磁共振成像的物理学原理省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,磁共振成像物理学原理,福建医科大学从属第一医院影像科技术组,林晓君,第1页,MRI,定义,弛豫,图像建立,大纲,第2页,回顾下一些不一样类型成像示例：,a,摄影时，光线（可见光）由物体表面反射回来，被摄影机内成像板接收。,b X,成像时，,X,线源发出能够穿透物体放射线，穿透后射线被,X,线成像板所接收。,c,在,MRI,中，低频率,无线电波,穿透组织，然后由物体内,磁化,自旋质子,反射回来。,磁共振成像（MRI）是啥？,第3页,自旋 质子,质子,氢原子核（,1H,）,普通所指磁共振图像即为,1H,磁共振图像。,（一）,1H,是人体中最多原子核，约占人体中总原子核,2/3,以上，能够产生较强磁共振信号；,（二）,1H,磁化率最高，也能够产生更强信号；,（三）,1H,存在人体各种组织中，所以含有生物代表性。,选择1H的理由：,第4页,自旋,所有磁性原子核,（中子数或质子数最少一项是奇数）,都有一个特征：总以一定频率绕着自己轴进行高速旋转，即为自旋。,自转,第5页,带有正电荷磁性原子核自旋产生磁场称为,核磁,。,第6页,前,人体内氢质子状态,每个质子产生磁化矢量相互抵消，所以人体在自然状态下并无显著磁性，所以没有宏观磁化矢量产生。,磁化,S,N,第7页,S,N,B,0,把人体放进一个大磁场（主磁场,Bo,）中。,人体内产生一个与主磁场方向一致宏观磁化矢量。,磁化,第8页,S,N,B,0,磁化,第9页,S,N,B,0,磁化,第10页,S,N,B,0,高能级,常态下氢质子分为高能级和低能级,低能级,第11页,自旋,第12页,S,N,B,0,主磁场中氢质子运动状态,第13页,S,N,B,0,主磁场中氢质子运动状态,第14页,S,N,=B,0,z,处于主磁场氢质子，除了自旋运动外，还绕着主磁场轴进行旋转摆动，称为进动,。,为L armor频率,为磁旋比,(,常数，,H,为42.5MHz/T),B0为主磁场场强,B,0,第15页,B,0,横向磁化分矢量因为相位不一样而相互抵消，所以，没有宏观横向磁化矢量产生。,第16页,人体组织进入主磁场后被磁化，产生宏观纵向磁化矢量，质子含量越高则产生宏观纵向磁化矢量越大，那就能够区分含量不一样各种组织了么？,产生宏观纵向磁化矢量尽管对每个质子小核磁来说是宏观，不过，对相对强大主磁场来说却又是非常微小，这么微小所谓宏观纵向磁化矢量重合在与其方向一致强大主磁场中，接收线圈就不可能检测到宏观纵向磁化矢量。,第17页,怎样测到宏观纵向磁化矢量？,旋转宏观横向磁化矢量才能切割线圈产生电信号。,如何让纵向磁化矢量偏转成横向磁化矢量,？,第18页,射频脉冲,（无线电波）,条件：与进动频率相同,微观实质：能量传递,引起共振,低能级的质子跃迁到高能级,第19页,S,N,B,0,共振,第20页,S,N,B,0,共振,第21页,低能级,高能级,S,N,B,0,共振,第22页,S,N,B,0,共振,第23页,低能级,高能级,S,N,共振,第24页,磁共振现象宏观结果是使纵向磁化矢量发生偏转，能量越大偏转角度越大。,第25页,90,射频脉冲微观和宏观效应,第26页,质子密度越高，其宏观纵向矢量越大，,90,脉冲激发后产生宏观横向磁化矢量就越大，切割接收线圈产生电信号越强，,MR,信号就越高。这么,MR,图像就能够区分质子密度高低不一样人体组织了。,在射频脉冲关闭后等候一定时间并对信号进行干预和采集。,第27页,磁共振成像,是利用射频电磁波对置于磁场中含有自旋不为零原子核物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈采集磁共振信号，按一定数学方法进行处理而建立成像方法。,磁化,自旋质子,射频脉冲,第28页,弛豫是指自旋降低到它们最低能态或返回到平衡状态。