磁共振成像原理课件

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磁共振成像原理课件

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磁场均匀性
为了获得高质量的图像，磁体系统需要提供高均匀性的磁场环境。
射频系统
发射器
射频系统中的发射器负责产生射频脉冲，激发人体内的氢原子核。
接收器
接收器负责接收来自人体内的射频信号，并将其传输给计算机系统进行处理。
射频脉冲序列
射频脉冲序列是影响成像质量的关键因素之一，不同的脉冲序列对应不同的成像效果和应用范围。
超高场强磁共振成像
总结词
超高场强磁共振成像技术能够进一步提高图像的分辨率和信噪比，为医学影像诊断提供更加精准的信息。
详细描述
随着医学影像技术的不断发展，超高场强磁共振成像技术逐渐成为研究的热点。与高场强磁共振成像技术相比，超高场强磁共振成像具有更高的分辨率和信噪比，能够提供更加清晰、准确的影像信息。这使得医生能够更加准确地判断疾病的性质、程度和范围，为医学影像诊断提供更加精准的信息。未来，超高场强磁共振成像技术有望在神经、心血管、肿瘤等多个领域发挥更大的作用，推动医学影像技术的不断进步。
磁共振成像原理课件
目录
• 磁共振成像原理简介 • 磁共振成像系统组成 • 磁共振成像技术 • 磁共振成像应用 • 磁共振成像的未来发展
01
磁共振成像原理简介
磁共振成像的基本概念
磁共振成像是一种基于原子核磁矩的生物医学影像技术。
它利用外加磁场和射频脉冲使人体内的氢原子核发生共振，并测量共振信号以重建图像。
磁共振成像的优点与限制
优点
高分辨率、高对比度、无创、无辐射、多参数成像等。
限制
检查时间长、对金属植入物敏感、对磁场稳定性要求高等。
02
磁共振成像系统组成

MRI成像原理及序列概述PPT课件

MRI成像原理及序列概述
放射科王岩
1
MRI的来源与发展
Nuclear magnetic resonance， NMR(核磁共振)是一种核物理现象， 1946年Bloch与Purcell报道了这种现象，并应用于波谱学。1973年 Lauterbur发表了MRI技术，应用于医学领域。广泛使用较晚，原因：太慢
2
磁共振：具有磁性的原子核处在外界静磁场中，并用一个适当频率的射频电磁波来激励这些原子核，从而使原子核产生共振，向外界发出电磁信号的过程。
磁共振成像：利用磁共振原理探测人体内不同部位的信号，并形成图像。
3
影像诊断方式对比
普通X线：主要以形态学变化来诊断疾病 CT：以形态学和密度差异来诊断疾病 MRI：以形态学、多种信号差异、密度差异来诊断
32
个人观点供参考，欢迎讨论！
加权分类 T2WI（城里人花样繁多） T1WI（乡下人稳重可靠） PDWI（城乡结合部忽视）
11
化妆品
附加功能 Fsat、STIR、探针技术、水抑制这些都是用来化妆的，不论如何，人还是那个人乱花渐欲迷人眼提纲挈领，把握关键
12
我院使用的诊断序列：
常规序列
T2WI：SE序列T2加权成像 T1WI：SE序列T1加权成像 FLAIR序列：快速液体衰减反转恢复序列 MRA：血管成像 EPI-T2*WI:FE序列为基础的T2加权序列
13
选用序列
T1-FLAIR：质子密度加权为基础的水抑制 DWI：弥散加权成像 PWI：灌注成像（超急性脑梗塞专用）重T2 水成像:显示第七八对颅神经及脑室水成像脂肪抑制序列（STIR、 FatSat）
14
没有购买及安装的序列

