《MRI成像基本原理》课件.ppt

*****************MRI成像技术简介1非侵入性成像无需使用X射线或放射性物质，对人体无伤害，特别适合于对人体组织和器官进行细致的观察和诊断。2多方位成像可以从多个角度和层面获取人体组织的图像信息，提供更加全面的诊断依据，有利于疾病的早期发现和治疗。3软组织成像对软组织具有很高的敏感度，能够清晰地显示脑、脊髓、肌肉、韧带、肌腱等软组织的结构和病变。4功能成像除了解剖结构，还可以反映组织的功能状态，如脑血流、脑代谢等，为疾病的诊断和治疗提供更多信息。核磁共振的基本原理核磁共振（NuclearMagneticResonance，简称NMR）是一种物理现象，它利用了原子核的自旋特性。当原子核置于强磁场中时，自旋会发生能级跃迁，吸收或发射特定频率的电磁波，从而产生核磁共振信号。磁场对核自旋的作用1核磁共振原子核的自旋运动会产生磁矩2外磁场在外磁场作用下，核磁矩会发生进动3进动频率进动频率与磁场强度成正比在没有外磁场的情况下，原子核的磁矩是随机排列的。当外磁场施加到原子核上时，核磁矩会发生进动，进动频率与外磁场强度成正比。这种现象被称为核磁共振。反转准直过程1核自旋方向一致核自旋在施加磁场后，会逐渐排列整齐，指向磁场方向。但这只是少数核自旋，大多数核自旋方向随机排列。290°脉冲激发通过发射一个特定频率的射频脉冲，可以改变核自旋的方向，使它们旋转90°，与磁场垂直。3自旋方向相反经过脉冲激发后，核自旋不再指向磁场方向，而是与磁场垂直，形成自旋方向反转的准直状态。回波信号的产生RF脉冲在磁场中，核自旋会被RF脉冲激发。自旋失衡受到激发的核自旋会发生失衡，产生横向磁化矢量。横向磁化衰减失衡的核自旋会逐渐回到平衡状态，横向磁化矢量会衰减。回波信号横向磁化矢量的衰减过程会产生回波信号，可以被检测器接收。自旋回波的特点信号强度自旋回波信号强度与组织中氢原子数量成正比，与T1和T2值有关。时间参数自旋回波信号随时间衰减，反映了T2值的变化，T2值越短，衰减越快。相位信息自旋回波信号包含相位信息，可用于区分不同组织的化学环境。图像对比度自旋回波序列产生T2加权图像，可以更好地显示含水量较高的组织。时间参数T1和T2T1和T2是MRI成像中两个重要的参数，它们反映了组织的弛豫时间，是区分不同组织的重要指标。T1纵向弛豫时间从饱和状态恢复到平衡状态的时间。T2横向弛豫时间从相位一致状态到失去相干性的时间。各种组织的T1和T2值组织类型T1值(毫秒)T2值(毫秒)脑脊液400-1000100-200灰质800-120060-100白质600-90040-80肌肉400-60020-40脂肪200-30050-80T1和T2值反映了不同组织对磁场和射频脉冲的响应速度。不同组织的T1和T2值存在差异，可以用来区分不同的组织，并帮助医生进行疾病诊断。选择性激发技术射频脉冲的选择性选择性激发技术使用特定频率的射频脉冲，仅激发特定区域的核自旋，使其产生共振信号。切片选择通过改变射频脉冲的频率，可以选择性地激发不同深度的组织，从而实现不同切片的成像。梯度磁场的应用梯度磁场可以控制射频脉冲的覆盖范围，实现对特定区域的精准激发。编码梯度磁场的作用空间定位编码梯度磁场在空间上产生线性变化的磁场，使不同位置的核自旋受到不同的磁场影响。频率编码通过改变梯度磁场的强度，使不同位置的核自旋产生不同的Larmor频率。图像重建根据接收到的回波信号，结合编码梯度磁场的信息，重建出二维或三维的图像。相位编码和频率编码1相位编码通过改变梯度磁场的强度改变每个切片的相位信息2频率编码通过改变梯度磁场的方向改变每个切片的频率信息3空间定位根据相位和频率信息确定每个切片在空间中的位置二维成像的原理1切片选择通过改变射频脉冲的频率，选择特定的切片进行激发。2频率编码沿一个方向施加线性梯度磁场，使不同位置的信号产生不同的频率。3相位编码沿另一个方向施加线性梯度磁场，使不同位置的信号产生不同的相位。三维成像的原理多层扫描三维成像通过在多个层面进行扫描，获取各个层面上的二维图像数据。图像重构利用计算机算法将多层二维图像数据整合，生成一个三维的立体图像。多维信息三维图像可以提供更多维度的信息，例如组织的形状、大小、位置和空间关系。医学应用在医学领域，三维成像有助于诊断和治疗疾病，如肿瘤、心脏病、神经疾病等。常见的成像序列自旋回波序列最常用的序列之一，能产生高信噪比的图像。适用于多种组织，如大