《mri诊断学》PPT课件.ppt
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1、MRI诊断学,MRI原理中枢神经系统正常MRI表现中枢神经系统疾病MRI诊断,MRI原理,1、核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,NMRI-MRI)基本原理人体置于强磁场中-体外发射无线电波-瞬间关掉无线电波-接受人体内发出的磁共振信号-用磁共振信号重建图像,MRI原理,1)物理学基础A、物质的磁性所有物质均有磁性。永磁铁、镍、钆等为永磁体。电磁电流通过环形线圈形成磁场。核磁氢质子自旋,相当于正电荷在环形线圈中流动,产生的磁场。中子也可。原子核中的含有奇数质子/中子方有磁性。,MRI原理,用氢(H)质子成像的原由:为磁化最高的原子核占活体组织原子
2、数量的2/3,形成MRI的氢原子大部分位于生物组织的水和脂肪中。,MRI原理,各种磁体,磁和非磁同位素,MRI原理,以磁矩M表示核磁磁场,MRI原理,各个质子的M为任意取向(M=0),B0,MRI原理,质子群宏观磁化矢量的旋进,质子和陀螺旋进的比较,旋进,自旋,旋进频率,B0为主磁场强度,用T为单位。R为磁旋磁比,F磁矩进动频率。,MRI原理,核磁共振,共振现象,90度脉冲对宏观磁矢量M的作用,90射频脉冲,MRI原理,90度脉冲后在XY平面M值最大,180度脉冲后Mz为负值,MRI原理,1、纵向磁化2、纵向磁化减小与横向磁化射频脉冲RF,RF与质子进动频率相同出现共振。质子吸受能量磁矢量方向
3、改变横向磁化。3、驰豫与驰豫时间RF中止驰豫(relaxation),MRI原理,纵向驰豫纵向磁化恢复(T1恢复63%的时间)横向驰豫横向磁化减少(T2减少到37%的时间),MRI原理,核磁驰豫,90脉冲停止后宏观磁化矢量M的变化,纵向驰豫时间,100%,63%,纵向驰豫,MRI原理,分子的布朗(Brown)运动,横向驰豫时间,横向驰豫,MRI原理,磁共振的量子物理学,低能态取向的氢原子核,波动必须为Larmor频率,并且要作用于XY平面,T1,T2,各种频率的波动,在各个方向均可起作用,MRI原理,驰豫与生物组织某些物理、化学因素的关系,温度、粘度对磁波动频率的影响,蛋白质分子使水的T1缩短
4、,MRI原理,信号参数1、核磁共振信号,自由感应衰减(FID),傅立叶变换使FID形成MR波谱,MRI原理,自旋回波脉冲序列自旋回波(spin echo,SE)序列为MR最基本、最常用的脉冲序列。,90脉冲后,间隔时间(Ti)再发射180脉冲,测量回波信号。重复这一过程。,TE(回波时间)90脉冲至测量回波的时间,TR(重复时间)2个90脉冲之间的时间,MRI原理,D为180脉冲使这些磁矢量绕X轴转180。E为经过TE/2时间,Mxy又达最大值。F为Mxy趋于零。,A、B为90脉冲使纵向磁化矢量M0转到XY平面。,C为Mxy丧失聚合。,MRI原理,SE序列时质子群信号强度的变化与T2和T2的关
5、系,MRI原理,SE序列时质子群信号强度的变化与T2和T2的关系,MRI原理,T2和SE序列测量所得T2值之间的关系,180脉冲使FID产生回波,MRI原理,质子密度加权像TR选用比受检组织长的TR(1500-2500ms),TE选用比受检组织T2短的TE(15-25ms),则回波信号幅度与质子密度有关。,MRI原理,T1加权像各种组织T1约500ms.TR定为500ms,TE选为15-25ms,回波信号反映的是组织不同T1信号强度的差别。,MRI原理,T2加权像TR用比T1显著长的时间1500-2500ms。TE选用与组织T2相近的时间90-120ms.则两个不同T2组织的信号强度的差别明显