MRI基本原理精品PPT课件精选全文完整版

进动是核磁（小磁场）与主磁场相互作用的结果进动的频率明显低于质子的自旋频率，但比后者更为重要。
54
= .B
：进动频率
Larmor 频率
：磁旋比
42.5兆赫 / T
B：主磁场场强
55
高能与低能状态质子的进动
由于在主磁场中质子进动，每个氢质子均产生纵向和横向磁化分矢量，那么人体进入主磁场后到底处于何种核磁状态？
91
5、磁共振“加权成像”
T1WI
PD
T2WI
92
何为加权？？？
• 所谓的加权就是“重点突出”
的意思
– T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别
– T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别
– 质子密度加权成像（PD）－突出组织氢质子含量差别
93
低能量
宏观效应
中等能量
高能量
69
90度脉冲继发后产生的宏观和微观效应
低能的超出部分的氢质子有一半获得能量进入高能状态，高能和低能质子数相等，纵向磁化矢量相互抵消而等于零
使质子处于同相位，质子的微观横向磁化矢量相加，产生宏观横向磁化矢量
70
氢质子多氢质子少
90度脉冲激发使质子发生共振，产生最大的旋转横向磁化矢量，这种旋转的横向磁化矢量切割接收线圈，MR仪可以检测到。
N
S
MR不能检测到纵向磁化矢量，但能检测到旋转的横向磁化矢量
62
如何才能产生横向宏观磁化矢量？
63
3、什么叫共振，怎样产生磁共振？
• 共振：能量从一个震动着的物体传递到另一
个物体，而后者以前者相同的频率震动。
64
共振

最全的医学成像原理磁共振成像PPT课件

第26页/共81页
• （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 • MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在XY 平面继续绕Z
轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。 • （三）横向驰豫 • 1．横向驰豫机制 MXY 的形成是由于射频脉冲激发后，自旋质子处于激发态并在 XY 平面继续绕Z 轴进动，其相位趋于一致而叠加形成宏观磁化矢量。在磁场中，每个自旋都受到静磁场B0 和临近自旋磁矩产生的局部磁场的影响。
第29页/共81页
• 2．横向驰豫时间 90°RF 脉冲关闭后，在XY 平面内的MXY 以T2速率特征进行驰豫，呈指数衰减曲线形式，如下图所示。
第30页/共81页
• T2驰豫过程符合： • 式中：MXY（t）为t 时刻的横向磁化矢量值，M0为平衡态的磁化矢量值，t 为
驰豫时间，T2 为驰豫时间常数。 • 上式中当t＝T2时，MXY＝M0e-1=37% M0，即MXY 衰减至最大值的37％时所
• 1．空间分辨力低与X 线摄影、CT 等成像技术相比，MR 图像的空间分辨力较低。
• 2．成像速度慢不利于为危重病人及不合作病人的检查。 • 3．禁忌证多装有心脏起搏器、动脉瘤夹、金属假肢等病人不宜进行MRI
检查。 • 4．不能进行定量分析因MRI 不能对成像参数值进行有效测定，所以不能
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第20页/共81页
二、自旋质子弛豫
• （一）驰豫的概念 • 驰豫（relaxation）：是指自旋质子
的能级由激发态恢复到它们稳定态（平衡态）的过程。 • 驰豫过程包含着同步发生但彼此独立的两个过程：①纵向驰豫（longitudinal relaxation）；②横向驰豫（transverse relaxation）

磁共振成像基本原理PPT课件

射频脉冲与磁化矢量
射频脉冲
向样品发射特定频率的射频脉冲，使磁化矢量发生旋转。
磁化矢量旋转
射频脉冲使磁化矢量从一个静息态旋转到另一态，产生能量变化。
信号的产生
磁化矢量回到静息态时释放能量，被探测器接收并转换为可测信号。
信号的接收与处理
接收线圈
环绕在样品周围的接收线圈用于接收磁共振信号。
信号处理
超高场强磁共振成像
超高场强磁共振成像技术使用大于或等于7 特斯拉（T）的磁场进行成像。超高场强设备在图像质量和分辨率方面具有显著优势，能够提供更深入的生理和病理信息，有助于疾病的早期诊断和精准治疗。
功能与分子影像学在技术利用磁场变化来研究大脑和其他器官的功能活动。通过测量血液氧合状态的变化，fMRI可以揭示大脑在执行特定任务时的活动模式。此外，fMRI 还可以用于研究其他器官的功能和疾病进程。
射频电磁场安全
射频电磁场是磁共振成像过程中产生的另一种能量形式，需要确保其强度符合国际和国家安全标准，避免对患者的健康造成潜在影响。
热安全
在磁共振成像过程中，设备会向人体发射射频脉冲，这些脉冲会产生热量。因此，需要监测和限制患者的体温升高，确保热安全。
磁共振成像质量控制
01
图像分辨率
图像分辨率是磁共振成像质量的重要指标之一。为了获得高质量的图像，
参数优化
根据不同的扫描目标和需求，优化扫描序列中的参数，如磁场强度、射频脉冲的频率和持续时间等，以提高图像质量和分辨率。
04
磁共振成像设备
磁体系统
01
02
03
磁体类型
超导磁体、永磁磁体和常导磁体等。
磁场强度
磁场强度决定了成像质量，通常在0.5-3.0特斯拉之间。

