MRI成像基本原理PPT课件

1、 核磁共振成像技术发展简史核磁共振成像技术发展简史 核磁共振现象发现核磁共振现象发现 PurcellPurcell等等, , BlochBloch等（等（ 1945 1945）; ; Physical Review:Physical Review: 核磁共振现象引入医学界核磁共振现象引入医学界 DamadianDamadian（1971 1971 ）; Science, 171: 1151 -1153; Science, 171: 1151 -1153 核磁共振成像核磁共振成像 LauterburLauterbur（19731973） ; Nature, 242: 190 -191 ; Nat

2、ure, 242: 190 -191 是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像是利用原子核在磁场内所产生的信号经重建成像 的一种影像技术的一种影像技术第1页/共41页第一节第一节 磁共振成像原理和设备磁共振成像原理和设备 磁共振现象与磁共振现象与MRIMRI MRI MRI设备设备第二节第二节 MRIMRI图像特点图像特点 灰阶成像灰阶成像 流空成像流空成像 三维成像三维成像 运动器官成像运动器官成像第三节第三节 MRIMRI检查技术检查技术第四节第四节 MRIMRI诊断的临床应用诊断的临床应用第2页/共41页MRI MRI 成像基本原理成像基本原理 含奇数质子的原子核均在其自旋过程中产生自

3、旋磁动量，即磁矩以矢量描述含奇数质子的原子核均在其自旋过程中产生自旋磁动量，即磁矩以矢量描述 核磁矩的大小是原子核的固有特性，它决定核磁矩的大小是原子核的固有特性，它决定MRIMRI信号的敏感性信号的敏感性 氢原子核只有单一质子具有最强的磁矩氢原子核只有单一质子具有最强的磁矩 氢质子在人体内分布广，数量多，氢质子在人体内分布广，数量多，MRIMRI均选用氢为靶原子核均选用氢为靶原子核第3页/共41页核磁共振 = 磁共振 NMR = MR第4页/共41页人体组织内的质子存在状态第5页/共41页质子的运动：进动频率 0 = 0第6页/共41页人体质子在磁场中第7页/共41页共振现象第8页/共41页

4、90 射频脉冲第9页/共41页磁共振信号的产生磁共振信号的产生o 外来射频脉冲停止后，由外来射频脉冲停止后，由MM0 0产生的横向磁化矢量在晶格磁场作用下由产生的横向磁化矢量在晶格磁场作用下由XYXY平面逐平面逐渐回复到渐回复到Z Z轴轴o 同时以射频信号的形式放出能量同时以射频信号的形式放出能量o 发出的射频信号被体外线圈接受发出的射频信号被体外线圈接受o 经计算机处理后重建成图像经计算机处理后重建成图像第10页/共41页MRIMRI应用中常用概念应用中常用概念 驰豫：指磁化矢量恢复到平衡态的过程驰豫：指磁化矢量恢复到平衡态的过程 磁化矢量越大，磁化矢量越大，MRIMRI探测到的信号越强探测

5、到的信号越强第11页/共41页纵向弛预自旋-晶格弛预T1弛预第12页/共41页MRIMRI应用中常用概念应用中常用概念 T1T1时间：测量纵向驰豫的时间时间：测量纵向驰豫的时间 定义：纵向磁化矢量从最小恢复至平定义：纵向磁化矢量从最小恢复至平 衡态的衡态的63%63%所经历的驰豫时间所经历的驰豫时间 不同的组织不同的组织T1T1时间不同时间不同 产生产生MRMR信号强度上的差别信号强度上的差别 图像上为灰阶的差别图像上为灰阶的差别第13页/共41页横向弛预自旋-自旋弛预T2弛预第14页/共41页MRIMRI应用中常用概念应用中常用概念 T2T2时间：测量横向驰豫的时间时间：测量横向驰豫的时间

