核磁共振成像PPT课件
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核磁共振成像
在磁场的作用下,一些具有磁性的原子能够产生不同的能级,如果外加一个能量(即射频磁场),且这个能量恰能等于相邻2个能级能量差,则原子吸收能量产生跃迁(即产生共振),从低能级跃迁到高能级,能级跃迁能量的数量级为射频磁场的范围。核磁共振可以简单的说为研究物质对射频磁场能量的吸收情况。
定义
核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging,简称NMRI),又称自旋成像(spin
imaging),也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI),台湾又称磁振造影,是利用核磁共振(nuclear magnetic resonnance,简称NMR)原理,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的结构图像。
将这种技术用于人体内部结构的成像,就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用,大大加快了核磁共振成像的速度,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。
物理原理
核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生章动产生射频信号,经计算机处理而成像的。原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。核磁共振成像的“核”指的是氢原子核,因为人体的约70%是由水组成的,MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中,用适当的电磁波照射它,使之共振,然后分析它释放的电磁波,就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类,据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画,由头顶开始,一直到基部。
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩:
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核磁共振实验
【实验目的】
1、理解核磁共振的基本原理;
2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系,并掌握拉莫尔频率的测量方法;
3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程;
4、掌握弛豫时间的计算方法,并反演 T1和T2谱。
【实验原理】
一.核磁共振现象
原子核具有磁矩,氢原子核在绕着自身轴旋转的同时,又沿主磁场方向B0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动,如图1所示。
图1 质子磁矩的进动
在主磁场中,宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动,磁矩进动的频率符合拉莫尔(Larmor)方程:.
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二、施加射频脉冲后(氢)质子状态
当生物组织被置于一个大的静磁场中后,其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度,势必要达到动态平衡,称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子,被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时,将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强,持续时间越长,在射频脉冲停止时,M离开其平衡状态B0越远。
如用以B0为Z轴方向的直角座标系表示M,则宏观磁化矢量M平行于XY平面,而纵向磁化矢量Mz=0,横向磁化矢量Mxy最大,如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后,M与B0平行,但方向相反,横向磁化矢量Mxy为零,如图3所示。
图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大
图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0
三、射频脉冲停止后(氢)质子状态
脉冲停止后,宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态,这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后,M仍围绕B0轴旋转,M末端螺旋上升逐渐靠向B0,如图4所示。
八、磁共振成像原理
1 技术版
1.1 人体躺在磁共振中,体内的氢质子在特定的场强中,会以特定的频率进动。
1.2 射频系统在谱仪的控制下,发射与氢质子具有相同进动频率的射频脉冲,使进动中的氢质子产生共振跃迁,出现聚相位效应,产生宏观上的横向磁化矢量,切割线圈产生感应电流。
1.3 脉冲停止激发后,氢质子开始弛豫恢复:由于不同组织氢质子进动频率的差异,出现失相位,横向磁化矢量迅速衰减。同时,吸收射频能量的氢质子会释放能量,从高能态恢复至低能态,纵向磁化矢量得以恢复。
1.4 利用不同组织成分(水,脂肪等)的弛豫特点,通过设置不同的参数,得到不同加权的对比图像。
2 流程版
2.1 人体躺在磁体中被磁
2.2 谱仪控制射频,发射与氢质子进动频率相同的电磁波,人体吸收射频能量。
2.3 射频关闭后,人体吸收的射频能量释放,不同组织(健康或病变)释放出的能量不同。接收线圈接收信号,梯度系统进行信号读取。
2.4 谱仪控制计算机进行信号处理产生图像。
3 简单版
3.1 人体的氢质子吸收射频能量并释放,利用不同组织或病变释放能量不同得到图像。
4 磁共振噪声来源
4.1 强大的静磁场,很细小的声音
4.2 梯度系统产生,梯度系统在成像时需要变化,(层面选择和空间定位),切割线圈产生电流,当线圈通过电流时,会受力,即洛伦兹力(原理和电动机一样)。当磁共振工作时,线圈中的电流会以高频的速度变化,造成线圈高频震动,产生噪声。
4.3 噪声的降低是各个厂家一直在追求的目标,但基于噪声产生的原理,是没有办法被完全消除。只能是尽量从扫描时间,图像质量,噪声上取得相对平衡的参数,目前所说的静音磁共振,只是在部分序列的时候减少噪声。
压疗後备僧鸟
核磁共振MRCP成像原理及成像技术
史进忠。尹培尧
(保定市第一医院CT室,河北保定071000)
[摘要】磁共振胰胆管造影已成为技师和临床医师评估胰胆管系统的重要影像学手段。本文简单介绍磁共振胰胆管造影的成 ● 像原理、成像技术、相关技术及其优缺点。 t
[关键词】MRCP;成像原理;影像技术
[中图分类号]R814.43 [文献标志码】A [文章编号】1o07—7510(2007)03—00100—02
MRI。。MRCP Imaging Principle and Imaging Technology
SHI Jin—zhong,YIN Pei—yao
(The First Baoding Municipal Hospital,Baoding Hebei 071000,China)
Abstract:MRCP has become the major means for technicians and clinicians to assess iconography of pancreas cystic
duct.This article describes briefly the imaging principle,imaging technology,as well as the relevant technology and
advantages and disadvantages of MTCP. Key words:MRCP;imaging principle;imaging technology
磁共振水成像技术代表着先进的技术手段和具有无创性
的特点已为国内外医师所关注。其中,磁共振胰胆管造影 (MRCP)是一种先进的观察胰胆管系统解剖和病理形态的技
术。在MRCP之前,展示胰胆管系统形态和病理改变是应用内
镜逆行胰胆管造影(ERCP),需要抽管后,注入造影剂,这种方 法可能出现ERCP并发症,给患者带来痛苦,同时其成功率也