MRI基本原理與設(shè)備-MRI成像基礎(chǔ) (一)MRI技術(shù)的產(chǎn)生與基本原理 1．MRI技術(shù)的產(chǎn)生與基本原理 MRI檢查技術(shù)是在物理學(xué)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,，于20世紀(jì)70年代繼CT之后,，借助電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像重建數(shù)學(xué)的進(jìn)展和成果而發(fā)展起來(lái)的一種新型醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)。 MRI是通過(guò)對(duì)主磁體內(nèi)靜磁場(chǎng)(即外磁場(chǎng))中的人體施加某種特定頻率的射頻脈沖(RF脈沖),，使人體組織中的氫核(即質(zhì)子)受到激勵(lì)而發(fā)生磁共振現(xiàn)象,；當(dāng)終止RF脈沖后,，質(zhì)子在弛豫過(guò)程中感應(yīng)出MR信號(hào)；經(jīng)過(guò)對(duì)MR信號(hào)的接收,、空間編碼和圖像重建等處理過(guò)程,，產(chǎn)生出MR圖像。MR圖像是數(shù)字化圖像,。
人體內(nèi)氫核豐富,，而且用它進(jìn)行MRI的成像效果最好，因此目前MRI常規(guī)用氫核來(lái)成像。 2．質(zhì)子的縱向磁化 單數(shù)質(zhì)子的原子(dan1 shu3 zhi4 zi3 de0 yuan2 zi3)核具有自旋特性,，產(chǎn)生小的磁場(chǎng),。但是人體進(jìn)入靜磁場(chǎng)(即外磁場(chǎng))前，體內(nèi)質(zhì)子的磁矩排列無(wú)序,，質(zhì)子總的凈磁矢量為零,，進(jìn)入靜磁場(chǎng)后，質(zhì)子的磁矩則呈有序排列,，產(chǎn)生一個(gè)與外磁場(chǎng)磁力線方向一致的凈磁矢量,，稱為縱向磁化。 3．質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率與Larmor公式 在靜磁場(chǎng)中,，有序排列的質(zhì)子作快速的錐形旋轉(zhuǎn),，稱進(jìn)動(dòng)，其頻率即每秒進(jìn)動(dòng)的次數(shù)取決于質(zhì)子的性質(zhì)以及它所處的外加磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng),。 場(chǎng)強(qiáng)越強(qiáng),，進(jìn)動(dòng)頻率越快。例如,，氫質(zhì)子在場(chǎng)強(qiáng)1tesla時(shí)進(jìn)動(dòng)(shi jin dong)頻率為42.58mHz,，1.5tesla時(shí)則為63.87mHz。當(dāng)向靜磁場(chǎng)中的人體發(fā)射與質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率相同的RF脈沖時(shí),，就能將RF脈沖能量傳遞給質(zhì)子而出現(xiàn)磁共振現(xiàn)象,，這個(gè)頻率就稱為共振頻率。共振頻率可由Larmor公式算出,。 Larmor公式：ω0=γ.β0 （其中ω0：進(jìn)動(dòng)(_jin dong)頻率(Hz),；γ：(___)旋磁比；β0：外磁場(chǎng)強(qiáng)度,，場(chǎng)強(qiáng)單位為特斯拉(TeslaT),。） 4．磁共振現(xiàn)象 質(zhì)子受到RF脈沖的激勵(lì)，原來(lái)處在低能級(jí)的自旋被激發(fā),，即吸收電磁波的能量而改變能量狀態(tài),，由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，這種現(xiàn)象就是磁共振現(xiàn)象,。 5．質(zhì)子的弛豫與弛豫時(shí)間 當(dāng)磁共振現(xiàn) 象發(fā)生時(shí),，縱向磁化強(qiáng)度減少，產(chǎn)生橫向磁化分量,。處于不平衡狀態(tài),。終止RF脈沖后，質(zhì)子系統(tǒng)恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài),，這個(gè)過(guò)程稱為弛豫,。弛豫可以分為兩種：縱向磁化恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，其過(guò)程稱為縱向弛豫；橫向磁化逐漸消失,，其過(guò)程稱為橫向弛豫,。縱向磁化由零恢復(fù)到原來(lái)數(shù)值的63％所需時(shí)間,，為縱向弛豫時(shí)間,，簡(jiǎn)稱T1。橫向磁化由最大減小到最大值的37％所需的時(shí)間,，為橫向弛豫時(shí)間,，簡(jiǎn)稱T2。T1與T2是反映物質(zhì)特征的時(shí)間常數(shù),。 6·MR信號(hào)的產(chǎn)生與MR圖像 弛豫過(guò)程是磁力線不斷變化的過(guò)程,，可以感應(yīng)鄰近的接收線圈,，出現(xiàn)電信號(hào),。弛豫的速度決定了電信號(hào)的強(qiáng)弱。由于氫質(zhì)子在不同組織中的環(huán)境不一致,，影響了它弛豫的速度,，使得人體正常組織之間、正常組織與病理組織之間在弛豫時(shí)間產(chǎn)生差別,，這是形成磁共振影像對(duì)比的基礎(chǔ),。不同組織間弛豫時(shí)間有差別時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度也產(chǎn)生差別，這些信號(hào)強(qiáng)度的差別表現(xiàn)在圖像中灰度的不同,，這樣組成的圖像就是磁共振圖像,。 7·脈沖序列與信號(hào)加權(quán) MRI是通過(guò)一定的脈沖序列實(shí)現(xiàn)的。所謂脈沖序列就是用以產(chǎn)生磁共振信號(hào)的不同掃描參數(shù)的組合,。在脈沖序列中,，兩次RF激勵(lì)脈沖之間的間隔時(shí)間稱重復(fù)時(shí)間(repetition time)，簡(jiǎn)稱TR,。TR的長(zhǎng)短決定著在MR圖像(tu2 xiang4)上能否顯示出組織間在T1上的差別,，即TR決定Tt信號(hào)加權(quán)。TR越短,，T1信號(hào)對(duì)比越強(qiáng),；而使用長(zhǎng)TR時(shí)則不能獲得這種信號(hào)對(duì)比。在脈沖序列中,，從RF激勵(lì)脈沖開始至采集回波的時(shí)間間隔稱為回波時(shí)間(ech0 time),，簡(jiǎn)稱TE。TE的長(zhǎng)短決定著在MR圖像上能否顯示出組織間在T2 上的差別,，即TE決定T2信號(hào)(xin hao)加權(quán),。TE時(shí)間越長(zhǎng)，T2信號(hào)對(duì)比越強(qiáng)，使用短TE時(shí)則不能獲得這種信號(hào)對(duì)比,。
自旋回波(spin echo,，SE)脈沖序列是臨床最常用的脈沖序列之一。
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