北师大fMRI【第二章—1】PPT课件

1、 核磁就是原子核自旋产生的磁场核磁就是原子核自旋产生的磁场 无外加磁场时，质无外加磁场时，质 子群中各个质子以子群中各个质子以 任意方向自旋，单任意方向自旋，单 位体积内其宏观磁位体积内其宏观磁 距距=0。 能态数能态数=2S+1 氢原子的能态数氢原子的能态数=2S+1=2 通常情况下，尽管每个质子自旋均产生一个小的磁通常情况下，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。并不表现出宏观磁化矢量。 高能态高能态 低能态低能态 Bo 进入磁场质子分布在高和低能量水平进入磁场质子分布在高和低能量

2、水平 根据陀螺原理-具有自旋的物体受到某个方向的 作用力后，此物体将沿着垂直于作用力和自旋轴所 形成平面的方向运动，可以知道原子核自旋在外磁 场中将绕主磁场方向作进动。 进动的频率明显低于质子的自旋频率，但比后进动的频率明显低于质子的自旋频率，但比后 者更为重要。者更为重要。 进动是核磁（小磁场）与主磁场相互作用的结果进动是核磁（小磁场）与主磁场相互作用的结果 3T场强中的氢原子核的场强中的氢原子核的进动频率进动频率为（为（ Lamor 频率）：）： 42.6 X 3 =127.8 MHz 不同的场强、不同的原子核决定了不同的进动频率。 这也是MRI能进行多核种成像的基础。 在外加磁场中质子排

3、列方向平行于主磁场在外加磁场中质子排列方向平行于主磁场B Bo o 同向为低能同向为低能 位位 ；反向为高能位；反向为高能位； 两者之间的差产两者之间的差产 生纵向磁化。生纵向磁化。 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纵向磁化矢量产生，并 无宏观横向磁化矢量横向磁化矢量产生。 l共振共振 低能氢质子可以通过外来的射频获得低能氢质子可以通过外来的射频获得 能量，产生共振，进入高能状态。能量，产生共振，进入高能状态。 磁共振现象磁共振现象是靠射频线圈发射是靠射频线圈发射无线电波（射频脉无线电波（射频脉 冲）冲）激发人体内的氢质子来引发的，这种射频

4、脉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子获能进入高能状态 l射频的强度与持续时间射频的强度与持续时间 中等能量中等能量(90脉冲脉冲)(180脉冲脉冲) 通过外来射频给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高通过外来射频给低能的氢质子能量，氢质子获得能量进入高 能状态，即能状态，即核磁共振核磁共振。射频取消，氢质子回到低能状态。射频取消，氢质子回到低能状态。 直至到直至到0状态状态 纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平纵向磁化矢量开始恢复，直至恢复到平 衡状态的过程衡状态的过程。 进入主磁场

5、后，质子自旋产生的核磁与主 磁场相互作用发生进动 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 无线电波激发使磁场偏转90度，关闭无线电波后， 磁场又慢慢回到平衡状态（纵向) 指90度脉冲关闭后，在主磁场的作用下，纵向磁 化矢量开始恢复，直至恢复到平衡状态的纵向磁 场强度63%所需的时间，反映组织T1弛豫的快慢。 )1 ( 1/ 0 Tt z eMM 指90度脉冲关闭后， 63%所需的时间，反映组织T2弛豫的快慢。 2/ 0 Tt xy eMM 磁共振磁共振“加权成像加权成像” l所谓的加权就是所谓

6、的加权就是“重点突出重点突出”的意思的意思 T1加权成像（加权成像（T1WI）-突出组织突出组织T1弛豫（纵弛豫（纵 向弛豫）差别向弛豫）差别 T2加权成像（加权成像（T2WI）-突出组织突出组织T2弛豫（横弛豫（横 向弛豫）差别向弛豫）差别 质子密度加权成像（质子密度加权成像（PD）突出组织氢质子含）突出组织氢质子含 量差别量差别 反映组织纵向弛反映组织纵向弛 豫的快慢！豫的快慢！ 平衡状态平衡状态 90 纵向弛豫纵向弛豫 90 反映组织横向反映组织横向 弛豫的快慢！弛豫的快慢！ 平衡状态平衡状态 90度激发后 度激发后采集信号时刻采集信号时刻 水水 一般说来，一种组织的一般说来，一种组织的T2值小于其值小于其T1值。值。 T1值较大的组织，其值较大的组织，其T2值一般也较大；即值一般也较大；即T1值值 与与T2值有某种程度上的相关性。值有某种程度上的相关性。 T1 White matter 390 Gray matter 520 CSF 2000 Skeletal Muscle 600 Fat 180 Liver 270 Renal medula 680 Renal c