6、。为T2加权像。,MRI原理,(五)对比逆转选用不同参数可使2种生物组织的MR信号对比发生逆转。SE序列 TR500ms TE短 TE长脂肪 白色 黑色尿液 黑色 白色,MRI原理,(六)多回波序列90脉冲后,连续加180脉冲,使Mxy在XY平面产生多次回波,随着TE的延长,T2W作用显著,长T2组织信号强(如脑脊液)。周围灰白质对比消失,信噪比,MRI原理,(七)图像亮度与T1、T2、N(H)、f(V)、TR、TE的关系N(H)信号(质子密度)f(V)扫描层流动质子的函数。信号高或低T1:越短,信号越强。T1长,信号弱。T2:越长,信号越强。T2越短,信号弱。TR:大于T1时,亮度与T2W、
7、质子密度加权有关。TE:小于T2时,亮度与T1W、质子密度加权有关。,MRI原理,三、部分饱和脉冲序列(SR)90脉冲后,在Mz未达最大饱和值,于TR期加第二个90脉冲。测量MxyFID信号。信号强度取决于T1和N(H)。TR短,偏T1。TR过长,信号强度取决于 N(H)。,MRI原理,部分饱和脉冲序列(SR),8种不同TR扫描时脑组织和脑脊液信号强度的差别,MRI原理,四、反转恢复脉冲序列(IR)先-180RF,间隔500ms,90RF,10ms后,180RF,测回波。T1信号为主,显示精细解剖。,MRI原理,反转恢复脉冲序列(IR),MRI原理,空间定位1、梯度磁场,纵向梯度磁场的产生,矢
8、状方向(X轴)梯度磁场,冠状方向(Y轴)梯度磁场,MRI原理,2、层面的选择,横轴断层层面选择,断层面厚度与梯度场的关系,MRI原理,Gx方向行频率编码,MRI原理,相位编码,相位编码示意图,MRI原理,二维傅立叶变换图像重建方法,二维MRI图像的形成,MRI原理,自旋回波扫描2D-FT成像,MRI原理,4、驰豫时间与MRI成像肝140-170 T1 肝癌300-450胰180-200 T1 胰癌270-400肾300-340 T1 肾癌400-450,MRI原理,组织 T1 T2大脑 600 100脑桥 380 80小脑 585 90脑脊液 1155 50头皮 235 60,MRI原理,梯度
9、回波脉冲序列1、小角度激励,梯度场诱发去相位特点:X、Y、Z轴去相位彼此独立,具有相位“记忆功能”,MRI原理,二、梯度回波脉冲序列的机理,MRI原理,二、梯度回波脉冲序列的机理,MRI原理,二、梯度回波脉冲序列的机理,MRI原理,二维FLASH脉冲序列,二维FLASH的基本原理,MRI原理,稳定状态FLASH磁周期,二维FLASH的基本原理,MRI原理,四、二维FISP(稳定进动快速成像)的基本原理,二维FISP序列,MRI原理,二维FISP(稳定进动快速成像)的基本原理,梯度对相位的影响,MRI原理,二维FISP(稳定进动快速成像)的基本原理,稳定状态的FISP,MRI原理,流体的MR信号
10、1、流体的基本类型层流 喘流2、血流呈低信号3、血流呈高信号,MRI原理,2、血流呈低信号原因:1)血管垂直或近乎垂直切面,相同的血流不能既接受90又接受180脉冲激励,在SE序列时形成回波。因而不产生信号。(流空效应),MRI原理,2、血流呈低信号SE序列,TR长,被激励的血流已流出层面,不产生信号。如TR短,饱和的血液已流出层面,而新流入层面未饱和的血液可出现强度不同的信号。,MRI原理,血流呈低信号原因:2)如血管平行于切层面,在90和180脉冲间(TE/2),流动血液进入主磁场和梯度磁场的一个新区域。质子群不能被180脉冲翻转且相位一致产生回波,从而MR信号明显减弱。冠状位扫描,颈动、
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