MRI基本原理精讲VIP免费

磁共振成像基本原理杨正汉卫生部北京医院放射科北京大学第五临床医学院第一页，共一百五十页。•MRI基本原理•难以理解•非常重要•非常重要第二页，共一百五十页。学习MRI前应该掌握的知识•电学•磁学•量子力学•高等数学•初中数学•初中物理•加减乘除•平方开方第三页，共一百五十页。磁共振成像基本原理•一个放射科医生对磁共振成像的理解第四页，共一百五十页。一、MRI扫描仪的基本硬件构成第五页，共一百五十页。•一般的MRI仪由以下几部分组成–主磁体–梯度线圈–脉冲线圈–计算机系统–其他辅助设备第六页，共一百五十页。1、主磁体分类磁场强度磁场均匀度第七页，共一百五十页。•MRI按磁场产生方式分类永磁电磁常导超导主磁体0.35T永磁磁体1.5T超导磁体第八页，共一百五十页。•按磁体的外形可分为•开放式磁体•封闭式磁体•特殊外形磁体OpenMark3000第九页，共一百五十页。•MR按主磁场的场强分类–MRI图像信噪比与主磁场场强成正比–低场:小于0.5T–中场：0.5T－1.0T–高场:1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）–超高场强：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）第十页，共一百五十页。高斯（gauss,G）。Gauss(1777-1855)1高斯为距离5安培电流的直导线1厘米处检测到的磁场强度德国著名数学家，于1832年首次测量了地球的磁场。5安培1厘米1高斯第十一页，共一百五十页。地球的磁场强度分布图第十二页，共一百五十页。特斯拉（Tesla,T）NikolaTesla(1857-1943),奥地利电器工程师，物理学家，旋转磁场原理及其应用的先驱者之一。1T=10000G第十三页，共一百五十页。•主磁场的均匀度•MRI要求磁场高度均匀，???•空间定位需要•频谱分析（各种代谢物之间的共振频率相差极小）•脂肪抑制（脂肪和水分子中的氢质子共振频率很接近）第十四页，共一百五十页。–50厘米球表面均匀度应该控制在<3PPM–45厘米球体均匀度可控制在<1PPM频率半高宽第十五页，共一百五十页。2、梯度线圈•作用：–空间定位–产生信号–其他作用•梯度线圈性能的提高磁共振成速度加快•没有梯度磁场的进步就没有快速、超快速成像技术第十六页，共一百五十页。梯度、梯度磁场第十七页，共一百五十页。梯度磁场的产生Z轴方向梯度磁场的产生第十八页，共一百五十页。X、Y、Z轴上梯度磁场的产生第十九页，共一百五十页。•梯度线圈性能指标–梯度场强25/60mT/m–切换率120/200mT/m.s第二十页，共一百五十页。有效梯度场长度50cm梯度两端磁场强度差值梯度场中点梯度场强（mT/M）＝梯度场两端的磁场强度差值/梯度场的长度1000mT1010mT990mT梯度场强＝（1010mT-990mT）/0.5M=40mT/M1000mT第二十一页，共一百五十页。梯度场强爬升时间切换率＝梯度场预定强度/爬升时间第二十二页，共一百五十页。3、脉冲线圈•脉冲线圈的作用•如同无线电波的天线–激发人体产生共振（广播电台的发射天线）–采集MR信号（收音机的天线）第二十三页，共一百五十页。•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）第二十四页，共一百五十页。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接收线圈与MRI图像SNR密切相关接收线圈离身体越近，所接收到的信号越强线圈内体积越小，所接收到的噪声越低第二十五页，共一百五十页。3D-FFEMatrix512×512FOV2.5cm•利用2.3cm显微线圈采集的指纹MR图像第二十六页，共一百五十页。4、计算机系统及谱仪•数据的运算•控制扫描•显示图像第二十七页，共一百五十页。5、其他辅助设备空调检查台激光照相机液氦及水冷却系统自动洗片机等第二十八页，共一百五十页。二、MRI的物理学原理第二十九页，共一百五十页。1、人体MR成像的物质基础•原子的结构电子：负电荷中子：无电荷质子：正电荷第三十页，共一百五十页。原子核总是绕着自身的轴旋转－－自旋(Spin)第三十一页，共一百五十页。•地球自转产生磁场•原子核总是不停地按一定频率绕着自身的轴发生自旋(Spin)•原子核的质子带正电荷，其自旋产生的磁场称为核磁，因...