
在弛豫过程中，氢质子将其吸收的能量释放到周围环境中，若质子及所处晶格中的质子也以与Larmor频率相似的频率进动，那么氢质子的能量释放就较快，组织的T1弛豫时间越短，T1加权像其信号强度就越高。
T1弛豫时间缩短者有3种情况：其一为结合水效应；其二为顺磁性物质；其三为脂类分子。
一．结合水效应小分子的自由水（如脑脊液）具有非常高的运动频率，它的运动频率要远高于MRI的Larmor频率，其T1弛豫时间也远长于身体内其他组织，所以在T1加权像上呈低信号。
如在水中加入大分子的蛋白质，那么具有极性的水分子会被带有电荷的蛋白质分子吸引而结合在蛋白质分子上，从而形成一个蛋白质水化层。
在此蛋白分子水化层内的水分子受蛋白分子的吸引，致使水分子的运动频率下降，接近于Larmor频率。
使其T1驰豫时间缩短，故T1加权成像时呈现出高信号改变。
二．顺磁性物质顺磁性物质的特点是含有不成对的电子，常见的有铁、铬、钆、锰等金属、稀土元素及自由基。
在磁场中顺磁性物质的磁进动与组织内质子进动相互作用，产生一个随机变化的局部微小磁场，这个微小磁场的变化频率与Larmor频率接近，从而使T1弛豫时间缩短。
三．脂类分子纯水分子非常小，运动频率非常高，远高于Larmor频率。
大分子如蛋白质和DNA分子运动频率较慢，低于Larmor频率。
所以大、小分子在T1加权上均呈低信号。
脂类分子为中等大小，其运动频率高于蛋白质，低于纯水，与Larmor频率相似，所以T1弛豫时间短，T1加权像呈高信号。
正常脑组织的MR信号特点水水分子较小，它们处于平移、摆动和旋转运动之中，具有较高的自然运动频率，这部分水在MRI称为自由水。
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。
MRI原理 讲义
MRI基础知识——MRI 成像理论基础讲师简介Simon，硕士，副主任医师，医学影像专业。
曾任Philips磁共振临床培训工程师。
丁香园临床执医版版主，执医考试讲师。
MRI名称的由来M R IMagnetic Resonance ImagingN M RNuclear Magnetic Resonance由于1983年美苏冷战升级，老百姓谈核色变，所以后来去除“核”，美国放射学会推荐把核磁共振NMR技术叫做磁共振MRI技术。
核磁共振产生的条件成像理论u ω=γB u ωrf = ω0物质基础u 质子u 磁场 u 射频场有核有磁有射频，射频拉莫两相等核磁共振成像——核核磁共振成像——核磁性原子核u 原子核的质子数和中子数必须有一个为奇数，才能自施旋产生磁场。
医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！核磁共振成像——核人体元素摩尔浓度相对磁化率1H 99.0 1.014N 1.60.08331P 0.350.06613C 0.10.01623Na 0.0780.09339K 0.0450.000517O 0.0310.0292H 0.0150.09619F0.00660.83核磁共振成像——核人体磁共振信号来源u 水（H 2O ）u 脂肪（-CH 3）ω=γB核磁共振成像——核ω=γB1H核的自旋自由状态的人体1H核核磁共振——磁医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！进动ω=γBu 进动频率明显低于自旋频率进动u Z 轴方向：M z =M 0u XY 平面方面：进动相位不一致，M xy =0能级在外磁场作用下，高低能级的质子分布符合玻尔兹曼统计分布，在9.4T的外加磁场情况下，低能级质子（和外加磁场方向一致）数目仅仅比高能级质子（和外加磁场方向相反）数目多0.031%，核磁共振——磁核磁共振——共振激发章动医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！小问题“核”是人体提供的，那“磁”和“共振”将要如何实现呢？需要哪些硬件配套呢？欲知后事如何，请听下回分解！