磁共振成像技术PPT课件

13
三、病理组织的信号特点
• 出血：影像表现很复杂，与出血的部位、时间有关
① 《24h仅见周围水肿征象； ② 1~3天急性期，脱氧血红蛋白可使T2缩短
且水肿更明显； ③ 3~14天亚急性期，红血球溶解破坏，脱
氧血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，T1弛豫明显缩短T2弛豫延长，周围水肿存在； ④ 》14天慢性期，高铁血红蛋白氧化为半色素，含铁血红蛋白沉积血肿周边部。
14
三、病理组织的信号特点
• 坏死：坏死组织的水分增多，肉芽组织形成，慢性纤维结缔组织形成；
• 钙化：质子密度很少，不如CT敏感； • 囊变：囊内容物-纯水物质，蛋白质水分； • 肿瘤：病理组织成分复杂，影像特点与其
所含成分有关，一般来讲肿瘤组织的质子密度较正常组织高，T1延长不明显，T2延长明显。
5
一、磁共振成像基本原理
• 值得注意的是，MRI的影像虽然也以不同的灰度显示，但其反映的是MRI信号强度的不同或弛豫时间T1与T2的长短，而不象CT图像，灰度反映的是组织密度。
• 一般而言，组织信号强，图像所相应的部分就亮，组织信号弱，图像所相应的部分就暗，由组织反映出的不同的信号强度变化，就构成组织器官之间、正常组织和病理组织之间图像明暗的对比。
15
目录
一、磁共振成像基本原理二、磁共振常见物质的信号特点三、病理组织的信号特点四、中枢神经系统磁共振成像常用序列五、磁共振图片展示
16
四、中枢神经系统MRI常用序列
• 自旋回波（SE）序列采用“90°-180°” 脉冲组合形式构成。其特点为可消除由于磁场不均匀性所致的去相位效应，磁敏感伪影小。但其采集时间较长，尤其是T2加权成像，重T2加权时信噪比较低。该序列为MRI的基础序列。

磁共振成像原理(经典)-ppt

饱和现象(Saturation) 自旋核系统对射频能量的吸收减少或完全不能吸收，导致NMR信号减小或消失的现象化学位移（chemical shift) 由化学环境不同而引起的共振频率偏移的现象
MRI中的弛豫 • 原子核系统从受激的不平衡态向平衡态恢复的过程 • 包括两方面: 纵向磁化分量MZ的恢复横向磁化分量 MXY的衰减
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
两种能态自旋粒子分布
原子核系的静磁学
原子核系的静磁学
原子核系的静磁学
剩余自旋与净磁化 • 剩余自旋：平衡磁场中上旋态核磁矩与下旋态核磁矩之差 • 净磁化：平行于磁场方向由剩余自旋产生的磁化矢量（宏观磁化矢量）

• 核磁矩在净磁场0中的运动
• • • • • 磁矩分解为Z轴、X-Y平面矢量旋进过程中Z轴矢量方向不变 X-Y平面矢量绕Z轴方向不断变化 X-Y平面矢量相位随机不形成宏观磁化矢量
进动时核磁矩各分量的运动
在静磁场中，核磁矩围绕0进动，运动轨迹为圆锥进动的特征频率——拉莫频率0 (Larmor frequency)
净磁化的产生
影响净磁化矢量的因素
净磁化矢量M：由于自旋的量子化分布，平衡态样体在磁力线方向上形成的稳定磁化矢量。
M=· B0· N/T
—常数 B0—磁场强度 N—单位体积样体质子数（组织质子密度） T—绝对温度
核磁矩在净磁场0作用下产生力矩
= 0
核磁矩对时间的变化率
d B dt
180度脉冲的作用：使去相位状态（dephase)变为在相位状态(inphase)
I KB0 e

