北師大fMRI第二章1PPT課件

1、核磁就是原子核自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)核磁就是原子核自旋產(chǎn)生的磁場(chǎng)無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子群中各個(gè)質(zhì)子以子群中各個(gè)質(zhì)子以任意方向自旋，單任意方向自旋，單位體積內(nèi)其宏觀磁位體積內(nèi)其宏觀磁距距=0。能態(tài)數(shù)能態(tài)數(shù)=2s+1氫原子的能態(tài)數(shù)氫原子的能態(tài)數(shù)=2s+1=2通常情況下，盡管每個(gè)質(zhì)子自旋均產(chǎn)生一個(gè)小的磁通常情況下，盡管每個(gè)質(zhì)子自旋均產(chǎn)生一個(gè)小的磁場(chǎng)，但呈隨機(jī)無(wú)序排列，磁化矢量相互抵消，人體場(chǎng)，但呈隨機(jī)無(wú)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。并不表現(xiàn)出宏觀磁化矢量。高能態(tài)高能態(tài)低能態(tài)低能態(tài)bo 進(jìn)入磁場(chǎng)質(zhì)子分布在高和低能量水平進(jìn)入磁場(chǎng)質(zhì)子分布在高和低能量水平根據(jù)陀螺原理-具有自旋的

2、物體受到某個(gè)方向的作用力后，此物體將沿著垂直于作用力和自旋軸所形成平面的方向運(yùn)動(dòng)，可以知道原子核自旋在外磁場(chǎng)中將繞主磁場(chǎng)方向作進(jìn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)的頻率明顯低于質(zhì)子的自旋頻率，但比后進(jìn)動(dòng)的頻率明顯低于質(zhì)子的自旋頻率，但比后者更為重要。者更為重要。進(jìn)動(dòng)是核磁（小磁場(chǎng)）與主磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果進(jìn)動(dòng)是核磁（小磁場(chǎng)）與主磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果3t場(chǎng)強(qiáng)中的氫原子核的場(chǎng)強(qiáng)中的氫原子核的進(jìn)動(dòng)頻率進(jìn)動(dòng)頻率為（為（ lamor 頻率）：）： 42.6 x 3 =127.8 mhz不同的場(chǎng)強(qiáng)、不同的原子核決定了不同的進(jìn)動(dòng)頻率。這也是mri能進(jìn)行多核種成像的基礎(chǔ)。在外加磁場(chǎng)中質(zhì)子排列方向平行于主磁場(chǎng)在外加磁場(chǎng)中質(zhì)子排列方向平行于主

3、磁場(chǎng)b bo o 同向?yàn)榈湍芡驗(yàn)榈湍芪晃?；反向?yàn)楦吣芪?；反向?yàn)楦吣芪?；兩者之間的差產(chǎn)兩者之間的差產(chǎn)生縱向磁化。生縱向磁化。盡管每個(gè)質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)產(chǎn)生了縱向和橫向磁化矢量，但由于相位不同，因而只有宏觀縱向磁化矢量縱向磁化矢量產(chǎn)生，并無(wú)宏觀橫向磁化矢量橫向磁化矢量產(chǎn)生。l共振共振低能氫質(zhì)子可以通過(guò)外來(lái)的射頻獲得低能氫質(zhì)子可以通過(guò)外來(lái)的射頻獲得能量，產(chǎn)生共振，進(jìn)入高能狀態(tài)。能量，產(chǎn)生共振，進(jìn)入高能狀態(tài)。磁共振現(xiàn)象磁共振現(xiàn)象是靠射頻線圈發(fā)射是靠射頻線圈發(fā)射無(wú)線電波（射頻脈無(wú)線電波（射頻脈沖）沖）激發(fā)人體內(nèi)的氫質(zhì)子來(lái)引發(fā)的，這種射頻脈激發(fā)人體內(nèi)的氫質(zhì)子來(lái)引發(fā)的，這種射頻脈沖的頻率必須與氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率相同

4、，低能的質(zhì)沖的頻率必須與氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率相同，低能的質(zhì)子獲能進(jìn)入高能狀態(tài)子獲能進(jìn)入高能狀態(tài)l射頻的強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間射頻的強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間中等能量中等能量(90脈沖脈沖)(180脈沖脈沖)通過(guò)外來(lái)射頻給低能的氫質(zhì)子能量，氫質(zhì)子獲得能量進(jìn)入高通過(guò)外來(lái)射頻給低能的氫質(zhì)子能量，氫質(zhì)子獲得能量進(jìn)入高能狀態(tài)，即能狀態(tài)，即核磁共振核磁共振。射頻取消，氫質(zhì)子回到低能狀態(tài)。射頻取消，氫質(zhì)子回到低能狀態(tài)。直至到直至到0狀態(tài)狀態(tài)縱向磁化矢量開(kāi)始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平縱向磁化矢量開(kāi)始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的過(guò)程衡狀態(tài)的過(guò)程。進(jìn)入主磁場(chǎng)后，質(zhì)子自旋產(chǎn)生的核磁與主磁場(chǎng)相互作用發(fā)生進(jìn)動(dòng) 進(jìn)動(dòng)使每個(gè)質(zhì)子的核磁存在方向穩(wěn)定的縱向磁化分

5、矢量和旋轉(zhuǎn)的橫向磁化分矢量 由于相位不同，只有宏觀縱向磁化矢量產(chǎn)生，并無(wú)宏觀橫向磁化矢量產(chǎn)生無(wú)線電波激發(fā)使磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)90度，關(guān)閉無(wú)線電波后，磁場(chǎng)又慢慢回到平衡狀態(tài)（縱向) 指90度脈沖關(guān)閉后，在主磁場(chǎng)的作用下，縱向磁化矢量開(kāi)始恢復(fù)，直至恢復(fù)到平衡狀態(tài)的縱向磁場(chǎng)強(qiáng)度63%所需的時(shí)間，反映組織t1弛豫的快慢。)1 (1/0ttzemm 指90度脈沖關(guān)閉后，63%所需的時(shí)間，反映組織t2弛豫的快慢。2/0ttxyemm磁共振磁共振“加權(quán)成像加權(quán)成像”l所謂的加權(quán)就是所謂的加權(quán)就是“重點(diǎn)突出重點(diǎn)突出”的意思的意思 t1加權(quán)成像（加權(quán)成像（t1wi）-突出組織突出組織t1弛豫（縱弛豫（縱向弛豫）差別向弛豫

6、）差別 t2加權(quán)成像（加權(quán)成像（t2wi）-突出組織突出組織t2弛豫（橫弛豫（橫向弛豫）差別向弛豫）差別 質(zhì)子密度加權(quán)成像（質(zhì)子密度加權(quán)成像（pd）突出組織氫質(zhì)子含）突出組織氫質(zhì)子含量差別量差別反映組織縱向弛反映組織縱向弛豫的快慢！豫的快慢！平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)90縱向弛豫縱向弛豫90反映組織橫向反映組織橫向弛豫的快慢！弛豫的快慢！平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)90度激發(fā)后度激發(fā)后采集信號(hào)時(shí)刻采集信號(hào)時(shí)刻水水一般說(shuō)來(lái)，一種組織的一般說(shuō)來(lái)，一種組織的t2值小于其值小于其t1值。值。t1值較大的組織，其值較大的組織，其t2值一般也較大；即值一般也較大；即t1值值與與t2值有某種程度上的相關(guān)性。值有某種程度上的相關(guān)性。 t1white matter 390gray matter 520csf 2000skeletal muscle 600fat 180liver 270renal medula 680re