文档介绍:MRI基本原理-杨正汉
MRI按磁场产生方式分类
永磁
电磁
常导
超导
主磁体
永磁磁体
超导磁体
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
OpenMark 301022)
每个氢质子都自旋产生核磁现象
人体象一块大磁铁吗?
矢量的合成与分解
通常情况下人体内氢质子的核磁状态
通常情况下,尽管每个质子自旋均产生一个小的磁场,但呈随机无序排列,磁化矢量相互抵消,人体并不表现出宏观磁化矢量。
把人体放进大磁场
2、人体进入主磁体发生了什么?
没有外加磁场的情况下,质子自旋产生核磁,每个氢质子都是一个“小磁铁”,但由于排列杂乱无章,磁场相互抵消,人体并不表现出宏观的磁场,宏观磁化矢量为0。
指南针与地磁、小磁铁与大磁场
进入主磁场前后人体组织质子的核磁状态
处于高能状态太费劲,并非人人都能做到
处于低能状态的略多一点,007
进入主磁场后磁化矢量的影响因素
温度、主磁场强度、质子含量
温度
温度升高,磁化率降低
主磁场场强
场强越高,磁化率越高,场强几乎与磁化率成正比
质子含量
质子含量越高,与主磁场同向的质子总数增加(磁化率不变)
处于低能状态的质子到底比处于高能状态的质子多多少???
室温下(300k)
: PPM
: PPM
: PPM
: PPM
PPM为百万分之一
处于低能状态的氢质子仅略多于处于高能状态的质子
在主磁场中质子的磁化矢量方向是绝对同向平行或逆向平行吗???
Precessing (进动)----能量差
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。
非常重要
= .B
:进动频率
Larmor 频率
:磁旋比
/ T
B:主磁场场强
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?
处于低能状态的质子略多于处于高能状态的质子,因而产生纵向宏观磁化矢量
尽管每个质子的进动产生了纵向和横向磁化矢量,但由于相位不同,因而只有宏观纵向磁化矢量产生,并无宏观横向磁化矢量产生
由于相位不同,每个质子的横向磁化分矢量相抵消,因而并无宏观横向磁化矢量产生
进入主磁场后,质子自旋产生的核磁与主磁场相互作用发生进动
非常重要
进动使每个质子的核磁存在方向稳定的纵向磁化分矢量和旋转的横向磁化分矢量
由于相位不同,只有宏观纵向磁化矢量产生,并无宏观横向磁化矢量产生
进入主磁场后人体被磁化了,产生纵向宏观磁化矢量
不同的组织由于氢质子含量的不同,宏观磁化矢量也不同
磁共振不能检测出纵向磁化矢量
?
MR能检测到怎样的磁化矢量呢???
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
N
S
如何才能产生横向宏观磁化矢量?
?
?
?
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。
共 振
条件
频率一致
实质
能量传递
体内进动的氢质子怎样才能发生共振呢?
给低能的氢质子能量,氢质子获得能量进入高能状态,即核磁共振。
?
怎样才能使低能氢质子获得能量,产生共振,进入高能状态?
磁共振现象是靠射频线圈发射无线电波(射频脉冲)激发人体内的氢质子来引发的,这种射频脉冲的频率必须与氢质子进动频率相同,低能的质子获能进入高能状态
微观效应
射频脉冲激发后的效应是使宏观磁化矢量发生偏转
射频脉冲的强度和持续时间决定射频脉冲激发后的效应
低能量
中等能量
高能量
宏观效应
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
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。
氢质子多
氢质子少
无线电波激发后,人体内宏观磁场偏转了90度,MRI可以检测到人体发出的信号
氢质子含量高的组织纵向磁化矢量大,90度脉冲后磁化矢量