医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！MRI基础知识MRI 硬件组成MRI成像理论基础核共振磁主磁场的意义ω=γB永磁体优点:u 稳定u 便宜u 开放缺点：u 强度低，<0.7T u 重u 不退磁超导磁体理论基础H = N ×I / Le超导磁体0电阻优点:u 不产生热量u 电流稳定u 无需供能医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！超导磁体目前主流磁体的内部使用液氦作为冷却液，液氦的温度约等于-269℃超导磁体超导磁体紧急关闭紧急停止梯度场梯度场ω0=γB 0医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！梯度场B1B2B3B4B5B6B7ω0=γB 0相位编码频率编码射频场ω0=γB 0射频场线圈医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！线圈线圈线圈线圈正交线圈发射+接收相控阵线圈8个头单元+4个颈单元+6个胸单元医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！相控阵线圈小问题有了这些硬件，1H可以被激发，释放的信号也可以被探测到，可怎么才能把信号排成一幅图像呢？欲知后事如何，请听下回分解！医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！MRI基础知识K 空间数字图像CT成像X11X12X13X14X15X16X17X18X19X21X22X23X24X25X26X27X28X29X31X32X33X34X35X36X37X38X39X41X42X43X51X52X53X61X62X63X71X72X73X81X82X83Y =f(X ,X ,X ……X )Y =f(X ,X ,X ……X )Y =f(X ,X ,X ……X )Y =f(X ,X ,X ……X )K空间傅里叶转换傅里叶转换傅里叶转换医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！傅里叶转换傅里叶转换K空间频率编码相位编码编码相位编码频率编码K空间halfscanK空间K空间的中心决定图像的对比度K空间的周围决定图像的解剖细节医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！K空间K空间K空间的填充频率编码相位编码K空间的填充K空间频率编码相位编码u 信号强度u 频率编码u 相位编码小问题如何才能让激发的1H同时具有强度信息、频率编码信息和相位编码信息呢？医学影像服务中心版权所有，禁止盗版！欲知后事如何，请听下回分解！权版心中务服像影学医MRI基础知识自旋回波序列/快速自旋回波序列序列射频脉冲、梯度场、信号采集时间等相关参数的设置及时间排列的组合。
头颅MRI—基础知识-V1
头颅MRI—基础知识-V1头颅MRI—基础知识在医学中，MRI是一种非常重要的诊断工具。
MRI可以对人体进行高清晰度成像，帮助医生诊断和治疗许多众所周知的疾病。
其中，头颅MRI 是一种常见的 MRI 检查，通过它可以获取头部区域的准确成像结果。
以下是头颅MRI的基础知识：1. MRI是什么？MRI就是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging)的简称。
MRI是一种利用强磁场和无线电波进行成像的技术。
这种技术通过处理人体内氢原子在强磁场影响下的共振行为，可以获得人体各部位的断层影像。
2. 头颅MRI有哪些应用？头颅MRI可以用来诊断许多疾病，例如脑出血、肿瘤、炎症或神经系统疾病等。
此外，头颅MRI还可以帮助医生确定治疗方法和手术计划，甚至可以用于研究脑部结构和功能，如认知、言语和运动等。
3. 头颅MRI需要做哪些准备？在进行头颅MRI之前，需要告知医生一些信息，如是否有心脏起搏器、内植物物、金属假牙或其他人工修复物等。
