MRI成像系统

MRI的成像系统包括MR信号产生和数据采集 与处理及图像显示两部分。MR信号的产生 是来自大孔径，具有三维空间编码的MR波 谱仪，而数据处理及图像显示部分，则与 CT扫描装置相似。
MRI设备

MRI设备包括磁体、梯度 线圈、供电部分、射频 发射器及MR信号接收器， 这些部分负责MR信号产 生、探测与编码；模拟 转换器、计算机、磁盘 与磁带机等，则负责数 据处理、图像重建、显 示与存储（如右图）。
磁共振图像特点

四多四高一无 1、多参数成像 2、多方位成像 3、多种特殊成像 4、多种伪影因素 5、高的软组织对比 6、高的成像速度 7、高的组织学、分子学特征 8、高额的运行、检查费用 9、无电离辐射、无检查痛苦、无创伤
MRI的成像基本原理---质子自旋及在外加磁场中的状态

含单数质子的原子核，例如人 体内广泛存在的氢原子核，其 质子有自旋运动，带正电，产 生磁矩，有如一个小磁体（右 上图）。小磁体自旋轴的排列 无一定规律。但如在均匀的强 磁场中，则小磁体的自旋轴将 按磁场磁力线的方向重新排列 （图右下）。在这种状态下， 用特定频率的射频（RF）进行 激发，作为小磁体的氢原子核 吸收一定量的能而共振，即发 生了磁共振现象。
MRI的成像基本原理---弛豫现象

停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核 把所吸收的能量逐步释放出来，其相位和 能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过 程称为弛豫过程（relaxation process）， 而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之 为弛豫时间（relaxation time）。
弛豫时间---自旋-晶格弛豫时间

近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速， 已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全 身各系统，并在世界范围内推广应用。 为了准确反映其成像基础，避免与核素成像 混淆，现改称为磁共振成像。 参与MRI 成像的因素较多，信息量大而且不 同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有 很大优越性和应用潜力。


自旋-晶格弛豫时间（spinlattice relaxation time） 又称纵向弛豫时间 （longitudinal relaxation time）反映自 旋核把吸收的能传给周围晶 格所需要的时间，也是90° 射频脉冲质子由纵向磁化转 到横向磁化之后再恢复到纵 向磁化激发前状态所需时间， 称T1。 规定在90°脉冲结束后Mz达 到其平衡状态的63%的时间 为T1弛豫时间。
MRI设备—常导、超导、永磁
磁体有常导型、超导型和永磁型三种，直接关系 到磁场强度、均匀度和稳定性，并影响MRI的图像 质量。因此，非常重要。通常用磁体类型来说明 MRI 设备的类型。 常导型的线圈用铜、铝线绕成，磁场强度最高可 达0.15～0.3T*。 超导型的线圈用铌-钛合金线绕成，磁场强度一般 为0.35～2.0T，用液氦及液氮冷却。 永磁型的磁体由用磁性物质制成的磁砖所组成， 较重，磁场强度偏低，最高达0.3T。
核磁共振技术
磁共振基本概念
磁共振成像是利用 原子核在磁场内共的、非创 伤性的成像方法， 它不用电离辐射而 可以显示出人体内 部结构。

核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现象。 早在1946年Block与Purcell就报道了这 种现象并应用于波谱学。Lauterbur1973 年发表了MR成像技术，使核磁共振不仅 用于物理学和化学，也应用于临床医学 领域。



主磁体：是MRI的主要部分，能够产生稳定的磁场， 用以磁化病人体内的质子，使之以Larmor频率旋 进。 梯度磁场：由三个独立的梯度线圈产生，每个线 圈均有独立的电源，并由计算机控制，用于层面 选择及MRI图像所需要的空间定位，是MRI的灵魂。 射频线圈：主要完成射频信号的传输以及接受以 Larmor频率进动的质子产生的信号。 图像处理：由于MRI图像完全是数字化图像，因此， 需要一系列设备进行数字化处理。这一系统主要 包括计算机、射频放大器、梯度放大器、存储器、 摸数转换器、数模转换器及显示仪等。
弛豫时间


自旋-自旋弛豫时间 （spin-spin relaxation time），又称横向弛豫时 间（transverse relaxation time）反映横 向磁化衰减、丧失的过程。 即横向磁化衰减到原来值 的37%所维持的时间，称T2。 T2衰减是由共振质子之间 相互磁化作用所引起。
MRI的成像基本原理—共振现象


共振现象为能量从一个物体传递到另一个物体， 接受者与传递者以同样的射频振动的图像。 这是一个常见的物理现象，要发生共振现象，前 提必须是激励驱动者的能源频率与被激励系统的 固有频率一致。 MRI系统中，被激励者为生物组织中的氢原子核， 激励者为射频脉冲。只有射频脉冲的频率与质子 群的旋进频率一致时才能出现共振现象。以1.0T 为例（1.0T:主磁场的强度），必须施加42.5MHz 的射频脉冲方能使质子出现共振。
核磁共振成像白血技术概念

磁共振血管成像中，白血技术即时间飞跃法 （3D TOP），基于血液的流入增强效应。TR 较短的快速扰相GRE T1WI序列进行采集，成 像容积或层面内的静止组织被反复激发而处 于饱和状态，磁化矢量很小，从而抑制了静 止的背景组织，而成像之外的血液没有受到 射频脉冲的饱和，当血液流入成像容积或层 面时就具有较高的信号，与静止组织之间形 成较好的对比。

MRI设备—梯度磁场

磁共振技术(黑血、白血)
核磁共振成像黑血技术概念

磁共振血管成像中，在血流进入成像容积之 前施加一个饱合射频脉冲，使血流预饱和。 当其流入成像容积时再施加射频脉冲，由于 已被预饱合血流的纵向磁化矢量很小，几乎 不产生MR信号，所以血流呈黑色低信号，而 周围组织为高信号，从而产生对比，衬托出 血管的影像。黑血技术又称预饱合技术，是 磁共振血管成像的基本技术之一。