MRI检查与诊断技术第一章总论第一节磁共振成像技术概述磁共振成像一、磁共振成像技术发展史1946年美国哈弗大学的E.Purcell及斯坦福大学的F.Bloch领导的两个研究小组各自独立的发现了核磁共振现象，Purcell和Bloch两人共同获得1952年诺贝尔物理奖，主要用于磁共振波谱，研究物质的分子结构1971年美国纽约州立大学的R.damadian用MRS仪对老鼠的正常组织和癌变组织样品研究发现，癌变组织样品T1、T2弛豫时间值比正常组织长1973年美国纽约州立大学的Lauterbur利用梯度磁场进行空间定位，用两个充水试管获得了第一幅核磁共振图像磁共振成像技术发展史1974年～1980年MRI得到不断发展，研究出梯度选层方法、相位编码成像方法、自旋回波成像方法以及二维傅里叶变换的成像方法1978年在英国取得了第一幅人体头部的磁共振图像，同一年又取得了人体第一幅胸部、腹部磁共振图像1980年磁共振机开始应用于临床二、磁共振成像技术在临床诊断中的应用MRI在临床的应用第二节磁共振成像原理具有磁性原子核，处于静磁场中，施加射频脉冲（RF），原子核吸收RF能量，产生磁共振现象三个基本条件：磁性原子核静磁场（外磁场）射频脉冲（RF）条件一：原子核自旋与磁矩原子的结构自旋：原子核固有物理属性，带电质子以一定频率绕自身轴高速旋转通电的环形线圈周围都有磁场存在。转动的质子也相当于一个小磁体，周围形成微小环形电流，具有自身的南、北极及磁力，质子自身具有磁性，在其周围产生磁场，并具有自身磁矩磁矩：矢量，具有方向和大小，方向可由环形电流的法拉第右手定则确定法拉第定律原子核自旋产生磁矩地磁所有的原子核都可产生核磁吗？目前生物组织的MRI成像主要为1H成像，氢原子核也称为氢质子，1H的磁共振图像也称为质子像人体磁共振成像选择1H的理由：氢原子核最简单，只含有一个质子，一个电子，不含中子1H是人体中最多的原子核，约占人体中总原子核的2/3以上1H的磁化率在人体磁性原子核中是最高的条件二：静磁场静磁场是由磁共振仪器的主磁体产生其强度与方向不变，强度单位B0主磁体类型：超导、常导、永磁静磁场强度（B0）：0.15-3.0T目前临床上最常用的是超导MRI系统主磁体外形垂直坐标系用X、Y、Z坐标系来描述磁场的位置Z代表BO方向，即磁力线方向，常与体轴一致X-Y平面代表垂直于磁场方向的平面，三个轴相互垂直进入主磁场前质子核磁状态进入主磁场后质子核磁状态平行同向的质子略多于平行反向的质子处于高能状态太费劲，并非人人都能做到进入主磁场后质子核磁状态进动自旋核的进动进入主磁场后质子核磁状态进入主磁场后质子核磁状态静磁场中人体组织获得磁化条件三：射频脉冲（RF）MR能检测到怎样的磁化矢量呢？？射频脉冲的作用共振射频脉冲（RF）脉冲线圈的分类按作用分两类激发并采集MRI信号（体线圈）仅采集MRI信号，激发采用体线圈进行（绝大多数表面线圈）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射频脉冲（RF）条件射频脉冲的种类宏观效应磁共振现象是靠射频线圈发射无线电波（射频脉冲）激发人体内的氢质子来引发，这种射频脉冲的频率必须与氢质子进动频率相同，低能的质子获能进入高能状态横向磁化发出磁共振信号二、磁化强度的弛豫过程90o射频脉冲射频脉冲关闭后发生了什么？核磁弛豫核磁弛豫横向弛豫横向弛豫横向弛豫纵向弛豫纵向弛豫三、磁共振图像信号若在x-y平面内置一检测线圈，则将以每秒的频率切割线圈，从而产生电势。这就是检测到的FID信号。（二）、自旋回波信号（三）、梯度回波信号四、磁共振信号空间定位梯度线圈空间编码2、相位编码（Gy）在Y方向施加一个梯度，对信号进行编码，以确定信号来自二维空间行的位置，相位编码应用于层面选择梯度之后，频率编码梯度应用之前Gz关闭后，Gy开通，Gx关闭3、频率编码（Gx）区分信号来自于扫描矩阵中的那一列使沿X轴的空间位置信号具有频率特征而被编码，最终产生与空间位置相关的不同频率的信号使用频率编码梯度场采集信号，Gx也叫读出梯度场Gz和Gy关闭后，Gx开通Z、Y、X轴上梯度磁场的产生五、磁共振加权成像T1加权成像（T1WI）T2加权成像（T2WI）第三节，磁共振成像序列二、自旋回波序列（SE）SE序列结构90度脉冲激发组织产生横向磁化矢量90度脉冲关闭后，所产生的横向磁化矢量很快衰减（自由感应衰减FID）横向磁化矢量衰减是由于质子失相位质子失相位的原因1、质子小磁场的相互作用造成磁场不均匀（随机）－－真正的T2弛豫2、主磁场的不均匀（恒定），后者是造成质子失相位的主要