,弛豫,横向弛豫,纵向弛豫,第29页,z,x,y,z,x,y,z,x,y,z,x,y,z,x,y,z,x,y,z,x,y,弛豫：一个过程,横向矢量逐步消失；,纵向矢量逐渐恢复。,两个同时发生但相互独立过程,弛豫,第30页,横向弛豫,第31页,造成质子群失相位主要原因：,A,质子周围磁环境随机波动,（自旋,-,自旋相互作用，即内在不均匀性）,B,主磁场不均匀,受这两方面磁场不均匀影响称为自由感应衰减（,FID,）,也称为,T2*,弛豫。,利用,180,聚焦脉冲剔除主磁场不均匀造成衰减才是真正衰减即,T2,弛豫,。,横向弛豫,第32页,T2*,弛豫,=T2,弛豫,+,主磁场不均匀,T2,值,：,90,脉冲施加，横向矢量最大值为起点，,T2,弛豫造成衰减到最大值,37%,为终点，起点与终点之间间隔为,T2,值。,T2=,横向弛豫时间,T2=,自旋,-,自旋弛豫时间,一般组织,T2,值仅为数十毫秒到一百多毫秒，少数达数百毫秒。,横向弛豫,第33页,第34页,不一样组织,T2,值存在差异，磁共振,T2,加权像方能区分不一样解剖结构，并能区分,正常组织与病变组织。,加权即突出重点,T2,加权像（,T2WI,）重点突出是不一样组织之间横向弛豫差异。,T2WI,上，组织,T2,值越大，其信号强度越强。,第35页,第36页,射频关闭后，在主磁场作用下，组织中宏观纵向弛豫将逐步恢复到激发前状态及平衡状态，即,纵向（,T1,）弛豫,。,脉冲关闭后，宏观纵向矢量为零，以此为起点，恢复到最大值得,63%,为终点，起点和终点时间间隔即,T1,值,。,纵向弛豫,第37页,T1=,纵向弛豫时间,T1=,自旋,-,晶格弛豫时间,T1,弛豫是释放能量过程，把质子内部能量传递到质子外其它分子，所需要时间较长，普通组织,T1,值为数百到数千毫秒。,T1,加权像重点突出是纵向弛豫差异。,T1,值越小，,MR,信号强度越大。,T1,值存在差异，磁共振,T1,加权像方能区分不一样解剖结构,第38页,灰质,T1,值大于白质，所以,T1WI,上灰质信号强度低于白质。,第39页,其它加权成像,质子密度加权成像主要反应单位体积不一样组织间质子含量差异。,弥散加权成像（,DWI,）反应活体组织中水分子布朗运动。,灌注加权成像,(PWI),磁敏感加权成像（,SWI,）,第40页,磁共振信号：宏观横向矢量越大，其切割产生电信号即磁共振信号也越强,。,一自由感应衰减信号,二自旋回波信号,三梯度回波信号,图像建立,第41页,自由感应衰减信号：,利用磁共振接收线圈直接统计横向磁化矢量自由感应衰减,(t2,弛豫和主磁场不均匀,),，得到磁共振信号。,自旋回波信号：,射频脉冲产生了宏观横向磁化矢量，脉冲关闭后，在,Ti,时间施加一个,180,聚焦脉冲，以剔除主磁场不均匀影响，得到磁共振信号。,图像建立,第42页,图254,第43页,梯度回波信号：,利用读出梯度场切换，宏观横向磁化矢量经历从零到最大又从最大到零过程，得到一个回波信号。,图像建立,第44页,空间定位,包含,:,1.,层面选择,2.,频率编码,3.,相位编码,三维空间定位利用梯度线圈产生梯度磁场来实现。（,层面选择梯度线圈，频率编码梯度，相位编码梯度,）,X,Y,Z,O,图像建立,第45页,发射一个不符合拉莫频率射频脉冲（层面选择梯度），不会激发人体内任何质子，但会使磁场随位置而改变，每个位置有自己共振频率。,第46页,层面选择,第47页,带宽,=,频率范围（决定了层面厚度）,第48页,频率编码,频率编码梯度在,MR,信号采集过程中同时施加,频率 位置,第49页,相位编码,梯度场施加方向与频率编码垂直,相位编码梯度磁场必须在信号采集前施加,第50页,射频激发,+,空间编码,线圈采集得到,MR,模拟信号,傅里叶变换分解出不一样频率、相位、强度信号,填入,K,空间形成数字数据点阵,模拟转换得到数字信号,分配到各个像素中形成图像点阵得到,MR,图像,图像建立,第51页,谢谢观赏!,今日所述纯属个人了解，不足之处请多多指正,第52页,