除此之外，还需要脱掉身上的金属物，包括眼镜、耳环、手表等等。
由于磁场比较强，身上的金属物可能对成像结果产生影响。
4. 头颅MRI的过程是怎样的？进行头颅MRI的时候，你需要躺在一张特殊的床上，床可以进入一个巨大的环状扫描器内部。
在进行扫描之前，你的头部会被固定在一个支架上面，以保证成像结果的准确性。
医生会开始扫描，此时你需要尽量保持放松状态不动。
扫描过程中，你可以听到一些嗡嗡声音，请不要担心，这是机器本身的运作声音。
以上就是头颅MRI的基础知识，如果你接下来需要进行头颅 MRI 检查，相信这些信息会帮助你更好地理解检查过程。
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MRI原理
MRI技术基于原子核的自旋磁矩和外 加磁场之间的相互作用，通过施加射 频脉冲激发原子核产生共振，然后检 测共振信号并重建图像。
原子核在磁场中会受到洛伦兹力，产 生能级分裂，当外加射频脉冲的频率 与原子核的固有频率相同时，原子核 受到激发产生共振。
诊断报告
医生根据图像处理结果和 患者病史等信息，撰写 MRI诊断报告。
报告解读
患者或家属可向医生咨询 MRI检查结果，了解病情 状况。
03
MRI图像解读
图像特点
高分辨率
MRI图像具有高分辨率， 能够清晰显示组织的细微 结构。
多平面成像
MRI可以进行多平面成像 ，如横断面、矢状面和冠 状面，有助于全面观察病 变。
循环系统
心包疾病
MRI可以检测心包积液、心包肿 瘤等心包疾病，为医生提供更准 确的诊断依据。
大血管疾病
MRI可以检测大血管的狭窄、阻 塞和动脉瘤等病变，有助于医生 制定治疗方案。
05
MRI与其他影像学检查的比较
CT与MRI的比较
分辨率
MRI具有更高的软组织分辨率 ，能够更清晰地显示器官和组
织结构。
软组织对比度高
MRI利用不同组织间的弛 豫时间差异产生对比，使 得软组织对比度较高。
常见病变表现
肿瘤
MRI图像上肿瘤常表现为形态不 规则、信号不均匀的异常信号影
。
炎症
炎症常表现为软组织肿胀、积液等 ，MRI图像上表现为信号增强。
出血
出血在MRI图像上表现为高信号影 ，根据出血时间的不同，信号强度 也会有所变化。
06
颅脑MRI基础知识
常见磁共振扫序列
• DWI弥散加权成像：DWI脉冲序列的本质是单次激发的SE-EPI序列 （基于自旋回波的平面回波成像） • 临床应用：1、主要用于诊断早期的缺血性脑卒中。在脑梗后5分 钟，局部组织由于缺血缺氧，发生细胞毒性水肿，自由水的弥散 受限，ADC值下降，在DWIl图像上表现为明显的高信号。而其它 任何无创性检查技术至少7-8小时后才能显示阳性病灶。 • 2.DWI筛查恶性肿瘤也在临床实践中。
• 6、中等信号：在两者之间还有各种不同灰阶的信号，统称为中等信号。
• 7、T1权重图像（T1WI ）：由于TR时间较短，MR图像中组织对比度主要由不同组织的T1时 间差异所致，这种短TR图像称之。 • ８、T2权重图像（T2WI ）：由于TE时间较长，MR图像中组织对比度主要由不同组织的T2时 间决定，这种短TR图像称之。
常见磁共振扫序列
• 目前MRI检查时常规T1WI、T2WI仍是最基本的扫描序列。 • T2FLAIR、DWI对检出病变更敏感，且能检出病变组织水分子状态 的信息，可作为常规T1WI和T2WI的补充。 • T1WI显示解剖结构较清晰，了解脑内结构。 • T2WI检出病变较敏感，发现病变。
正常磁共振图像的特征
常见脑血管病MRI表现
• 病例分享： • 1、
常见脑血管病MRI表现
• 2、
常见脑血管病MRI表现
• 3、
常见脑血管病MRI表现
• 4、男，51岁。头痛、呕吐、右侧肢体瘫痪3小时。（发病3小时 CT及第3 天复查）。
常见脑血管病MRI表现
• 三、蛛网膜 下腔出血 • 、影像学特点：CT 平扫：脑脊液腔高密度影，以脑底池、纵裂池、 及外侧裂、额颞部脑沟最常见。CT平扫可显大多数的蛛网膜下腔 出血。MRI平扫T1WI上表现脑池及脑沟裂信号增高。T2WI呈高信 号，但难与脑脊液区别，FLAIR可显示常规CT不能显示的少量出血。