磁共振的原理与结构ppt课件

（五〕核磁共振现象
2 、进动的质子相位一致，做同步同速运动，使得在横轴方向上的磁化矢量得以叠加，并产生一个新的横向磁化矢量， RF 脉冲的强度越大，持续时间越长，横向进动偏转的角度就越大。
（六〕核磁共振弛豫
当质子系统达到饱和状态后，停止RF 磁场后，激励过程结束。随后，吸收能量跃迁到高能级的质子将释放吸收的能量，很快回到外加磁场原先排列的平衡
MRI扫描机基本结构示意图
（一）主磁体系统
主磁体是MRI系统的核心部分之一，其功能是提供使原子核定向所必须的静磁场。应用于临床医疗的MRI磁体强度多为0.15-2.0T(特斯拉)。
1、磁体主要性能指标
•磁场强度：
场强越高，MR信号越强，影像信噪比越大
•磁场均匀度：
决定了图像的空间分辨率和信噪比
(二)外磁场对原子核自旋的影响
当外部施加一个恒定磁场后，则质子沿外加磁场方向排列，产生净磁化。
1.低能级--自旋方向与磁场方向一致 2.高能级--自旋方向与磁场方向相反
(二)外磁场对原子核自旋的影响
在外磁场作用下，低能级的质子数目要多于高能级的质子，在大量原子分布的情况下，原子在不同能级上分布的数目与温度与外磁场强度有关。
下肢血管造影MRA 三维重建图像
四、磁共振图像
2、磁体类型
GE Signa CV/i 1.5T 超导型MR机
2、磁体类型
匀场线圈：
任何磁体都不会产生绝对均匀的磁场，所以还要加上一组匀场线圈，一般由铌钛合金制成，置于磁体中心，梯度线圈外,在安装时由工程师设定调整，可将磁场均匀性提高100倍以上。
MRI扫描机基本结构示意图
MRI扫描机

磁共振成像(MRI)的基本原理PPT演示课件

磁共振成像(MRI)的基本原理 Magnetic Resonance Imaging
同济医科大学附属协和医院MR室刘定西
1
磁共振现象的发现及发展
1924年pauli在进行电在子波谱试验中发现了许多原子核象带电的自旋粒子一样具有角动量和磁动量。
1946年美国物理学家Block和 Purcell分别测出了在均匀物质中磁共振的能量吸收，进一步证实了核自旋的存在，并为此获得了1952年诺贝尔物理学奖。
• 影响M的因素：静磁场强度、温度、自旋密度（单位体积的自旋数）。
• 纵向磁化：平行于磁场方向的磁化矢量 • 横向磁化：垂直于磁场方向的磁化矢量
30
31
磁共振成像中的坐标系统
Z
Y X
32
第四节核磁共振现象
• 单摆共振 • 核磁共振
33
单摆共振的条件
• 系统与激发源的固有频率相同 • 系统吸收能量内能增加
10
3
11
净自旋
• 原子核的运动:自旋 • 净自旋：具有自旋磁动量的自旋。 • 零自旋/非零自旋：净自旋为零/净自旋不
为零 • 净自旋产生的条件:奇数质子和/或奇数中
子 • 净自旋的意义：是磁共振信号来源的基
础。 • 自旋系统：磁场中所有自旋的集合。
12
1H的原子核结构及特性
1H原子核仅有一个质子，无中子。其磁化敏感度高，在人体的自然丰富度很高，是很好的磁共振靶核。
21
M1
M2
22
Z
M0 B1 X
Y
23
24
自旋在磁场中的运动
• 进动（旋进）：自旋轴绕磁场方向的圆周运动。遵循 lamor 定理， w=rB0
• 影响进动频率的因素：磁场强度。 • 进动的方向：上旋态与下旋态。