6、定义：横向磁化矢量从由最大衰减定义：横向磁化矢量从由最大衰减 至至37%37%所经历的驰豫时间所经历的驰豫时间 不同的组织不同的组织T2T2时间不同时间不同 产生产生MRMR信号强度上的差别信号强度上的差别 图像上为灰阶的差别图像上为灰阶的差别第15页/共41页T1、T2弛预过程同时进行第16页/共41页MR信号第17页/共41页人体正常脑组织的人体正常脑组织的T1T1、T2T2驰预时间驰预时间驰预时间驰预时间( (ms) ms) 脑白质脑白质 脑灰质脑灰质 脑脊液脑脊液 颅板颅板 板障板障T T1 1 780 920 3000 - 260 780 920 3000 - 260 T T2 2

7、90 100 300 - 8490 100 300 - 84T1WI PDWI T2WI第18页/共41页PDWI T2WI T1WI SE序列 FSTIR序列第19页/共41页磁共振成像设备磁共振成像设备磁体磁体梯度线圈梯度线圈射频发射器射频发射器MRMR信号接受器信号接受器计算机计算机图像显示和储存装置图像显示和储存装置第20页/共41页MRIMRI图像特点图像特点灰阶成像（组织分辨率）灰阶成像（组织分辨率）流动效应（流空和流动增强）流动效应（流空和流动增强）三维成像三维成像运动器官成像运动器官成像第21页/共41页MRIMRI图像特点图像特点主要反映组织间的信号强度主要反映组织间的信号强

8、度T1T1加权像加权像反映组织间反映组织间T1T1的差别，有利于观察解剖结构的差别，有利于观察解剖结构T2T2加权像加权像反映组织间反映组织间T2T2的差别，显示病变组织好的差别，显示病变组织好第22页/共41页MRIMRI成像技术成像技术采用不同的扫描序列和成像参数采用不同的扫描序列和成像参数T1T1加权像、加权像、 T2T2加权像、加权像、 质子加权像质子加权像自旋回波（自旋回波（SESE）、）、梯度回波、平面回波等梯度回波、平面回波等第23页/共41页自旋回波（自旋回波（SESE）：）：重复时间（重复时间（TRTR） 回波时间（回波时间（TETE）加权成像加权成像 TRTR（msms）

9、TE TE（msms） T1WI T1WI 短短= 500 = 500 短短= 30 = 2000 = 2000 长长= 60 = 60 PdWI PdWI 长长= 2000 = 2000 短短= = 30 30 第24页/共41页 磁共振检查技术磁共振检查技术平扫（平扫（T1WIT1WI、T2WIT2WI、PDWIPDWI）增强（增强（T1WIT1WI）动态增强（动态增强（Dynamic MRDynamic MR）磁共振血管造影（磁共振血管造影（MRAMRA）脂肪抑制成像（脂肪抑制成像（STIR)STIR)水抑制成像（水抑制成像（FLAIRFLAIR）水成像（水成像（MRCPMRCP、MRU

10、MRU、MRMMRM）灌注成像（灌注成像（PerfusionPerfusion）弥散成像（弥散成像（DiffusionDiffusion）功能成像（功能成像（function MRfunction MR）第25页/共41页第26页/共41页SE序列 FGR序列垂体微腺瘤动态增强扫描第27页/共41页后交通支动脉瘤3D - MRA第28页/共41页3 3D-CEMRAD-CEMRA的时间分辨率（胸腹部）第29页/共41页FLAIR序列第30页/共41页磁共振胰胆管造影（MRCP）3D-重T2WI（水成像）第31页/共41页80岁女性 发病6小时内 第32页/共41页80岁，女性。发病3天后第33

11、页/共41页灌注成像技术原理第34页/共41页PWI SS EPIPWI SS EPIDelta R2Delta R2* * curve curve灌注成像临床应用 脑神经（SS EPISS EPI）1&2: Tumor (increased blood flow), 3: Normal第35页/共41页脑功能成像技术第36页/共41页脑功能成像第37页/共41页Finger tappingActivate/Rest curve of 40 ms eachGlioma patient, before surgical operationBOLD&T1WBOLD&SAS&MRA脑功能成像的临床应用第38页/共41页H =（1/2 ） B波谱技术利用MR中的化学位移现象来测定分子组成及空间分布的一种