磁共振成像物理学基础**第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日11月29日（上午）---11月30日（上午）第一章磁共振成像物理学基础第二章射频脉冲与脉冲序列第三章磁共振成像系统组成第四章磁共振成像质量及其控制**第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日磁共振成像的定义:磁共振成像(MRI)——是利用射频(radiofrequency,RF)电磁波对置于磁场中的含有自旋量子数不为零的原子核的物质进行激发,发生核磁共振(NMR),用感应线圈采集磁共振信号,按一定数学方法进行处理而建立的一种数字图像**第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日核磁共振现象的发现1946年由美国加州斯坦福大学的布洛赫（Bloch)和哈佛大学的珀塞尔（Purcell)两位教授同时发现。此二位于1952年获得诺贝尔物理奖**第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日磁共振成像的特点：多参数成像（T1、T2、质子像，血流等）高对比，不用对比剂也可观察心脏和血管的结构任意层面成像无电离辐射可检查代谢物或功能成像等等**第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日磁共振成像的局限性：成像速度相对较慢禁忌症较多（起搏器，植入性支架，幽闭恐惧症等)对钙化灶和骨皮质不够敏感，对肺的检查也较差图像易受多种伪影影响定量诊断难**第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日原子核共振特性**第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日通常情况,总磁化矢量为零在静磁场中,能量低的顺着外磁场方向,且总磁化矢量和外磁场同向**第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日质子的自旋和进动类似地球的自转和围绕太阳的公转**第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日图中黄色箭头代表宏观磁化矢量（磁距）**第10页，共35页，星期日，2025年，2月5日质子的进动频率Lamor(拉莫)频率质子的进动频率和静磁场B0有关F=γ.B0或ω=γ.B0/2πγ为磁旋比氢质子的γ为42.58MHz1、0.5T时为21.29MHz2、1.0T时为42.58MHz3、1.5T时为63.87MHz**第11页，共35页，星期日，2025年，2月5日核磁共振物理现象当外一个频率和进动频率相同的射频场B1时，质子发生共振现象**第12页，共35页，星期日，2025年，2月5日核磁驰豫过程驰豫过程分：1，纵向驰豫（自旋-晶格驰豫）2，横向驰豫（自旋-自旋驰豫）纵向驰豫磁距分量设为MZ横向驰豫磁距分量设为MXY**第13页，共35页，星期日，2025年，2月5日纵向驰豫（自旋-晶格驰豫）纵向驰豫时间也叫T1时间纵向磁距恢复到原来的63%时所需的时间为T1时间**第14页，共35页，星期日，2025年，2月5日横向驰豫（自旋-自旋驰豫）横向驰豫时间也叫T2时间横向磁距减少到最大值的37%时所需的时间为T2时间**第15页，共35页，星期日，2025年，2月5日通常生物组织的T1值大于T2值T1大约为300-2000毫秒，T2大约为30-150毫秒**第16页，共35页，星期日，2025年，2月5日核磁共振信号1、由于纵向磁化分量MZ和静磁场B0重合,无法检测2、磁共振检查中主要检测横向磁化分量MXY3、驰豫过程根据法拉第定律，交变磁场在线圈中感应出电流，即为MR信号**第17页，共35页，星期日，2025年，2月5日自由衰件信号(FID)由于弛豫过程中MXY的幅度按指数方式不断衰减，因此在线圈中感应出的电流为随时间周期性不断衰减的振荡电流，称之为自由衰件信号(FID)**第18页，共35页，星期日，2025年，2月5日磁共振成像的空间定位三个梯度磁场来定位，相当于空间三维坐标用GX、GY、GZ选层梯度、相位编码梯度、频率编码梯度**第19页，共35页，星期日，2025年，2月5日选层梯度相位编码梯度频率编码梯度**第20页，共35页，星期日，2025年，2月5日K空间的概念1、“K空间”即傅里叶频率空间，是一个抽象的频域空间，由相位和频率两个坐标组成2、每次回波检测到的MR信号放入K空间的不同位置上，K空间中每一点的信号都来自整个激发层面。3、K空间中每一点数据信号对图像的贡献不一样，中心主要决定图像的对比，边缘决定图像的分辨率**第21页，共35页，星期日，20