磁共振成像原理ppt课件

减曲线。 • T2值被定义为横向磁化向量从最大到其原来 37% 的时
间。4-5倍T2值时间完全消失。 • T2弛豫时间内氢质子将吸收的RF能量以电磁波形式的信
号释放出来（FID）。
横向弛豫
影响T2因素
• 主磁场T2弛豫时间比 T1 要短许多。人体组织中T2 值的范围大约在 50-100 ms之间。（脑脊液较为特殊，具有 2000 ms 的 T2 值）。在含水多的组织中也有较长的 T2 弛豫时间（如：炎症，水肿，恶性肿瘤等）。
Lauterbur Mansfield
• 1973年，纽约州立大学 Lauterbur 首先提出了利用磁共振成像技术。
• 1977年，Mansfield提出了快速成像方法。（Lauterbur和Mansfield因上述贡献分享了 2003 年度Nobel 生理医学奖）
• 1992年，BELL实验室的Ogawa提出了BOLD fMRI技术，开启了功能磁共振研究领域
K空间和图像域关系
FFT
K-空间对图像的影响
K--空间特点：远离中心线的上下方为高空间频率，其决定图像的空间分辨率；在中心线的低空间频率则决定图像的对比度。
K空间中边心缘部
决决定定图图像像的的对分比辨和率总和体细质节量！！
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/13
最流行成像方法磁共振优缺点优点?软组织对比度好?多参数成像?任意方位断层?时空分辨率较高?安全无辐射?不使用对比剂?全身成像?提供结构代谢信息缺点?运动敏感?对水的浓度要求高?有禁忌症多参数成像任意方位成像高对比成像详尽解剖信息全身成像多模态成像structureimagedtiboldfmrimrscerebrovascular产业状态?三大跨国公司gesiemensphilipus?国内公司上海联影苏州朗润??人才需求高校公司医院国家医疗器械检测单位出国磁共振历史?1946年美国加州斯坦福大学的bloch和麻省哈佛大学的purcell分别发现了物质的核磁共振现象

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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
二、核磁共振的基本原理
核磁共振是自旋的原子核在磁场中与电磁波相互作用的一种物理现象。
人体组织和其他物体一样，也是由分子、原子组成。组成人体的元素有C、 O、H、Ca、P 及其他微量元素，这就为利用人体中的元素进行成像检测提供了物质基础。
10
一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
Raymond Damadian与第一台MRI装置（1977）
“The Shameful Wrong that must be righted”
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
而且，Damadian前瞻性地预言了核磁共振作为临床诊断工具的可能性。
Damadian 的工作直接启发了 Lauterbur 对成像技术的研究， Lauterbur 在认识到这一发现的医学价值的同时，也敏锐地意识到如果不能进行空间上的定位，核磁共振在临床应用的可能性微乎其微。于是便有了那篇 1972年发表在《自然》杂志上的著名文章。
一、引言二、核磁共振的基本原理三、核磁共振的检测参数四、核磁共振信号的采集五、核磁共振成像方法六、小结与作业
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
核磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生的信号经重建成像的一种技术。
242,736 2）Mansfield, Nottingham University (1973) J. Phys.C 6,L422
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
2003 Nobel Prize in
多参数成像
Proton Density TE = 14 ms TR = 1500 ms
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
T1 Contrast
TE = 14 ms TR = 400 ms
T2 Contrast TE = 100 ms TR = 1500 ms
世界上第一张 MRI 图像
Damadian申请的专利
实事求是地讲，Damadian应该算是最早把核磁共振用于生物医学研究的人之一。早在1970年他便把从人身上切除的肿瘤移植到老鼠身上，并观察到携带肿瘤的老鼠的核磁共振信号发生了变化。这一结果发表在1971年的《科学》杂志上。
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
核磁共振现象的成像应用：
1973年2个独立小组利用磁场梯度解决空间信息获取的问题：图像形成 1）Lauterbur, State University of New York （85年 Univ. of Illinois） (1973) Nature
一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
第九章核磁共振成像原理
一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
内容导航
Physiology or Medicine
Lauterbur, 1929
Mansfied 1933
9
一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
Damadian
1969，提出MR scanner 的设想； 1971，“tumor detecting by MR”,T1,T2； 1977，第一台MRI； 1978，Fonar 公司； 1980，上市
多截面成像
Proton Density
TE = 14 ms TR = 1500 ms
5
一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
核磁共振现象的发现： 1945年两个独立小组在几天内同时发现
核磁共振现象： 1）Bloch Stanford 大学（1946）Physics Review 69, 127； 2）Purcell MIT,（1946）Physics Review 69, 37
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一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
一、引言
1952 Nobel Prize for Physics
Felix Bloch 1905-1983
Stanford University
Edward Mills Purcell 1912-1997 MIT
特点：
无创伤，无电离；无机械运动，任意截面成像；多个参数成像T1，T2，密度。
3
一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋trast
TE = 14 ms TR = 400 ms
T2 Contrast TE = 100 ms TR = 1500 ms

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