核磁共振原理經典由簡入深(已修改)
2025-08-28 02:01 本頁面
【正文】 1 第一章 核磁共振成像原理 本章主要講述內容： ?磁共振信號的產生 ?磁共振信號的獲取與傅立葉變換 ?像素位置信息的確定（梯度） ?像素灰度信息（信號幅度）的確定 ?序列參數對圖像權重的影響 ?磁共振成像序列 2 簡述磁共振成像過程 ?1. 3 4 5 第一節(jié) 磁共振信號的產生 ? 發(fā)電； ? 磁帶、錄像帶； ? 磁盤； ? 音響； ? MRI的核心。 6 7 人體 MR成像的物質基礎 ? 原子的結構 電子：負電荷 中子：無電荷 質子：正電荷 8 ? 他想：既然通電的線圈類似一只磁鐵，反過來，一個天然磁體不是也像一只通電線圈嗎？那么，天然磁鐵上的電流在哪里？安培注意到這樣一個事實，那就是把一條形磁體折為兩段，結果變成了兩個獨立的磁體，照此分下去，天然磁體的每一顆粉末也都是獨立的磁體，都有 N極和 S極 ； ? 安培想：在原子、分子或分子團等物質微粒內部，存在著一種環(huán)形電流 分子電流 (后人也叫它“安培電流” )，分子電流使每個物質微粒都形成了一個微小的磁體，環(huán)性的分子電流的磁場使它的兩側相當于兩個磁極。這兩個磁極是跟分子電流不可分割地聯(lián)系在一起的。未磁化的物體分子電流的方向非常紊亂，對外不顯示磁性。磁化后，分子電流的方向變得大致相同，于是對外顯示出磁作用。 安培是電學領域里的牛頓 9 原子核總是繞著自身的軸旋轉－－ 自旋 ( Spin ) 10 ?地球自轉產生磁場 ?原子核總是不停地按一定頻率繞著自身的軸發(fā)生 自旋 ( Spin ) ?原子核的質子帶正電荷，其自旋產生的磁場稱為 核磁 ，因而以前把磁共振成像稱為核磁共振成像 （ NMRI）。 自旋與核磁 11 ?用于人體 MRI的為 1H（氫質子），原因有： – 1H的磁化率很高； – 1H占人體原子的絕大多數。 ?通常所指的 MRI為氫質子的 MR圖像。 何種原子核用于人體 MR成像？ 12 ?人體內有無數個氫質子（每毫升水含氫質子 3 1022） ?每個氫質子都自旋產生核磁現(xiàn)象 ?人體象一塊大磁鐵嗎？ 13 通常情況下人體內氫質子的核磁狀態(tài) 通常情況下，盡管每個質子自旋均產生一個小的磁場，但呈 隨機無序 排列，磁化矢量相互抵消，人體 并不表現(xiàn)出宏觀磁化矢量。 14 把人體放進大磁場 15 進入主磁場前后人體組織質子的核磁狀態(tài) 16 ? 進動 (Precession) ? 質子在靜磁場中以進動方式運動 ? 這種運動類似于 陀螺的運動 質子進動 陀螺運動 17 ? 進動頻率 (Precession Frequency) 00 B?? ?拉莫爾方程 其中： ω0 ：進動的頻率 （ Hz或 MHz） B0 ：外磁場強度 (單位 T，特斯拉 )。 γ ：旋磁比； 質子 的為 / T。 18 19 ?處于高能狀態(tài)太費勁 ， 并非人人都能做到 ?處于低能狀態(tài)的略多一點 20 ? 進入主磁場后人體被磁化了，產生縱向宏觀磁化矢量 ? 不同的組織由于氫質子含量的不同，宏觀磁化矢量也不同 ? 磁共振不能檢測出縱向磁化矢量 21 MR能檢測到怎樣的磁化矢量呢？？？ MR不能檢測到縱向磁化矢量，但能檢測到 旋轉 的橫向磁化矢量 22 MR能檢測到怎樣的磁化矢量呢？？？ MR不能檢測到縱向磁化矢量，但能檢測到 旋轉 的橫向磁化矢量 23 如何才能產生橫向宏觀磁化矢量？ 24 什么叫共振，怎樣產生磁共振？ ? 共振 ：能量從一個震動著的物體傳遞到另一個物體 ， 而后者以前者相同的頻率震動 。 25 體內進動的氫質子怎樣才能發(fā)生共振呢？ 給低能的氫質子能量，氫質子獲得能量進入高能狀態(tài)，即 核磁共振 。 26 90度脈沖繼發(fā)后產生的宏觀和微觀效應 低能的超出部分的氫質子有一半獲得能量進入高能狀態(tài)，高能和低能質子數相等，縱向磁化矢量相互抵消而等于零 使質子處于同相位，質子的微觀橫向磁化矢量相加，產生宏觀橫向磁化矢量 27 90度脈沖激發(fā)使質子發(fā)生共振，產生最大的旋轉橫向磁化矢量，這種旋轉的橫向磁化矢量切割接收線圈， MR儀可以檢測到。 氫質子多 氫質子少 28 ? 無線電波激發(fā)后，人體內宏觀磁場偏轉了 90度， MRI可以檢測到人體發(fā)出的信號 ? 氫質子含量高的組織縱向磁化矢量大，90度脈沖后偏轉橫向的磁場越強，MR信號強度越高。 ? 此時的 MR圖像可區(qū)分質子密度不同的兩種組織 ?非常重要 29 ?檢測到的 僅僅是不同組織氫質子含量的差別 ，對于臨床診斷來說是遠遠不夠的。 ?我們總是 在 90度脈沖關閉后過一定時間才進行 MR信號采集。 ?非常重要 30 射頻線圈關閉后發(fā)生了什么 ？ 31 無線電波激發(fā)使磁場偏轉 90度， 關閉無線電波后，磁場又慢慢回到平衡狀態(tài) （縱向
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